《化學(xué)反應(yīng)原理》.docx

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 專(zhuān)題 考點(diǎn)掃描1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。2、了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。3、了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。4、了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程。5、理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。6、理解外界條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等）對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。7、了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。知識(shí)點(diǎn)撥一、化學(xué)反應(yīng)速率1概念： 用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。2表達(dá)式： VC/t 單位：molL-1s-1 或molL-1min-1等。3注意：以上所指的反應(yīng)速率是平均反應(yīng)速率而不是瞬時(shí)反應(yīng)速率，均取正值。同一反應(yīng)在不同時(shí)間內(nèi)，平均反應(yīng)速率不同。中學(xué)階段計(jì)算的是平均反應(yīng)速率，圖示的應(yīng)是瞬時(shí)速率。同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)來(lái)表示的反應(yīng)速率可能不同，但表示的意義相同。4規(guī)律：反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。對(duì)于同一反應(yīng)：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)同一時(shí)間：VA:VB:VC:VDnA:nB:nC:nDCA:CB:CC:CDm:n:p:q二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1. 內(nèi)因：物質(zhì)本身結(jié)構(gòu)及性質(zhì)是反應(yīng)速率的主要決定因素分子要起反應(yīng)，必須相互接觸碰撞，但并不是每一次都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的只是少數(shù)能量較高的“活化”分子，“活化”分子所進(jìn)行的碰撞叫有效碰撞?；罨苁腔罨肿拥钠骄芰颗c反應(yīng)物平均能量之差。如圖所示，圖中E表示活化分子的平均能量；Ea、Ea分別表示正、逆反應(yīng)的活化能；E1、E2分別表示反應(yīng)物分子和生成物分子的平均能量。由圖可以看出：正反應(yīng)的活化能：Ea = E E1逆反應(yīng)的活化能：Ea= E E2若Ea 0 ；反之，S0?；瘜W(xué)反應(yīng)的 S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。2.反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)：體系能量降低和混亂度增大都有促進(jìn)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向。因此，要正確判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行，必須綜合考慮焓變（H）和熵變(S)。（1）如果反應(yīng)的H0，則該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；（2）如果反應(yīng)的H0，S0，則該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；（3）如果反應(yīng)的H0，S0，S0，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與反應(yīng)的溫度有關(guān)。例如：反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的H0，S0，S0，該反應(yīng)在較低溫度下不能自發(fā)進(jìn)行，而在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行。四、化學(xué)平衡1可逆反應(yīng)(1)概念：在相同的條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)特征：轉(zhuǎn)化率永遠(yuǎn)不可能達(dá)到100%，也就是反應(yīng)一旦開(kāi)始，那么，就不可能只存在反應(yīng)物，或只存在生成物。2化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。(2)特征：逆：可逆反應(yīng)等：V正=V逆動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，V正=V逆0定：各組分的濃度保持不變 變：化學(xué)平衡狀態(tài)是暫時(shí)的、有條件的，影響平衡狀態(tài)的條件發(fā)生改變，平衡狀態(tài)就會(huì)被破壞，發(fā)生平衡移動(dòng)。條件改變，平衡發(fā)生移動(dòng)五、化學(xué)平衡的移動(dòng) 1.化學(xué)平衡移動(dòng)(1)概念：當(dāng)外界條件改變時(shí)，可逆反應(yīng)從一種平衡狀態(tài)向另一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程。(2)平衡發(fā)生移動(dòng)的根本原因：V正、V逆發(fā)生改變，導(dǎo)致V正V逆。(3)平衡發(fā)生移動(dòng)的標(biāo)志：新平衡與原平衡各物質(zhì)的百分含量發(fā)生了變化。注意： 新平衡時(shí)：V正=V逆，但與原平衡速率不等。 新平衡時(shí)：各成分的百分含量不變，但與原平衡不同。 通過(guò)比較速率，可判斷平衡移動(dòng)方向當(dāng)V正V逆時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；當(dāng)V正V逆時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；當(dāng)V正V逆時(shí)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。2.外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)濃度：其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度都會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。改變物質(zhì)濃度不包括固體和純液體，即固體或純液體物質(zhì)的量的增加和減少，不影響濃度，從而不影響化學(xué)反應(yīng)速率，也不影響化學(xué)平衡。(2)壓強(qiáng)：其它條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，會(huì)使平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)。注意： 若反應(yīng)前后氣體體積無(wú)變化，改變壓強(qiáng)，能同時(shí)改變正、逆反應(yīng)速率，V正V逆，平衡不移動(dòng)。 壓強(qiáng)變化是指平衡混合物體積變化而引起的總壓變化，若平衡混合物的體積不變，而加入“惰性氣體”，雖然總壓變化了，但平衡混合物的濃度仍不變，速率不變，平衡不移動(dòng)。 若加入“惰氣”，保持總壓不變，此時(shí)只有增大體系體積，這就相當(dāng)于降低了平衡體系的壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。 (3)溫度：在其它條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。 (4)催化劑：催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，因此不影響化學(xué)平衡，但可大大地縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間。3勒沙特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。具體地可理解為：增大濃度，平衡就會(huì)向著濃度減小的方向移動(dòng)；減小濃度，平衡就會(huì)向著濃度增大的方向移動(dòng).增大壓強(qiáng)，平衡就會(huì)向著壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡就會(huì)向著壓強(qiáng)增大的方向移動(dòng).升高溫度，平衡就會(huì)向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，平衡就會(huì)向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng).平衡移動(dòng)原理對(duì)所有的動(dòng)態(tài)平衡都適用，如電離平衡，水解平衡也適用.六、化學(xué)平衡常數(shù)1、概念：可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，也無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度的大小如何，平衡時(shí)，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積的值均保持不變.該值成為化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示.。2表示： 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD，K3意義：化學(xué)平衡常數(shù)可以表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大.K值只是溫度的函數(shù).如果正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高K值增大；如果正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高K值減小.反之，則反.但是，只要溫度一定，對(duì)于已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)，即使改變其它條件使平衡破壞，建立新的平衡后，K值也不變.4平衡常數(shù)表達(dá)時(shí)的注意事項(xiàng)同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不同K值不同.有固氣或固液的平衡反應(yīng)，固體或純液體的濃度不寫(xiě)在平衡常數(shù)關(guān)系式中在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如果有水參加，水的濃度不寫(xiě)在平衡常數(shù)關(guān)系式中.這是因?yàn)槲镔|(zhì)在稀的水溶液中，水的濃度近似于一個(gè)常數(shù)。七、等效平衡1概念：同一可逆反應(yīng)在相同的條件下，通過(guò)不同的途徑或不同的配料，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的分?jǐn)?shù)(即含量)分別相同.2判定：(1)定溫定容時(shí)，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同，兩平衡是等效的.此時(shí)，各配料量不同，只能推出各組分的百分含量相同，其各組分的濃度、反應(yīng)速率、平衡壓強(qiáng)等分別不同于原平衡.(2)定溫定容時(shí)，通過(guò)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算把投料量換算成與原投料量同一邊的物質(zhì)的量保持其數(shù)值相等，則兩平衡是等效的.此時(shí)，各組分的濃度，反應(yīng)速率包括平衡壓強(qiáng)等也分別與原平衡相同，亦稱等同平衡.(3)定溫定壓下，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的量，只要按化學(xué)方程式系數(shù)換算成同一邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)到等效平衡.此時(shí)的情形與(2)相似，但投料量不同時(shí)，不能稱等同平衡。 精題精講1可逆反應(yīng)2A(g)+3B(g) 2c(g)+D(g)在四種不同條件下的反應(yīng)速率分別為：(A)=0.5mol/(Lmin)(B)=0.6mol/(Lmin)(C)=0.35mol/(Lmin) (D)=0.4mol/(Lmin)則該反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)速率最快的是( )A. B. C. D.解析：在同一反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)的濃度變化表示，無(wú)法判斷其反應(yīng)速率的慢快，需要根據(jù)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值才能比較其快慢程度.現(xiàn)將上述反應(yīng)速率都用A的變化表示：v(A)=0.5mol(Lmin)v(A)=v(B)=0.4mol/(Lmin)v(A)=v(C)=0.35mol/(Lmin)v(A)=2v(D)=0.8mol/(Lmin) 0.80.50.40.35，故情況下反應(yīng)速率最快.答案：D2在一定條件下，可逆反應(yīng)N2+3H22NH3；H丙 （B）甲丙乙 （C）丙甲乙 （D）乙丙甲答案B解析在氯水中存在平衡：Cl2H2O HClHClO。在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶體后，因酸性HCl H2CO3 HClO，所以NaHCO3與HCl反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，HClO增加；乙瓶中加入少量的NaHSO3晶體，因HClO有強(qiáng)氧化性，氧化有強(qiáng)還原性的NaHSO3，HClO降低。故HClO關(guān)系為甲丙乙評(píng)說(shuō)本題考查勒夏特列原理的應(yīng)用和元素化合物的性質(zhì)，有較強(qiáng)的綜合性。如果沒(méi)有理解勒夏特列原理，也不清楚HCl 、H2CO3、HClO的酸性強(qiáng)弱關(guān)系和NaHSO3的強(qiáng)還原性，就不可能正確解題。9在10和4105的條件下，當(dāng)反應(yīng)aA(g) dD(g)eE(g)，建立平衡后，維持溫度不變而壓強(qiáng)改變，測(cè)得D的濃度變化如下：壓強(qiáng)（Pa）410561051010520105D的濃度（mol/L）0.0850.1260.2000.440（1）壓強(qiáng)從4105Pa增加到6105Pa時(shí)，平衡向_(填“正”或“逆”)方向移動(dòng)，理由是_。（2）壓強(qiáng)從10105Pa增加到20105Pa時(shí)，平衡向_（填“正”或“逆”）方向移動(dòng)，此時(shí)平衡向該方向移動(dòng)的兩個(gè)必要條件是：_。答案 （1）逆反應(yīng)方向；假定壓強(qiáng)從4105Pa增加到6105Pa時(shí)，平衡不移動(dòng)，則D6/40.085mol/L0.128 mol/L,由于0.1280.126，所以實(shí)際平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，也就是說(shuō)正反應(yīng)是一個(gè)氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng)，即ade。 （2）正反應(yīng)方向；第一個(gè)條件是壓強(qiáng)從10105Pa增加到20105P a時(shí)E從氣態(tài)變成了液態(tài)甚至固態(tài)，第二個(gè)條件是ad。 解析假定壓強(qiáng)從4105Pa增加到6105Pa時(shí)，平衡不移動(dòng)，則D6/40.085mol/L0.128 mol/L,由于0.1280.126，所以實(shí)際平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，也就是說(shuō)正反應(yīng)是一個(gè)氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng)，即ade。同理，假定壓強(qiáng)從10105Pa增加到20105Pa時(shí)，平衡不移動(dòng)，則D20/100.200mol/L0.400mol/L0.440mol/L，所以實(shí)際平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，而此時(shí)正反應(yīng)變成了一個(gè)氣體總分子數(shù)減少的反應(yīng)。從題中數(shù)據(jù)看，D變化不大，那么D仍為氣態(tài)，因此，第一個(gè)條件是壓強(qiáng)從10105Pa增加到20105P a時(shí)E從氣態(tài)變成了液態(tài)甚至固態(tài)，第二個(gè)條件是ad。點(diǎn)評(píng)運(yùn)用假設(shè)合理比較，可以解決平衡移動(dòng)問(wèn)題。但第（2）小題后面問(wèn)題的解答，必須具備扎實(shí)全面的基本知識(shí)，系統(tǒng)靈活的思維能力?；A(chǔ)薄弱，思維僵硬單一，肯定不行。10（2004上海）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2（g）+ O2 (g) 2SO3(g) ；H0（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K_ （2）降低溫度，該反應(yīng)K值_，二氧化硫轉(zhuǎn)化率_，化學(xué)反應(yīng)速度_（以上均填增大、減小或不變） （3）600時(shí)，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是_。 （4）據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是 _（用文字表達(dá)）；10min到15min的曲線變化的原因可能是_（填寫(xiě)編號(hào)）。A加了催化劑 B縮小容器體積C降低溫度 D增加SO3的物質(zhì)的量答案（1）；（2）增大；增大；減小。（3）1520min和2530min。（4）A；B。解析 題給圖像中曲線看起來(lái)比較雜亂，不要被表面現(xiàn)象所迷惑，只要仔細(xì)分析可發(fā)現(xiàn)圖中所包含的化學(xué)含義。15min-20min、25min-30min兩個(gè)時(shí)間段時(shí)三條曲線都跟橫坐標(biāo)平行，即三種物質(zhì)的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，處于平衡狀態(tài)。在20min這一瞬間，O2的物質(zhì)的量突然增大，說(shuō)明此時(shí)向反應(yīng)容器中加入了O2。10min前后反應(yīng)都處于不平衡狀態(tài)，而且O2、SO2的物質(zhì)的量都是逐漸減小，SO3的物質(zhì)的量都是逐漸增大；只是10min前變化較緩，10min后變化較快。這是改變了某條件使反應(yīng)速率加快所造成的。所以，可能是加了催化劑或縮小容器體積。評(píng)說(shuō) 主要綜合考查化學(xué)平衡理論，測(cè)試觀察能力、分析和綜合能力等。 變式操練 1將4moIA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)B(g)2C(g)若經(jīng)2s（秒）后測(cè)得C的濃度為0.6 mo1L-1，現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法。用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 molL-1s -1；用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 molL-1s -12s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mo1L-1；其中正確的是( )A B C D答案B2某溫度下，反應(yīng)H2（g）+I2（g）2HI（g）；H0，在帶有活塞的密閉容器中達(dá)到平衡，下列說(shuō)法中正確的是( )A增大壓強(qiáng)，活化分子數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大B升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大C活化分子間所發(fā)生的分子間的碰撞為有效碰撞D加入反應(yīng)物，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大答案B3（06四川）一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、 Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如右圖所示，下列描述正確的是（ ）A反應(yīng)開(kāi)始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(Ls)B反應(yīng)開(kāi)始到10s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/LC反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0D反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X（g）+Y（g）Z（g）答案C4某學(xué)生用優(yōu)質(zhì)大理石與稀鹽酸反應(yīng)制二氧化碳，試驗(yàn)結(jié)果如圖，對(duì)圖中曲線的描述，正確的是（ ）AOA段表示開(kāi)始時(shí)反應(yīng)速率慢BAB段表示反應(yīng)速率快，因?yàn)楫a(chǎn)物CaCl2有催化作用CAB段表示反應(yīng)速率最快DOC段表示隨著時(shí)間的增加，反應(yīng)速率逐漸增加答案 A C5下列反應(yīng)中，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是（ ）ACO(g)=C(s)+1/2O2(g) B2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) DMgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)答案 A6（2005理綜）右圖是溫度和壓強(qiáng)對(duì)XY2Z反應(yīng)影響的示意圖。圖中縱坐標(biāo)表示平衡混合氣體中Z的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的是( )A. X和Y中只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài)B. X、Y、Z均為氣態(tài)C. 上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D. 上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的H0答案D7(2005年全國(guó))已知反應(yīng)A2(g) + 2B2(g)2AB2(g)的 H 0，下列說(shuō)法正確的是( )A升高溫度，正反應(yīng)速率增加，逆反應(yīng)速率減小B升高溫度，有利于反應(yīng)速率增加，從而縮短達(dá)到平衡的時(shí)間C達(dá)到平衡后，升高溫度或增大壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)D達(dá)到平衡后，降低溫度或減小壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)答案B8在一密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g) 2C(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣體A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則這時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為：( )A.40% B.50% C.60% D.70%答案 A9（06年上海）（1）化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度，K值越大，表示_，K值大小與溫度的關(guān)系是：溫度升高，K值_。（填一定增大、一定減小、或可能增大也可能減小）。（2）在一體積為10L的容器中，通人一定量的CO和H2O，在850時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H1）測(cè)定對(duì)應(yīng)鹽的酸堿性。（如NH4Cl水溶液顯酸性）稀釋前后的pH與稀釋倍數(shù)的變化關(guān)系。（pH=1的醋酸稀釋體積至原來(lái)的100倍后pH0平衡移動(dòng)方向電離度c(H)H數(shù)目導(dǎo)電能力加水稀釋向右增大減小增多減弱