化学人教版（2023）选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡章末复习（共48张ppt）

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单元复习

化学反应速率与化学平衡

第二章

第二章

化学反应速率与化学平衡

化学反应速率

化学平衡

化学反应速率

影响化学反应速率的因素

化学平衡状态

化学平衡常数

活化能有效碰撞理论

燃烧热

化学反应的方向

化学反应的调控

影响化学平衡的因素

自发过程与自发反应

合成氨条件的选择

化学反应的调控

考点一

化学反应速率

考点一化学反应速率

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来表示

化学反应速率

概念

表示方法

定义式

常用单位

用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量

——(均取正值)

mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1

Δc表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L－1

Δt表示时间变化，常用单位s、min或h

化学反应速率

注意事项

错误的写法：mol/L·s

速率的单位也可表示为mol/(L·s)或mol/(L·min)，但是必须要加括号，

化学反应速率是物质在一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，且均取正值

在反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度是恒定不变的，因此对有纯液体或纯固体参加的化学反应，一般不用其浓度来表示化学反应速率

同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同且化学反应速率之比=化学计量数之比。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在v的后面将该物质的化学式用括号括起来

考点一化学反应速率

化学反应速率大小的比较方法

归一法

若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。

比值法

比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，

则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率

v(A)

a

v(B)

b

>

考点一化学反应速率

化学反应速率

【典例】SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH=+48kJ·mol-1。已知：反应速率v=v正-v逆=k正×k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数。向两个容积相等的恒容密闭容器中分别充入等量SiHCl3(g)，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的关系如图所示。

下列说法正确的是()

A.343K时，反应物的平衡转化率为21%

B.a点的反应速率小于b点的反应速率

C.343K时，k正/k逆=0.112/0.782

D.由323K时，SiHCl3的平衡转化率数据，不能计算323K的平衡常数K

C

考点二

影响化学反应速率的因素

外界因素影响化学反应速率的原因分析

项目外界条件的改变活化能分子总数单位体积

内活化分子数活化分子百分数有效碰撞次数化学反

应速率

反应物浓度增大不变增加增加不变增加增大

减小不变减少减少减少减小

考点二影响化学反应速率的因素

压强(有气体参加的反应)增大(减小容器的容积)不变不变增加不变增加增大

减小(增大容器的容积)不变不变减少减少减小

温度升高不变不变增加增加增加增大

降低不变不变减少减少减少减小

催化剂使用降低不变增加增加增加增大

【典例】碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.20mol/LKI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20mol/L(NH4)2S2O8溶液、0.10mol/LNa2S2O3溶液等,探究反应条件对化学反应速率的影响。记录结果如下:

实验编号ⅠⅡⅢⅣⅤ

试剂用量/mL0.20mol/L

(NH4)2S2O8溶液10.05.02.510.010.0

0.20mol/LKI溶液10.010.010.05.02.5

0.10mol/LNa2S2O3溶液4.04.04.04.04.0

0.2%淀粉溶液2.02.02.02.02.0

蒸馏水0a7.5b7.5

显色时间Δt/s355112356107

已知:S2+2I-2S+I2(慢)

2S2+I2S4(无色)+2I-(快)

下列说法中错误的是()

B

A.a=5.0b=5.0

B.实验Ⅰ中，用Na2S2O3表示的反应速率为mol/(L·s)

C.反应物初始浓度越大，反应时间越短,平均反应速率越大

D.为确保能观察到蓝色，需满足的关系为②

考点三

化学平衡状态的判断方法

化学平衡状态的判断方法

考点三化学平衡状态的判断方法

a.同一物质的生成速率等于其消耗速率

直接标志——“正逆反应速率相等”

v正＝v逆>0

c.在化学方程式同一边的不同物质，一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比

b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等化学计量数之比

各组分的浓度保持一定

a.各组分的浓度不随时间的改变而改变

b.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

速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等

化学平衡状态的判断方法

间接标志——“变量不变”

如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据

随反应进行一定改变的量有______________________当这些量不再变化时，反应达平衡。

浓度

(反应物\生成物)

物质的量

(反应物\生成物)

质量

(固体/液体)

颜色

(有色物质)

转化率

(α反)

考点三化学平衡状态的判断方法

间接标志——“变量不变”

如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据

归纳总结

φ(B)＝

nB

n总

ρ＝

m总

V

M＝

m总

n总

看系数

看状态

恒压

恒容→m总

pV＝nRT

化学平衡状态的判断方法

体积分数/物质的量分数——

平均相对分子质量——

密度——

考点三化学平衡状态的判断方法

其他条件

示例：判断下列描述的应状态是否达到平衡。

，当n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:1:2时()

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

状态01

绝热体系下，，体系温度不变时()

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

状态02

不和外界发生热量交换

变温

变量

变量不变，反应达到平衡

化学平衡状态的判断方法

考点三化学平衡状态的判断方法

【典例】在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是()

①混合气体的密度不再发生变化

②体系的温度不再发生变化

③A的转化率不再改变

④各组分的百分含量不再改变

⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q

⑥qv正(A)=mv逆(D)

A.②③④⑥B.①③⑥

C.①③④⑥D.①②③④⑤

A

考点四

化学平衡常数的应用

利用平衡常数判断可逆反应的热效应

化学平衡常数应用

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

对于可逆反应：

考点四化学平衡常数的应用

利用平衡常数判断化学反应进行的方向

化学平衡常数应用

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

对于可逆反应：

＝Q

任意时刻，反应中各物质的浓度幂之积的比值

cp(C)cq(D)

cm(A)cn(B)

浓度商

达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K

同一温度下：

是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q与K比较大小来判断

Q＝K，处于化学平衡状态

Q＜K，向正反应方向进行

Q＞K，向逆反应方向进行

考点四化学平衡常数的应用

(1)概念：平衡时已转化的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。常用α表示。

(2)表达式

“三段式”法突破平衡常数(K)、转化率等的相关计算

平衡转化率

α(A）=×100%[α(A)=×100%]

(3)方法

勒夏特列原理

对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件(如参加反应的物质的浓度、温度、压强),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动

考点四化学平衡常数的应用

考点五

影响化学平衡的因素

影响化学平衡的因素

改变的外界条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向

浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动

减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动

压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强(减小容器的容积)向气体分子总数减小的方向移动

减小压强(增大容器的容积)向气体分子总数增大的方向移动

反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动

温度升高温度向吸热反应方向移动

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动考点五影响化学平衡的因素

【典例】在一体积可变的密闭容器中加入足量的Mn3C固体，并充入0.1molCO2，发生反应Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)。

已知：CO与CO2平衡分压比的自然对数值[ln]与温度的关系如图所示(已知：平衡分压=总压×物质的量分数，Kp是用平衡分压代替平衡浓度计

算所得的平衡常数)。下列说法正确的是()

A.该反应的ΔHT1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)

(T2>T1)

(p2>p1)

(a可能使用催化剂)

影响化学平衡的因素

考点六化学平衡图像的类型

化学平衡图像的类型

·

百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

Ⅰ

t

生成物的百分含量

T1

T2

t

Ⅱ

反应物的转化率

p1

p2

t

Ⅲ

生成物的百分含量

a

b

(T2>T1)

(p2>p1)

(a可能使用催化剂)

先拐先平数值大

考点六化学平衡图像的类型

化学平衡图像的类型

·

百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

Ⅰ

t

生成物的百分含量

T1

T2

(T2>T1)

升温对应生成物的百分含量降低

说明：正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动

考点六化学平衡图像的类型

加压对应反应物的转化率减小

化学平衡图像的类型

·

百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

t

Ⅱ

反应物的转化率

p1

p2

(p2>p1)

说明：正反应是气体总体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动

考点六化学平衡图像的类型

化学平衡图像的类型

·

百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

t

Ⅲ

生成物的百分含量

a

b

生成物C的百分含量不变

说明:平衡不发生移动，但反应速率a>b，故可能是a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(减小容器的容积)

考点六化学平衡图像的类型

化学平衡图像的类型

百分含量—压强—温度图像

Ⅰ

T

生成物的百分含量

107Pa

105Pa

Ⅱ

p

生成物的百分含量

400℃

500℃

化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系

(定一议二)

考点六化学平衡图像的类型

等温线

化学平衡图像的类型

百分含量—压强—温度图像

Ⅰ

T

生成物的百分含量

107Pa

105Pa

若确定压强为105Pa或107Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应

若确定温度T不变，作横坐标的垂线，与两个压强曲线出现交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应

等压线

考点六化学平衡图像的类型

化学平衡图像的类型

百分含量—压强—温度图像

Ⅱ

p

生成物的百分含量

400℃

500℃

等压线

等温线

若确定温度为400℃或500℃，则生成物的百分含量随压强p的增大而逐渐减小，说明正反应是气体总体积增大的反应

若确定压强p不变，作横坐标的垂线，与两个温度曲线出现交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，升高温度，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应

考点六化学平衡图像的类型

【典例】硝酸厂常用催化还原法处理尾气，CH4在催化剂作用下可以将NO2还原为N2，反应原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)ΔHKc

D.适当降低温度，NO2的平衡转化率增大

A

考点七

利用复合判据判断化学反应进行的方向

焓判据与熵判据都有一定的局限性，不能用单一判据来判断化学反应进行的方向。在焓判据与熵判据的基础上，用复合判据来判断反应进行的方向更为准确

复合判据

考点七利用复合判据判断化学反应进行的方向

考点八

化学反应的调控

合成氨条件的选择

1.合成氨反应特点

2.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较

提高化学反应速率提高平衡转化率综合结果

压强高压高压高压

温度高温低温兼顾化学反应速率和平衡转化率，且考虑催化剂活性，选取适宜温度

催化剂使用无影响使用

浓度增大反应物浓度增大反应物浓度，减小生成物浓度增大反应物浓度，且不断将生成物及时分离出来

考点八化学反应的调控

工业合成氨的适宜条件及分析

压强

10MPa~30MPa。不采用更高压强的理由是压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大

温度

400~500℃。工业合成氨温度不能太高的理由：①合成氨反应为