湖北省黄冈市2019高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡教案.doc

化学反应速率和化学平衡李仕才课题名称化学反应速率和化学平衡授课类型复习课课时安排10课时复习重点速率的影响因素，平衡状态，平衡移动及平衡图像，计算。复习难点速率和平衡影响条件的界定，解决多变量平衡图像问题，平衡的计算。教法安排诱导思维，自学探究，练习巩固，教师纠错归纳。设备支持多媒体投影仪，电脑等教学思想以学生为主体，教师组织学生先讨论探究再练习纠错最后归纳总结的方式复习，充分调动学生学习的主动性和学习的兴趣，加深对知识的巩固，理解和应用；培养良好的思维、学习品质；培养学生探索求是、务实的唯物主义精神。在教学中融入化学学科的核心素养，让学生认识化学反应速率和化学平衡知识的动态美和应用价值。教学过程化学反应速率考点一化学反应速率（1课时）学生自主学习1化学反应速率2化学反应速率与化学计量数的关系(1)原理：对于已知反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，或v(A)v(B)v(C)v(D)。(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，则v(B)0.2 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1。拓展归纳(1)化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。(2)同一化学反应，在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。学生练习一化学反应速率的计算1在N23H22NH3的反应中，在5 s内NH3的浓度变化了8 molL1，则NH3的平均反应速率()A2.4 molL1s1B0.8 molL1s1C1.6 molL1s1 D0.08 molL1s12在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O22HI=2H2OI2，在不同浓度时的化学反应速率见表，由此可推知当c(HI)0.500 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时的反应速率为()实验编号12345c(HI)/molL10.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)/molL10.1000.1000.1000.2000.300v/molL1s10.007 600.015 30.022 70.015 10.022 8A0.038 0 molL1s1 B0.152 molL1s1C0.608 molL1s1 D0.760 molL1s13反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 molL1。对此反应速率的正确表示是()A用A表示的反应速率是0.8 molL1s1B分别用B、C、D表示的反应速率，其比值是321C在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 molL1min1D在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的教师纠错，归纳总结规律方法反应速率计算的三种常用方法(1)定义式法v(B)。(2)比例关系法化学反应速率之比等于化学计量数之比，如mA(g)nB(g)=pC(g)中，v(A)v(B)v(C)mnp。(3)三段式法列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，起始时A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，反应进行至t1时，A消耗了x molL1，则化学反应速率可计算如下：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/(molL1) a b 0 0转化/(molL1) x t1/(molL1) ax b 则：v(A) molL1s1，v(B) molL1s1，v(C) molL1s1，v(D) molL1s1。二化学反应速率的比较4在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N23H22NH3。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是()Av(H2)0.01 molL1s1Bv(N2)0.3 molL1min1Cv(NH3)0.15 molL1min1Dv(H2)0.3 molL1min15(2018长沙模拟)反应A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.45 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1s1。下列有关反应速率的比较中正确的是()ABC D教师纠错，归纳总结 规律方法化学反应速率大小的比较方法(1)归一法将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。(2)比值法将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，若，则反应速率AB。考点二影响化学反应速率的因素（2课时）学生讨论影响化学反应速率有哪些因素1内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是NaMgAl。2外因(其他条件不变，只改变一个条件)3理论解释有效碰撞理论（宏观辨识与微观探究）(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：如图注意E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，且HE1E2，E3为使用催化剂时的活化能。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系教师归纳总结拓展归纳(1)升高温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。(2)催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。(3)压强及惰性气体对化学反应速率的影响改变压强，实质是通过改变物质的浓度来实现化学反应速率改变的。若压强改变导致了反应物浓度增大或减小，则化学反应速率会增大或减小。根据上述第条原则，充入惰性气体对化学反应速率的影响可分为以下两种情况：恒温恒容充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变恒温恒压充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，则化学反应速率不变。(4)固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。学生对应练习一影响化学反应速率的因素1下列说法正确的是_。A100 mL 2 molL1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快B相同条件下，等量的锌粒分别与100 mL 2 molL1稀硫酸、100 mL 2 molL1稀盐酸反应，反应速率相同C用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸反应可以加快产生氢气的速率D对于A(s)B(g)C(g)D(g)的反应，加入A，反应速率加快E工业生产中常将矿石粉碎，可以增大接触面积，使反应速率加快F2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小G某恒容密闭容器中，发生反应A(g)=B(g)C(g)，通入He，压强增大，反应速率加快H某恒压密闭容器中，发生反应A(g)=B(g)C(g)，通入He，压强不变，反应速率不变2NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓缓地反应生成N2和CO2，化学方程式为2NO2CON22CO2，对此反应，下列叙述错误的是()A使用正催化剂能加大反应速率B改变反应物的压强对反应速率产生影响C冬天气温低，反应速率减慢，对人体危害更大D无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响题点(二)“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素3下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4) /(molL1)V(H2SO4) /mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝1.050203512540.10丝1.050355050分析上述数据，回答下列问题：(1)实验1和2表明，_对反应速率有影响，而且_，则反应速率越快。(2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是_(填实验序号)。(3)实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_(填实验序号)。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。教师归纳总结规律方法“控制变量法”的解题策略三利用“断点”突破化学反应速率图像(t图)4对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(Ot1：v正v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()5密闭容器中发生反应：A(g)3B(g)2C(g)H0，根据下列vt图像，回答下列问题：(1)下列时刻所改变的外界条件是t1_；t3_；t4_。(2)反应速率最快的时间段是_。(3)下列措施能增大正反应速率的是_。A通入A(g)B分离出C(g)C降温 D增大容积教师归纳总结 规律方法(1)速率时间图像“断点”分析当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。(2)常见含“断点”的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应化学平衡考点一化学平衡状态（1课时）学生探讨平衡状态是如何建立的？平衡状态的特点？有哪些判断依据？建立变化观念和平衡的思想。1可逆反应2化学平衡的建立(1)化学平衡的建立过程(2)化学平衡状态的概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。3化学平衡状态的特点4化学平衡状态的判断化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D不一定平衡压强其他条件一定、总压强一定，且mnpq平衡其他条件一定、总压强一定，且mnpq不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定，且mnpq平衡平均相对分子质量一定，且mnpq不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡典例(2017全国卷节选)298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)y molL1教师归纳总结 规律方法判断化学平衡状态的方法“正逆相等，变量不变”考点二化学平衡移动（2课时）学生探讨平衡移动的原因，影响平衡移动的因素。1化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态不平衡状态新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：2外界因素对化学平衡移动的影响(1)影响化学平衡的因素条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向反应方向移动压强(对有气体存在的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体分子数不变改变压强平衡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使用催化剂平衡移动(2)通过图像分析影响化学平衡移动的因素某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0)，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是()A缩小体积加压B扩大体积减压C增加E的浓度 D降温3用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJmol1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A气体的质量不再改变B氯化氢的转化率不再改变C断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键Dn(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)41224一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)达到平衡，下列说法正确的是()A将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍B增加CaCO3(s)的量，平衡正向移动，CO2的浓度增大C将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变D保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行5(2018亳州第二次联考)在t 时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)I2(g)H0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是()A平衡时，I2蒸气的体积分数为25%B若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行C平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小D平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小6在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Fe(s)5CO(g)Fe(CO)5(g)，当反应进行到5 min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是()A反应进行到5 min时，b容器中v(正)v(逆)B正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)K(T2)Cb中v(正)大于a中v(逆)D达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bca7(2018淮北一模)已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置的过程中，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法不正确的是()Ab点达到平衡状态Bb点与a点相比，c(NO2)、c(N2O4)均减小Cd点：v(正)0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是()选项xyA通入A气体B的转化率B加入催化剂A的体积分数C增大压强混合气体的总物质的量D升高温度混合气体的总物质的量9(2018大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应xA(g)yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A的浓度为0.5 molL1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A的浓度为0.8 molL1，则下列叙述正确的是()A平衡向正反应方向移动BxyzCB的物质的量浓度减小DC的体积分数降低10(2017荆门调研)一定温度下，将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密闭容器中发生反应A(g)B(g)xC(g)D(s)，在t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是()A反应方程式中x2Bt2时刻改变的条件是使用催化剂Ct3时刻改变的条件是移去少量DDt1t3间该反应的平衡常数不相同11中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(1)从3 min到9 min，v(H2)_molL1min1。(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_(填字母)。A反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11(即图中交叉点)B混合气体的密度不随时间的变化而变化C单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2ODCO2的体积分数在混合气体中保持不变(3)平衡时CO2的转化率为_。(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是_。(5)一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)_(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。12当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_。(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是_。a体系压强不再改变bH2的浓度不再改变c气体的密度不随时间改变d单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为31(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。根据图中数据分析：降低温度，平衡向_方向移动。在700 K、起始投料比1.5时，H2的转化率为_。在500 K、起始投料比2时，达到平衡后H2的浓度为a molL1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为_。13醋酸由于成本较低，在生产中被广泛应用。(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛作中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：CH2=CH2(g)CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是_(填字母)。A乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同B酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等C乙烯断开1 mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1 molD体系中乙烯的质量分数一定(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：温度在6080 范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是_用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率，分析其原因：_。压强为p1、温度为60 时，若乙酸乙酯的产率为30%，则此时乙烯的转化率为_。在压强为p1、温度超过80 时，分析乙酸乙酯产率下降的原因：_。根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是_(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有_(任写出一条)。化学平衡常数与转化率的计算（专项突破2课时）“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。1明确三个量起始量、变化量、平衡量 N23H22NH3起始量 1 3 0变化量 a b c平衡量 1a 3b c(1)反应物的平衡量起始量变化量。(2)生成物的平衡量起始量变化量。(3)各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。2掌握三个百分数(1)转化率100%100%。(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率100%(3)混合物中某组分的百分含量100%。3谨记答题模板反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx对于反应物：n(平)n(始)n(变)对于生成物：n(平)n(始)n(变)对点训练7在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/(molL1)0.10.20平衡浓度/(molL1)0.050.050.1下列说法错误的是()A反应达平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数为1 600C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D改变温度可以改变此反应的平衡常数8(2018潍坊统考)温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应X(g)Y(g)Z(g)(未配平)，4 min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是()A发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)v(Y)2v(Z)B图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%CT0时，该反应的平衡常数为33.3D该反应正反应的反应热HS(l)S(s)。反应后气体物质的量增加的反应。3化学反应方向的判据课堂练习（教师纠错）1下列说法正确的是()A所有能自发进行的化学反应都是放热反应B同一物质固、液、气三种状态的熵值相同CH0的反应可自发进行D在其他条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向2已知吸热反应2CO(g)=2C(s)O2(g)，设H和S不随温度而变，下列说法中正确的是()A在低温下能自发进行B在高温下能自发进行C在任何温度下都能自发进行D在任何温度下都不能自发进行3下列说法不正确的是()AH0、S0的反应在高温下能自发进行BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的速率