高考化学第18讲化学反应速率平衡常数及转化率.docx

1、高考化学 第18讲 化学反应速率平衡常数及转化率2017年高考化学 第18讲 化学反应速率、平衡常数及转化率【教学目标】1.了解化学反应速率的概念及反应速率的表示方法。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。2.知道化学平衡常数的涵义，会根据化学反应书写化学平衡常数的表达式；能够利用化学平衡常数进行简单的计算。【高频考点聚焦】考点1 化学反应速率一、表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。二、表达式vc/t，单位：mol/(Ls)或mol/(Lmin)，如密闭容器中，合成氨的反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，开始时c(N2)8 mo

2、l/L，2 min后c(N2)4 mol/L，则用N2表示该反应的反应速率为2mol/(Lmin)。三、化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。【方法技巧】(1) 由vc/t计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2) 同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3) 对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故一

3、般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。【典例探究】【典例1】化学反应速率的概念及应用1、(2014高考北京卷) 一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 mol/(Lmin)B610 min的平均反应速率：v(H2O2)v(B)/n，则反应速率AB。(3) 注意单位是否统一。【高频考点聚焦】考点2 影响反应速率的因素一、内因

4、：反应物本身的性质是主要因素,如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgAl。二、外因(只改变一个条件，其他条件不变) （1）浓度增大反应物浓度，反应速率加热，反之减慢。 （2）压强对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢。 （3）温度升高温度，反应速率加快，反之减慢 （4）催化剂使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同。 （5）其他因素反应物间的接触面积、光辐射、放射线辐射、超声波等。【方法技巧】 (1) 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。 (2) 压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时也

5、可以从浓度是否发生改变的角度来分析，若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 (3) 改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率不一定发生变化。【典例探究】【典型1】化学反应速率影响因素1、(2015湖南师大附中月考) 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/ molL1反应温度/C铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A第4组实验的反应速率最慢B第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mo

6、lL1C第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 molL1D第3组实验的反应温度低于30 【方法技巧】(1) 浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的实质改变了单位体积内活化分子的数目，单位体积内的活化分子数目增加，反应速率加快；反之减慢。(2) 压强对反应速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。(3) 温度改变对任何反应的速率都有影响。【高频考点聚焦】考点3 化学反应速率图像一、速率时间图像例如：Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。原因解释：AB段(v渐大)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v渐小)，则主要因为随反应的进行，溶

7、液中c(H)减小，导致反应速率减小。二、物质的量(或浓度)时间图像例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 1由图像得出的信息是(1) X、Y是反应物，Z是生成物；(2) t3时反应达平衡，X、Y没有完全反应。 2根据图像可进行如下计算：(1) 某物质的平均速率、转化率，如v(X)mol/(Ls)； Y的转化率100%。(2) 确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1n3)(n2n3)n2。三、速率外界条件图像以N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ/mol为例。1速率浓度(c)图像条件

8、变化速率变化速率变化曲线增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正v逆减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆v正增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆v正减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v逆2. 速率温度(T)的图像条件变化速率变化速率变化曲线升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆3.速率压强(p)图像条件变化速率变化速率变化曲线增大压强v正、v逆均增大，且v正v逆减小压强v正、v逆均减小，且v逆v正4.速率催化剂图像使用催化剂，v正、v逆同等倍数增大，图像为说明：(1)条件增强，曲线在原图像的上方；条件减弱，曲线在原图像的下方。(2)浓度改变时，图

9、像曲线一条连续，一条不连续；其他条件改变，图像曲线不连续。(3)对于反应前后气体的体积不变的反应，改变压强时，v正、v逆同等倍数增大或减小。【方法技巧】分析化学反应速率图像有三看 看面：弄清纵、横坐标的含义； 看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率； 看点：弄清曲线上点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。【典例探究】【典型1】化学反应速率图像题 1(教材改编) 对于反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0。(1) 此反应的平衡常数表达式为K_。(2) 温度降低，则平衡常数K值_(填“增大”、“减小”或“不变”)。【方法技巧】应用化学平衡常数时应注意的四个问题1

10、化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。2化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。3反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作一个常数，而不计入平衡常数表达式中。4化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。【高频考点聚焦】考点5 有关化学平衡的计算1分析三个量：起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系(1) 对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2) 对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3) 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(m

11、ol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx则有：(1)K(2) cA平 (molL1)。(3) A平 100%，(A)(B) 。(4) A 100%。(5) (6) (混) (gL1)。(7) (gmol1)。【方法技巧】有关化学平衡计算的三点注意事项(1) 注意反应物和生成物的浓度关系：反应物：c(平)c(始)c(变)；生成物：c(平)c(始)c(变)。(2) 起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，各物质的浓

12、度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。【典例探究】【典型1】用“三段式”进行计算1在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10% C15% D20%【典型2】化学平衡及化学平衡常数的综合计算1(1)下列叙述中，不正确的是_。 A某特定反应的平衡常数仅是温度的函数 B催化剂不能改变平衡常数的大小 C平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡 D化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 (2) 将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： NH4I(s) N

13、H3(g)HI(g)；2HI(g) H2(g)I2(g) 达到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(HI)4 molL1，则此温度下反应的平衡常数为_，反应的平衡常数为_，相同温度下H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常数为_。【方法技巧】 1有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数、物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算。 2在进行有关化学平衡的“三段式”计算时，要注意，各物质的起始量、平衡量和转化量三者单位的统一。 3凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。【高考真题】1、（2015安徽）汽车尾气中，产生NO的反应为：N2(g)+O2(

14、g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下面曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间变化。下列叙述正确是（） A.温度T下，平衡常数K= B.温度T下，随着进行，混合气体密度减小 C.b对应条件改变可能是加入了催化剂 D.若b对应条件改变是温度，可判断H02、（2015课标全国）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关

15、系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1) 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。(2) 上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_ (以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v正_min1。(3) 由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。1、(2014

16、课标全国) 已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2I H2OIO慢； H2O2IO- H2OO2I快下列有关该反应的说法正确的是() A、反应速率与I的浓度有关 B、IO也是该反应的催化剂 C、反应活化能等于98 kJmol1 D、v(H2O2)v(H2O)v(O2)2、(2013高考四川卷) 在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g) 2Z(g) Hv(正)C该温度下此反应的平衡常数K1.44D其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大3、（2014大纲全

17、国卷）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：反应AX3(g)X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。 图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b_、c_。 用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为_；实验a和c的平衡转化率：a为_、c为_。 【第1

18、8讲 化学反应速率、平衡常数及转化率 参考答案】典例剖析1 【典例1】 1、C 【典型2】 1、D典例剖析2 【典型1】 1、D 典例剖析3 【典型1】1、C 2、D 【典型2】1、(1)3XY2Z(2)0.05 molL1min1(3)0.9放热(4)B典例剖析4 【典型1】1、A 【典型2】1、答案：(1)(2)减小典例剖析5 【典型1】1、C 【典型2】1、(1)D(2)2064真题现场1、A 2、 (1)(2)k正/K1.95103(3)A点、E点1、 A 2、 C 3、 1.7104 molL1min1bca加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)2(1)50%40%