化学反应速率和化学平衡

1、关于化学反应速率与化学平衡第1页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四化学反应速率反应速率的表示和计算（非连续文本的解读）化学反应速率的影响因素及其原因解释外界条件对速率与平衡的影响综合分析反应速率测定的控制变量实验的设计第2页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四一、化学反应速率的表示、测定和计算1.表示：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。注意：平均反应速率固体、纯液体、溶剂的处理不同物质表示的反应速率的意义可逆反应中速率的不同含义第3页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（11海南）对于可逆反应H2(g)I2(g

2、) 2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是（）（多选）AH2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C正、逆反应速率的比值是恒定的D达到平衡时，正、逆反应速率相等第4页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四化学反应速率的测定：如：Mg+H2SO4=MgSO4+H22 KMnO4 +5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4+MnSO4+10CO2+ 8H2O Na2S2O3H2SO4= Na2SO4SO2 S2H2O，第5页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第6页，共7

3、5页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第7页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四反应的H 0（填“大于”或“小于”）；100时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在060s时段，反应速率v(N2O4)为 molL-1s-1；反应的平衡常数K1为 。(14)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。大于 0.0010 0.36 molL1第8页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(13广东)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)+I(aq) I3(aq)，据图，计算318

4、s内第2组实验中生成I3的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。第9页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（13重庆）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。（1）催化反硝化法中，H2能将NO3还原为N2。25时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。上述反应的离子方程式为 ，其平均反应速率(NO3)为 molL1min-1。2NO3+5H2 N2+2OH+4H2O ， 0.001第10页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四t/s0120180240330530600700800/%033

5、.041.848.858.069.070.471.071.0(14海南)硝基苯甲酸乙酯在OH存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5+OH O2NC6H4COO+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L，15 时测得：O2NC6H4COOC2H5的转化率随时间变化的数据如表所示。（1）列式计算该反应在120180s与180240s区间的平均反应速率_、_。比较两者大小可得到的结论是_。 第11页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第12页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(14全国大纲)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成

6、化合物AX5。回答下列问题：（2）反应AX3(g)X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5) 。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为 ；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b 、c 。用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为 ；实验a和c的平衡转化率：a为 、c为 。第13页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第14页

7、，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四化学反应速率的影响因素影响结果、原因解释外界条件对速率与平衡的影响综合分析控制变量实验的设计第15页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四二、影响化学反应速率的因素内因活化能外因浓度温度压强催化剂其他因素第16页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第17页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第18页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四化学反应H2+Cl2=2HCl的反应速率v可表示为v= kc(H2)m c(Cl2)n，式中k为常数，实验测得有关数据如下，下列说法不正确的

8、是（ ）温度/c(H2/molL-1c(Cl2) /molL-1v/molL-1s-1251.01.01.0252.01.02.0252.04.04.0352.01.09.0A.升高温度，k值增大B. 25时， k=1C.25时，该反应速率可表示为v= c(H2) c(Cl2)1/2D.相同温度下，增大c(H2)或c(Cl2) ，k值增大第19页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四实验编号12345c（HI）/molL-10.1000.2000.3000.1000.100c（H2O2）/molL-10.1000.1000.1000.2000.300v/mol?L-1s-10.

9、007600.01530.02270.01510.0228在298K时，实验测得溶液中的反应：H2O2+2HI2H2O+I2，在不同浓度时的化学反应速率见表：v可表示为v= kc(H2)m c(Cl2)n，第20页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（14浙江）反应:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) H1=218.4kJmol-1反应: CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) H2= 175.6kJmol1假设某温度下，反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是（ ）第

10、21页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第22页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（15上海）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( ) A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大第23页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（15江苏）以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42)随时间变化见 右图。清液pH11时CaS

11、O4转化的离子方程式_；能提高其转化速率的措施有_。 A搅拌浆料 B加热浆料至100C增大氨水浓度 D减小CO2通入速率第24页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四15四川一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）体积分数。下列说法正确的是A550时，若充入惰性气体，正，逆均减小，平衡不移动B650时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925时，用平衡分压代替平衡浓度表示的

12、化学平衡常数KP=24.0P总第25页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第26页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四控制变量实验的设计实验目的：探究浓度对反应速率的影响反应：2 KMnO4 +5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4+MnSO4+10CO2+ 8H2O提供药品：0.01mol/L、0.1mol/L的KMnO4、0.1mol/L、0.2mol/L的H2C2O4溶液、0.1mol/L的稀H2SO4 思考：探究哪种物质的浓度对反应速率的影响？ 定量和变量分别是什么？ 记录什么数据（观察什么现象）？ 第27页，共75页，2022年，5月20

13、日，13点5分，星期四第28页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四【实验2-2】 取两支试管，各加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支试管中加入0.1mol/L的H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需的时间；向另一支试管中加入0.2mol/L的H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需的时间。 第29页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第30页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四【实验2-3】 取两支试管各加入5mL0.1mol/L的Na2S2O3 溶液；另取两支试管各加入5mL0.1mol/L的H2SO4溶液；将

14、四支试管分成两组（各有一支盛有Na2S2O3 溶液和H2SO4溶液的试管），一组放入冷水中，另一组放入热水中，经过一段时间后，分别混合并搅拌，记录出现浑浊的时间。 实验目的：探究温度对反应速率的影响。Na2S2O3H2SO4= Na2SO4SO2 SH2O【科学探究】 已知4H+4IO2 = 2I2 2H2O，现有1mol/LKI溶液、0.1mol/L的H2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。第31页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四探究催化剂对反应速率的影响第32页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四反应物淀粉溶液、碘水、硫酸溶液

15、淀粉溶液、碘水、唾液反应现象结论 3.取两支试管，各加入5mL 淀粉溶液和2滴碘水，然后向其中一支试管中加入1mL2mol/L硫酸溶液（必要时可加热）；向另一支试管中加入1mL唾液，振荡。观察、比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果。加热时颜色变浅，冷却后恢复原来的颜色。第33页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四 直链淀粉借分子内氢键盘旋成一个螺旋，中间的隧道刚好可以装入碘分子，并借助范德华力与直链淀粉联系在一起，形成一种蓝色络合物。温度高时，淀粉中的氢键作用大大削弱，长链的螺旋结构被破坏，碘分子与淀粉的作用大大削弱，溶液呈无色，冷却后长链的螺旋结构重新形成，又出现蓝色。卷

16、曲成螺旋状。第34页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四ABCDEF4mol/LH2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。请完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ；该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率

17、会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。第35页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四三、可逆反应与化学平衡状态1、可逆反应：表示符号：“ ”几乎所有的化学反应都是可逆的。可逆程度很小的一般看作不可逆反应。用“=”表示。2、化学平衡状态：定义：v正=v逆，各组分百分含量保持不变。特征：逆、等、动、定、变标志：第36页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四直接标志：速率标志：v正v逆；含量标志：各组分的物质的量分数（气体称体积分数）或质量分数不再发生变化；间接标志：各组分的浓度、物质的量、各气体

18、分压不再改变气体的颜色（有颜色变化的）不再改变对于某些反应或某些条件下的反应来说： 总物质的量、气体的总质量、体积、压强、密度、平均相对分子质量、温度等不再发生变化也可能是达到平衡的标志。变改定：该物理量在反应过程中是变化的，当其一定时就是达到平衡状态的标志。第37页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例：能够说明 N2 + 3H2 2NH3反应在恒容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1:3:2t min内生成1mol NH3同时消耗0.5mol N2t min内，生成

19、1mol N2同时消耗3mol H2 某时间内断裂3mol H-H键的同时，断裂6mol N-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相对分子质量不再发生变化第38页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四四、化学平衡常数（化学平衡状态的定量描述）1、表达式：K 或KP只随温度而变单位：由计算得出注意：固体、纯液体、溶剂不列入表达式平衡常数关系式及相应的平衡常数与化学方程式对应2、意义与使用：表征反应限度 K 105计算平衡组成判断是否平衡判断移动方向判断反应焓变第39页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期

20、四题型：平衡常数的计算(14)乙烯气相直接水合反应：C2H4(g)H2O(g) C2H5OH(g)H 45.5 kJmol1下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中nH2OnC2H4=11）。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)第40页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(14)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，H0。100时，体系中各物质浓度随时间变化如图。100 时达平衡后，改变温度为T，c( N2O4 )以0.002 molL1

21、S1的平均速率降低，经10s又达到平衡。列式计算温度T时反应的平衡常数K2 。T_100(填“大于”或“小于”)，判断理由是_。第41页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四已知25时，KspFe(OH)32.7910-39，该温度下反应Fe(OH)33H Fe33H2O的平衡常数K=_。11福建第42页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四11新课标COCl2的分解反应为COCl2(g) Cl2(g)CO(g) H=108kJmol1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出)：计

22、算反应在第8min时的平衡常数K=_ 。比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低。若12分钟时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2) =_ 。第43页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四比较产物CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小。比较反应物在56 min、1516 min时平均反应速率的大小：v（ 56 ） v（1516 ），原因是 。 第44页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(10重庆)COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)

23、 H0,当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是（ ）A.B.C.D.(00全国)在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来60，则( )A平衡向正反应方向移动了 B物质A的转化率减少了 C物质B的质量分数减小了 Dab某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）A 增大反应物浓度 B 减小反应容器的体积C 增大生成物浓度 D 升高反应浓度第45页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，

24、星期四五、化学平衡的移动及转化率的变化一、化学平衡的移动条件的改变都能引起平衡移动吗？正向移动的结果一定是生成物浓度的增大或者是反应物转化率的提高吗？第46页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四1、温度对化学平衡的影响实验：结论：其他条件不变时：升高温度，反应向吸热方向移动；降低温度，反应向放热方向移动。图像: v-t图 c-t图转化率：正向进行，转化率增大逆向进行，转化率减小第47页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四2、浓度对化学平衡的影响实验：结论：其他条件不变时：反应物浓度增大或生成物浓度减小时，平衡向正方向移动； 反应物浓度减小或生成物浓度增大时，

25、平衡向逆方向移动。图像: v-t图 c-t图转化率：一定温度下，反应mA (g)+ nB(g) pC(g)，(反应物为多组分)增大A的浓度，B转化率增大。(改变单组分)当A、B的浓度比为化学计量数之比时，两者的转化率相同，生成物的百分含量最高。注意： “浓度”改变，不是“量”的改变 第48页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四3、压强对化学平衡的影响结论：对于气体反应，其他条件不变时:增大压强(缩小容器体积)，平衡向气体分子数减小的方向进行；减小压强(增大容器体积)，平衡向气体分子数增大的方向进行；对于气体分子数不变的反应，增大或减小压强时，平衡不移动。图像: v-t图 c-

26、t图转化率：一定温度下，反应mA (g)+ nB(g) pC(g)，达平衡后，加压：若m+np，A、B转化率均增大；若m+n0、H2p总(状态)C体系中c(CO)： c(CO,状态)v逆(状态)第59页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四勒夏特列原理 化学平衡移动的经验规律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），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡移动方向的判断方法除勒夏特列原理这一经验规则外，更可靠的判断方法是利用平衡常数和浓度商分析浓度、压强、体积以及惰性气体对化学平衡的影响。第60页，共75页，2022年，5月20日，13点5

27、分，星期四(14海南)将BaO2放入密闭的真空容器中，反应2BaO2(s) 2BaO(s)O2(g)达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是()A平衡常数减小 BBaO量不变C氧气压强不变 DBaO2量增加第61页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四六、等效平衡同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同的组分的含量（体积百分含量、物质的量百分含量）均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。极端假设法、极端转化法、等价转化法、极值法等效平衡是

28、绕过平衡常数来解决平衡状态比较，绝不是反应过程的等效。第62页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四全同等效平衡：在一定条件下，当可逆反应从不同的途径达到平衡状态时，各组分的体积分数、浓度、物质的量均完全相同的平衡状态。恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应（即V0的体系）：极端转化后各组分的物质的量相同，则为全同等效平衡。如反应：2SO2+O2 2SO3，一定温度下，体积相同的容器中加入2mol的SO2与1mol的O2与只加入2mol的SO3，最终建立的平衡是等效。体积分数、浓度、物质的量均相同。等量等效第63页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期

29、四相似等效平衡：在一定条件下，当可逆反应从不同的途径达到平衡状态时，各组分的体积分数相同、物质的量不同，浓度可能相同也可能不同的平衡状态。在恒温恒容下，对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即V=0的体系）：等价转化后，各组分的物质的量之比与原平衡起始态相同，两平衡等效。如H2+I22HI，起始时加入1mol H2与加入2mol I2，达到平衡后，与加入2mol H2与4mol I2在达到平衡时等效。体积分数相同、物质的量不同，浓度不同。在恒温恒压下，等价转化后，各组分的物质的量之比与原平衡起始态相同，两平衡等效。如在恒压下进行反应：2SO2+O2 2SO3，起始时加入2mol的SO2与1m

30、ol的O2达到平衡后，与只加入4mol的SO3在达到平衡时等效。体积分数相同、物质的量不同，浓度相同。等比等效第64页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(04天津)一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是( )A保持温度和容器体积不变，充入1molSO3(g)B保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)C保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g) D保持温度和容器内压强不变，充人1molAr(g)第65页，共75页，20

31、22年，5月20日，13点5分，星期四(15天津)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g) 3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( )Am=2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1第66页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四(12天津)已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；H 2p乙BSO3的质量m：

32、m甲m丙 2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲k丙 k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲Q丙 2Q乙第67页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四t/min2479n（Y）/mol0.120.110.100.10A反应前2min的平均速率 v(Z)=2.010-3mol/（Lmin）B其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)v(正)C该温度下此反应的平衡常数K=1.44D其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大(13四川)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) H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表，下列说法正确的是（） 第68页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第69页，共75页，2022年，5月20日，13点5分，星期四（14浙江）煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可