高中化学《化学反应速率-化学平衡》课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/8/22,#,专题八 化学反应速率,化学平衡,1.,了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法,。,2,.,了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用,。,3,.,了解化学反应的可逆性,。,4,.,了解化学平衡建立的过程；了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算,。,5,.,理解外界条件,(,浓度、温度、压强、催化剂等,),对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律,。,6,.,了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。,考纲要求,考点一化学反应速率及其影响因素,栏目索引,考点二全面突破化学平衡,考点三全面突破化学平衡常数及转化率,考点四看图识图借图破解,知识精讲,考点一化学反应速率及其影响因素,用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：,(1),浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体,。,(2),化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值,。,(3),同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。,(4),计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值,(,计算时一定要除以体积,),，再进行计算。,(5),对于可逆反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。,(,注：总反应速率也可理解为净速率,),2.,正确理解速率影响因素,(2),纯液体、固体对化学反应速率的影响,在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。,(3),外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。,当增大反应物浓度时，,v,正,增大，,v,逆,瞬间不变，随后也增大；,增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；,对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；,升高温度，,v,正,和,v,逆,都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；,使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。,3.“,明辨是非,”,准确判断,正误判断，正确的打,“”,，错误的打,“”,。,(1),随着反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小,(,),(2),增大压强，化学反应速率一定加快,(,),(3),反应现象不明显，证明化学反应速率很慢,(,),(4),反应,H,2,Cl,2,=2HCl(,H,甲,丙,.,密闭容器中发生如下反应：,A(g),3B(g),2C(g),H,v,逆,，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向,(,或向右,),移动；,若外界条件改变，引起,v,正,K,，平衡逆向移动；,若,Q,K,，平衡不移动；,若,Q,K,，平衡正向移动。,3.,不能用勒夏特列原理解释的问题,(1),若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于,H,2,(g),Br,2,(g),2HBr(g),，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。,(2),催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。,(3),当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。,题组集训,题组一多角度、全方位突破化学平衡状态标志的判定,1.,在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：,混合气体的压强，,混合气体的密度，,混合气体的总物质的量，,混合气体的平均相对分子质量，,混合气体的颜色，,各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，,某种气体的百分含量,(1),能说明,2SO,2,(g),O,2,(g),2SO,3,(g),达到平衡状态的是,_,_,_,。,(2),能说明,I,2,(g),H,2,(g),2HI(g),达到平衡状态的是,_,。,(3),能说明,2NO,2,(g),N,2,O,4,(g),达到平衡状态的是,_,。,(4),能说明,C(s),CO,2,(g),2CO(g),达到平衡状态的是,_,_,_,。,(5),能说明,A(s),2B(g),C(g),D(g),达到平衡状态的是,_,。,(6),能说明,NH,2,COONH,4,(s),2NH,3,(g),CO,2,(g),达到平衡状态的是,_,。,(7),能说明,5CO(g),I,2,O,5,(s),5CO,2,(g),I,2,(s),达到平衡状态的是,_,。,2.,若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何,？,答案,(1),(,2),(,3),(4),(,5),(,6),(,7),3.,汽车净化的主要原理为,2NO(g),2CO(g,) 2CO,2,(g),N,2,(g,),H,0,。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到,t,1,时刻达到平衡状态的是,_,。,答案,bd,失误防范,化学平衡标志判断,“,三关注,”,关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。,题组二化学平衡状态移动方向及结果的判定,4.,在一定条件下，可逆反应,2NO,2,(g),N,2,O,4,(g),H,0,、,H,2,p,总,(,状态,),C.,体系中,c,(CO),：,c,(CO,，状态,)2,c,(CO,，状态,),D.,逆反应速率,v,逆,：,v,逆,(,状态,),v,逆,(,状态,),解析,A,项，,C,和,CO,2,反应是吸热反应，,H,0,，故,A,错误,；,B,项,，状态,是通入,0.1 mol CO,2,，状态,是通入,0.2 mol CO,2,，状态,可以看作先通,0.1 mol CO,2,，此时的压强相等，再通入,0.1 mol CO,2,，假如平衡不移动，此时的压强等于,2,倍,p,总,(,状态,),，但要满足,CO,2,的浓度相等，应对此体系加热使反应向正反应方向移动，气体物质的量增加，因此,p,总,(,状态,)2,p,总,(,状态,),，故正确,；,C,项，状态,可以看作先通,0.1 mol CO,2,，此时两者,CO,的浓度相等，再通入,0.1 mol CO,2,，假如平衡不移动，状态,CO,的浓度等于,2,倍状态,，但再充入,CO,2,，相当于增大压强，平衡右移，消耗,CO,，因此,c,(CO,，状态,)2,c,(CO,，状态,),，故错误,；,D,项，温度越高，反应速率越快，,v,逆,(,状态,)10,5,时，可以认为该反应已经进行完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。,K,的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。,(3),浓度商：可逆反应进行到某时刻,(,包括化学平衡,),时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商,(,Q,),。当,Q,K,时，该反应达到平衡状态；,Q,K,时，该反应向逆反应方向进行。,再通入,b,mol B,，,(A,),，,(B,),。,再通入,a,mol A,、,b,mol B,：,若,a,b,c,，,(A,),、,(B,),；,若,a,b,c,，,(A,),、,(B,),；,若,a,b,”,、,“,”,或,“,(2),3.(2014,山东理综，,29),研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：,2NO,2,(g),NaCl(s),NaNO,3,(s),ClNO(g),K,1,H,1,0 (,),2NO(g),Cl,2,(g),2ClNO(g),K,2,H,2,”,、,“,1,；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应,(,),是放热反应，故应升高温度,。,答案,2.5,10,2,75%,不变升高温,度,1.,图像类型,知识精讲,考点四看图识图借图破解,(2),含量,时间,温度,(,压强,),(C%,指产物的质量分数，,B%,指某反应物的质量分数,),(3),恒压,(,或恒温,),线,(,c,表示反应物的平衡浓度，,表示反应物的转化率,),图,，若,p,1,p,2,p,3,，则正反应为气体体,积,的,反应,，,H,0,；,图,，若,T,1,T,2,，则正反应,为,反,应,。,减小,v,逆,；,M,点为刚达到平衡点,(,如下图,),；,M,点后为平衡受温度的影响情况，即升温，,A,的百分含量增加或,C,的百分含量减少，平衡左移，故正反应,H,v,逆,；则,L,线的右下方,(F,点,),，,v,正,v,逆,。,2.,分析方法,(1),认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合。,(2),看清起点，分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。,(3),看清曲线的变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点。,(4),注意终点。例如，在浓度,时间图像上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。,(5),先拐先平。例如，在转化率,时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。,(6),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关系。,3.,绘图要领,一标：标原点，标横、纵坐标的物理量及单位。,二比：比照原图像，画出新图像，并标明。,题组集训,题组一识别图像、联系规律、判断正误,1.(2015,四川理综，,7),一定量的,CO,2,与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：,C(s),CO,2,(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,(,),A.550,时，若充入惰性气体，,v,正,、,v,逆,均减小，平衡不移动,B.650,时，反应达平衡后,CO,2,的转化率为,25.0 %,C.,T,时，若充入等体积的,CO,2,和,CO,，平衡向逆反应方向移动,D.925,时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,K,p,24.0,p,总,解析,A,项，,C(s),CO,2,(g),2CO(g),的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故,v,正,、,v,逆,均减小，平衡正向移动，错误,；,B,项，由图可知，,650,时若设起始时,CO,2,的体积为,1 L,，平衡时,CO,2,消耗的体积为,x,L,，则,C(s,),CO,2,(s),2CO(g),V,始,1,0,V,变,x,2,x,V,平,1,x,2,x,100%,40.0%,，,x,0.25,，,CO,2,的转化率,为,25,%,，正确,；,C,项，由图可知，,T,时平衡体系中,CO,和,CO,2,的体积分数均为,50%,，故恒压时充入等体积的,CO,2,和,CO,两种气体平衡不发生移动，错误；,D,项，,925,时，,CO,的平衡分压,p,(CO),p,总,96.0%,，,CO,2,的平衡分压,p,(CO,2,),p,总,4%,，根据化学平衡常数的定,义,可,知,答案,B,2.(2015,安徽理综，,11),汽车尾气中，,NO,产生的反应为,N,2,(g),O,2,(g),2NO(g),。一定条件下，等物质的量的,N,2,(g),和,O,2,(g),在恒容密闭容器中反应，下图曲线,a,表示该反应在温度,T,下,N,2,的浓度随时间的变化，曲线,b,表示该反应在某一起始条件改变时,N,2,的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是,(,),A.,温度,T,下，该反应的平衡常数,K,B.,温度,T,下，随着反应的进行，混合气体的密度减小,C.,曲线,b,对应的条件改变可能是加入了催化剂,D.,若曲线,b,对应的条件改变是温度，可判断该反应的,H,0,，错误,。,答案,A,题组二辨别图表、提取信息、综合应用,3.,2015,全国卷,，,28(4),Bodensteins,研究了下列反应：,2HI(g),H,2,(g),I,2,(g),在,716 K,时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数,x,(HI),与反应时间,t,的关系如下表：,t,/min,0,20,40,60,80,120,x,(HI),1,0.91,0.85,0.815,0.795,0.784,x,(HI),0,0.60,0.73,0.773,0.780,0.784,根据上述实验结果，该反应的平衡常数,K,的计算式为,_,。,上述反应中，正反应速率为,v,正,k,正,x,2,(HI),，逆反应速率为,v,逆,k,逆,x,(H,2,),x,(I,2,),，其中,k,正,、,k,逆,为速率常数，则,k,逆,为,_(,以,K,和,k,正,表示,),。若,k,正,0.002 7 min,1,，在,t,40 min,时,，,v,正,_min,1,。,由上述实验数据计算得到,v,正,x,(HI),和,v,逆,x,(H,2,),的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为,_(,填字母,),。,原平衡时，,x,(HI),为,0.784,，,x,(H,2,),为,0.108,，二者图中纵坐标均约为,1.6(,因为平衡时,v,正,v,逆,),，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在,1.6,上面，,升高温度，平衡向正反应方向移动，,x,(HI),减小,(A,点符合,),，,x,(H,2,),增大,(E,点符合,),。,答案,k,正,/,K,1.95,10,3,A,点、,E,点,4.,2015,全国卷,，,27(2)(3),甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气,(,主要成分为,CO,、,CO,2,和,H,2,),在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：,CO(g),2H,2,(g),CH,3,OH(g),H,1,CO,2,(g),3H,2,(g),CH,3,OH(g),H,2,O(g),H,2,CO,2,(g),H,2,(g),CO(g),H,2,O(g),H,3,回答下列问题：,(2),反应,的化学平衡常数,K,表达式为,_,；图,1,中能正确反映平衡常数,K,随温度变化关系的曲线为,_(,填曲线标记字母,),，其判断理由是,_,。,图,1,解析,根,据化学平衡常数的书写要求可知，反应,的化,学,平,衡常数为,K,。,反,应,为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常,数,K,减小，故曲线,a,符合要求,。,答案,K,a,反应,为放热反应，平衡,常,数,数值应随温度升高变,小,图,2,(3),合成气组成,n,(H,2,)/,n,(CO,CO,2,),2.60,时，体系中的,CO,平衡转化率,(,),与,温度和压强的关系如图,2,所示,。,(CO,),值随温度升高而,_(,填,“,增大,”,或,“,减小,”,),，其原因,是,_,_,；图,2,中的压强由大到小为,_,，其判断理由是,_,。,解析,由图,2,可知，压强一定时，,CO,的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应,为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应,为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生,CO,的量增大，而总结果是随温度升高，,CO,的转化率减小。,反应,的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，,CO,的平衡转化率增大，而反应,为气体总分子数不变的反应，产生,CO,的量不受压强的影响，因此增大压强时，,CO,的转化率提高，故压强,p,1,、,p,2,、,p,3,的关系为,p,1,p,2,p,2,p,1,相同温度下，由于反应,为气体分数减小的反应，加压有利于提高,CO,的转化率；而反应,为气体分子数不变的反应，产生,CO,的量不受压强影响。故增大压强时，有利于,CO,的转化率升高,