2021年化学反应速率和化学平衡章末总结-教师版.pdf

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1、化学反应速率和化学平衡章末总结学习目标定位1.熟知外界条件对化学反应速率影响的规律。2.学会化学平衡状态及其移动方向的判断。3.学会化学平衡的计算方法。4.掌握图像题与等效平衡的分析方法。一外界条件对化学反应速率的影响规律影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是指反应物本身的性质；外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如下：1.浓度(1)浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。(2)浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的

2、变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。2.压强改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强引起体积缩小 引起浓度增大 引起反应速率增大。(2)恒容时充入气体反应物引起反应物浓度增大 引起总压强增大 引起反应速率增大。充入“稀有气体”引起总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入“稀有气体”引起体积增大 引起各物质浓度减小 引起反应速率减小。3.温度(1)温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。(2)温度升高，吸热反应

3、和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10，化学反应速率通常增大为原来的24 倍。4.催化剂(1)催化剂对反应过程的影响通常可用下图表示(加入催化剂，B 点降低)。催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的 H。精品w o r d 可编辑资料-第 1 页，共 11 页-(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。(3)对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。特别提示在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一

4、改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论，这种方法叫变量控制法。【例 1】某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为 1.00 mol L1、2.00 mol L1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T(K)大理石规格HNO3浓度(mol L1)实验目的298 粗颗粒2.00()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响()实验和 _探究温度对该反应速率的影响()实验和 _探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影

5、响粗颗粒解析考查影响反应速率的因素的实验设计。实验和探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，和应选择不同的温度、和应选择不同的规格，而另外2 个条件相同。答案298粗颗粒1.00 3082.00 298细颗粒2.00()()二化学平衡状态的特征及其判断方法1.化学平衡状态具有的“五大特征”(1)逆：指化学平衡状态只适用于可逆反应，同一可逆反应，在同一条件下，无论反应从正反应方向开始还是从逆反应方向开始，或同时从正、逆反应方向开始，以一定的配比投入反应物或生成物，则可以达到相同的平衡状态。(2)动：指动态平衡，即化学反应处于平衡状态时，正、逆反应

6、并未停止，仍在进行，只是精品w o r d 可编辑资料-第 2 页，共 11 页-文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP

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12、9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1正、逆反应速率相等。(3)等：指“v正v逆0”。即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓

13、度和生成的物质的量浓度相等，也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等。(4)定：指参加反应的各组分的含量保持不变，即各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。(5)变：指平衡移动。可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的，当外界某一条件改变时，原平衡被破坏，化学平衡向着减弱这种改变的方向移动，在新的条件下达到新的平衡状态。理解感悟“一定条件”、“可逆反应”是前提，“相等”是实质，“保持不变”是标志。【例 2】一定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，经充分反应后达到如下平衡：N2(g)3H2(g)高温、

14、高压催化剂2NH3(g)，下列有关说法中正确的是()A.达平衡后再加入一定量的N2，体系内各物质含量不变B.N2、H2、NH3的浓度一定相等C.反应没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不会再分解D.平衡时，N2、H2物质的量之比为13 解析化学平衡是一种相对平衡，条件改变后原来的平衡状态就会被破坏，A 错；化学平衡又是一种动态平衡，平衡时正、逆反应仍在进行，C 错；平衡时体系内各物质浓度或百分含量保持不变(不是相等)，B 错；D 中因反应中消耗N2、H2的物质的量之比为1 3，而 N2、H2的起始量之比是13，故平衡时仍是13。答案D 2.化学平衡状态判断的“四大依据”(1)对于普

15、通可逆反应，以2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)为例：若各组分的物质的量、浓度不发生变化，则反应已达到平衡状态。若用反应速率关系表示化学平衡状态，式中既要有正反应速率，又要有逆反应速率，且两者之比等于化学计量数之比，就达到化学平衡状态。(2)对于有有色气体存在的反应体系，如2NO2(g)N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。(3)对 于 有 气 体 存 在 且 反 应 前 后 气 体 的 物 质 的 量 发 生 改 变 的 反 应，如N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)，若反应体系的压强不再发生变化、平均相对分子质量不再变化，则说明反应已达平

16、衡状态。对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生改变的反应，反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量都不变，故压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。精品w o r d 可编辑资料-第 3 页，共 11 页-文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N

17、1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:

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22、9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J

23、7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1(4)从微观的角度分析，如反应 N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态。断裂 1 mol N N 键的同时生成1 mol N N 键。断裂 1 mol N N 键的同时生成3 mol H H 键。断裂 1 mol N N 键的同时断裂6 mol N H 键。生成 1 mol N N 键的同时生成6 mol N H 键。特别提示(1)从反应速率的角度来判断反应是否达到平衡时，速率必须是一正一逆(不能同是 v正或 v逆)，且反应速率之比等于化学计量数

24、之比。(2)在可逆反应过程中，能发生变化的物理量(如各组分的浓度、反应物的转化率、混合气体密度、颜色、平均摩尔质量等)，若保持不变，说明可逆反应达到了平衡状态。【例 3】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应 A(g)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态的是()混合气体的压强混合气体的密度B 的物质的量浓度混合气体的总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(C)与 v(D)的比值混合气体的总质量混合气体的总体积C、D 的分子数之比为11 A.B.C.D.解析要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应

25、是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若混合气体的压强、B 的物质的量浓度、混合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而中 m gV 容始终不变化，中没指明反应进行的方向，m(g)始终不变化，在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，反应未达到平衡时，C、D 气体的分子数之比也为11。答案B 三化学平衡移动及其移动方向的判断1.化学平衡移动的分析判断方法应用上述规律分析问题时应注意：精品w o r d 可编辑资料-第 4 页，共 11 页-文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文

26、档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP

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32、9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1(1)不要把 v正增大与平衡向正反应方向移动等同，只有 v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同。当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率才提高；当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向

33、移动，会使另一种反应物的转化率提高。2.化学平衡移动原理(移动方向的判断方法)外界条件对化学平衡的影响可根据勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(1)对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向压强减小的方向移动。(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，达到新平衡时此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A 的浓度，平衡正移，但达到新平衡时，A的浓度仍比原平衡时大；同理，若改变温度、压强等，其变化也相似。3.实

34、例分析反应实例条件变化与平衡移动方向达到新平衡时转化率变化情况2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HK，v正v逆；Qv逆。(3)c(A)平n A平VamxV。(4)(A)n A消耗n A起始 100%mxa100%。(5)(A)n A平n总100%。(6)平衡时与起始时的压强比p平p始n平n始a b pqmn xab(同 T、V 时)，混合气体的密度比12M1M2(同 T、p 时)，12V2V1(同质量的气体时)等。(7)混合气体的密度(混)mVa M A b M BV(g L1)(T、V 不变时，不变)。(8)混合气体的平均摩尔质量M mna M A b M Bab pqmn x(g mo

35、l1)。【例 5】已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)H0，请回答下列问题。(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 mol L1，c(N)2.4 mol L1；达到平衡后，精品w o r d 可编辑资料-第 6 页，共 11 页-文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP

36、4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H

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40、ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F

41、9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文

42、档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1M 的转化率为60%，此时 N 的转化率为 _。(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 mol L1，c(N)a mol L1；达到平衡后，c(P)2 mol L1，则 a_。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b mol L1，达到平衡后，M 的转化率为 _。解析用“平衡三段式法”，借助平衡常数来串联计算：(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)起始(mol L1)1 2.4 0 0 变化(mol L1)0.6 0.6 0.6 0.6 平衡(mol L1)0.4 1.8 0.6

43、 0.6 (N)0.62.4100%25%，K0.60.60.41.80.5。(2)起始 mol L14a00平衡 mol L12 a2 2 2由 K2 22 a2 0.5，解得 a6。(3)起始 mol L1bb00平衡 mol L1b 1xb 1xbxbx由 Kbx2b 1x 2 0.5，解得 x41.4%。答案(1)25%(2)6(3)41.4%【例 6】在 2 L 的密闭容器中，放入0.4 mol A 和 0.6 mol B，在一定温度下，压强为p，加入催化剂(体积忽略)，发生反应：2A(g)3B(g)催化剂xC(g)2D(g)，保持温度不变，在a min 后反应达到平衡状态，容器中c

44、(D)0.1 molL1，容器内压强变为0.9p，则：(1)物质 B 的转化率是 _。(2)化学反应速率v(C)是_。(3)x 为 _。解析2A(g)3B(g)xC(g)2D(g)起始(mol):0.4 0.6 0 0 转化(mol):0.2 0.3 0.1x0.2 平衡(mol):0.2 0.3 0.1x0.2 (B)0.3 mol0.6 mol100%50%。同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即(0.6 0.4)(0.20.30.1x0.2)10.9，解得 x2，v(C)0.2 mol/(2 L a min)0.1/a mol L1 min1。精品w o r d 可编辑资料

45、-第 7 页，共 11 页-文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8

46、J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9N1文档编码:CP4O5W5H9N7 HT10A10O3X4L9 ZW8J7F9A9

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