高三专刊化学反应速率和化学平衡重点内容分析讲解和典型应用

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网高三复习专刊化学反应速率和化学平衡重点内容分析讲解和典型应用一．化学反应速率（一）复习目标1．了解化学反应的速率的表示方法及外界条件对它的影响。了解活化分子与反应速率的关系及影响因素。2．掌握化学反应速率大小的判断。（二）知识结构化意义：表示化学反应进行快慢的物理量学单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加单位：mol/(L·min)反表示方法或mol/(L·S)应一般不能用固体物质表示速内因（主要因素）：参加反应物质的性质率浓度压强外因温度催化剂其它因素：光、颗粒大小、溶剂、形成原电池等说明：1．从物质结构（化学键）去理解影响化学反应速率的主要因素内因。化学反应实质是旧化学键的断裂，新化学键的形成。即反应物分子中化学键断裂成原子，原子重新组合成分子。这个变化是通过有效碰撞来实现的。温度升高或使用催化剂会使活化分子百分数增加，而浓度、压强加大可增加单位体积内活化分子总数即活化分子浓度，而使反应速率增大。2．用同一个反应中同一反应物或同一生成物浓度的减少或增加表示此反应速率时，如果使用单位不同，速率的数值不同。如某物质速率为0.6mol/(L·min)和0.01mol/(L·S)是相等的。3．同一化学反应用不同物质表示的速率大小可不同，但表示的意义相同，并且没有正负。同一化学反应用不同物质表示速率时数值之比等于方程式的化学计量数之比。例1：已知4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O若反应速率分别用3NHv、OHNOOvvv22、、[mol/(L·min)]表示，则正确的是（）（A）2354ONHvv＝（B）OHOvv2265＝（C）OHNHvv2332＝（D）NOOvv＝254分析：从化学计量数看，在相同条件下，NONHOOHvvvv＝322，所以只有（D）是正确的。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网．4NH3＋5O24NO＋6H2O，在5升密闭容器中进行，半分钟后，NO物质的量增加了0.3mol，则此反应速率Vx为（）（A）2Ov＝0.01mol/(L·S)（B）NOv＝0.008mol/(L·S)（C）OHv2＝0.003mol/(L·S)（D）3NHv＝0.002mol/(L·S)分析：根据4NH3＋5O24NO＋6H2O的化学计量数知3226454NHNOOHOVVVV＝＝＝因vNO＝SLmol3053.0＝0.002mol/(L·S)，则＝3NHV0.002mol/(L·S))/(0025.0)/(002.0452SLmolSLmolvO＝＝)/(003.0)/(002.0462SLmolSLmolvOH＝＝答案：C、D。例3、某温度下，2N2O5＝4NO2＋O2开始进行反应时，c(N2O5)＝0.0408mol/L。经1分钟后，C(N2O5)＝0.030mol/L，则该反应的速率为（）（A）v(N2O5)＝1.8×10－4mol/(L·S)（B）v(N2O5)＝1.08×10－2mol/(L·S)（C）v(O2)＝1.8×10－4mol/(L·S)（D）v(NO2)＝2v(N2O5)分析：根据同一化学反应用不同物质表示速率时数值之比等于方程式的化学计量数之比。答案：AD。4．其它条件不变时，对于有气体参加或在溶液中进行的反应，增大反应物的浓度，可增加单位体积内活化分子数，可增大反应速率，反之减慢反应速率。只增加固体反应物的量，不改变化学反应的速率。有气体参加的化学反应，加大压强可以增大化学反应的速率，如果充入与反应体系无关的气体，压强增大，反应速率不变。也就是说，增大压强，必须是增大了气体反应物的浓度才使反应速率加快，反之减慢。升高温度无论是吸热还是放热反应，活化分子百分数增加，单位体积内活化分子数升高，化学反应速率加快，但升高温度吸热反应的速率加快的更多些。温度每升高10℃，化学反应速率增加到原来的2－4倍。使用催化剂，降低反应所需要的能量，增加了单位体积内活化分子百分数，有效碰撞次数增多，成千成万倍增大反应速率。另外扩大接触面（粉碎）等也可加大反应的速率。例4：对于反应M＋N→P，如温度每升高10℃，反应速率增加到原来的3倍。在10℃时完成反应的10％需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10％需要时间（min）为（）（A）2（B）3（C）6（D）9分析：温度由10℃→40℃反应速率增加33倍，所需时间54min/33＝2min。答案：A。例5：在带有活塞的密闭容器中发生反应：Fe2O3＋3H2＝2Fe＋3H2O，采取下列措施不能改变反应速率的是（A、D）学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网（A）增加Fe2O3的量（B）保持容器体积不变，增加H2输入量（C）充入N2，保持容器内压强不变（D）充入N2，保持容器内体积不变分析：充入与反应体系无关的气体，压强增大，反应速率不变。只增加固体反应物的量，不改变化学反应的速率。答案：AD二．化学平衡（一）复习目标1．了解可逆反应、化学平衡常数的涵义；理解化学平衡的涵义和标志。2．掌握化学平衡和化学反应速率的内在联系。（二）知识结构概念化动：V正＝V逆≠0动态平衡学特点定：外界条件一定时，各组分浓度一定（不是相等）平变：外界条件改变，平衡被破坏，发生移动产生新平衡衡平衡常数原因：反应条件改变，引起V正≠V逆结果：v、各组分浓度：均发生变化化学平衡移动v正v逆向正反应方向移动方向：v正＝v逆不移动v正v逆向逆反应方向移动注意：其它条件不变，只改变影响平衡的一个条件才能应用说明：化学平衡的概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫做化学平衡。.特点：(1)“等”——处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠O。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。(2)“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡，(可逆反应进行到最大的程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。(3)“动”——指定化学反应已达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。(4)“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)。而与达平衡的过程无关(化学平衡状态即可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡即被打破，在新的条件下再改变时，在新的条件下建立起新的化学平衡。※可逆反应达平衡状态的标志（1）反应体系中各物质组成成份的浓度保持一定．．，不随时间而变化。（注意不是浓度相学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网等）（2）因平衡时V正＝V逆，某反应物（或生成物）消耗的速率（或生成速率）等于该物质生成（或消耗）的速率。反应物生成（或消耗）的速率与生成物生成（或消耗）的速率之比等于方程式中化学计量数之比。（3）在密闭容器中方程两边气体化学计量数之和不等的可逆反应，气体压强或平均相对分子质量不随时间而改变意味达到平衡，注意方程两边气体化学计量数之和相等的可逆反应，气体的压强或平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡。例6．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）（A）单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolAB（B）容器内总压强不随时间改变（C）单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2（D）任何时间内A2、B2的物质的量之比为定值。分析：因为左边化学计量数之和为2，右边也为2，所以无论从左边反应开始，还是从右边加入生成物开始，总过程，气体压强始终不变，所以B是错误的。根据化学计量数关系，如果正反应速率看作单位时间AB生成为2mol的话，逆反应生成B2或A2各1mol，是平衡状态，即正反应速率等于逆反应速率了。（C）是正确的，任何时间内A2和B2反应的化学计量数之比都是1:1，但初始加的A2和B2如果不同，那么它们在反应混合物中物量的量之比不可能为定值。答案：C。例7．在某温度下，反应A(g)＋3B(g)2C(g)容器中达到平衡的标态是（）（A）C生成的速率与C分解的速率相等（B）单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB（C）容器内总压强不随时间而改变了。（D）A、B、C分子数之比为1：3：2分析：注意（B）中单位时间内生成nmolA和同时生成3nmolB，都是逆反应，没有正反应速率的比较，所以是错误的。答案：A、C。例8．下列说法中可以说明N2＋3H22NH3已达平衡的是（CD）（A）在一个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂（B）在一个N≡N键断裂的同时，有2个N－H键断裂（C）在一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂（D）在3个H－H生成的同时，有6个N－H键生成分析：（A）中N≡N键断裂的同时，H－H键断裂，都是正反应在进行。由方程式知一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂，前者是向正向进行，后者是向逆向进行，且按化学计量数比进行，可以认为是正反应速率等于逆反应速率了。注意一个NH3分子中有3个N-H键。（4）可逆反应：mA(g)+nB(g)PC(g)+qD(g)，化学平衡常数：nmqpBcAcDcCcK)}({)}({)}({)}({式中A、B、C、D的浓度均为平衡浓度学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网化学平衡常数的大小与起始浓度无关，只随温度变化而变化，K值越大（一定温度下）说明反应进行程度越大，反应物转化率也越大。4．某可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只要正反应起始浓度与逆反应起始浓度相当，在相同条件下，可达到同一平衡状态。例9．在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)达平衡时，c(C)＝Wmol/L。若维持容器内体积和温度不变，按下列四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为Wmol/L的是（）（A）1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5D（B）2molA＋1molB＋3molC＋1molD（C）3molC＋1molD＋1molB（D）3molC＋1molD分析：根据反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)（A）1mol0.5mol1.5mol0.5mol可看作1.5molC和0.5molD是AB投料后反应的生成物，即它们相当于A和B分别投料1mol和0.5mol，则原始A、B各投料2mol和1mol。D中是从逆反应开始，但起始浓度与正反应起始浓度相当，所以（A）（D）是正确选项。而（B）相当于正反应起始浓度4molA和2molB，则平衡时c(C)Wmol/L，而（C）相当于正反应起始浓度为2molA和2molB，则平衡时A的转化率提高，c(C)Wmol/L。答案：AD例10．在一恒定的容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%，若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A:0.6mol，B:0.3mol，C:1.4mol充入容器。达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x值为（）A．只能为2B．只能为3C．可能为2，也可能为3D．无法确定分析：①