2019-2020年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡复习教案 新人教版选修4

1、20192019- -20202020 年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡复习教案新人年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡复习教案新人 教版选修教版选修 4 4 知识要点：知识要点： 1、化学反应速率的概念及表达方法； 2、浓度、压强、温度和催化剂等对化学反应速率的影响； 3、能描述化学平衡的建立，理解化学平衡的特征、标志； 4、理解影响化学平衡的因素，勒夏特列原理及应用； 5、化学平衡中的图像问题； 6、化学平衡的计算； 7、知道化学平衡常数的含义，并能利用化学平衡常数进行计算； 8、能利用焓变和熵变判断反应进行的方向。 知识重现：知识重现： 一、化学反应速率 1、化学反应速率 （1）

2、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。通常用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化学反应速率。 （2）表示方法：v=c/At 固体或纯净液体 v=n/At （用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比。） 2、影响化学反应速率的因素 （1）内因（主要因素）是指参加反应的物质的性质。 （2）外界条件对化学反应速率的影响 1）浓度：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率增大，减小反应物浓度反应速率减小。 有关解释：有关解释：在其他条件不变时，对某一反应，活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分

3、子的总数成正比。当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大，单位体积内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率增大。 2）压强：对有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。 有关解释：有关解释：当温度一定时，一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成反比。若气体的压强增大到原来的 2 倍，体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增大到原来的 2 倍。故增大压强，就是增加单位体积里反应物的物质的量，即增大反应物的浓度，反应速率相应增大；相反，减小压强，气体的体积就扩大，反应物浓度减小，反应速率随之减小。 说明：若参加反应的物质为固体

4、、液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。 与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响，要分情况而定。在一定温度下于密 闭容器中进行的化学反应 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）： a、充入 He 并保持容器的容积不变时，虽容器内气体的总压增大，但由于气体的容积不变，反应物气体的物质的量浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。 b、充入 He 并保持容器内的总压不变时，必然是容器的容积增大。而气体容积的增大，引起反应物浓度的减小，化学反应速率减小，平衡左移。 3）温度：当其他条件不变时，升高温度反应速率增大；降低温度反应速率减小。 经验规律：一般来说，温度

5、每升高 10C，反应速率增大 24 倍。 有关解释：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子， 从而增加了反应物分子中活化分子的百分数， 使有效碰撞次数增多， 反应速率增大。温度升高，分子的运动加快，单位时间里反应物分子间碰撞次数增加，反应也相应地加快，前者是反应速率加快的主要原因。 说明：温度对反应速率的影响规律，对吸热、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。 4）催化剂：催化剂能参与反应，改变反应历程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞频率，加快了反应速率。 5）其他因素对化学反应速率的影响例如，通过光辐照、放射线辐

6、照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等。总之，向反 应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。 二、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 1、浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。 2、压强：对于有气体参加的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。 （对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不变的反应，改变压强化学平衡不移动。） 3、温度：升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热

7、方向移动。 无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率都加快；降低温度反应速率则减慢。 三、等效平衡：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。 1）定温、定容： 反应前后气体体积改变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同数值相同。 反应前后气体体积不变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同比值相同。 (2) 定温、定压：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同比值相同。 四、化学平衡常数 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物

8、浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号 K 表示。如：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Cm(A),Cn(B) K= CP(C)Cq(D) (注意：对于有固体或纯液体参加的反应，它们的浓度不列入 K 的表达式。 K 值与浓度无关，只受温度影响。不指明温度，K 值无意义。 对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。) 应用：判断反应进行的程度：K 值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。判断反应热效应：T 升高，K 值增大，则正反应为吸热反应。 T 降低，K 值减小，则正反应为放热反应。 五、化学反应自发进行

9、的方向的判断 根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律， 由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。即 GMH-TAS0，反应能自发进行 AG=AH-TAS=0，反应处于平衡状态 AG=AH-TAS0,反应不能自发进行 反应热 AH 混乱度 AS AG=AH-TAS 自发性 0 0 低温0,高温0 较咼温度能自发 0 0 任何温度都不能自发 0 0 任何温度都能自发 0 论：向正反应芳向曙动:出B(g：.iC(g)-fJD(g)f OMD) *(Ac+d。 根据化学平衡移动方向还可以判断方程式中某气体物质的化学计量数。如可逆反应:A(g)+nB(g)3C(g)，在恒

10、温下，反应物 B 的转化率与压强的关系如图所示。 由图示可知：增大压强，B 的转化率不变，即平衡不移动，则 1+n=3,n=2o A (B) 0p 3根据化学平衡移动方向，判断化学反应的能量变化 如可逆反应：A(g)+B(g)2C(g)达到平衡后，升高温度，C 的体积分数增大，由此 可判断正反应为吸热反应。 4根据化学平衡移动方向，判断混合气体的平均相对分子质量的变化 混合气体的平均相对分子质量为 M=m，对于反应物和生成物都是气体的可逆反应，当外界条件改变时，不管平衡怎样移动，混合气体的质量始终不变，故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比。若平衡向气体物质的量减小的方向移动，混

11、合气体的平均相对分子质量将变大，反之，平均相对分子质量将变小。 5根据化学平衡移动方向，判断反应物的平衡转化率 (1) 温度、压强对平衡转化率的影响：在其他条件不变的情况下，改变温度或改变气体反应物的容器体积(改变压强)，若化学平衡向正反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定增大；若平衡向逆反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定减小。 (2) 浓度对平衡转化率的影响：在其他条件不变的情况下，改变浓度，反应物的平衡转化率有可能增大，也有可能减小或不变。 减小生成物的浓度，反应物的平衡转化率一定增大。 对于多种物质参加的反应，增加某一反应物的浓度，其他反应物的平衡转化率一定增大，而该反应物本身的平衡

12、转化率一般是减小的。 对于分解反应(即反应物只有一种)，其平衡转化率要视反应前后物质的化学计量数而定。如对于可逆反应：mA(g)nB(g)+pC(g),增加反应物 A 的浓度，A 的转化率变化情况有如下几种： a.若 m=n+p，A 的转化率不变； b 若 mn+p,A 的转化率增大； c.若 mVn+p,A 的转化率减小。 根据化学平衡移动还可以进行其他方面的判断， 如正逆反应速率、 各物质的平衡浓度(或百分含量)、产物的产率、体系的压强等。 【例】(xx高考北京卷)NH3经一系列反应可以得到 HNO3，如下图所示。 (1) 1 中，NH3和 02在催化剂作用下反应，其化学方程式是。 (2)

13、 11 中，2NO(g)+O22NO2(g)o 在其他条件相同时，分别测得 NO 的平衡转化率在 不同压强(P、P)下温度变化的曲线(如下图)。 12 温度代 比较片、P2的大小关系： 随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是 解析：(1)氨气和氧气在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成 NO 和水。 (2)该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动， 即向正反应方向移动， 即压强越高， NO 的平衡转化率越大，根据图示知，相同温度下，压强 P1时 NO 的转化率小于 p2时 NO 的转化率，故 pi0 解析：根据题意，在压强不变的情况下，例

14、如 1000kPa 时，随着温度的升高，Z 的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应,H0；逆反应为放热反应， HV0；所以 A、D 错误。 同样， 在温度不变的情况下， 从 1OOOkPa-lOOkPa10kPa，随着压强的减小，Z 的体积分数增大，即随着压强的减小，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，所以 C 正确。 答案：C 专题二化学反应速率和化学平衡图象 化学反应速率和化学平衡的有关图象是中学化学中基础图象知识的一个重要方面，它能把抽象的化学反应速率和化学平衡理论形象、直观地表达出来。学生能熟练地解答化学图象问题，是现行考纲的要求。分析解

15、答化学平衡图象问题要注意如下几点： 1. 解题步骤 (1)看图象 一看面： 即纵坐标与横坐标的意义； 二看线： 即线的走向和变化趋势； 三看点： 即起点、折点、交点、终点；四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化：如浓度变化、温度变化等。 (2)想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 (3) 作判断将图象中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。 2. 解题方法 (1)“定一议二”在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在讨论过程中常确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的

16、关系。 (2)“先拐先平，数值大” 对于同一化学反应在化学平衡图象中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)。如： 71 T 0 0 甲甲 八。八。 ( (转化率转化率) ) + +反应物的体积分数反应物的体积分数) ) 甲表示：T2，正反应放热。 乙表示：P1P2，正反应为气体总体积缩小的反应。 【例】在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)A AH,升高温度，D%减小，则平衡向逆反应移动，A 正确；B 项，使用催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，D%的不变，B错误；C 项，由右图可知，压强为 p2先到达平

17、衡，故 P2Pi，增大压强，D%不变，则平衡不移动，反应中 B 为固体，故 m=r+q，C 错误；D 项，B 为固体，物质 B 的颗粒越小，接触面积越大，反应越快，但对平衡移动没有影响，D 错误。 答案：A 专题三化学平衡解题中的常用思维方法 1.极限思维法 可逆反应可以看成是处于完全反应和完全不反应的中间状态， 那么在解题时， 可以利用完全反应与完全不反应这两个极端点， 求出可逆反应达到某一平衡状态时的取值范围或取值。 【例】 在一定条件下， 将 1mol 的 CO 和水蒸气通入容器中发生下述反应： CO+H2OCO2+H2，达到平衡后，测得 CO2为 0.6mol，再通入 4mol 水蒸气

18、，又达到平衡后，CO2的物质的量是() A. 等于 0.6mol B. 等于 1mol C. 大于 0.6mol 小于 1mol D. 大于 1mol 解析：增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，故 CO 的物质的量一定大于 0.6mol， 2 但 1molCO 完全转化也只能生成 1mol 匹，所以匹物质的量小于 1mol，故选 C。 答案：C 跟踪训练 3. 在一定温度下， 将 CO 和水蒸气分别为 1mol、3mol，在密闭容器中反应： CO+H2O(g) CO2+H2，达到平衡后测得 CO2为 0.75mol，再通入 6mol 水蒸气，达到新的平衡后，CO 和 H的物质的量之和可能为(

19、) 22 A.1.2molB.1.5mol C.1.8molD.2.5mol 解析：由题意知，平衡时 n(CO)=0.75mol，则 n(H)=0.75mol，所以 n(H)+n(CO) 2222=1.5mol，再通入 6mol 水蒸气，平衡向生成匹和屯方向移动，n(CO2)值增大,n(H.)值也增大，但 n(CO)最大值小于 1mol，n(H)=n(CO)V1mol，所以n(H)+n(CO)z C.C 的体积分数降低 D.B 的转化率提高 解析：假设容积扩大到原来的 2 倍时，平衡不移动，则此时 A 的浓度为 0.25mol/L，但平衡时 A 的浓度为 0.3mol/L，说明平衡向生成 A

20、的方向移动，即压强减小，平衡向逆反应方向移动，因而 x+yz，C 的体积分数降低，B 的转化率减小。 答案：BC 跟踪训练 4. 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 1molD.均减少 1mol 解析：这是一个气体体积减小的反应。对于 A、B 选项来说，在保持温度和压强不变的条件下，对所有物质的改变等倍率，实质上只是简单的增加或减少反应体系的体积，平衡不发生移动。对于 C、D 选项的判断则可以运用等效平衡原则来判断，均增、减 1mol，可以等效为 A、B、C 分别增、减 1mol、0.5mol、1mol 和增、减 0.5molB 两个过程，参照 A、B 选项可以容易得出分别改变 A、B、C1mol、0.5mol、1mol 不会发生平衡的移动， 这样问题就变成了增、减 B0.5mol 的问题了，故不难选出正确的答案为 Co 答案：C 3. 虚拟容器法 解答这类题可以采用虚拟容器法： 将被通入的物质先通入一个虚拟的容器，