高中化学知识专题6化学反应速率平衡.docx

1、高中化学知识专题6化学反应速率平衡专题六：化学反应速率与平衡基础知识1. 化学反应速率：. 化学反应速率的概念及表示方法：通过计算式：v =c /t来理解其概念：化学反应速率与反应消耗的时间(t)和反应物浓度的变化(c)有关；在同一反应中，用不同的物质来表示反应速率时，数值可以相同，也可以是不同的。但这些数值所表示的都是同一个反应速率。因此，表示反应速率时，必须说明用哪种物质作、为标准。用不同物质来表示的反应速率时，其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比。如：化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的：v(A)v(B)v(C)v(D) = mnpq 一般来说，化

2、学反应速率随反应进行而逐渐减慢。因此某一段时间内的化学反应速率，实际是这段时间内 的平均速率，而不是瞬时速率。. 影响化学反应速率的因素：I. 决定因素（内因）：反应物本身的性质。 . 条件因素（外因）（也是我们研究的对象）：1. 浓度：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大活化分子总数，从而加快化学反应速率。值得注意 的是，固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数；2. 压强：对于气体而言，压缩气体体积，可以增大浓度，从而使化学反应速率加快。值得注意的是，如果增 大气体压强时，不能改变反应气体的浓度，则不影响化学反应速率。. 温度：其他条件不变时，升高温度，能提高反应分子的能量，增加活化分子

3、百分数，从而加快化学反应速率。. 催化剂：使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。. 其他因素。如固体反应物的表面积（颗粒大小）、光、不同溶剂、超声波等。2. 化学平衡：（1） 化学平衡研究的对象：可逆反应。（2） 化学平衡的特征：动：动态平衡。平衡时v正=v逆 0 等：v正v逆定：条件一定，平衡混合物中各组分的百分含量一定（不是相等）；变：条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡。化学平衡的标志：（处于化学平衡时）：、速率标志：v正v逆0；、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化；、反应物

4、反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同；、对于气体体积数不同的可逆反应，达到化学平衡时，体积和压强也不再发生变化。化学平衡状态的判断：举例反应 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v正=v逆平衡 在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC，均指v正 不一定平衡 vA:vB:vC:vD=m:n:p:q

5、，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n molB，同时消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡压强 m+np+q时，总压力一定（其他条件一定） 平衡 m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定） 不一定平衡混合气体的平均分子量 一定时，只有当m+np+q时，平衡 一定，但m+n=p+q时，不一定平衡温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时 平衡体系的密度 密度一定 不一定平衡3化学平衡移动：勒夏持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的 方向移动。其中包含：影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；原

6、理的适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况（即温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时 发生变化时，情况比较复杂；平衡移动的结果：只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。平衡移动：是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后， 可能发生平衡移动。即总结如下：、平衡移动与转化率的关系：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。、影响化学平衡移动的条件：化学平衡移动：（强调一个“变”字）1 浓度、温度的改变，都能引起化学平衡移动。而改变压强则不一定能引起化学平衡移动。 2 强调：气体体积数发生变化的可逆反应，改变压强则能引起化学平衡移动；气体体

7、积数不变的可逆反应，改变压强则不会引起化学平衡移动。催化剂不影响化学平衡。速率与平衡移动的关系：I. v正= v逆，平衡不移动； . v正 v逆，平衡向正反应方向移动；. v正 b + c ： A的转化率增大；若a c+ d，A、B的转化率都增大；如a + b p+q。若转化率降低，则表示m+np+q。定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 化学反应速率 化学反应进行的快慢程度，用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 表达式：v（A）=c(A)/t 单位：mol/(Ls)或

8、mol/(Lmin) 影响化学反应速率的因素：温度，浓度，压强，催化剂。 另外，x射线，射线，固体物质的表面积也会影响化学反应速率 化学反应的计算公式: 例 对于下列反应: mA+nB=pC+qD 有v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q 对于没有达到化学平衡状态的可逆反应: v(正)v(逆) 影响化学反应速率的因素： 压强： 对于有气体参与的化学反应，其他条件不变时（除体积），增大压强，即体积减小，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快；反之则减小。若体积不变，加压（加入不参加此化学反应的气体）反应速率就不变。因为浓度不变，单位体积

9、内活化分子数就不变。但在体积不变的情况下，加入反应物，同样是加压，增加反应物浓度，速率也会增加。 温度： 只要升高温度，反应物分子获得能量，使一部分原来能量较低分子变成活化分子，增加了活化分子的百分数，使得有效碰撞次数增多，故反应速率加大（主要原因）。当然，由于温度升高，使分子运动速率加快，单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快（次要原因） 催化剂： 使用正催化剂能够降低反应所需的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高了单位体积内反应物分子的百分数，从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之。 浓度： 当其它条件一致下，增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目，从

10、而增加有效碰撞，反应速率增加，但活化分子百分数是不变的 。 其他因素： 增大一定量固体的表面积（如粉碎），可增大反应速率，光照一般也可增大某些反应的速率；此外，超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响。 溶剂对反应速率的影响是一个极其复杂的问题，一般说来： （1）溶剂的介电常数对于有离子参加的反应有影响。因为溶剂的介电常数越大，离子间的引力越弱，所以介电常数比较大的溶剂常不利与离子间的化合反应。 （2）溶剂的极性对反应速率的影响。如果生成物的极性比反应物大，则在极性溶剂中反应速率比较大；反之，如反应物的极性比生成物大，则在极性溶剂中的反应速率必变小。 （3）溶剂化的影响，一般说来。作用物与生成

11、物在溶液中都能或多或少的形成溶剂化物。这些溶剂化物若与任一种反应分子生成不稳定的中间化合物而使活化能降低，则可以使反应速率加快。如果溶剂分子与作用物生成比较稳定的化合物，则一般常能使活化能增高，而减慢反应速率。如果活化络合物溶剂化后的能量降低，因而降低了活化能，就会使反应速率加快。 （4）离子强度的影响（也称为原盐效应）。在稀溶液中如果作用物都是电介质，则反应的速率与溶液的离子强度有关。也就是说第三种电解质的存在对于反应速率有影响. 【例1】在一定温度下，反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 ( C )A. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的AB B. 容

12、器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B21. 2012江苏化学卷10下列有关说法正确的是A.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0 B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈C.N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，其他条件不变时升高温度，反应速率(H2)和氢气的平衡转化率均增大 D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应B 解析：本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池

13、电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于选修四P34-P36中化学方向的判断。B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。2. 2012江苏化学卷14温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5，反应PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：t/s05

14、0150250350n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20下列说法正确的是A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 molL1s1B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11 molL1,则反应的H0C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%C 解析：本题素材似乎来源于选修四课本第32页习题的第8题，属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学

15、生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。A.反应在前50 s内的平均速率应该是前50 s内PCl3浓度变化与时间的比值，而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。B.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025，再求浓度商（Qc）为0.02,KQc,说明平衡向正反应方向移动。C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增

16、大。D.从等效平衡的角度，先建立原容器两倍关系的模型，即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率应大于80%3. 2012安徽理综化学卷9一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收： 若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其它条件不变，分享出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高的转化率D其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变D 【解析】本题主要考查外界条件对化学平衡的影响，同时考查考生应用基础知识解决简单化学问题的能力。因反应前后气体分子数不等

17、，平衡前容器内压强逐渐变小，A项错误；硫为固体，减少其量不影响化学反应速率，B项错误；升温，平衡左移，SO2的转化率降低，C项错误；只有温度的改变，才能影响反应的平衡常数，故D项正确。4. 2012福建理综化学卷12一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如右图所示。下列判断判断正确的是A在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等B溶液酸性越强，R的降解速率越小CR的起始浓度越小，降解速率越大D在20-25min之间，pH=10时R的平均降解速率为0.04 molL1min1A 解析：从图像中可以读出pH2时，曲线下降是最快的，说明溶液的酸性越强，降解速率

18、越大，所以B项错误。一般来说，反应物的浓度越大，反应速率越大，R的起始浓度越小，其降解的速率越小，C项错误。D项中可计算出其速率为0.04104molL1min1，D项错误。A项中R都是完全降解，降解百分率都是100%。这题是选择题的创新点，题给信息量大，考查学生能力全面，尤其是读图能力要求较高。其中D项要注意横坐标的数量级，不太细心的同学要吃亏。5. 2012重庆理综化学卷13在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)+b(g) 2c(g) H10进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所做的功），下列叙述错误的是A.等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 B.等压时，通入z气体，反

19、应器中温度升高C.等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D.等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大C 6. 2012四川理综化学卷12在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600发生反应：2SO2+O22SO3；H0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡B.降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980gD.达到平衡时，SO2的转化

20、率是90%D【解析】本题考查化学反应速率、平衡及计算。SO3的生成速率和SO2的消耗速率都是正反应速率，两者始终相等，不能说明已达平衡，A错；由于正反应是放热的，所以降温时平衡右移，正反应速率大于逆反应速率，即正反应速率较小程度小于逆反应速率，B错；根据化学方程式知：生成的SO3的物质的量是气体总物质的量减小量的2倍，即0.63 mol，SO2不与BaCl2反应，则生成硫酸钡为0.63 mol，得到146.79 g，C错；根据平衡前后的压强比知反应前气体的总物质的量减小0.315 g，即减小1-82.5%=17.5%，所以反应前气体总物质的量为1.8 mol，O2为1.1 mol，则SO2为0

21、.7 mol.消耗的SO2的物质的量等于生成的SO3的物质的量，即0.63 mol，转化率为0.63 mol/0.7 mol=90%，D正确。7. 2012天津理综化学卷6已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；H 197 kJmol1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙) 2 mol SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是 （ ）A容器内压强P：P甲P丙 2P乙 BSO3的质量m：m甲m丙 2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲k丙 k乙D

22、反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲G丙 2Q乙答案：B考查化学平衡中等效平衡知识。考查的知识点有些单一。等温等容时反应前后气体体积变化的反应规律：将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投料量相等， 则建立的化学平衡是等效的， 简称“ 等量等效” 。 这种情况下的等效平衡中的“ 等效” 指平衡体系中的各种性质( 各对应物的浓度 、 体积分数 、 转化率、 物质的量) 是完全相同的。 类似于数学中的全等三角形， 也可叫“ 全等平衡” 。 甲和乙容器内的平衡是完全相同的平衡（等同平衡），各物理参数除热量都相同。甲和乙的比较可用下图处理帮助理解P甲2P乙，m甲2m

23、乙，K甲K乙， Q乙=197-Q甲，Q甲不等于Q乙所以选B8.2012全国大纲理综化学卷8合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) H 0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是 A 增加压强 B 降低温度 C 增大CO 的浓度 D 更换催化剂 B 【解析】CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) 是一个气体总体积不发生改变的反应，增大压强平衡不移动，CO的转化率不变，A错误；反应式放热反应，降低温度平衡向放热方向移动，B正确；增大CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，CO 的转化率降低

24、，C错误；催化剂对化学平衡没有影响，D错误。【考点】反应条件对化学平衡的影响1 改变温度：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。改变浓度：若QcKc，化学平衡正向（向右）移动。若QcKc，化学平衡逆向（向左）移动。改变压强：若QpKp，化学平衡正向（向右）移动。若QpKp，化学平衡逆向（向左）移动。【点评】：本题属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对平衡移动等有关内容理解和掌握程度；题目推陈出新，难度适中，貌似简单，实则有一定的陷阱，对概念的内涵和外延理解不深刻的考生容易出现失误，非常符合高考选拔人才的要求。9. 2012海南化学卷15(9分)已知A(

25、g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：|温度/ 70090083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式K= ，H 0（填“”“ =”)； (2)830时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0003 molL-1s-1。，则6s时c(A)= molL-1， C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为 ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为 ； (3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (

26、填正确选项前的字母)： a压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变 c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成c和D的物质的量相等 (4)1200时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。【答案】(1) (2)0.022 molL-1 0.09mol 80% 80%(3)c(4)2.5【解析】 (1)因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其K=；由表中数据可知，温度升高，K值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即H0。(2)(A)=0.003 molL-1s-1 ，则6s后A减少的浓度c(A)= (A)t=0.018 molL-1，故剩余的A的浓度为-0.018 molL-1=0.022 molL-1；A减少的物质的量为0.018 molL-15L=0.09mol，根据方程式的系数关系，生成的C的物质的量也为0.09mol。设830达平衡时，转化的A的浓度为x，则： A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始浓度