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1、我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散专题2 化学反应与能量变化本专题重难点突破一、化学反应速率影响因素探究北京故宫的“云龙陛石”上曾经雕刻有精美的蟠龙图案，近些年来，这些浮雕遭到严重的损坏。而以前几百年这种腐蚀都是很慢的，那为什么近些年来的腐蚀就加快了呢？这就要从影响化学反应速率的因素来分析了。1内因决定化学反应速率大小的主要因素是反应物的性质，而不是外界条件。2外因影响化学反应速率的外界条件很多，如浓度、压强、温度、催化剂等。另外，形成原电池也可以加快反应速率。影响化学反应速率的因
2、素规律内因反应物的性质在其他条件相同时，反应物的性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢外因反应物的浓度在其他条件相同时，增加反应物的浓度，可使反应速率加快反应温度在其他条件相同时，升高温度，可加快化学反应速率反应时的压强对有气体参加的反应，在其他条件相同时，增大压强，可加快化学反应速率催化剂在其他条件相同时，使用正催化剂，可极大地加快化学反应速率固体反应物的表面积在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，即固体反应物的颗粒越小，化学反应速率越快其他光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率注意对于有固体或纯液体参加的化学反应，改变它们的量不会引起浓度的变
3、化，对它们的反应速率无影响。例如：C(s)CO2(g)2CO(g)，增加C的量，对此反应的反应速率无影响。压强只对有气体参加或生成的化学反应的速率有影响，若一个化学反应的反应物、生成物中均无气体，则压强对此反应的反应速率无影响。压强对反应速率的影响关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。对于有气体参加的反应体系，压强改变的实质是气体物质浓度的改变。有以下几种情况：A恒温：增大压强体积减小浓度增大反应速率加快B恒容：充入气体反应物浓度增大反应速率加快充入稀有气体总压增大，但各物质浓度不变反应速率不变C恒压：充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢多个因素影响反应速率变化要看主要因素例如：
4、锌与稀硫酸反应的图像如图，由图像可知氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其决定，速率的变化趋势也应由快到慢，所以反应前半程速率增大的原因是温度所致，锌与硫酸反应时放热体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位。一定时间后，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。【例1】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是()组别c(HCl)/molL1温度/状态12.025块状22
5、.530块状32.550块状42.550粉末状A.4321B1234C3421D1243解析化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。答案A【例2】反应EF=G在温度T1下进行，反应MN=K在温度T2下进行，已知：T1T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率()A前者大B后者大C一样大D无法判断解析因为这两个反应是不
6、同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因(反应物本身的性质)，故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者，如合成氨反应在高温、高压且有催化剂的条件下进行，其速率也不如低温下的酸碱中和反应的速率大。故两者的反应速率快慢无法比较。答案D易错警示本题很容易错选A，因为教材中用较多的篇幅介绍了温度、浓度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响，而忽视了内因才是决定化学反应速率的关键；外界因素在内因相同的情况下(即反应相同时)才会决定反应速率的大小，在进行分析判断反应速率大小时应遵循以下思路：先看内因；内因相同者，再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。二、化学反应速率及平衡图像问题的分
7、析方法化学反应速率及化学平衡的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。解答化学反应速率图像题三部曲：“一看”“二想”“三判断”。“一看”看图像看坐标轴：弄清纵、横坐标表示的含义；看线：弄清线的走向、趋势；看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如曲线的折点、交点、最高点与最低点等；看量的变化：弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化等。“二想”想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。“三判断”通过对比分析，作出正确判断。【例3】(1)在恒温条件下将一定量
8、X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：_。a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是_。(2)如图2所示是可逆反应X23Y2?2Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是_。图2At1时，只有正方向反应在进行Bt2时，反应达到最大限度Ct2t3，反应不再进行Dt2t3，各物质的浓度不再发生变化解析(1)从浓度变化趋势来看，X为生成物，Y为反应物。15min时X增加了0.4molL1，Y减小了0.2molL1，故X、Y的化学计量数之比为21,1025min内，X
9、、Y的浓度不发生变化，达到化学平衡状态，则该反应为可逆反应，反应方程式为Y?2X。b、d两点处于化学平衡状态。(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正、逆反应均在进行。根据图像可知0t2反应处于非平衡状态，t2后，正、逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确。答案(1)Y?2Xbd(2)BD【例4】在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)?N2O4(g)H57kJmol1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()Aa、c两点的反应速率：acBa、b两点NO2的转化率：abCa、c两点
10、气体的颜色：a深，c浅D由a点到b点，可以用加热的方法解析由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：ac，A项错误；a、b两点压强相同，但温度不同，a点二氧化氮的体积分数较大，说明a点的转化率较小，即ab，B项正确；NO2为红棕色气体，由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，NO2气体的浓度较大，混合气体颜色较深，C项错误；升高温度，化学平衡向着逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点二氧化氮体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，D项错误。答案B三、化学平衡状态的特征及其判断方法1化学平衡的特征化学平衡状态是一个动态
11、平衡，化学反应并没有停止，不过反应物、生成物浓度不再改变，即反应混合物的百分组成不变的状态。其特征是(1)动：动态平衡，正逆反应仍在进行，v正v逆0。(2)定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。(3)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。2判断化学反应达到平衡的标志(1)根本性标志：v正v逆0。正逆反应的描述：同一物质的消耗和生成速率相等，或反应物和生成物的消耗或生成按化学计量数成比例，即必须体现出双方向的变化。速率相等：同一物质速率的数值相等，不同物质速率比等于化学方程式中的化学计量数之比。(2)等价标志：在其他条件一定的情况下，下列物理量不变可以说明反
12、应达平衡。混合气体中各组分的体积百分含量不变(或体积比不变)；某物质的转化率不变或某物质的质量或物质的量不变；体系中含有色物质时，颜色不随时间的变化而变化；同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，若以化学键或浓度表示，则必须对应反应物和生成物且要按反应方程式计量数关系成比例。(3)特殊标志：若反应前后气体的总分子数不相等，总压强不变或总物质的量不变或平均分子量不变，可以说明反应达到了平衡状态。若反应前后气体的总分子数相等时，若反应物或生成物中有一个是非气体，平均相对分子量不变，可以说明反应达到了平衡状态。当给定的是密度不变时，要考虑容器体积和气体总质量变化，若二者都不变，则不能说明反
13、应达到了平衡状态。【例5】某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。依图回答：(1)该反应的化学方程式可表示为_。(2)反应起始至t1min(设t15)，Y的平均反应速率是_。(3)在t1min时，该反应达到了_状态，下列可判断反应已达到该状态的是_(填字母)。AX、Y、Z的反应速率相等BX、Y的反应速率比为23C混合气体的密度不变D生成1molZ的同时生成2molXEX、Y、Z物质的量之比等于化学方程式中计量数之比F混合气体的总压强不再发生改变解析(1)观察图像可得X的物质的量减少2.4mol1.6mol0.8mol，X为反应物，Y的
14、物质的量增加1.2mol，Z的物质的量增加0.4mol，Y、Z的物质的量增加，可判断Y、Z为生成物，在相同时间内，同一容器中，其速率之比等于化学方程式中计量数之比，等于物质的量变化之比，即v(X)v(Y)v(Z)0.8mol1.2mol0.4mol，反应达到t1时刻后，X、Y、Z共存，其物质的量不变可判断该反应为可逆反应，t1时刻达到了化学平衡，该反应的化学方程式为2X(g)?3Y(g)Z(g)。(2)v(Y)0.12molL1min1。(3)由反应方程式可知，达平衡时X、Y、Z的反应速率不相等；反应进行中，无论是否达到平衡X、Y的速率之比始终为23；X、Y、Z均为气体，反应前后气体的质量不变，体积也不变，密度不变，根据密度不能判断反应是否达到平衡；生成1molZ是正反应方向，生成2molX是逆反应方向，v正v逆，反应达到平衡；X、Y、Z物质的量之比与计量数比不等；根据反应方程式可知，该反应前后压强有变化，当压强不变时，反应达到了平衡。答案(1)2X(g)?3Y(g)Z
