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1、第一节 化学反应速率及影响因素1.了解化学反应速率的概念及定量表示方法。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识其一般规律。一、化学反应速率单位:mol/(Ls)或molL-1min-1 表达式:v=c/t2.与计量系数关系及速率大小的比较3.几点注意: 平均速率与瞬时速率 纯固体、纯液体、溶液中的溶剂和开放容器中的气体 的浓度为常数 研究对象可以是可逆反应,也可是非可逆反应1.概念:例1:一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是:A.该反应的方程式为3B4D6A2CB.反应进行到1s时
2、,v(A)v(D)C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05 mol/(Ls)D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等C二、有效碰撞1.几个概念:活化能、活化分子、有效碰撞2.浓度、压强、温度、催化剂的影响单位体积内有效碰撞次数化学反应的速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用正催化剂 三、影响反应速率的因素1.了解全局。内因:反应物本身的性质;外因:浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小、构成原电池、光、(溶液酸碱性)以及超声波、放射线、电磁波、溶剂等。例2:pH和体积相同的盐酸与醋酸分别同时与过量锌粒(大小相同)反应,正确的是:A.开始产生氢气的速率
3、:v(HCl)v(CH3COOH)B.开始产生氢气的速率:v(HCl)v(CH3COOH)C.7秒时产生氢气的速率:v(CH3COOH)v(HCl) D.最终产生氢气的量:n(HCl)n(CH3COOH)2.浓度越大,反应速率越快;固体看表面积与扩散。CD3.温度每升高10,反应速率一般加快24倍。例3:某反应温度每升高10反应速率为原来的2倍,现在温度升高100,反应速率为原来的多少倍?三、影响反应速率的因素只适用于气体参加的反应。压强通过浓度起作用。区别恒温恒容与恒温恒压例4:反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎没影响的
4、是:A.增加C的量 B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大D.保持压强不变,充入N2使体系体积增大ACA.恒温恒容时充惰性气体,容器内气体的压强增大,但是各反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变。B.恒温恒压通惰性气体,容器内压强不变,但是容器容积增大,各反应物和生成物的浓度减小,相当于减小压强,反应速率减小。4.压强:三、影响反应速率的因素 同程度改变正逆反应速率,但平衡不移动。 物理性质改变、化学性质不变。 正催化剂(默认)、负催化剂。例5:容积为2L的密闭容器中,充入X、Y气体各2mol,发生可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),达到平衡,以Y的浓度改变表示
5、的反应速度与时间t的关系如图,则Y的平衡浓度表达式正确的是:A.2-Saob B.1-Saob C.2-Sabdo D.1-SbodtV/(mol.L-1.s-1)v正正v逆逆aobdB判断:碳酸钙与盐酸反应过程中,再增加CaCO3固体可以增大反应速率。判断:在恒容容器中进行的反应2SO2+O22SO3,向容器中通入N2,容器内压强增大,反应速率增大。5.催化剂四、速率时间图像对可逆反应:改变反应物(生成物)浓度、改变气体体系的压强(=与)、改变温度、加催化剂。例6:对放热反应:N2+3H22NH3t2时刻改变的条件是_,t3时刻改变的条件是_,t5时刻改变的条件是_。升高温度减小压强催化剂B
6、C 1.(2012上海)为探究锌与稀硫酸的反应速率(以v(H2)表示)。向反应混合物中加入某些物质,下列判断正确的是:A.加入NH4HSO4固体,v(H2)不变B.加入少量水,v(H2)减小C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小随堂练习:2.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是: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 C.R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0.04molL-1min
7、-1 A3.铁粉与足量1 mol/L盐酸反应,为了加快反应速率且不影响产生氢气的量可以加入:2 mol/L的硝酸溶液 少量CuSO4(s) 少量铜粉少量CH3COONa(s) 对溶液加热 向反应液中通入HCl气体 加入过量铁粉 将铁粉改为铁片随堂练习:第二节 化学平衡状态 化学平衡的移动 1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。1.定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。2.特征: 逆、动、等(V正=V逆0)、定、变3.化学平衡的建立与途径无
8、关4.平衡状态判断方法: 正=逆(本质):同种物质;不同物质。组分不变:质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数、总体积、总物质的量、总压强、平均摩尔质量、混合气体的密度、转化率、产率。外部特征:颜色、温度一、化学平衡可逆反应:相同条件、同时进行、不彻底例:能够说明N2+3H22NH3反应在体积不变的密闭容器中已达到平衡状态的是:容器内N2、H2、NH3三者共存 容器内N2、H2、NH3三者浓度相等容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2容器内N2、H2、NH3的反应速率比恰为1:3:2tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2每断裂
9、3molH-H键的同时,断裂6molN-H键容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化一、化学平衡(2012山东)反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是:ad一、化学平衡例:恒温恒容时,当下列物理量不变时,表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡的是:A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量BC二、影响化学平衡的因素温度 正反应方向 条件的改变(其他条件不变) 增大反应物浓度或
10、减小生成物浓度 逆反应方向 气体总体积减小的方向 减小压强 平衡移动的方向 浓度 减小反应物浓度或增大生成物浓度 压强(有气体)反应前后气体分子数改变 增大压强 气体总体积增大的方向 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 升高温度 吸热方向 降低温度 放热方向 催化剂对化学平衡没有影响。二、影响化学平衡的因素勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。例:已知:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)在一定条件下达到化学平衡后,降低温度,混合物的颜色变浅,下列关于该反应的说法正确的是:A.该反应为放热反应B.降温后 CO
11、 的浓度增大C.降温后 NO2的转化率增加D.降温后 NO 的体积分数增大E.增大压强混合气体的颜色不变F.恒容时,通入 He 气体,混合气体颜色不变G.恒压时,通入 He 气体,混合气体颜色不变ACDF(2011安徽)电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq)H0三、平衡图像(09广东)取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)H0,反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量,并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列
12、示意图中,可能与实验结果相符的是: BD四、等效平衡1、定义:在一定的条件下,对同一可逆反应只要起始加入物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的含量相同,这种平衡叫等效平衡。2.对定义的理解一定的条件:通常可以是同T同V,同T同P。含量相同(相同的平衡状态):通常是指平衡混合物各组分的百分含量相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。平衡状态(终态)只与始态有关,而与途径无关(如:无论反应从什么方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。3.判断方法把起始加入物质尽可能转化到同侧起始浓度相当的判断(1)同T同V下 A.气体体积变化:等
13、效转化后,各物质的量均相同。 B.气体体积不变:等效转化后,各物质的量成比例。(2)同T同P下:等效转化后,各物质的量成比例。例:(03全国)某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是:A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1mol C等效平衡的构建隔板法四、等效平衡(04广东)在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与
14、第一次平衡时相比,NO2的体积分数:A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断CB例:体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2O22SO3并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为:A等于p% B大于p% C小于p% D无法判断转化率:牺牲一个,幸福全家(家里不只一个)四、等效平衡(08全国)在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:CO2H2COH2O甲aa0
15、0乙2aa00丙00aa丁a0aa上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是:A乙丁丙甲 B乙丁甲丙C丁乙丙甲 D丁丙乙甲A四、等效平衡基本方法“三段式”五、平衡计算例:一定温度下,10L密闭容器中充入5molSO2和3molO2,平衡时,混合气体中SO3的体积分数为46.2%。则SO2的转化率为: %,平衡时O2的浓度 molL1,平衡时容器内的压强为反应前压强的 倍。答案:60,1.5,13/16第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向三年17考 高考指数:1.理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的
16、重要作用。一、化学平衡常数1.表达式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)浓度为平衡时的浓度。2.表达式注意事项:K105时认为该反应基本进行完全。固体与纯液体浓度可看为常数,不代入K的计算。H2O只要作溶剂,就不代入平衡常数表达式,如:NH4Cl+H2ONH3H2O+HCl;H2O是气体,必须代入K的计算;非水溶液中进行的反应,如果有水参加或生成,则应代入平衡常数表达式,如:CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l)CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l)K值与方程式系数有关。pqmnc (C) c (D)c (A) c (B)K=4.数值的意义3.影响因素:2.适用范围可逆反应、电
17、离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等。温度判断移动方向反应进行的程度。QcK:逆向移动;Qc0)完成下列填空:一、化学平衡常数在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80g,则H2的平均反应速率:_mol/(Lmin);该反应的平衡常数表达式K=上述反应达到平衡后,下列说法正确的是:a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小C.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动0.0234226212SiClNHHClbd一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是:a.3v逆(N2)=v正(H2) b.v正(HCl)=4v正(SiCl4) c.混合气体密度保持不变 d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6 若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比_m/n(填“”、“=”或“”) 一、化学平衡常数ac0)二、化学反应进行的方向1.自发过程在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。焓判据(H)熵判据(S)复合判据:G =H-TSGls