化学反应速率和化学平衡

nullnull高三化学专题复习化学反应速率和化学平衡 知识提纲：浓度压强温度催化剂其它浓度压强温度适宜条件选择合成氨工艺流程一、化学反应速率1、化学反应速率2、影响反应速率的条件二、化学平衡1、定义2、影响平衡的条件3、等效平衡三、合成氨简介化学反应速率和化学平衡null一、化学反应速率1、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 m A（g）+n B（g） == p C（g）+q D（g）△ C (A) = C (A) — C ′(A) △ C (C) = C ′(C) — C (C) C′(A)、 C′(C) 表示一定时间后的物质浓度C (A) 、 C (C) 表示物质起始浓度null3、单位：mol/(L·S)或 mol/(L·min)或 mol/(L·h)4、特点： ⑴化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值 ⑵在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数 值可以是不同的。 ⑶不同物质的速率的比值一定等于化学反应方程式中 相应的化学计量数之比。 ひ(A)：ひ(B)：ひ(C)：ひ(D)== m ：n ： p ：qnull二、影响化学反应速率的因素1、内因： 参加反应的物质的性质和反应的历程，是决定化学反应速率的主要因素。⑴、化学键的强弱与反应速率的关系⑵、化学物质的性质与反应速率的关系例：F2、Cl2、Br2、I2与H2的反应。 H—F > H—Cl > H—Br > H—I例：Mg、Al、Cu与稀硫酸的作用。Al与稀硫酸、浓硫酸的作用。2、外因null⑴外界条件对化学反应速率影响的规律null浓度、压强、温度、催化剂是影响化学反应速率的四大因素 此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物的颗粒的大小、扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率。null⑵外界条件对化学反应速率影响的原因null1 、试将外界条件对反应速率的影响结果 填入下表中： 课堂练习null2、反应A+3B==2C+2D在四种不同的情况下的 反应速率分别为： ①ひ（A）=0.15mol/(L·S) ②ひ（B）= 0.6mol/(L·S) ③ひ（C）= 0.4mol/(L·S) ④ひ（D）= 0.45mol/(L·S) 该反应在四种情况下的快慢顺序为_____________.④>③=②>①分析 ： ①根据反应速率之比等于物质的计量数 之比来判断。 ②将不同物质表示的反应速率换算成同 一物质表示的反应速率来判断。 在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率 时，其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义 是相同的。null3、把镁条投入到装有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由下图表示，在下列因素中： ①盐酸的浓度；②镁条的表面积； ③溶液的温度；④Cl-的浓度。 影响反应速率的因素是（ ） (A)①④ (B) ③④ (C) ①②③ (D) ②③Cnull 4、在一定条件下，NO能跟H2发生如下反应： 2NO+2H2== N2+2H2O。经研究，上述反应是按 以下三步反应进行的总反应（括号中是该条件 下反应的相对速率）： ① 2NO+H2== N2O+H2O （慢） ② 2N2O == 2N2+O2 （快） ③ 2H2+O2== 2H2O（更快） 以上总反应的速率主要取决于三步反应中 的（ ） (A)① (B) ② (C) ③ (D) ②③Anull5、现有反应：A (g) +B (g) ===C (g)， 从正反应开始，在其他条件不变时，某一反应 物的浓度、反应时间、反应温度跟反应速率之 间的关系曲线如图所示，其中明显错误的是 （ ） Bnull6、右图为反应 2A（g）= B（g）+ C（g） 的速率ひ（A）变化的图像，其中纵坐标可 能是（ ） A. 温度 B. 压强 C. A的浓度 D. 反应时间Dnull7、进行如下实验，在A瓶中放入10g黄豆大小的 碳酸钙，在B瓶中放入5g粉末状碳酸钙，分别加 入50mL1mol/L盐酸，下图中横轴X代表时间， 纵轴Y代表瓶中碳酸钙减小的质量，其中能正确 表示实验结果的图是 （ ）Cnull8、在一定条件下2升的反应容器中充入一定量的N2和H2发生下反应N2+3H2=2NH3，5分钟后测的NH3的物质的量为0.5mol，则NH3的反应速率为__________________； H2的反应速率为__________________________________。0.05mol/(L·m)0.05mol/(L·m)×3÷2 =0.075 mol/(L·m)9、硫分别在空气中和氧气中燃烧的现象是__________、__________。由此可得出的结论是____________________。10、已知在一定条件下发生下列反应2X+W=Y+Z Y+N= W+Z则总反应方程式为__________。其中X为________ W为________ Y为___________。2X+N=2Z反应物催化剂中间产物淡蓝色火焰蓝紫色火焰反应物浓度大，速率快null11、如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等，一定条件下发生2SO2+O2=2SO3的反应。问：③ 如起始在a、c两容器中通入同量的N2， 则此时三容器起始压强为Pa ___Pb ___Pc；① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va ___Vc；② 反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va ___Vc ；=<> == >起始反应速率关系为 Va ___Vb ___Vcnull三、化学平衡的建立1、化学平衡的建立从反应物开始从生成物开始null2、化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应 速率和逆反应速率相等，反应混合物中各 组分的浓度保持不变的状态，称为化学平 衡状态。概念的理解：前提 是一定条件下的可逆反应实质 是ひ正=ひ逆 ≠ 0标志 是反应混合物中各组分的浓度 保持不变null3、化学平衡的特征(1) 逆—— 可逆反应 变—— 当浓度、压强、温度等条件改变 时，化学平衡即发生移动(2) 等—— ひ正=ひ逆 ≠ 0(3) 动—— 动态平衡 定—— 平衡状态时，反应混合物中各 组分的浓度保持不变null4、判断化学平衡状态的方法⑴平衡平衡平衡不一定 平衡null4、判断化学平衡状态的方法⑵平衡平衡不一定 平衡不一定 平衡null4、判断化学平衡状态的方法⑶平衡不一定 平衡平衡不一定 平衡null4、判断化学平衡状态的方法⑷不一定 平衡不一定 平衡一定 平衡null课堂练习1、下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已经达到平衡状态的是______________________.⑵、一个B — B键的断裂的同时有一个C — C键的生成⑼、百分组成 B2% = C2% = D2%⑴、单位时间内生成了2molC的同时也生成了1molA⑶、反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1⑸、温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化⑹、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化⑺、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑻、温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化⑴、⑸、⑹、⑺、⑻null 小结：化学平衡的标志① 正反应速率等于逆反应速率 ② 各成分的百分含量保持不变 ③ 各物质的浓度不变 ④ 各物质的转化率不变 ⑤ 对于气体计量数和前后不相等的反应， 压强保持不变2、在一定温度下，可逆反应： A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是 (A) A2、B2、AB的浓度不再变化 (B) 容器中的压强不再随时间变化 (C) 单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB (D) A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2 ACnull四、化学平衡移动 对一个可逆反应，达到化学平衡状态 以后，反应条件(如温度、压强、浓度等) 发生改变，平衡混合物里各组分的浓度也 就随着改变而达到新的平衡状态，这个过 程叫做化学平衡移动。 化学平衡移动的根本原因：外界条件 改变，引起ひ正、ひ逆发生改变，且： ひ正≠ひ逆≠0，造成化学平衡移动。五、影响化学平衡移动的因素1、浓度：在其他条件不变时，增大反应物 浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正 反应方向移动；反之化学平衡向逆反应方向移动。nullnull2、压强： 对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应， 在其他条件不变时，增大压强，化学平衡向气体体 积缩小的方向移动；反之，化学平衡向气体体积增 大的方向移动。 其他条件不变时，压强增大，ひ正、ひ逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。null 压强对平衡的影响， 只考虑对参加反应的气态物质的影响。null3、温度： 在其他条件不变的情况下，升高温度， 化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度， 化学平衡向放热反应方向移动。升高温度，吸热反应方向的速率增大的幅度更大。降低温度，吸热反应方向的速率降低的幅度更大。null 催化剂对化学平衡移动无影响，它的使用能 同等程度地改变正、逆反应速率（即反应速率改 变但仍然相等），可以改变化学反应达到平衡所 需要的时间。正催化剂可以加快反应速率，缩短 反应达到平衡所需要的时间。null勒夏特列原理： ——化学平衡移动原理 若改变影响平衡的一个 条件(浓度、压强、温度)， 平衡就向能够减弱这种改变 的方向移动。null课堂练习： 1、反应 X(g) +Y(g) 2Z(g) (正反应放热)，从正 反应开始经t1时间达到平衡状态，在t2末由于条件 变化，平衡受到破坏，在t3时达到新的平衡，下图 表示上述反应过程中 物质的浓度与反应时 间的变化关系，试问 图中的曲线变化是由 哪种条件的改变引起 的？ （ ）A、增大X或Y的浓度 B、增大压强 C、增大Z浓度 D、降低温度Dnull2、下图表示可逆反应： A(g) + B(g) C(g)，当增大压强时， 平衡由a点移动到b点，正确的曲线是（ ）。BnullDnull4、如图曲线是在其他条件一定时，反应： 2NO2 　　N2O4 ； △H ひ(逆)的点是（ ） （A） A 或 E （B） C （C） B （D） DBnull 5、可逆反应： mA(S) +nB(g)　 　pC(g)；△H＜0 在一定温度的密闭容器中进行，B的 体积分数(VB%)与压强关系如图所示。 下列叙述正确的是（ ）（A） m + n < p （B） n > p （C） n < p （D） x点时: ひ(正)>ひ(逆)C Dnull6、对于反应：2A+B 2C在反应过程中C的 百分含量随温度变化如右图所示，则： ⑴T0对应的V正与V逆的关系是_____________. ⑵正反应为_________热反应. ⑶A、B两点正反应速率的大小关系 是________________. ⑷温度T 1：3，以提高H2的利用率。压强：20MPa~50MPa温度：5000C左右（此时催化剂的活性最大）催化剂：铁触媒反应原理为：null三、合成氨工业的简要流程四、原料气的制取N2：方法Ⅰ：液化空气（ N2先逸出）方法Ⅱ：消耗空气中的O2（例：C+O2=CO2，除去 CO2可得N2） H2：水煤气法null五、有关化学平衡的计算1、可逆反应达到平衡过程中物质浓度的变化关系（2）生成物的平衡量 == 起始量 + 转化量 （3）各物质转化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量 数之比（4）化学平衡前后，同种元素原子的物质的量相等2、反应的转化率null（体积变化也可以）3、产率null m A （g） +n B （g）  p C （g） +q D （g） 反应达到平衡后，C A ↑ ，B的转化率可提高，但A的转化率一般降低； C B ↑ ，A的转化率可提高，但B 的转化率一般降低。4、反应物转化率与浓度的关系（1）对于多种物质参加的反应（气、液态）同时增加A、B的浓度， A、B的转化率都增大。 m +n > p +q m +n< p +q 同时增加A、B的浓度， A、B的转化率都减小。 m +n= p +q 同时增加A、B的浓度， A、B的转化率都不变。null（2）对于分解反应，要视反应前后物质的化学计量数而定。例：2HI （g） H2 （g） + I2（g）例：2NH3（g） N2 （g）+ 3H2（g） 不论如何改变反应物的浓度， 反应物的转化率都不变。增加反应物的浓度时， 反应物的转化率减小。 m A（g） n B（g） + p C（g） m = n + p m < n +p m > n+ pnull六、反应物转化率的计算及判断： m A（g）+n B（g）  p C（g）+q D（g） 以上反应达到平衡后，增大反应物A的浓度，B的转化率可提高，但A的转化率反而降低；增大反应物B的浓度，A的转化率可提高，但B的转化率反而降低。 null 在一定容密闭容器中，加入m mol A,n mol B发生下列反应：mA(气) +nB(气) pC(气)，平衡时C的浓度为w mol·L-1，若维持容器体积和温度不变，起始加入a molA,b molB,c molC,要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1,则a,b,c必须满足的关系是 ( ) (A) a:b:c=m:n:p ( B) a:b=m:n; ap/m+c=p (C) mc/p+a=m；nc/p+b=n (D) a=m/3；b=n/3; c=p/3 B Cnull在某定容密闭容器中建立下列平衡， 3A（g)+B(g) 2C(g)+D(g) ① 当起始时向容器中加入3molA、2molB时，达到平衡时测的D的体积分数为 m%。 ②当起始时向容器中加入2molB、2molC、1molD时达到平衡时测的D的体积分数为 n%。则m_________n(>、<、=）。< 、> 或 =在上述反应中如果加入B的量颜色加深，则有颜色的物质可能为___________.B、C 或Dnull 在一个固定体积的密闭的容器中，放入3升X(气)和2升Y(气)，在一定条件下发生下列反应： 4X(气)+3Y(气) ≒2Q(气)+nR(气)。达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则该反应方程式中的n值是 ( ) (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 在密闭容器中进行反应N2+3H2≒2NH3+Q, 一定温度下达到平衡，若将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍，则产生结果是 ( ) ① 平衡不移动 ② 平衡向正反应方向移动 ③ NH3的百分含量增加 ④ H2的转化率增大 ⑤ 达到新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍 ⑥ [N2]减小 ⑦ [NH3]新>2[NH3]原 (A) ① ② ③ ④ (B) ② ③ ④ ⑦ (C) ③ ④ ⑤ ⑥ (D) ④ ⑤ ⑥ ⑦ DBnull 对于平衡① C2H2+H2≒C2H4和平衡② 2CH4≒C2H4+2H2，在其他条件不变时，温度降低① 式向右移动② 式相左移动。则热化学方程式C(固)+2H2(气)=CH4(气)+Q1、2C(固)+H2(气)=C2H2(气)+2Q2和2C(固)+2H2(气)=C2H4(气)+2Q3中Q1、Q2、Q3值得大小比较是 ( ) (A) Q1>Q2>Q3 (B) Q1>Q3>Q2 (C) Q2>Q1>Q3 (D) Q3>Q2>Q1Bnull 已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是 ( ) ① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产量一定增加③ 反应物的转化率一定增大④ 反应物浓度一定降低⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率⑥ 使用了合适的催化剂 A ① ② (B) ② ⑤ (C) ③ ⑤ (D) ④ ⑥ 下列事实中不能用平衡移动原理解释的是( ) (A) 密闭、低温是存放氨水的必要条件 (B) 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 (C) 硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率 (D) 在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化DBnull 对于平衡体系：mA(气)+nB(气) ≒pC(气)+qD(气)+Q，下列判断正确的是( ) (A) 若温度不变，将容器的体积增大1倍，此时A的浓度变为原来的0.48倍， 则m+n>p+Q (B) 若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时A、B的物质的量之比为m:n (C) 若平衡体系共有气体a mol，再向其中加入b molB物质，当重新达到平衡时，气体的总物质的量等于(a+b)mol，则m+n=q+p (D) 温度不变时，若压强增大为原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原体积的1/2要小BC