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1、专题三专题三 化学反应速率化学反应速率 化学平衡化学平衡分析预测分析预测: 化学反应速率主要考查对 v 的理解、影响 v 的外界条件以及运用化学方程式中 各物质的化学计量数比的关系进行简单的计算、大小比较等.题型以选择题为主.同时化学反 应速率往往与化学平衡结合在一起进行考查.化学平衡常考的知识点有: 平衡状态的判断;应 用平衡移动原理判断平衡移动的方向及由此引起反应物的转化率、各组成成分的百分含量、 气体的体积、压强、密度、混合气体的平均相对分子质量、气体的颜色变化等; 等效平衡 的判断及计算等;今后的考查对数据的处理、识图能力及分析解决问题的能力都提出了较高 的要求. 热点一热点一 化学反
2、应速率的有关计算化学反应速率的有关计算 例例 1 对应反应: 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6 H2O(g),下列用不同物质表示的反应速 率,最快的是: A v(NH3)=0.2mol(Ls)-1 B v(O2)=14.4mol(Lmin)-1C v(H2O)=0.25mol(Ls)-1 D v(NO)=9mol(Lmin)-1 例例 2 下列说法正确的是 A 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大 B 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数, 从而使反应速率增大 C 升高温度,能使化学反应速率增
3、大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D 催化剂不影响反应活化能,但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率. 总结总结: 1 利用化学反应速率的数学表达式进行有关计算或大小比较时,需注意以下几点:(1) 化学反应速率是单位时间内的变化值,注意单位不同,数值不同(2)化学反应速率之比即反应方程式中的化学计量数之比(3) 对用不同物质表示同一反应的速率相对大小时,要做到两个统一,即统一物质和统 一单位2 影响化学反应速率的因素: 从浓度、温度、压强及催化剂方面理解对活化能的影响. 变题变题 1 工业合成氨的反应: N2 + 3H22NH3 ,下列用不同物质表示的反应速率,最快
4、的 是 A v(NH3)=0.01mol(Ls)-1 B v(N2)=0.02mol(Ls)-1 C v(H2)=0.03 mol(Ls)-1 D v(NH3)=8mol(Lmin)-1 变题变题 2 在室温下,5ml 0.1mol/L Na2S2O3(aq)和 15.0ml 0.1mol/L H2SO4(aq)混合,析出淡黄色沉 淀.反应的化学方程式为: Na2S2O3 +H2SO4 =Na2SO4 +S+ SO2+ H2O.回答下列问题: (1) 若将上述两溶液分别在水浴中加热到 60,然后再将它们混合,则析出淡黄色沉淀的速率显著加快,其原因是: 温度升高温度升高,化学反应速率加快化学反应
5、速率加快. (2) 若在混合液中加入几滴 5.0mol/L 的 H2SO4(aq),则析出淡黄色沉淀的速率明显加快明显加快.（填 “明显加快” “明显减慢”或“基本不变” ）若在混合液中加入少量 Na2SO4(s),则析出淡黄色沉淀的速率基本不变基本不变, 若在混合液中加 入 5.0ml 8mol/L Na2SO4(aq),则析出淡黄色沉淀的速率明显减慢明显减慢.解析解析:加硫酸钠固体对该反应物的浓度没有影响,而加硫酸钠溶液相当于稀释了反应物浓度 热点二热点二 化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断: 例例 1 下列说法中可以说明 2HIH2 + I2(g)已达到平衡状态的是 (1) 单位时间内
6、生成 n mol H2的同时生成 n mol HI(2) 一个 HH 键断裂的同时有两个 HI 键断裂(3) c(HI)=c(I2) (4)反应速率 v(H2)=v(I2)=0.5v(HI)(5) c(H2):c(I2):c(HI)=2:1:1 (6) 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化(7) 温度和体积一定时,容器内压强不再变化(8) 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化(9) 温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化(10) 温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化 例例 2 恒温恒压下,1mol A 和 n mol B 在一个容积可变的容器中发生如下反应:A(g)
7、+ 2B(g)2C(g) 一段时间后达到平衡,生成 a mol C. 则下列说法中正确的是A 物质 A 和 B 的转化率之比为 1:2B 起始时刻和达到平衡后容器中的压强比为(1+n):(1+n-)2aC 若起始放入 3mol A 和 3n mol B,则达到平衡时生成 3a molCD 当 v正(A)=2v逆(C)时,可判断反应已达到平衡 总结总结:1 判断可逆反应是否已达平衡状态,关键是紧紧围绕“等”(v正=v逆)与“定”(条件一 定,反应混合物的含量保持不变)这两个因素来判断.而“定”并非是指反应混合物的含量 “相等”或者“成比例” 。2 对于可逆反应: mA(g) + nB(g) pC
8、(g) + qD(g) 分别从混合物体系中各成分的含 量、正逆反应速率的关系、压强、混合气体的平均相对分子质量、温度、体系的密度等 方面来分析反应达到平衡状态的标志. (1)混合物体系中各成分的含量: 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡 各气体的体积或体积分数一定平衡 总压强、总体积、总物质的量不一定平衡 (2)正、逆反应速率的关系: 在单位时间内消耗了 m molA,同时生成了 m molA,即 v正=v逆平衡 在单位时间内消耗了 n molB,同时消耗了 p molC,即 v正=v逆平衡 v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p
9、:q, v正不一定等于 v逆不一定平衡 在单位时间内生成了 n molB,同时消耗了 q molD,因均指 v逆不一定平衡 (3) 压强: m+np+q 时,总压强一定(其它条件一定)平衡 m+n=p+q 时,总压强一定(其它条件一定)不一定平衡 (4) 混合气体的平均相对分子质量 M 一定,m+np+q,平衡 M 一定,m+n=p+q不一定平衡 (5) 温度:任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其它条件不变)平衡 (6) 体系的密度:密度一定不一定平衡 变题变题 1 对于可逆反应: 2NO2N2O4, 下列说法能证明反应已达平衡状态的是(1) 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再
10、变化(2) 温度和体积一定时,容器内压强不再变化(3) 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化(4) 温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化(5) 温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化 变题变题 2 某温度下,在容积固定不变的密闭容器中发生下列可逆反应: X(g) +2Y(g)2Z(g)平衡时,X、Y、Z 的物质的量分别为 1mol 、1mol 、2mol,保持温度不变,再向容器中分别 充入 1mol、 1mol、 2mol 的 X、Y、Z 则下列叙述中正确的是A 刚充入时,反应速率 v正减小,v逆增大B 达到新平衡时,容器内气体的百分组成和原来相同C 达到新平衡时,容器内
11、气体的压强是原来的两倍D 达到新平衡时,容器内密度时原来的两倍 变题变题 3 在容积不变的密闭容器中,可逆反应: 4A(g) + 5B(g)3C(g) + 6D(g) Hq,在恒容密闭容器中反应达到平 衡时,下列说法正确的是A 通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动B X 的正反应速率是 Y 的逆反应速率的 m/n 倍C 降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小D 增加 X 的物质的量,Y 的转化率降低 例例 2 某化学科研小组研究其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中 p 表示压强,T 表示温度,n 表示物质的量)根据图中变化的规律判断,下列结论正 确的是A 反
12、应: H0, p2p1 B 反应: HT2C 反应: H0, T2T1 ;或HT1 总结总结: 1 平衡移动的目的是为了减弱(不可能抵消)外界条件的改变.2 抓住平衡移动的实质: 外界条件的改变能否引起 v正和 v逆的相对改变 3 解这类题目,关键是分析反应的特点,如反应组分的状态,正反应是体积可变反应还 是体积不变的反应,正反应是吸热反应还是放热反应等,若充入“稀有气体”还需要注意OOp1p2OT2T1反应温度A 的平衡转化率T1T2On(C)反应时间 反应: 2A(g)+B(g) 2C(g)反应: 2A(g) C(g)C 的平衡体积分数 n(B)起始 A 的平衡转化率T2T1压强 反应:
13、3A(g)+B(g) 2C(g)反应: A(g)+B(g) 2C(g)外界条件是：“恒温、恒容”还是“恒温、恒压” 。 变题变题 1 一定温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应: X(g) + Y(g)Z(g) + W(s) H0,下列叙述正确的是A 加入少量的 W,逆反应速率增大 B 当容器中气体压强不变时,反应达到平衡C 升高温度,平衡逆向移动 D 平衡后加入 X,上述反应的H 增大 变题变题 2 一定温度下,某密闭容器中充入 a mol A 和 b mol B,发生反应:aA(g) + bB(g)cC(g),达到平衡后,下列说法中一定正确的是 A 平衡时,用 A 的浓度变化表示的正反应
14、速率是用 B 的浓度变化表示的逆反应速率的 b/a 倍 B 保持容器内气体压强不变,再通入稀有气体,平衡不移动 C 保持容器体积不变,再通入一定量的 C,建立新的平衡状态时,A 的体积分数与原平衡时相 同 D 保持容器体积不变,增加 B 的物质的量,建立新的平衡状态时,A 的转化率提高. 变题变题 3 如图 A 和 B 是等体积容器,K 是开关,活塞可以左右移动.在 一定温度下,关闭 K,向 A 中通入一定量的 NO2.发生反应: 2NO2(g) N2O4(g) Hp+q D 加催化剂或增大压强,可实现图中 ab 的变化热点四热点四 等效平衡原理的应用等效平衡原理的应用 例例 1 在一定温度下
15、,向一个容积不变的容器中,通入 3mol SO2和 2mol O2及固体催化剂,使之 发生反应: 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) H=-196.6kJ/mol, 达到平衡时放出热量 98.3kJ,保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为 a mol SO2、b mol O2、c mol SO3(g),平衡时 SO3占混合气体的体积分数为 2/9, 则达到平衡时,两种条件下放出的热量的 关系是A 一定相等 B 前者一定小 C 前者大于或等于后者 D 无法确定 解析: 根据达平衡时放出的热量为 98.3kJ,可判断该反应生成的 SO3(g)为 1mol,则剩余 SO2(g) 2mol 、O2(g) 1.5mol, 混合气体总的物质的量为 4.5mol, SO3(g)的体积分数为 1/4.5=2/9 从而可知两次平衡为恒温恒容条件下的等效平衡.因加入了 c mol SO3(g),故 a3,b2,可见 第一次平衡放出的热量大于或等于第二次平衡放出的热量. 例例 2 将 2mol A 和 2mol B 充入某密闭容器中发生反应:2A(g) + B(g)xC(g),达 到化学平衡后,C 的体积分数为 a,假设该反应的条件分别和下列各选项的条件相同,下列判断 正确的时 A 若在恒温恒容下,当 x=1
