第三节化学反应速率化学平衡

英才苑会员交流资料保护版权人人有责第三节化学反应速率、化学平衡【知识网络】前提——密闭容器中的可逆反应条件——一定条件的T、P、c——影响化学平衡的因素本质——V正=V逆≠0特征表现——各组分的质达化学平衡标志量分数不变①可先加入反应物，从正向开始途径——②可先加入生成物，从逆向开始③也可同时加入反应物和生成物，从正、逆向同时开始反应快慢反应程度化学反应生产条件选择目的：尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度依据：外界条件对反应速率和化学平衡影响规律①弄清外界条件对速率和平衡影响的一致性和矛盾性原则：②放热反应的温度由催化剂的活性温度决定③符合理论前提下，注意实际可能性（动力、设备）化学平衡化学平衡建立化学平衡移动原因：反应条件改变引起V正≠V逆结果：速率和各组分质量分数与原平衡比较均发生变化①V正V逆右移方向：②V正=V逆不移③V正V逆左移注意：只有改变一个影响平衡条件时才适用浓度：增加反应物浓度，平衡右移压强：加压，平衡向气体体积减小方向移动温度：升温，平衡向吸热方向移动催化剂：（加快反应速率，但对平衡无影响）影响因素计算类型概念：单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示计算公式：V=Δc/Δt（V：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）内因：反应物的性质（决定因素）外因：反应所处的条件，如浓度、温度、催化剂、光照等多种因素都可影响反应速率影响因素：反应速率浓度的计算转化率计算压强或体积比计算英才苑会员交流资料保护版权人人有责【易错指津】1．要正确理解压强对化学平衡影响的实质：是浓度的影响，这是容器的体积改变使气体的浓度同时．．增大或减小。如：恒温恒容密闭容器中反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q达平衡，“通入SO3后，体系压强增大，平衡向正方向移动”的说法是错的。很显然通入SO3后，SO3的浓度增大，平衡向逆方向移动。这里的压强的改变，并未影响SO2和O2的浓度，仅改变了SO3的浓度，对正反应速率无影响。2．分清产量和产率之间的关系：产量是在单位时间内得到产物的多少；产率是实际产量和理论产量的比值。在实际生产过程中要求产量高，而不是产率高，因为未反应的原料可循环使用。3．应用勒沙特列原理研究平衡时，要注意三点：①针对平衡体系。如对一个刚开始的气态反应，增大压强反应总是正向进行而不服从勒沙特列原理；②改变影响平衡的一个条件，可用勒沙特列原理判定移动方向。当有“多个”条件改变时，若多个条件对平衡影响一致，则可强化此平衡移动，但多个条件对平衡影响相反时，应根据各条件改变对平衡影响的程度，判定移动方向；③平衡移动的结果是“减弱”这种改变，而不是“消除”。如给某平衡状态的可逆反应体系升温10℃，由于化学反应向吸热方向进行的结果，使反应体系的最终温度小于(t+10)℃。4．外界条件变化时，我们往往不是从正、逆反应速率增大或减小的程度来判断平衡移动的方向，因为这一变化无法直觉得到，而是从平衡移动的方向来确定正确正、逆反应速率变化的大小。分析平衡是否移动的思路：速率不变：平衡不移动，如容积不变时充入惰性气体程度相同：平衡不移动。如使用催化剂或对气体体积无变化的反应改变压强速率改变程度不同：平衡移动。如浓度、压强、温度改变不要把正反应速率增大与平衡向正方向移动等同起来，正反应速率增大，逆反应速率同时也增大，平衡可能向正反应方向移动，也可能向逆反应方向移动，只有当正反应速率大于逆反应速率时，才使平衡向正反应移动；正反应速率虽然减小，只要正反应速率仍大于逆反应速率，平衡也会向正方向移动。不要把平衡向正方向移动与原料转化率的提高等同起来。当增大一种反应物的浓度，使平衡向正方向移动，会使另一种反应物的转化率增加，但所增加的这种反应物的转化率并没提高。5．化学平衡的移动是有方向性（向右、向左）的，而反应速率的变化是无方向性的，外界条件变化时，对于正、逆反应速率的影响是同步的，如温度升高时，反应的体系同时升高温度，绝不可能温度的变化只作用于正反应或逆反应，而是正、逆反应的反应速率都会增大。由于正、逆反应的反应物速率增大或改小的程度也不一样，就引起了平衡向某一方向的移动。6．达到化学平衡的标志（1）从反应速率判断：V正=V逆①正逆反应的描述②速率相等同一物质消耗和生成同一物质速率的数值相等反应物和生成物消耗或生成不同物质速率的比值与化学计量数相等（2）从混合气体中气体的体积分数或物质的量浓度不变判断（3）从容器内压强、混合气体平均相对分子质量、混合气体的密度不变等判断，需与可逆反改变条件英才苑和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态等因素有关，应具体情况具体分析。【典型例题评析】例1已知反应A+3B2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol.L-1min-1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（2000年全国高考题）A.0.5mol.L-1min-1B.1mol.L-1min-1C.2mol.L-1min-1D.3mol.L-1min-1思路分析：根据“同一反应中各物质化学反应速率之比等于化学计量数之比”的规律可得：V(C)=2V(A)=2×1mol.L-1min-1=2mol.L-1min-1。答案：C方法要领：掌握不同物质变化表示的速率与化学方程式中物质化学计量数的关系和反应速率的概念。运用“反应的速率比等于化学计量数之比”计算不同物质的反应速率，既快又准确。应明确的是：不论以反应物减少的速率还是以生成物增加的速率，其值均大于0；所指的反应速率均为平均速率；解题中要注意反应速率的单位，主要是时间的单位和体积的大小。例2在一定条件下可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（1998年全国高考题）A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C浓度不再变化D.A、B、C的分子数之比为1:3:2思路分析：化学平衡是指在一定的条件下，可逆反应中正逆反应速率相等，反应混合物各组成成分百分含量不再改变时，反应所处的状态。A中：同一物质的生成速率和分解速率即表示为正、逆反应速率A正确；C中：A、B、C浓度不变即其百分含量不变(如反应前后体积不变的气相反应例外)，该选项也正确。而B中的说法符合反应中的任何时刻的情况；D是反应的一种特定情况，分子数比等于化学计量数比与正逆反应速率是否相等没有必然联系，不一定是平衡状态。答案：A、C方法要领：只有对可逆反应达到平衡的标志充分理解，才能顺利完成该题。判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡英才苑，分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是（2000年上海高考题）A.醋酸与锌反应放出的氢气多B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多C.醋酸与锌反应速率大D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大思路分析：影响生成氢气多少的是酸最多提供的H+的物质的量多少，而与其浓度大小无关，影响生成氢气速率大小的是酸已电离的H+浓度大小，而与其物质的量多少无关。n(HCl)=0.01mol/L×0.1L=0.001moln(Zn)=0.03g÷65g.mol-1=0.00046moln(CH3COOH)=(0.101mol/L×0.1L)÷0.001mol(为CH3COOH的电离度)由反应关系可知，两酸均过量，则产生同样多的氢气。c(H+)均为0.01mol/L的两酸稀释相同倍数后，由于醋酸的继续电离度，使得c(H+)醋酸c(H+)盐酸，故醋酸产生氢气的速率大。答案：B、C方法要领：分清反应速率与浓度有关（本题与H+浓度有关，而不是酸的浓度），产生气体的量与金属和酸的相对量有关。例4100mL6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（1995年全国高考题）A.碳酸钠（固体）B.水C.硫酸钾溶液D.硫酸铵（固体）思路分析：H2发生速率取决于[H+]，H2产生的量取决于的H+量，因Na2CO3可与H2SO4反应生成CO2消耗H+，而影响H2产量，水和K2SO4溶液都不消耗H+即不影响产量，但都能稀释H2SO4而降低[H+]，所以B、C均符合条件；(NH4)2SO4固体既不影响H2产量，也不降低发生速率。答案：B、C方法要领：影响化学反应速率的因素有：浓度、压强、温度、催化剂等，该题主要考查浓度对化学反应速率的影响。解题的关键是：所加的物质一是能降低H+的浓度，二是不能消耗H+。符合此条件有：①降低温度；②加水或加NaCl或K2SO4等物质的溶液（注意不能加硝酸盐）；③加强碱弱酸盐（使自由H+的暂时以弱酸的形式储存起来）；④加Cu2+、Cu或炭粉等形成原电池。例5反应2X(g)+Y(g)2Z(g)+热量，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量[n(Z)]与反应时间（t）的关系如右图所示。下列判断正确的是（1997年全国高考题）A.T1T2，P1P2B.T1T2，P1P2C.T1T2，P1P2D.T1T2，P1P2思路分析：压强相同（P2），达到平衡所用的时间T1小，说明T1反应速率快，所以可知T1T2，C、D可能正确；相同温度（T2）时，达平衡后Z的物质的量P1大，说明压强为P1时，平衡向生成Z的方向移动。而生成Z的方向是气体体积减小的方向，所以P1P2。答案：C方法要领：对于速率，平衡图象题，一般可据“早折”“早平衡”“条件高”（即折点代表平衡点，平衡时用的时间短，温度越高，压强越大，浓度越大等）。比较有关条件时，一般是确定其它条件不变，只考虑其中某一个条件的影响。认识图像的方法：（1）一看面：横、纵坐标的含义；函数关系。二看线：坐标中曲线的变化；函数的增减性、斜率等。T1,P2T2,P2T2,P1tn(Z)英才苑会员交流资料保护版权人人有责三看点：曲线上的原点、交点、拐点、特殊点等的含义。（2）遇到有两个变量（如温度和压强）的图像。应先让其中一个条件不变，分析另一个条件变化时对y轴的影响，然后再综合起来解决问题。解化学平衡图像题应特别注意：①“定一议二”，即图像中有三个量时，则确定一个量（恒量）来分别讨论另两个量的关系；②“先拐先平”，即曲线中先出现拐点的，则该曲线所示条件下先出现平衡，该曲线所示温度或压强较大。例6在容积固定的4L密闭容器中进行可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)，并达到平衡，在此过程中以Y的浓度改变表示的反应速率V(正)、V(逆)与时间t的关系如下图。图中阴影部分的面积表示((2000年江苏省