高考化学 专题八 化学反应速率和化学平衡课件.ppt

化学反应速率 1 化学反应速率 1 表示方法用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示 2 数学表达式及单位 减少量 增加量 3 同一反应中用不同物质表示的化学反应速率之间的关系对于反应aA g bB g cC g dD g 在同一时间段内化学反应速率v A v B v C v D a b c d 易错警示 有关化学反应速率计算的三个提醒1 计算化学反应速率时 要注意题目要求用何种物质表示 且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量 一般不用物质的量的变化量来表示 2 化学反应速率是在一段时间内的平均速率 且均取正值 3 固体和纯液体 不是溶液 其浓度可视为常数 因此不用固体和纯液体表示化学反应速率 2 影响化学反应速率的因素 1 内因 2 外因 其他条件不变 只改变一个影响条件 反应物本身的性质 增大 减小 增大 减小 减小 增大 相同 接触面积 3 理论解释 有效碰撞理论 1 活化分子 活化能 有效碰撞 活化分子 能够发生有效碰撞的分子 活化能 如图 图中 E1为 使用催化剂时的活化能为 反应热为 有效碰撞 活化分子之间能够引发化学反应的碰撞 反应的活化能 E3 E1 E2 2 活化分子 有效碰撞与反应速率的关系 活化 分子 有效碰撞 次数 活化分子 1 比较化学反应速率大小的方法 2 惰性气体对化学反应速率的两种影响 1 恒温恒容 充入 惰性气体 总压增大 物质浓度不变 活化分子浓度不变 反应速率不变 2 恒温恒压 充入 惰性气体 体积增大 物质浓度减小 活化分子浓度减小 反应速率减慢 化学平衡 1 化学平衡状态 1 概念 一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率 反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态 2 特征 相等 浓度 v 正 v 逆 0 质量或浓度 2 化学平衡移动 1 原因 反应条件改变引起 2 方向 v 正 v 逆 时 平衡向 方向移动 v 正 v 逆 时 平衡向 方向移动 3 影响化学平衡的因素 1 温度的影响 假设正反应为吸热反应 T升高 K Qc K 化学平衡向 方向移动 T降低 K Qc K 化学平衡向 方向移动 v 正 v 逆 正反应 逆反应 增大 吸热反应 减小 放热反应 2 浓度的影响 反应物浓度增大或生成物浓度减小时 QcK平衡 移动 3 压强的影响 正向 逆向 V 0 V 0 V 0的反应 改变压强 平衡 不移动 4 催化剂的影响使用催化剂 v正和v逆 化学平衡不发生移动 但能改变达到平衡的时间 4 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一 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 的方向移动 同等程度增大 减弱这种改变 判断化学平衡移动的思维模型 化学平衡常数和化学平衡的有关计算 1 化学平衡常数 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到 时 生成物 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 化学平衡 浓度幂 3 影响因素 K只与 有关 温度 减小 增大 4 意义 越大 越大 越小 越小 5 化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 若方程式中各物质的化学计算数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 易错警示 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物和生成物的浓度以及平衡移动的方向无关 2 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看做 1 而不代入公式 2 转化率 1 表达式对于化学反应aA bBcC dD 反应物A的平衡转化率为 A 2 规律 同一反应的不同反应物转化率可以 相同条件下 增大某一反应的浓度 可 另一反应物的转化率 而增大浓度的反应物的转化率一般会 不同 提高 降低 要点一化学平衡状态的判断 1 直接判断依据2 间接判断依据以mA g nB g pC g qD g 为例 解析化学平衡的本质特征是v 正 v 逆 要注意的是 化学反应速率可以用不同的物质表示 而且同一化学反应如果用不同的物质表示 化学反应速率的值可能不同 这里的v 正 v 逆 必须是用同一物质表示的正逆反应速率 由于该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应 无论是否达到平衡 只要温度不变 其混合气体的压强就不会改变 C没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率 不能确定是否达到平衡 浓度具体比值还与投入起始量有关 不能作为平衡建立标志 D不对 由于三种气体中只有I2是有色的 颜色不变说明I2的质量分数不变 消耗的等于生成的 达到了平衡 答案B 借题发挥 巧记间接判据的方法 1 由 变 到 不变 不变时达平衡 2 由 不变 到 不变 不变时无法判断 要点二化学平衡的计算方法 三段式 法 1 计算步骤 2 计算模式如mA g nB g pC g q D g 令A B起始物质的量浓度分别为amol L bmol L 达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol L mA g nB g pC g qD g 起始 mol L ab00变化 mol L mxnxpxqx平衡 mol L a mxb nxpxqx注意 在起始量 转化量 平衡量中 只有转化量之比等于化学计量数之比 典例示范2 2012 海南 15 9分 已知A g B g C g D g 反应的平衡常数和温度的关系如下 回答下列问题 1 该反应的平衡常数表达式K H 0 填 或 2 830 时 向一个5L的密闭容器中充入0 20mol的A和0 80mol的B 如反应初始6s内A的平均反应速率v A 0 003mol L 1 s 1 则6s时c A mol L 1 C的物质的量为 mol 若反应经一段时间后 达到平衡时A的转化率为 如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气 平衡时A的转化率为 3 判断该反应是否达到平衡的依据为 填正确选项的字母 a 压强不随时间改变b 气体的密度不随时间改变c c A 不随时间改变d 单位时间里生成C和D的物质的量相等 4 1200 时反应C g D g A g B g 的平衡常数的值为 解析 1 由表中数据可知平衡常数随温度的升高而减小 因而 H 0 2 6s时 c A 0 003mol L 1 s 1 6s 0 022mol L 1 6s时A的物质的量为0 022mol L 1 5L 0 11mol 则A g B g C g D g 起始量 mol 0 200 8000转化量 mol 0 090 090 090 096s时量 mol 0 110 710 090 09即 6s时C的物质的量为0 09mol 2 0 0220 0980 80 3 c 4 2 5 借题发挥 1 有关化学平衡的常见计算是化学平衡常数 物质的平衡浓度和平衡转化率之间的相关计算 2 在进行有关化学平衡的 三段式 计算时 要注意 各物质的起始量 平衡量和转化量三者单位的统一 3 凡是气体的压强变化 密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算 1 图像类型及解题要领 1 速率 压强 或温度 图像特点 曲线的意义是压强 或温度 对正 逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度 图中交点是平衡状态 压强 或温度 增大后正反应速率增大的程度大 平衡正向移动 要点三化学反应速率和化学平衡图像题的解题方法 2 转化率 或质量分数等 压强 温度图像 特点 表示两个外界条件同时变化时 A的转化率的变化规律 解决这类图像题 采用 定一议二 法 即把自变量 温度 压强 之一设为恒量 讨论另外两个变量的关系 特点 曲线上的点表示平衡状态 而X Y点则未达平衡状态 使反应由X点达到平衡状态 反应需向B的百分含量减小的方向进行 要使反应由Y点达到平衡状态 反应需向B的百分含量增大的方向进行 3 质量分数 时间图像特点 表示不同条件下反应速率的快慢以及平衡混合物中D的质量分数大小 解题方法是 先拐先平 数值大 即曲线先出现拐点的首先达到平衡 反应速率快 以此判断温度或压强的高低 再依据外界条件对平衡的影响分析 2 一般解题思路 四看 一看面 即看清坐标所代表的意义 二看线 看准线的走向变化趋势 增减性及量的变化 需作辅助线 等温线 等压线等 三看点 弄懂曲线上点的意义 特别是一些特殊点 如起点 交点 转折点 极值点等 四看量 看横坐标轴和纵坐标轴量的变化 典例示范3 2015 湖南十三校联考 在容积不变的密闭容器中存在如下反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 某研究小组研究了其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 下列分析正确的是 A 图 研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响B 图 研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响C 图 研究的是催化剂对化学平衡的影响 且甲的催化效率比乙高D 图 研究的是温度对化学平衡的影响 且乙的温度较高 解析 答案D 借题发挥 速率平衡图像题解题技巧1 先拐先平在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明该曲线反应速率快 表示温度较高 有催化剂 压强较大等 2 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 有时还需要作辅助线 3 三步分析法一看反应速率是增大还是减小 二看v 正 v 逆 的相对大小 三看化学平衡移动的方向 1 含义在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应体系 起始时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的百分含量相同 要点四 等效平衡 的原理与判断方法 2 原理同一可逆反应 当外界条件一定时 反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 最后都能达到平衡状态 其中平衡混合物中各物质的含量相同 由于化学平衡状态与条件有关 而与建立平衡的途径无关 因而 同一可逆反应 从不同的状态开始 只要达到平衡时条件 温度 浓度 压强等 完全相同 则可形成等效平衡 3 方法规律 1 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应相同 则它们互为等效平衡 2 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量相等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应成比例 则它们互为等效平衡 3 等温 等压条件下 对于任何有气相物质参加的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应成比例 则它们互为等效平衡 典例示范4 在一固定容积的密闭容器中 保持一定温度 在一定条件下进行反应A g 2B g 3C g 已知加入1molA和3molB 且达到平衡后 生成amolC 1 达到平衡时 C在混合气体中的体积分数是 用字母a表示 2 在相同的实验条件下 若加入2molA和6molB 达到平衡后 C的物质的量为 mol 用字母a表示 此时C在反应混合气体中的质量分数 填 增大 减小 或 不变 3 在相同实验条件下 若改为加入2molA和8molB 若要求平衡后C在反应混合气体中质量分数不变 则还应加入C mol 2 2a不变 3 6 借题发挥 等效平衡判断 四步曲 第一步 看 观察可逆反应特点 物质状态 气体分子数 判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应不是反应前后气体体积改变的可逆反应 第二步 挖 挖掘反应条件 是恒温恒容还是恒温恒压 注意密闭容器不等于恒容容器 第三步 倒 采用一边倒法 将起始物质按可逆反应化学计量系数之比转化成同一边的物质 第四步 联 联系等效平衡判断依据 结合题目条件判断是否达到等效平衡