化学反应速率和平衡移动(教师版)

1、莞曦学习中心备课笔记姓名: 年级: 科目: 日期:化学反应速率与平衡移动专题 授课人:卢健东 课前练习:1.反应 ,在不同情况下测得反应速率,其中反应速率 最快的是 A .(D=0.4 mol / (L s B.(C=0.5 mol / (L s C .(B=0.6 mol / (L s D .(A=0.15 mol / (L s 2.某化学反应其 H= 122 kJ/mol, S= 231 J/(mol K ,则此反应在下列哪种 情况下可自发进行A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行C .仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行3.可逆反应 N 2+3H22NH 3的

2、正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表 示。下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是A .正 (N2=逆 (NH3 B. 3正 (N2=正 (H2 C . 2正 (H2=3逆 (NH3 D.正 (N2=3逆 (H24.下列说法正确的是A .增大压强,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大B .升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率可能增大C .加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大D .一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,增大化学反应速率5. 在 2L 密闭容器中加入 4molA 和 6molB , 发生以下反应:4A(g+6B(g 4C(g +5D

3、(g。 若经 5s 后,剩下的 A 是 2.5mol ,则 B 的反应速率是 A . 0.45 mol / (L s B. 0.15 mol / (L s C. 0.225 mol / (L s D. 0.9 mol / (L s 6.有一处于平衡状态的反应:X(s+3Y(g 2Z(g,H <0。为了使平衡向生成 Z 的方向移动,应选择的条件是高温 低温 高压 低压 加催化剂 分离出 ZA . B C. D .7.同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率增大,选用的反应条件正确的组合是反应条件:锌粒 锌片 锌粉 5%盐酸 10%盐酸 15%盐酸 加热 用冷水冷却 不断振荡 迅速混合后静置A.

4、B. C. D 8.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应 达到平衡 时,各物质的物质的量之比为 n(A n(B n(C=2 2 1。保持温度不变,以 2 2 1的 物质的量之比再充入 A 、 B 、 C ,则A .平衡不移动B.再达平衡时, n(A n(B n(C仍为 2 2 1C .再达平衡时, C 的体积分数增大 D.再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减 小9HIn 的有机物,它在水溶液中因存在下列平衡:HIn+(溶液,无色+In -(溶液,黄色 而用作酸碱指示剂。往该溶液中加入 Na 2O 2粉末,则溶液颜色为 A .红色变深 B .黄色变浅 C .黄色变深 D .褪为无色10

5、.向 Cr 2(SO4 3的水溶液中,加入 NaOH 溶液,当 pH=4.6时,开始出现 Cr(OH3沉淀, 随着 pH 的升高,沉淀增多,但当 pH 13时,沉淀消失,出现亮绿色的亚铬酸根离子(CrO 2-。其平衡关系如下:Cr3+3OH- Cr(OH3 CrO 2-+H+H2O(紫色 (灰绿色 (亮绿色 向 0.05mol/L的 Cr 2(SO4 3溶液 50mL 中,加入 1.0mol/L的 NaOH 溶液 50mL ,充分反应后, 溶液中可观察到的现象为A .溶液为紫色 B .溶液中有灰绿色沉淀 C.溶液为亮绿色 D .无法判断答案:1. B 将四个选项都换成同一物质加以比较, A 项

6、中(A=0.2 mol / (L s ; B 项中(A=0.25 mol / (L s ; C 项中(A=0.2mol / (L s ; D 项中(A=0.15 mol / (L s 。2. C 由公式 G= H T S 可知: G= 122×103 J/mol 231T J/(mol K ,要使 G <0,仅在高温下自发进行。3. C 如果对于同一物质的正 =逆 相等, 或各物质的速率之比等于其化学计量数之比, 那么就可以判断反应达到平衡状态。显然只有答案 C 符合题意。4. D 在 A 中增大压强,活化分子数增大,但活化分子百分数没有增大,但是对于固 体或液体的反应,化学反

7、应速率不会增大;在 B 中升高温度,活化分子百分数增大,化学 反应速率一定增大;在 C 中加入反应物,使活化分子数增大,但活化分子百分数不变,化 学反应速率增大。5. C (B= 2.25 mol/2L÷5s=0.225 mol / (L s 。6. C 降温平衡可以向吸热反应方向移动,即向生成 Z 的方向移动;升高压强平 衡可以向体积缩小方向移动,即向生成 Z 的方向移动;分离出 Z 向生成 Z 的方向移动。7. A 锌粉表面积、, 15%盐酸浓度高、加热、不断振荡,都能使反应速率增 大。8. C 保持温度不变, 以 2 2 1的物质的量之比再充入 A 、 B 、 C , 则平衡要

8、向右移动; 但 n(A n(B n(C 它不是按 2 2 1反应的,再达平衡时, n(A n(B n(C 不是为 2 2 1;再达平衡时, C 的体积分数增大;正反应速率与逆反应速率相等。9. D 因为 2Na 2O 2 +2H2O=4NaOH+O2,生成碱使上述平衡向右移动,但又有氧气生成, 最后溶液变为无色。10. C 因为 n(Cr3+/n(OH-= 2×0.05mol/L×0.050L ÷1.0mol/L×0.050L=1/10,则氢氧根离子过量,溶液中存在着大量的 CrO 2-,溶液呈现亮绿色。知识整理知识点 1、理解化学反应速率概念,能进行相

9、关的计算。 (注:高一第二册 P36(1表示方法:用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。表达式:v=t c单位:由浓度的单位和时间的单位决定。 mol/L h 、 mol/L、 min 、 mol/L s (2 例:对于反应:mA+nBpC+qD VA V B V C V D =m n p q 例 1:在一个容积为 5L 的密闭容器中进行可逆反应:4NH 3(气 +5O2(气 4NO(气 +6H2O (气 , 30S 后, NO 的物质的量增加了 0.3mol ,则此反应的平均速率 V x 为( A、 V O 2=0.01mol/L(L S B、 V NO =0.008mol

10、/(L SC、 V H 2O =0.003mol/(L S D、 V NH 3=0.002mol/(L S分析:根据化学反应速率的概念,可先求出以 NO 的浓度变化表示的平均速率,然后依据化 学方程式的系数关系再换算成其它反应物或生成物的平均速率。即:V NO =S L mol 3053. 0 =0.002mol/(L S 则:V NH 3=VNO =0.002mol/(L S VO 2=0.002mol/(L S ×45=0.0025mol/(L S V H 2O =0.002mol(L S ×46=0.003mol/(L S 答案:C 、 D 。知识点 2、理解外界条件

11、(浓度、压强、温度和催化剂等对反应速率的影响。 2. 影响化学反应速率的因素。决定化学反应速率的主要因素是反应物的结构,性质,反应 历程。除此之外,外部条件,为反应物的浓度、压强、温度、催化剂以及固体反应物表面 积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应的速率。(1浓度:在其它条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快;反之则慢。注意:固体,纯液体的浓度均可视作常数。因固体物质间的反应只与接触面积有关,故固 体物质的量的改变对反应速率无影响。(2压强:在其它条件不变时,增大气体反应体系压强,化学反应速率加快;反之则慢。 注意:改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓

12、度改变。所以,在讨论压 强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。对于气体反应体系,有以下几种情况:恒温时:增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快。恒容时: a. 充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快。 b.充入“惰气”总压增大,但各物质浓度不变,反应速率不变。 恒压时:充入“惰气” 体积增大各反应物浓度减少反应速率减 慢。(3温度:其它条件不变时,升高温度,反应速率加快。温度每升高 10,化学反应速率增 大到原来的 2 4倍。升高反应体系的温度,是提高反应速率的有效途径。(4催化剂:使用正催化剂,能加快化学反应速率。反之则反,未特殊指明时,均指正催化 剂。例 2:(08上海卷等质量

13、的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同 时间 t 产生气体体积 V 的数据,根据数据绘制得到图 1,则曲线 a 、 b 、 c 、 d 所对应的实验 组别可能是( A . 4-3-2-1 B. 1-2-3-4 C. 3-4-2-1 D. 1-2-4-3答案:A 、 C解析:化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关,实验 1的盐酸的浓度 最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最慢;由于实验 3的反应温度比实验 2的反应 温度高, 所以反应速率实验 3大于实验 2; 而实验 4和实验 3虽然浓度相同, 但反应的温度 不同,物质的状态也不相同,所以不能比较。课堂反馈 (1

14、1、对已达化学平衡的下列反应 2X (g + Y(g (g 减小压强时,对反应产生的影 响正确的是( A .逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动 B .逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动C .正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动D .正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动2、设 C + CO2 Q 1反应速度为 V 1, N 2 + 3H23 + Q2 反应速度为 V 2,对于上 述反应,当温度升高时 V 1和 V 2的变化情况为( A .同时增大 B.同时减小 C.增大,减小 D.减小,增大3、已知反应 在某段时间内以 A 的浓度变化表示的化学反应速

15、率为 1 mol/L min 则此段时问内以 C 的浓度变化表示的化学反应速率为( A .0.5 mol/L min B. 1mol/L min C . 2 mol/L min D. 3 mol/L min 4、某温度时,在 2L 容器中, X 、 Y 、 Z 三种物质的物 质的量随时间变化的曲线如图所示。 由图中数据分析, 该 反 应 开 始 至 2min 时 , X 的 平 均 反 应 速 率为 , Z的浓度为 ;该反应的化学方程式为: 。知识点 3、可逆反应、化学平衡的概念,是否达到化学平衡状态的判断。(1 可逆反应 (两同一不能,同一条件,正逆同时进行,不能进行到底(2化学平衡状态概念

16、:在一定条件下可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混 合物中各组分的质量分数保持不变的状态。(3判断方法,变量不变的时候达到平衡。例 3:H 2(g+ I2(g 2HI(g已经达到平衡状态的标志 。 c(H2=c(I2=c(HI时 c(H2:c(I2:c(HI=1:1:2时 c(H2 、 c(I2 、 c(HI不再随时间而改变 单位时间内生成 nmolH 2的同时生成 2nmolHI 单位时间内生成 nmolH 2的同时生成 nmolI 2 反应速率 v(H2 =v(I2=vc(HI一个 H-H 键断裂的同时有两个 H-I 键断裂 温度和体积一定时,容器内压强不再变化 温度和体积一定时

17、,混合气体的颜色不再变化温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化答案:小结 :判断化学平衡的几种标志:(常用方法(1 V 正 =V逆;判断方法是将其所描述的各种状态向特殊形式转化,看其是否能转化为或 相当于 v (正 =v (逆(2反应混合物中各物质的浓度(质量、质量分数、摩尔数、平均分子量等不变。(3对于反应前后气体是等体积变化的可逆反应来讲,混合气体的总压强、总体积、总物 质的量、平均分子量不再发生改变,是不一定达到平衡的。(4颜色不再发生改变;(5对于同一物质来讲,化学键断裂的数目等于化学键生成的数目。(6在密闭的反应体系中,温度不再发生改变,

18、都可以说明达到平衡。知识点 4、应用勒夏特列原理解释浓度、压强、温度对化学平衡移动的影响。 (1勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等,平衡就向 着能够减弱(注意这种改变的方向移动。(2平衡移动就是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的 平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。可总结如下: (3外界条件对化学平衡的影响。1. 浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度都会使平衡向正反应方向移 动。改变物质浓度不包括固体和纯液体,即固体或纯液体物质的量的增加和减少,不影响 浓度,从而不影响化学反应速率,也不影响化学平衡。2. 压强:其它条件不

19、变时,增大压强,会使平衡向气体体积缩小的方向移动。注意:若反应前后气体体积无变化, 改变压强, 能同时改变正、 逆反应速率, v 正=V 逆, 平衡不移动。压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化,若平衡混合物的体积不变,而加 入“惰气”,虽然总压变化了,但平衡混合物的浓度仍不变,速率不变,平衡不移动。 若加入“惰气”,保持总压不变,此时只有增大体系体积,这就相当于降低了平衡体系 的压强,平衡向气体体积增大的方向移动。3. 温度:在其它条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度,平衡 向放热反应方向移动。4. 催化剂:催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,因此不影响化学平

20、衡,但可大大缩 短反应达到平衡所需的时间。例 4:下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( A .饱和食盐水法收集 Cl 2 B. 温度控制在 500有利于合成氨反应C .加入催化剂有利于氨的合成 D.工业制取金属钾 Na(l+ KCl(l NaCl(l+ K(g选取适宜的温度 , 使 K 成蒸气从反应混合物中分离出来答案:C知识点 5、化学平衡常数和判断化学反应方向的方法。 (1 . 化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数

21、,用 K 表示,这个常数叫化学平衡常数。(2 . 对于可逆化学反应 m A+n B pC+qD在一定温度下达到化学平衡时,其平衡常数表达式为: 注意:K 只与温度有关,与反应物或生成物的浓度变化无关。(3 . 判断化学反应进行方向的方法。1. 能量判据:体系趋向于能量降低2. 熵判据:体系趋向于混乱度增大 S3. 复合判据:自由能 G= H-T S ,若 G<0,反应自发进行;若 G>0,反应不能自发进行; G=0,反应处于平衡状态。知识点 6、化学反应速率和化学平衡的原理应用于工业生产上(合成氨、制硫酸等的问题讨论,并能进行图象分析。 (注:高一第二册 P55-581、化工生产适

22、宜条件选择的一般原则:(1转化率的问题。 (2实际生产中设备的问题。(3生产中速率和平衡的相互关系问题。 (4催化剂中毒的问题。例如: 1 N2+3H23 +92.4KJ(1可逆反应; (2正反应是放热反应; (3正反应是气体体积缩小的反应。2. . 适宜条件: 一般采用的压强是 77105102Pa 选择适当的催化剂(铁触媒选择适当的温度(500 考虑催化剂的活性及反应速率向循环气中不断补充 N 2和 H 2 且 N 2、 H 2可循环使用;当降低 NH 3的浓度,平衡正移使生成的氨冷却,成液态分离出来。2、 图像问题是化学反应速率与化学平衡理论中非常典型的问题, 学会识别、 分析有关图像,

23、是学好平衡理论的关键。(1化学平衡图象问题的分析技巧:认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。紧扣可逆反应的特征,分析题目: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。看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。定一议二。当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的因果关系。(2几种平衡图像:反应 mA(气 +nB(气 pC(气 +qD(气 + Q转化率-时间图 含量-时间图 转化率-温度-压强图 含量-温度-压强图 本课小结:1. 一些简单的计算要过关,如反应速率的计算,

24、要自己总结计算化学反应速率时需要注意 的地方,虽然简单,但一不小心就会错。2. 记牢并理解各种外界影响和变化对化学反应速率和化学平衡移动的影响。要掌握 勒夏特 列原理,并能用这个原理来解释一些平衡的移动,同时要注意原理的适用范围。 3. 要学会读图, 在工业流程题和一些选择题中, 会经常出现这样的图让我们去判 断,我们要看好横纵坐标的含义再解题。课后作业:1、在一定条件下,反应 C + CO22CO 达到平衡时,下列说法中正确的是 (A .在平衡混合物中c (CO c(CO2 = 2 1B .碳和二氧化碳不再化合,一氧化碳不再分解C .单位时间内,若消耗 nmol 二氧化碳,同时消耗 2nmo

25、l 碳D .平衡时,若条件不变,则二氧化碳和一氧化碳的浓度不变2、将 1molO 2和 2molSO 2充入一密闭容器中,在一定条件下充分反应能够充分说明可逆反 应 2SO 2(g + O2(g 2SO 3(g 达到化学平衡的是(A .容器中, 2与 SO 3共存且浓度相等B .容器中, SO 2、 O 2与 SO 3的物质的量之比为 2 1 2C .正反应生成 SO 3的速率等于逆反应生成 O 2的速率D .反应容器内的压强不随时间的变化而改变3、下列叙述表示可逆反应 2SO 2(g + O2(g 2SO 3(g 一定处于平衡状态的是(A .单位时间内生成 a molO2的同时生成 a mo

26、lSO3B .单位时间内消耗 a molO2的同时消耗 2a molSO2C . SO 3、 SO 2、 O 2的百分含量相等D .反应若在容积固定的密闭容器中进行,温度一定时反应混合物总压强不随时间变化 4、 可逆反应 N 2+3H 22NH 3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表 示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(A . 3v 正 (N 2=v 正 (H 2 B . v 正 (N 2=v 逆 (NH 3C . 2v 正 (H 2=3v 逆 (NH 3 D . v 正 (N 2=3v 逆 (H 26、反应 A(g + 2B(g2C(g + Q,达到平衡后,当改变条件

27、:升温;降温;加压;减压;使用催化剂,能使反应速率加快同时 C 平衡百分含量增加的是( A . B . C . D .7、在密闭容器中进行 X(g + 3Y(g 2Z(g的反应,其中 X 、 Y 、 Z 的起始浓度分别是0.1mol/L、 0.3mol/L和 0.2mol/L,当反应达到平衡后,各物质的浓度可能是( A . X=0.2mol/L, Y=0.6mol/L B . Y=0.5mol/LC . X=0.2mol/L, Z=0.4mol/L D . Z=0.4mol/L8、在一定温度下,容器内某一反应中 M 、 N 的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,下 列表述中正确的是( A .反

28、应的化学方程式为:2 M N B . t 2时,正逆反应速率相等,达到平衡C . t 3时,正反应速率大于逆反应速率 D . t 1时, N 的浓度是 M 浓度的 2倍 9、对于 A +2B(g错误!未找到引用源。 nC(g,在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:(1A量的增减 , 平衡不移动 , 则 A 为(2增压 , 平衡不移动 , 当 n=2时, A 为 n=3时, A 为 态。(3若 A 为固态,增大压强, C 的组分含量增大,(4升温,平衡向右移动,则该反应的逆反应为10、 (04上海化学 在一定条件下,二氧化碳和氧气发生如下反应:2SO 2(g + O 2 (g 2SO 3(g + Q (Q>0 (1写出该反应的化学平衡常数表达式 K = (2降低温度,该反应 K