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1、精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -化学反应速率和化学平稳章末总结 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.学会化学平稳状态及其移动方向的判定； 3.学会化学平稳的运算方法；4.把握图像题与等效平稳的分析方法；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、(2) 浓度转变,可使气体间或溶液中的化学反应速率发生转变；固体或纯液体的浓度可视为常数,它们的物质的量的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. 压强转变压强, 对化学反应速率产生影响的根本缘由是引起浓度的转变；对于有气体参与的反应体系,有以下几种情形：引起引起引起(1) 恒温时：增大压强 体积缩小 浓度增大 反应速率增大；(2) 恒容时引起引起引起充入气体反应物 反应物浓度增大 总压强增大 反应速率增大；引起充入“稀有气体” 总压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变；引起引起引起(3) 恒压时：充入“稀有气体”体积增大 各物质浓度减小
3、反应速率减小；3. 温度(1) 温度上升,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) 温度上升,吸热反应和放热反应的速率都增大；试验测得,温度每上升10 ,化学反应速率通常增大为原先的2 4 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 ；催化剂能转变反应路径、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；- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 2 页,共 11 页试验编号TK298大理石规格粗颗粒 1HNO浓度 mol L2.00试验目的 试验和探究HNO 3 浓度对该反应速率的影响粗颗粒 试验和
4、探究温度对该反应速率的影响 试验和探究大理石规格 粗、细 对该反应速率的影响(2) 催化剂只有在相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转变正、逆反应速率,对化学平稳状态无影响, 生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率；特殊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, 逐一转变一个因素而保证其他因素相同,通过试验分析得出该因素影响反应速率的结论,这种方法叫变量掌握法；【例 1】某探究小组用 HNO 3 与大理石反应过程中质量减小的方法,争论影响反应速率的因素,所用 HNO 3 浓度为 1.00 mol
5、L、2.00 mol L,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,试验温度为 298 K 、308 K ；请完成以下试验设计表,并在试验目的一栏中填出对应的试验编号： 113解析考查影响反应速率的因素的试验设计；试验和探究 HNO 3 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HNO 3 浓度不同；同理,和应挑选不同的温度、和应挑选不同的规格,而另外2 个条件相同；答案 298粗颗粒1.00 3082.00298细颗粒2.00 二化学平稳状态的特点及其判定方法1. 化学平稳状态具有的“五大特点”(1) 逆：指化学平稳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
6、头仍是从逆反应方向开头,或同时从正、 逆反应方向开头, 以肯定的配比投入反应物或生成物,就可以达到相同的平稳状态；(2) 动：指动态平稳,即化学反应处于平稳状态时,正、逆反应并未停止,仍在进行,只是精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -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：指参与反应的各组分的含量保持不变,即各组分的浓度、质量分数、体积分数有气体参与的可逆反应 、反应物的转化率等均
7、保持不变；(5) 变：指平稳移动；可逆反应的平稳状态是相对的、临时的,当外界某一条件转变时,原 平稳被破坏,化学平稳向着减弱这种转变的方向移动,在新的条件下达到新的平稳状态； 懂得感悟“肯定条件”、“可逆反应”是前提,“相等”是实质,“保持不变”是标志；【例 2】肯定温度下,向某容积恒定的密闭容器中充入1 mol N 2、3 mol H 2,经充分反应后达到如下平稳： N2g 3H 2g高温、高压催化剂2NH 3g ,以下有关说法中正确选项A. 达平稳后再加入肯定量的N 2,体系内各物质含量不变B.N 2 、H 2、NH 3 的浓度肯定相等C.反应没有达到平稳时,NH 3 会不断地分解,达到平
8、稳时就不会再分解D.平稳时, N2、H 2 物质的量之比为 13解析化学平稳是一种相对平稳,条件转变后原先的平稳状态就会被破坏,A 错； 化学平稳又是一种动态平稳,平稳时正、逆反应仍在进行,C 错；平稳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、H 2 的物质的量之比为1 3,而 N 2、H2 的起始量之比是 1 3,故平稳时仍是 1 3；答案D2. 化学平稳状态判定的“四大依据”(1) 对于一般可逆反应,以2SO2g O2 g催化剂2SO3g 为例：如各组分的物质的量、 浓度不发生变化, 就反应已达到平稳状态； 如用反应速率关系表示化学平稳状态, 式
9、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, 就达到化学平稳状态；(2) 对于有有色气体存在的反应体系,如2NO 2gN 2O4g 等,如体系的颜色不再发生转变,就反应已达平稳状态；(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 N2g 高温、高压3H 2g催化剂2NH 3g ,如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,就说明反应已达平稳状态；对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生转变的反应,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
10、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稳状态；- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 3 页,共 11 页精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - - - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 13 页,共 11 页(4) 从微观的角度分析,如反应 N2 g 3H 2g应达到了平稳状态；高温、高压催化剂2NH 3g,以下各项均可说明该反断裂 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 m
11、ol N H 键；生成 1 mol N N 键的同时生成 6 mol N H 键；特殊提示1从反应速率的角度来判定反应是否达到平稳时,速率必需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,如保持不变,说明可逆反应达到了平稳状态；【例 3】 在肯定温度下的定容容器中,当以下哪些物理量不再发生变化时,说明反应 Ag2BgCg Dg 已达到平稳状态的是 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 vC 与 vD 的比值
12、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11A. B. C.D. 解析要懂得化学平稳状态的特点“等、动、定”的含义, 在判定化学平稳状态时仍要留意 反应前后气体体积是否相等；题给反应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,如混合气体的压强、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稳状态；而中 m g 始终V 容不变化,中没指明反应进行的方向,mg始终不变化,在定容容器中,混合气体的总体积不能作为判定依据,反应未达到平稳时,C、D 气体的分子数之比也为1 1；答案B三化学平稳移动及其移动方向的判定1. 化
13、学平稳移动的分析判定方法应用上述规律分析问题时应留意：(1) 不要把 v 正增大与平稳向正反应方向移动等同,只有 v 正v 逆时,才使平稳向正反应方向移动；(2) 不要把平稳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,平稳向正反应方向移动, 反应物转化率才提高； 当增大一种反应物的浓度,使平稳向正反应方向移动,会使另一种反应物的转化率提高；2. 化学平稳移动原理 移动方向的判定方法 外界条件对化学平稳的影响可依据勒夏特列原理：假如转变影响平稳的一个条件如浓度、压强或温度等 ,平稳就向着能够减弱这种转变的方向移动；(1) 对原理中“减弱这种转变”的正确懂得应当是上升温度时,平稳向
14、吸热反应方向移动； 增加反应物,平稳向反应物削减的方向移动；增大压强,平稳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,达到新平稳时此物理量更靠近转变的方向；如增大反应物A的浓度,平稳正移,但达到新平稳时,A的浓度仍比原平稳时大；同理,如转变温度、压强等,其变化也相像；3. 实例分析反应实例条件变化与平稳移动方向达到新平稳时转化率变化情形2SO2g O2g2SO3gH K, v 正v 逆； Qv 逆；(3) cA 平n A 平Va mxV；4 A n A 消耗 100%mx 100%；n A 起始an5 A n A 平 100% ；总始(6)
15、平稳时与起始时的压强比p平n平 p n始a b pq m n x a b同 T、V 时,混合气体的密度比1 2M 1同 T、p 时,M 21 2V2同质量的气体时 等；V1m(7) 混合气体的密度混 VaM A bM BVg L 1 T、V 不变时, 不变；maM A bM B 1(8) 混合气体的平均摩尔质量M n a b p q mg mol； n x【例 5】已知可逆反应： Mg NgPg QgH0,请回答以下问题；(1) 某温度下, 反应物的起始浓度分别为cM 1 molL 1,cN 2.4 mol L 1 ；达到平稳后,M 的转化率为 60%,此时 N 的转化率为；(2) 如反应温度
16、不变,反应物的起始浓度分别为cM 4 molL1 ,cN a mol L 1衡后, cP 2 mol L 1,就 a ；达到平(3) 如反应温度不变,反应物的起始浓度为cM cN b mol率为；解析用“平稳三段式法”,借助平稳常数来串联运算：1Mg NgPg Qg起始 mol L 112.40 0L 1,达到平稳后, M 的转化 1变化 mol L0.60.60.60.6 1平稳 mol L0.41.80.60.6N 0.6 100% 25%, K 0.6 0.60.5 ；22.4起始 molL 1平稳 molL 10.41.84a002a 222由 K 2 22 a 2 0.5,解得 a
17、6；3起始 molL 1bb0 0平稳 molL 1b 1 xb 1 xbxbxbx 2由 K b 1 x 2 0.5,解得 x 41.4%；答案125%26341.4%【例 6】在 2 L 的密闭容器中,放入0.4 mol A和 0.6 mol B ,在肯定温度下,压强为p,催化剂加入催化剂 体积忽视 ,发生反应： 2Ag 3BgxCg 2Dg ,保持温度不变, 在a min 后反应达到平稳状态,容器中cD 0.1 mol(1) 物质 B 的转化率是；(2) 化学反应速率 vC 是；(3) x 为；L 1,容器内压强变为0.9p,就：解析2Ag 3BgxCg2Dg起始 mol:0.40.60
18、0转化 mol:0.20.30.1x0.2平稳 mol:0.20.30.1x0.2 B0.3 mol 100% 50%；0.6 mol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 0.2 0.3 0.1x0.21 0.9,解得 x 2, vC 0.2 mol /2 L a min 0.1/a mol L 1min 1；答案150%20.1/ a mol L 1 1min32五化学反应速率和化学平稳图像题型与分析方法1. 主要题型(1) 分析条件对化学反应速率及平稳的影响；(2) 由反应判定图像的正误；(3) 由图像判定反应特点 确定反应中各物质的化学计量数、判定热效应或气
19、体物质化学计量数间的关系 ；(4) 由反应和图像判定图像或曲线的物理意义；(5) 由图像判定指定意义的化学反应；(6) 由反应和图像判定符合图像变化的外界条件等；化学反应速率和化学平稳图像,如按其图像特点、纵坐标与横坐标表示的意义可分为全程速率 时间图浓度 时间图含量 时间 温度图含量 时间 压强图含量 时间 催化剂图恒压 或恒温 线图2. 分析方法分析解答化学反应速率和化学平稳图像题目的方法技巧可概括为9 字步骤：看图像,想规律,作判定；8 字技巧：定一议二,先拐先平；(1) 看图像一看“面” 即看清横坐标和纵坐标；二看“线” 即看线的走向、变化的趋势；三看“点” 即起点、 终点、转折点、
20、拐点、交叉点 ；四看帮助线 如等温线、 等压线、 平稳线等 ； 五看定量图像中有关量的多少；(2) 想规律即联想外界条件的转变对化学反应速率和化学平稳的影响规律；(3) 作判定依题意认真分析,作出正确判定；特殊值得留意的是：图像中有三个量时,应确定一个量不变,再争论另两个量的关系,即“定一议二”；曲线中先显现拐点的, 该曲线在所示条件下先显现平稳,该曲线所示的温度较高或压强较大或使用了催化剂,即“先拐先平”；假如曲线反映为达到平稳的时间不同但平稳状态相同,就可能是加入催化剂或对气体体积不变的反应转变压强使其速率发生变化但平稳不移动,或是几种等效平稳的曲线；化学反应速率在平稳图像中往往隐含显现,
21、曲线斜率大的表示速率快,相应的条件可能是温度较高或压强较大或使用了催化剂；【例 7】 已知某可逆反应 mAg nBg qCg H 在密闭容器中进行； 如图表示在不同时刻 t、温度 T 和压强 p 下 B 物质在混合气体中的体积分数 B 的变化情形；以下推断中正确选项 A. p1p2, T1q, H0B.p1T2, m nq, H0C.p1p2, T1T2, m nq, H0D.p1T2,m n0解析比较温度或压强的大小, 就是要比较达到平稳所用的时间,时间越短, 就温度或压强越高；比较 T2、p1 和 T1、p1 可知 T1T2,由 T1T2, T 降低, B 增大,平稳左移,就正反应为吸热反
22、应, H0；比较 T1 、p1 和 T1、 p2 可知 p2p1,由 p1 p2, p 上升, B 增大,平稳左移,就 m nq；答案 D六运用“化归思想”懂得等效平稳原理1. 用“化归思想”懂得不同条件下等效平稳原理(1) 恒温恒容条件恒温恒容时, 对一般可逆反应, 不同的投料方式假如依据化学方程式中化学计量数之比换算到同一边时,反应物或生成物 中同一组分的物质的量完全相同,即互为等效平稳；恒温恒容时, 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同的投料方式假如依据化学方程式中化学计量数的比例换算到同一边时,只要反应物或生成物 中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平稳；(2) 恒温恒压条件
23、在恒温恒压时, 可逆反应以不同的投料方式进行反应,假如依据化学方程式中化学计量数比 换算到同一边时, 只要反应物 或生成物 中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平稳；此时运算的关键是换算到一边后只需比例相同即可；条件等效条件结果恒温恒容：反应前后气体分子数不等的可逆反应恒温恒容：反应前后等气体分子数的可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量相同投料换算成相同物质表示的物质的量等比例两次平稳时各组分百分含量、n、 c 均相同两次平稳时各组分百分含量相同, n、c 同比例变化恒温恒压：全部可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量等比例两次平稳时各组分百分含量相同, n、c 同比例变化2. 利用
24、“一边倒法”判定等效平稳判定等效平稳四步曲：第一步,看；观看可逆反应特点 物质状态、气体分子数 ,判定反应前后等气体分子数的可逆反应和反应前后不等气体分子数的可逆反应； 其次步, 挖；挖掘题目条件,区分恒温恒容和恒温恒压,留意密闭容器不等于恒容容器；第三步,倒；采纳一边倒法,将起始物质转化成一边的物质；第四步,联；联系等效平稳判定依据,结合题目条件判定是否达到等效平稳；懂得感悟抓住题目所给条件,从化学平稳与路径无关动身,结合平稳移动原理,将各种情形转化成“同组成浓度是否相等”化归思想 ,从而判定是否达到等效平稳状态；【例 8】 已知 H 2g I 2g2HIgH0,有相同容积的定容密闭容器甲和
25、乙,甲中加入 H 2 和 I2 各 0.1 mol ,乙中加入 HI 0.2 mol ,相同温度下分别达到平稳；欲使甲中 HI 的平稳浓度大于乙中 HI 的平稳浓度,应实行的措施是A. 甲、乙提高相同温度B. 甲中加入 0.1 mol He ,乙不转变C.甲降低温度,乙不变D.甲增加 0.1 mol H 2,乙增加 0.1 mol I 2解析此题考查化学平稳移动和恒温恒容条件下的等效平稳原理；依据化学平稳只与始、 终态有关, 与路径无关； 甲、乙能达到同一平稳状态, HI 浓度相等； 上升温度 HI 浓度都减小, 不能判定甲中 HI 的平稳浓度大于乙中HI 的平稳浓度, A 选项错误；向甲中充入氦气,因 为容积不变,各物质浓度不变,平稳不移动,甲、乙中HI 的平稳浓度相等,B 选项错误； 对甲降温, 平稳向右移动, HI 浓度增大, 乙中 HI 浓度不变, C 选项正确； 甲增加 0.1 mol H 2, 乙增加 0.1 mol I2,甲、乙中 HI 浓度增大程度相等,使甲、乙中HI 的平稳浓度相等,D 选项错误；答案 C懂得感悟化学平稳与起始反应物投料有关,与路径无关； 采纳“一边倒法”, 将产物全部转化成反应物,在等温等容条件下,只要起始物质浓度相等,都能达到同一平稳状态；