新教材 人教版高中化学必修第二册 第六章 化学反应与能量 知识点考点重点难点提炼汇总

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化.................................................-1-

第1课时化学反应与热能..............................................-1-

第2课时化学反应与电能..............................................-4-

第二节化学反应的速率与限度...............................................-9-

第1课时化学反应的速率..............................................-9-

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制............................-13-

微专题4控制变量法探究化学反应速率的影响因素.......................-18-

微专题5化学反应速率与平衡的图像分析................................-20-

实验活动6化学能转化成电能...............................................-22-

实验活动7化学反应速率的影响因素.........................................-23-

第一节化学反应与能量变化

第1课时化学反应与热能

一'化学反应与热能

1.实验探究

(1)向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计，温度计显示的温度升高,说明

该反应为放热反应。

(2)将20gBa(OH)2•8H2O晶体粉末与10gNH4C1晶体混合放入烧杯中，将

烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到有刺激性气味时用玻璃

片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部感觉冰凉，烧杯与木片间有结冰现象，说明该反

应为吸热反应。

2.放热反应与吸热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应,如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中

和反应等。

(2)吸热反应：吸收热量的化学反应,如氢氧化钢与氯化铁的反应，盐酸与碳

酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。

微国有的化学反应需要加热，该反应是否为吸热反应？有的化学反应在

常温下能够进行，该反应是否为放热反应？

提示：都不一定；原因是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有

总能量的相对大小，与反应是否需要加热无关。

二'化学反应存在能量变化的原因

1.从化学键的变化理解——主要原因

-f,___

(—【反—应物71圻旧化学学键键畛断电裂“r—I:成—物)1决定变化

1—

2.从物质储存化学能的角度理解

宏观解释放热反应示意图吸热反应示意图

化学反应放出热量

反应1生成反应物的总能量高生成物的总能见高

物的*于,

物的

化学反应祥放能量A

化学反应吸收能员

总能1于'总能

量］V

里生成物的总能闿低反应物的总能分低

化学反应吸收热土

(1)放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。

(2)吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。

三'人类对能源的利用

1.利用的三个阶段

2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题

(1)一是其短期内不可再生,储量有限；

(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、N0「CO等是大气污染物的的

要来源。

3.在燃料利用过程中，节能的主要环节

(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法

提高燃料的燃烧效率;

(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发

电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用

率。

4.新能源

(1)特点：资源丰富、可以再生、对环境无污染等。

(2)人们比较关注的新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。

区眄隹，点；

化学反应中能量变化的原因

［情境探究］

利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以反应H2(g)

为例：

+Cl2(g)==2HCl(g)

吸收能量®®'哼噌＜B)®

436kJ----++

x-xx-ximol化学健断题

243kJ(翡)册4

1.断裂1molH—H键形成2molH和1molCl—Cl键形成2molCl,能量有

什么变化？数值为多少？

提示：吸收能量。数值为(436+243)kJ=679kJ。

2.2moiH与2moic1形成2moiH—CL能量有什么变化？数值为多少？

提示：放出能量。数值为2X431kJ=862kJ。

3.1mol氏与1molCb生成2molHC1气体，能量有什么变化？数值为多少？

提示：放出能量。数值为2X431kJ-(436kJ+243kJ)=183kJ。

4.1molHKg)与1molCb(g)具有的总能量和2moiHCl(g)具有的总能量谁高？

提示：1molH2(g)与1molCk(g)具有的总能量较高。

［核心突破］

1.放热反应与吸热反应的比较

放热反应吸热反应

形成原因反应物具有的总能量大于生成物反应物具有的总能量小于生成物

具有的总能量具有的总能量

与化学键生成物分子成键时释放的总能量生成物分子成键时释放的总能量

强弱的关大于反应物分子断键时吸收的总小于反应物分子断键时吸收的总

系能量能量

反应［能量生物感的t.能.量.k、

反应过程辘Pw一鲁能吸收［\

量W：量热账/:

生成V:反应,i

图示您的-……---畅画1一/…人

髀bgaae鹊。反应过程

①金属与水或酸的反应

①Ba(0H)2•8H2O与NH4cl反应

②燃烧反应

示例②C与H2O(g)、CO2的反应

③中和反应

③大部分分解反应

④大部分化合反应

2.化学反应遵循的两条基本规律

(1)质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物

质的质量总和。

(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包

含的总能量不变。

第2课时化学反应与电能

一'化学能转化为电能

1.火力发电

(1)火力发电原理：通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应,使化学能转化

为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。间接实现了

化学能转化为电能。

。、他曷整捡、寸产仙*化燃料燃烧执他蒸汽轮机加梯化发电机由他甘山化

(2)比重转换过程：化学能*热能**机械能JBHLO其中能

量转换的关键环节是燃烧(氧化还原反应)。

2.化学能直接转化为电能——原电池

(1)实验探究

f现象：Zn片上直气泡产生，Cu片上无气泡产生

［离子方程式：Zn+2H+==H?t+Zn2+

〃现象：Zn片溶解，Cu片上有大量气泡产生，电流表

指针偏转

电极反应：Zn极：Zn—2e-=Zn2+

Cu极：2孑+20=比t

总反应：Zn+2H==H2t+ZP

、结论：导线中有电流通过,化学能转化为电能

(2)原电池

①定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。

②原理.：负极：发生氧化反应,电子流出。

正极：发生还原反应,电子流入。

微田在Zn—H2so4—Cu形成的原电池中，H，S0♦如何移动？

提示：H+向正极移动，SO；向负极移动。

3.原电池的生活示例——水果电池

(1)水果电池中，水果的作用是提供电解质溶液。

(2)水果电池中，选择电极材料时应注意两电极不能相同，其中有一电极为活

泼金属如Al、Fe等，另一电极可以是Cu片或石墨棒等。

二、常见的化学电源

1.锌镒干电池

(1)结构：锌镒干电池是以锌筒作负极，石墨棒作正极，在石墨棒周围填充糊

状的MnCh和NH4C1作电解质溶液。

(2)原理：锌锦干电池属于一次性电池,放电之后丕能充电(内部的氧化还原反

应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为Zn—2e-=Zn2+,正极发生的电极反应

为2MnO2+2NH4+2e==Mn2O3+2NH3f+H20O

2.充电电池

⑴充电电池属于二次电池。有些充电电池在放电时所进行的氧化还原反应,

在充电时可以逆向进行,生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间

放电

内循环进行。充电电池中能量的转化关系是叱能,箸曳能。

砸

⑵常见充电电池：铅酸蓄电池、银氢电池、锂离子电池等。

3.发展中的燃料电池

一种将燃鬓（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂

一（如氧气）的化燮能直接转化为电能的电化

学反应装置

I燃料电池If避、蛤、高效等

能量转化率可以达到80%以上

―健固反应物不是储存在电池内部，而是

从外部提供

〔供电量易于调节

僦生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电池？

提示：电动车、手机的电池都可以反复充电使用，都属于二次电池。

^55^_______________

原电池的工作原理及电极反应式书写

［实验探究］

i.用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流

表指针是否发生偏转？用石墨棒取代铜片进行上述实验呢？

提示：电流表指针均不发生偏转。

2.用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，然后将锌片、铜片插入稀硫酸

溶液中，预测你可能观察到的现象是什么？用石墨棒取代铜片进行上述实验呢？

提示：锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡生成，电流表指针发生偏转。用石墨

棒取代铜片进行上述实验，现象是锌片逐渐溶解，石墨棒表面有气泡生成，电流

表指针发生偏转。

3.将第2题装置中的稀硫酸用乙醇溶液替换，电流表指针还会发生偏转吗？

提示：乙醇是非电解质，不导电，因此电流表指针不发生偏转。

4.第2题中锌片发生什么反应？是什么极？写出电极反应方程式。

提示：氧化反应，负极，Zn—2e~=Zn21

5.根据第1、2、3题可知，构成原电池的条件有哪些？

提示：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);

(2)两电极均插入电解质溶液中；

(3)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。

(4)有一个能自发进行的氧化还原反应。

［核心突破］

1.原电池的工作原理

电子沿导线传递,

有电流产生

还原

普侬T^极

反应一凶」I反应

阴离子阳离子

移向移向

•I电解质溶液卜

(1)两反应：正极---还原反应；负极----氧化反应。

⑵三方向：

①电流方向：正极f负极；

②电子流动方向(导线中)：负极f正极;

③阴、阳离子移动方向(电解质溶液中);

阳离子：负极f正极；

阴离子：正极f负极。

2.确定原电池正、负极应注意的问题

(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，两极材料可以为导电的非金属,

例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。

(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构

成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。

(3)在判断原电池正、负极时，既要考虑金属的活泼性强弱也要考虑电解质溶

液性质。如Mg—Al—HC1溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH

溶液构成的原电池中，负极为A1,正极为Mg。对于Cu—Fe(或Al)—浓硝酸构成

的原电池中，负极为Cu。

电极反应式书写的一般步骤

类似氧化还原反应方程式的书写

列物质负极发生氧化反应L参加反应的微粒

正极发生还原反应L和得失电子数

标得失

,在电解质溶液的环境中要生成稳定的电

看环境

极产物，即H\OH\HO等是否参加

配守恒2

.反应遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒

两式加

一两电极反应式相加，与总反应式对照验证

验总式

原电池原理的应用

［问题探究］

1.锌与H2s。4反应制丛时向溶液中加少量CuS04后为什么反应速率加快？

提示：锌置换出铜构成原电池。

2.“A一稀硫酸一B”形成的原电池中，B为正极，则金属A、B的活泼性谁

较强？

提示：A较强。

3.根据反应：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,设计简单原电池装置图（注明电极

材料和电解质溶液）

［核心突破］

原电池原理三个应用

1.加快反应速率：如实验室制H2用粗锌与酸反应。

2.比较金属的活泼性：原电池中一般负极金属比正极金属活泼。

3.设计原电池

（1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原

剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（电解质溶液中的阳离子）在正极上被还

原。

(2)选择合适的材料

①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或

者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。

②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。

第二节化学反应的速率与限度

第1课时化学反应的速率

一'化学反应速率

1.表示方法：化学反应速率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(均取正值)来表示。

2.表达式：苴,单位mol/(L-min)或in叱3。

3.示例：某反应的反应物浓度在5min内由6moi/L变成了2moi/L,则以该

反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为

。8mol/(L-min)。

点拨：(1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率

都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。

(2)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不

会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反

应速率。

二'影响化学反应速率的因素

1.调控化学反应速率的意义

(1)例如，我们希望反应速率变慢的反应有食物的变质、橡胶和塑料的老化、

金属的锈蚀等。

(2)例如，我们希望反应速率变快的反应有氨、硫酸等化工产品的生产等。

2.化学反应速率的影响因素

一般条件下，当其他条件相同时，

(1)浓度：增大反应物浓度，化学反应速率增大。

(2)温度：升高温度，化学反应速率增大。

(3)压强：对于气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，气体反应物浓度增

大，化学反应速率增大。

(4)催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。

(5)其他：反应物状态、固体的表面积、溶剂、光照等。

币:推，点」

化学反应速率的有关计算——“三段式”

［问题探究］

在一定条件下，向2L密闭容器中充入2molN2和4molH2发生反应N2(g)+

3H2(g)-i2NH3(g),10min时测定生成NH31mo1,则用N?、H2>NH3表示的平

均反应速率分别为多少？三者之比为多少？

［提示］

N2(g)+3H2(g)一-2NH3(g)

九(始)2mol4mol0

0.5mol1.5mol1mol

10min时1.5mol2.5mol1mol

所以。的)=晨黑T“25m°l/(L-min)

1.5mol

。(比)==0.075mol/(Lmin)

2LX10min

(

O(NH3)=2L*:min=°O5mol/L-min)

U(N2)：P(H2)：O(NH3)=1：3：2O

［核心突破］

1.正确理解化学反应速率

(1)在同一化学反应里，用不同的物质

---------表示的反应速率可能不同，但意义相同，

故描述反应速率时必须指明具体的物质。

——百丁1(2)固体或纯液体的浓度记为常数,Ac=O,

为"量J"因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。

一1ZL(3)化学反应速率是一段时间内的平均

反应速率，而不是瞬时速率。

(4)用不同反应物表示化学反应速率时：

---------化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比

=物质的量变化之比=化学计量数之比。

2.“三段式”解答模板

(1)写出有关反应的化学方程式。

(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

(3)根据已知条件列方程式计算。

例如，反应mA+〃B=qpC

tos/(mol-L-1)ab0

nx

转化/(mol・L—)庄

Xmm

,nxpx

t\s/(mol-L-1)

a-xb——mm

r

则Rill：0(AA)X—八mol-L•s、

访

o(Bz)=—M--X----dmol，•▼L一1•s一1、

')mCt]~to)

v(C)=、mol•L1•s'!o

m(。一访)

a(A)=、X100%o

反应速率大小比较的两种方法

同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快

慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：

(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。

(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC,要比较

0(A)与0(B)的相对大小，即比较^^与^^的相对大小，若^婴则用0(A)

表示的反应速率比用0(B)表示的反应速率大。

出雄点2

影响化学反应速率的因素

［实验探究］

1.温度对化学反应速率的影响

试管中均为2mL5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeC”溶液

实验

①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快

现象

实验其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大,降低温度，化学反应

结论速率减小

2.催化剂对化学反应速率的影响

_FeCljMnO,

r溶液粉末

实验操作

=H2O2UH2O2

A溶液甘溶液

甘溶液5

①d)③

实验现象①有少量气泡出现②产生大量气泡③产生大量气泡

实验结论MnO2>FeCb可以使H2O2分解的速率加快

3.压强对化学反应速率的影响

在一密闭容器中充入1molHz和1molL，压强为p(Pa),并在一定温度下使其

发生反应：H2(g)+l2(g)^^2HI(g)o该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。

可移动

’的活塞

(1)向下压缩活塞，容器内气体压强如何变化？气体浓度如何变化？反应速率

如何变化？

提示：向下压缩活塞，气体压强增大，浓度增大，化学反应速率加快。

(2)保持容器的容积不变，向其中充入氨气(He),反应速率如何变化？

提示：充入氮气，尽管压强增大，但反应物浓度不变，反应速率不变。

(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氨气(He),反应速率如何变化？

提示：充入氮气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，反

应速率减小。

［核心突破］

1.影响化学反应速率的主要因素—内因

反应物本身的性质决定反应速率的大小。

2.影响化学反应速率的外界因素——外因

⑴浓度

①固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。

②增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。

(2)温度：对任何反应，升高温度，反应速率增大。

(3)催化剂：一般地，使用催化剂能大大加快反应速率。

(4)压强

压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的

增大压强是指压缩气体的体积。

①对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。

如MgO+2HCl=MgCl2+H20O

②对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为

.八|物质浓度改度一反应速率改变

压强改变fj物质浓度不变-反应速率不变

a.恒容时：增大压强型►体积缩小月照反应速率增大。

b.气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响

恒容：充入“惰性气体”一总压增大一反应物浓度不变一反应速率不变。

恒压：充入“惰性气体”一体积增大一反应物浓度减小一反应速率减小。

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制

一、化学反应的限度

1.可逆反应

(1)概念：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。

(2)特点：①反应不能进行到底；

②在一定条件下反应物与生成物同时存在；

③正、逆反应方向同时进行。

2.化学平衡

(1)化学平衡的建立

①浓度对速率的影响的角度：

在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2,发生反应:

N2+3H2^=i2NH3o

浓度速率变化0正、0逆关系

反应物浓度最大V上最大

开始

vA：>y逆

生成物浓度最小V逆最小

反应物浓度减小V正减小

变化

vs,>y逆

生成物浓度增大0.增大

反应物浓度不变V"不变

平衡v正三。逆#0

生成物浓度不变0逆不变

②利用速率一时间(。7)图像分析(如图):

反

应

速

率

逆'

0时间

(2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应

速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表

面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡。

(3)化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，

即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的

最大转化率。

(已被转化的反应物)

(4)转化率=-X100%o

n(初始反应物)

(5)影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。

僦化学反应达到平衡时，浓度不再改变，反应停止了吗？为什么？

提示：没有停止，因为。正足中0。

二'化学反应条件的控制

1.化学反应条件的控制

(1)目的：促进有利的化学反应,抑制有害的化学反应。

(2)基本措施

①改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固

体的表面积以及催化剂的合理使用等。

②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体

的压强等。

(3)考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。

2.提高煤的燃烧效率

(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中。2的接触面积，煤粉燃

烧更充分，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成C02,

放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO,产生热量减少，

且会造成污染。

(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。

(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热

交换装置，供其他方面使用。

僦麴含根据合成氨的反应特点，温度越低，压强越大，氨的产率越高，为

什么合成氨采用压强为10MPa〜30MPa、温度为400-500℃条件下进行？

提示：在合成氨的化工生产中，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。

合成氨的生产在温度较低时，反应速率小，一定时间内生成的NH3少；压强越大，

对动力和生产设备的要求越高。综合考虑采用此条件进行。

再难点1

化学平衡状态的特征与判定

［问题探究］

1.一定温度下，在定容的密闭容器中进行反应：

N,+3H2-i2NH3。下列说法能说明反应达到的平衡状态的是

_________________(填序号)。

①c(N2)：C(H2)：C(NH3)=1：3：2②c(H2)保持不变③压强不再改变④

密度不变⑤。网2)：。(氏)=1:3@v1E(N2)=V逆(刈)⑦单位时间内生成1mol

N2同时生成2moiNH3⑧气体的平均相对分子质量不变

［答案］②③⑥⑦⑧

2.一定温度下，恒容密闭容器中发生反应：

C(s)+H2O(g)^^CO(g)+H2(g)；下列说法证明反应达平衡状态的是

(填序号)。

①见C)保持不变②H2的体积分数不变③气体的密度不变④气体的摩尔

质量不变⑤压强不变⑥。(CO)=O(H2。)

［答案］①②③④⑤

［核心突破］

1.化学平衡状态的特征——“五字诀”

化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即

魅一化学平衡研究的对象是可逆反应

I

⑥一达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等

I

⑥一化学平衡是一种表面静止状态，但反应并未停止，是一种

I动态平衡

达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间

I变化而变化

①一外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件

下建立新的平衡状态

2.化学平衡状态的判定

(1)正、逆反应速率相等

①同种物质：。正=0逆70

_,o正(A)A化学计量数

②不同种物质：.(B)=B化学计量数

(2)各组分的浓度保持一定

①各组分的浓度不随时间的改变而改变；

②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。

(3)间接标志——“变量不变”

①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等

的反应)。

②对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再

改变，则反应达到平衡状态。

③全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量

保持不变。

④对绝热密闭容器，温度保持不变。

⑤对恒压容器的非等体积气体反应，密度保持不变。

利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态

（1）选变量

选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应

已达平衡状态。

（2）常见的变量

①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒

容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应

来说，混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应来

说，恒容时混合气体的密度等。

（3）在利用石、P、〃（总）、p（总）判断时要注意反应特点和容器的体积变化问

题。

小难点多

平衡转化率的有关计算

［典例导航］

【典例】在一定温度下，发生反应：N2（g）+3H2（g）一^2NH3（g）,起始时，

充入的N2和H2的物质的量分别是3.0mol和6.0mol,平衡时生成NH3的物质的

量是2.4mol。已知容器的容积为5.0L,试求：

（1）H2的转化率是o

（2）平衡时混合气体中N2的体积分数是（保留一位小数）。

［解析］N2(g)+3H2(g)一金2NH3(g)

起始3.0mol6.0mol0mol

转化1.2mol3.6mol2.4mol

平衡1.8mol2.4mol2.4mol

(1)H2的转化率=40mo]X100%=60%o

⑵N2的体积分数=(].8+；工4)m°|X100%=27.3%。

［答案］(1)60%⑵27.3%

［核心突破］

“三段式”突破平衡转化率计算模型

mA(g)+〃B(g)一^?C(g)+qD(g)

起始/molab00

转化/molmxnxpxqx

平衡/mola-nvcb-nxPXqx

1.转化率：a(A)=-^-X100%,o(B)=yX100%o

2.气体体积分数(物质的量分数)

a-mx

0(A)=工----------X100%,

a-tb-rpx-\-qx-mx—nx

<Z>(D)=...---------X100%o

a+b+px-rqx—mx-nx

微专题4控制变量法探究化学反应速率的影响因素

科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中的某一个因素,

控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加

以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是

科学探究中常用的方法。例如，探究温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和

其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其

他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。

1.常见考查形式

(1)以表格的形式给出多组实验数据，让同学们找出每组数据的变化对化学反

应速率的影响。

(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让同学们设计实验并分析各因素对化

学反应速率的影响。

2.解题策略

(1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因

素。

(2)定多变一：在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究

这种因素与所探究问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的

关系。

(3)数据有效：解答时注意选择的数据(或设置的实验)要有效，且变量统一，否

则无法作出正确判断。

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【典例】下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据。

实验金属质金属溶液温度/℃金属消失

c(H2so4)V(H2SO

序号量/g状态/(mol-L-1)4)/mL反应前反应后的时间/S

10.10丝0.5502034500

20.10粉末0.550203550

30.10丝0.7502036250

40.10丝0.8502035200

50.10粉末0.850203625

60.10丝1.0502035125

70.10丝1.050355050

80.10丝1.1502034100

90.10丝1.150304440

分析上述数』国，回答下列问题：

(1)实验4、5表明对反应速率有影响，，反应速率越

大，能表明同一规律的实验还有。

(2)仅表明反应物浓度会对反应速率产生影响的实验有o

(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有，

其实验序号是o

(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15°C)相近，推测其原

因：o

［解析］(1)比较实验4和5:金属质量相等，硫酸浓度相同，反应前溶液温度

相同，粉末状金属比丝状金属反应快，这说明固体反应物的表面积对反应速率有

影响，固体与液体的接触面积越大，反应速率越快。类似实验还有1和2。(2)其他

条件相同，浓度不同的实验有实验1、3、4、6、8和实验2、5o(3)要表明反应温

度对反应速率有影响，应控制其他条件相同，仅温度不同，如实验6、7和实验8、

9o(4)由表中数据可知，金属质量相等，即一定质量的金属与足量的稀硫酸反应放

出的热量相同。

［答案］(1)固体反应物的表面积表面积越大1、2(2)1、3、4、6、8和2、

5(3)反应温度6、7和8、9(4)稀硫酸过量，等量的金属完全反应，放出的热

量相等

微专题5化学反应速率与平衡的图像分析

化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平

面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问

题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。

(1)“一看”——看图像

①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。

②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”

与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，

可按照“先拐先平”的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，

对应的温度高、压强大。

③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条

曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，

浓度增大的是生成物。

④看辅助线：作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。

⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。

(2)“二想”——想规律

如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之

比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反

应速率的影响规律等。

(3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。

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端l&N*正反应

【典例】

对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g)

是放热反应)，在673K、30MPa下〃网小)和〃(氏)随时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题:

(l)a点时正反应速率(填或"="下同)逆反应速率；c

点时正反应速率逆反应速率。

(2)d点处n(N2).(填“>”“V”或“=”把点处n(N2),原因是

(3)起始时加入氢气的物质的量为molo

(4)若温度、压强不变，反应在加入催化剂条件下进行，在上图的基础上画出

〃(NH3)和〃出2)随时间变化的关系图。(已知催化剂不影响反应限度)。

［解析］a、b、c三点反应都没有达到平衡状态，故正反应速率大于逆反应速

率，但d、e点反应都处于平衡状态，正、逆反应速率相等，各组分的含量保持不

变。平衡时生成了0.6mol氨气，则消耗0.9mol氢气，故起始时加入氢气的物质

的量为0.4mol+0.9moi=1.3mol。若加入催化剂，反应达到平衡的时间缩短，但

平衡时各物质的物质的量不变。

［答案］(1)>>(2)=当反应处于平衡状态时，混合物中各组分的含量

保持不变(3)1.3(4)如图虚线所示(只要体现出达到平衡的时间缩短，且平衡时

N%和此的物质的量与原平衡一样即可)

实验活动6化学能转化成电能

［实验目的］

1.理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。

2.认识原电池的构成要素及其作用。

［实验用品］

烧杯、导线、电流表。

锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。

［实验步骤］

1.电极材料的实验

(1)用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流

表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。

电极材料电流表指针是否发生偏转解释

锌片、铜片查

没有电解质溶液，无法形成原电池

锌片、石墨棒否

(2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象；再插入铜片，观察现象；取

出铜片，插入石墨棒，观察现象。

电极材料实验现象解释

锌片锌片逐渐溶解，表面有气泡产生