《2022年高考化学必备专题复习化学反应速率与化学平衡 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考化学必备专题复习化学反应速率与化学平衡 .pdf（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习必备欢迎下载2014 高考必备专题化学反应速率和化学平衡【考纲解读】【高考预测】一、化学反应速率1定义：单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化（以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示），用来衡量化学反应进行快慢的物理量。2表达方式tAcvA)(，式中 c(A) 表示物质A的物质的量浓度的变化，单位为 mol/L ，t 表示时间，单位为s（秒） 、min（分） 、 h（时）。v(A) 表示物质A的化学反应速率。单位是 mol/(L s) 或 mol/(L min) 或 mol/(L h)。3化学反应速率的规律同一化学反应，用不同物质的量浓度变化变化表示的化学反应速率之比等于化
2、学方程式中相应物质的计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如：对于化学反应：a A(g) + b B(b) = c C(g) + d D(g)，则存在v(A) ：v(B) ：v(C) ：v(D) = a ： b：c：d。注意：化学反应速率均为正值；化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率；由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯固体和纯液体参加的反应，一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率 对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其速率的值可能不同，但这些不同的数值表示的是同一个化学反
3、应在同一段时间内的反应，所以为相同的速率。所以比较速率时不能只看速率的数值，还要说明是用那种物质表示的速率。（5）化学反应速率大小的比较由于同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aAbB=cCdD，比较v(A)a与v(B)b，若v(A)av(B)b，则 A表示的反应速率比B大。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页学习
4、必备欢迎下载二、影响化学反应速率的因素主要因素为内因：参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同，物质的结构不同，都会导致反应速率的不同。注意事项：在讨论压强对化学反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，对于气体参加的反应体系来说，有以下几种情况精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 18 页学习必备欢迎下载4催化剂对化学反应速率的影响结论：当其他条件不变时，加入催化剂（一般指正催化剂）可以加快化学反应速率。理论解释：当其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的途径，降低化学反应的活化能，使活化
5、分子的百分含量增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。注意事项：a催化剂：能改变化学反应速率，而本身的组成、质量以及化学性质不发生改变的物质。b催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏， 这种现象叫做催化剂中毒，工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化处理以除去杂质。c由于加入催化剂可以在很大程度上增加活化分子的百分含量，所以加入催化剂可以成千上万倍的加快化学反应速率。5其他因素的影响光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响，另外形成原电池也是加快化学反应速率的一种方法。6浓度、压强、温度、催化剂的变化
6、与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 18 页学习必备欢迎下载系。条件变化反应体系内变化注意点浓度增大单位体积内分子总数增加，反应速率增大。活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多，引起单位体积内活化分子总数增多。压强增大单位体积内气体分子总数增加，反应速率增大。无气体物质参加或生成的反应，压强变化不影响反应速率。可逆反应中， 增大压强正、 逆反应速率都加快，减小压强逆反应速率都减慢。温度升高分 子 的 平 均 能 量 升高，使反应速率增大。温度每升高10，反应速率通常增大到原
7、来的24倍。可逆反应中，升高温度正、逆反应速率都增大，降低温度正、逆反应速率都减小。使用正催化剂改变了反应历程，反应易于发生，使反应速率增大。催化剂降低了活化能，使一部分原先的非活化分子变为活化分子，提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大，是工业生产中改变反应速率的主要手段。 正逆反应速率都增大，且正逆反应速率以相同的幅度增大。7. 数形结合思想 用化学反应速率图像突破化学平衡概念速率 时间图像定性揭示了v正、v逆随时间 ( 含条 件改变对速率的影响) 而变化的规律， 体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响，以及由此引发的平衡移动。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平
8、衡体系增大反应物的浓度v正、 v逆均增大， 且 v正v逆正向移动减小反应物的浓度v正、 v逆均减小， 且 v逆v正逆向移动任一平衡体系增 大 生 成 物的浓度v正、 v逆均增大， 且 v逆v正逆向移动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 18 页学习必备欢迎下载减小生成物的浓度v正、 v逆均减小， 且 v正v逆正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增 大 压 强 或升高温度v正、 v逆均增大， 且 v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、 v逆均减小， 且 v正v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正 催
9、 化 剂 或增大压强v正、 v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、 v逆同等倍数减小例 1.（2013四川理综化学6）在一定温度下，将气体X 和气体 Y各 0.16mol 充入 10L 恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g) 2Z(g) H (正) C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D. 其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大答案 .C三、化学平衡1化学平衡的标志（1）定义在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡（2）可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应
10、方向进行的反应，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 18 页学习必备欢迎下载化学方程式中向右进行的反应叫正反应，向左进行的反应叫逆反应。可逆反应的特点：整个体系中无论反应物还是生成物在反应结束后都不会消失。（1）直接（特征）标志： V正=V逆：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等，但对不同物质而言，速率不一定相等。现以 N2（ g） 3H2（g）2NH3（g）为例，在单位时间、单位体积内：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 18 页
11、学习必备欢迎下载小结： 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 系中各成分的浓度（ 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的质量分数一定平衡（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。 （如反应前后气体体积不变的反应）不一定平衡正逆反应速率的关系（1）单位时间内消耗了mmolA 同时生成 mmolA ，则 v正=v逆（对于同一物质而言）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（3）v（A） ：v（B） ：v（C
12、） ：v（D）=m ：n：p：q（ v正不一定等于v逆）不一定平衡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 18 页学习必备欢迎下载（4）在单位时间内生成了n molB ，同时 消耗了 q molD （因均指v逆）不一定平衡压强（1）若 m+np+q 时，总压力一定（其它条件一定）平衡（2）若m+n=p+q 时，总压力一定（其它条件一定）不一定平衡混 合 气 体 的 平 均相对分子质量Mr （1） 当 m+np+q 时 Mr=m （气）/n（总）平衡（2） Mr 一定时，但m+n=p+q时不一定 平衡温度任何化学反应都伴随着能量变
13、化，当体系温度一定时（其他不变）平衡体系的密度（）密度一定m气V（固定容积不变）不一定平衡其他如体系颜色不再变化时等平衡四、化学平衡的移动1. 影响化学平衡的因素化学平衡移动的实质是外界因素破坏了原平衡状态时v正= v逆的条件，使正、逆反应速率不再相等，然后在新的条件下使正、逆反应速率重新相等，从而达到新的化学平衡。也就是说，化学平衡的移动是：平衡状态不平衡状态新平衡状态。（1）浓度对化学平衡移动的影响：增加反应物的浓度化学反应速率变化情况：在平衡体系中v( 正) = v( 逆 ) ，达到平衡态。当增加反应物浓度时，正反应速率加快，逆反应速率不变，则v( 正) v( 逆)，平衡向正反应方向移动
14、，当=时，达到平衡态。图像表示为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 18 页学习必备欢迎下载图像表示为：由图像可知，平衡态的化学反应速率大于平衡态的化学反应速率。增加生成物的浓度，平衡向逆向移动，且新的平衡时的速率大于原来的平衡速率，减少生成物的浓度化学反应速率的变化情况：在平衡体系中v( 正) = v( 逆)，达到平衡态。当减小生成物的浓度时，正反应速率不变，逆反应速率减慢，则v( 正 ) v( 逆 ) ，平衡向正反应方向移动，当=时，达到平衡态。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
15、- - - -第 9 页，共 18 页学习必备欢迎下载由图像可知，平衡态的化学反应速率大于平衡态的化学反应速率。c结论：增大压强，平衡向气体总体积缩小的方向移动，且新平衡时的速率大于原来的平衡速率。减小体系压强a化学反应速率变化情况：在平衡体系中v( 正) = v( 逆) ，达到平衡态。当减小体系压强时，由于反应物和生成物的浓度都减小，所以正逆反应速率都减慢，但由于a+b c +d ，系数越大，速率改变也越大，则v(正) v( 逆) ，平衡向正向移动，当=时，达到平衡态。图像表示为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 18
16、页学习必备欢迎下载2. 由浓度变 化引起平衡正向移动时，反应物的转化率的变化应具体分析：对于有多个反应物的可逆反应，如果增大某一反应物的浓度，则该物质自身的转化率减小，其他物质的转化率增大；若按原比例同倍数的增加反应物的量，平衡正向移动，此时反应物的转化率与反应条件和反应前后气体物质的化学计量数的变化有关：在恒温恒压下，反应物的转化率不变；在恒温恒容的条件下：若反应前后气体物质的化学计量数不变，反应物的转化率不变；若反应后气体物质的化学计量数增大，反应物的转化率减小；若反应后气体物质的化学计量数减小，则反应物的转化率增大。对于只有一种物质参加的可逆反应，增大反应物的量，平衡正向移动，反应物的转
17、化率有三种情况：若反应前后气体物质的化学计量数不变，反应物的转化率不变；若反应后气体物质的化学计量数增大，反应物的转化率减小；若反应后气体物质的化学计量数减小，则反应物的转化率增大。3. 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。说明：（1）改变影响平衡的条件，只能是浓度、压强和温度。其中压强只针对有气体参加的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页学习必备欢迎下载可逆反应。（2）原理的适用范围是只有一个条件发生变化时的可逆反应，多项条件
18、改变时的情况比较复杂，一般不考虑。（3）平衡移动的结果是只能减弱外界条件的变化，但不能抵消。总之：加谁减谁，但绝不能抵消这种改变。3. 化学平衡的计算产率 =产物实际产量 / 理论产量 100%混合物组分的百分含量平衡总量平衡量（3）三个常用公式T、V相同时，或混合气体的相对分子质量M m n（运用质量守恒定律计算混合气体的质量，运用方程式的计量数计算混合气体的总物质的量）混合气体的密度Dm V （运用质量守恒定律计算混合气体的质量，注意恒容和恒压对体积的影响）4. 化学平衡图像. 对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的
19、原理挂钩。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页学习必备欢迎下载（2）看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。（3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v（吸） v(放)，在速率 -时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度， v(吸 )大增， v(放)小增，增大反应物浓度，v(正)突变， v(逆)渐变。（4）注意终点。 例如在浓度 -时间图上， 一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结
20、合有关原理进行推理判断。.对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。（2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。（3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。（4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。（5）先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。（6）定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。（7）常见平衡图像类型(1) 浓度 时间
21、图： 此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如 ABAB反应情况如图1 所示， 解该类图像题要注意各物质曲线出现折点( 达到平衡 ) 的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。(2) 速率时间图：如Zn 与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2 所示的情况，解释原因：AB 段(v渐增 ) ，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大； BC段(v 渐小 ) ，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H+) 渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。(3) 含量时间温度( 压强 ) 图：常见形式有如
22、下几种。(C% 指产物的质量分数；B% 指某反应物的质量分数)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页学习必备欢迎下载(4) 恒压 ( 温) 线( 如图3 所示 ) ：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c) 或反应物的转化率( ) ，横坐标为温度(T) 或压强 (p) ，常见类型如下所示：(5) 其他：如图4 所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率( ) 与温度 (T) 的关系曲线，图中标出的1、2、 3、4 四个点，表示v 正v 逆的点是3，表示 v 正v 逆的点是1，而 2、4 点表示 v 正=v 逆。规律方
23、法解图像题三步曲：“一看 ”“ 二想 ”“ 三判断 ”(1) “一看 ” 看图像看面：弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。(2) “二想 ” 想规律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 18 页学习必备欢迎下载看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3) “三判断 ”通过对比分析，作出正确判断
24、。总之：图像上升为加条件图像下降为减条件；图像过原平衡点一般为改变浓度引起的；若图像只上升而不移动则为使用催化剂或者是气体分子数不变反应加压引起；“定一议二、先拐为大”5.化学平衡常数1）概念在一定温度下，当一个可逆反应达到_时，生成物_与反应物_的比值是一个常数，用符号_表示。2）表达式对于反应mA(g) nB(g)pC(g) qD(g) ，K_( 固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中 )。3）意义(1)K值越大，反应物的转化率_，正反应进行的程度_。(2)K只受 _影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3) 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡
25、常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。6.等效平衡的分类及判断方法1）含义在一定条件下 ( 恒温恒容或恒温恒压) ，对同一可逆反应体系，_时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量_。2）原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量_。由于化学平衡状态与_有关，而与建立平衡的_无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件( 温度、浓度、压强等) 完全相同，则可形成等效平衡。3）分类及判断方法(1) 等温、等容条件下，对于左右气相物质
26、的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质( 一边倒 ) ，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g) B(g)3C(g) D(g) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 18 页学习必备欢迎下载A B C D 等效说明2 mol 1 mol 0 0 互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数) 相同4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol
27、 0.5 mol 0 1 mol 3 mol 1mol 0 0 3 mol 1 mol (2) 等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质( 一边倒 ) ，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g) B(g)3C(g) D(s) A B C D 等效说明互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量( 物质的量分数、质量分数、体积分数 ) 相同2 mol 1 mol 0 0 4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0 1 mol
28、 3 mol 1mol 0 0 3 mol 1 mol (3) 等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量， 若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质( 一边倒 ) ，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g) B(g)3C(g) D(g) A B C D 等效说明互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量( 物质的量分数、质量分数、体积分数) 相同2 mol 1 mol 0 0 4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0 1 mol 3 mol 1mol 0 0 3 mol 1 mol 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 18 页