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1、微型专题3化学反应速率与化学平衡专题2化学反应速率与化学平衡1学习目标定位1.熟知外界条件对化学反应速率影响的规律。2.学会化学平衡状态及其移动方向的判断。3.学会化学平衡的计算方法。4.掌握图像题与等效平衡的分析方法。2一、化学反应速率的影响因素 1.控制变量思想在比较反应速率中的应用控制变量思想在比较反应速率中的应用例例1某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00molL1、2.00molL1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：3答案解析实验
2、编号T(K)大理石规格 HNO3浓度(molL1)实验目的298粗颗粒2.00()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响()实验和探究温度对该反应速率的影响()实验和探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响粗颗粒298粗颗粒1.003082.00298细颗粒2.004规律方法当分析多个因素对化学反应速率的影响时，注意“求同存异”，确定相同的因素，研究某一因素的不同所导致的结果的变化，从而得到相应的结论。6教师用书独具相关链接相关链接控制变量法分析化学反应速率影响因素的解题策略控制变量法分析化学反应速率影响因素的解题策略影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他因素不变，只
3、改变某一因素，探究这一因素对反应速率的影响。故解答此类问题的策略：首先确定变量，通过认真分析，理清影响实验探究结果的因素有哪些；然后采取“定多变一”法，在探究时，应该首先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系，这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有因素与探究问题之间的关系。此外，在解答过程中应确保数据有效且变量要统一。72.充入充入“惰性气体惰性气体”对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响例例2已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反应速率为v1；2HI(g)H2(g)I2(g)H0，反应速率为v2。对于上述两
4、个可逆反应，当改变条件时，试判断v1、v2的变化(填“增大”“减小”或“不变”)(1)保持压强不变，反应通入“He”气，v1，v2。(2)反应均压缩体积，v1，v2。(3)保持体积不变，反应通入“He”气，v1，v2。答案减小减小增大增大不变不变8误区警示分析充入气体对反应速率影响时，不能只看表面上压强的变化，关键是充入气体后，反应体系中相关物质的浓度是否发生了变化。要注意如下事项：(1)充入的气体是否真的是“无关”气体，是否与某种成分发生反应。(2)反应容器是恒压容器还是恒容容器。9教师用书独具相关链接相关链接充入充入“惰性气体惰性气体”对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响改变压强，对化
5、学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强体积缩小，浓度增大，反应速率增大。(2)恒容时充入气体反应物浓度增大，总压强增大，反应速率增大。充入“稀有气体”总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入“稀有气体”体积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小。101.化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断例例3在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态的是混合气体的压强混合气体的密度B的物质的量浓度混合气体的总物质的量混合气体的平均相对分子质量v
6、(C)与v(D)的比值混合气体的总质量混合气体的总体积C、D的分子数之比为11A.B.C.D.二、化学平衡及其移动答案解析11规律方法判断化学平衡状态的基本思路(1)分析反应容器的特点：恒温恒压、恒温恒容。(2)分析反应方程式的特点：反应物的状态、反应前后气态物质化学计量数的相对大小。(3)采用“变量不变”法判断所给物理量是否能作为化学平衡状态的判断依据。13教师用书独具相关链接相关链接化学平衡状态的判断方法化学平衡状态的判断方法(1)“两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。(2)“两
7、标志”本质标志v正v逆0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。14等价标志a.全部由气体参加的反应前后非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。b.体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。c.对同一物质而言，相同时间内断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。d.对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。e.体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。152.化学平衡移动方向的分析及判断化学平衡移动方向的分析及判断例例4 利用反应：2NO(g)2CO(
8、g)2CO2(g)N2(g) H746.8kJmol1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是A.降低温度B.增大压强同时加催化剂C.升高温度同时充入N2D.及时将CO2和N2从反应体系中移走答案解析16规律方法若将外界条件对反应速率的影响等同于对平衡移动的影响，则会导致错选。外界条件的改变可能会使正、逆反应速率都发生变化或只有一方发生变化，而平衡移动的方向由v正和v逆的相对大小决定，条件改变时平衡有可能不发生移动。18教师用书独具相关链接相关链接化学平衡移动的判断方法化学平衡移动的判断方法(1)根据勒夏特列原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度
9、等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。(2)根据图示中v正、v逆的相对大小判断若v正v逆，则平衡向正反应方向移动(注意v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)；若v正v逆，则平衡向逆反应方向移动；若v正v逆，则平衡不移动。19(3)根据平衡常数与浓度商的相对大小判断若KQ，则平衡向正反应方向移动；若KQ，则平衡向逆反应方向移动；若KQ，则平衡不移动。203.平衡转化率的判断平衡转化率的判断例例5(2017启东中学高二期末)通过以下反应均可获取CO。下列有关说法正确的是木炭不完全燃烧制CO：2C(s)O2(g)=2CO(g)H1221kJmol1木炭还原CO2制CO：C(s)CO2(g)=2CO
10、(g)H2172.5kJmol1焦炭还原Fe2O3制CO：Fe2O3(s)3C(s)2Fe(s)3CO(g) H 3489.0kJmol1A.反应中化学能全部转化为热能B.反应为吸热反应，在任何情况下都不能自发进行C.反应中使用催化剂或移走部分CO，均可提高Fe2O3的转化率D.反应Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H28.5kJmol1答案解析21误区警示根据平衡移动分析平衡转化率的变化时常见错误有：(1)误认为平衡正向移动转化率一定增大，如果通过加入一种反应物而使平衡正向移动，该物质的转化率减小，其他反应物的转化率增大。(2)若反应物或生成物只有一种物质，改变该物质的
11、浓度，不能根据浓度变化去分析，而应该根据压强的变化去分析。23教师用书独具相关链接相关链接平衡转化率的变化规律平衡转化率的变化规律(1)反应物不止一种时，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，(A)减小，(B)增大。(2)反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)cC(g)，增大c(A)则平衡正向进行，其影响结果相当于增大压强，若abc，(A)不变；若abc，(A)增大；若abc，(A)减小。244.等效平衡的理解和应用等效平衡的理解和应用例例6(双选)(2017苏锡常镇教学情况调研二)汽车尾
12、气净化器中发生的反应为2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。一定温度下，在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：容器温度/起始物质的量/mol平衡物质的量/molNOCON2CO2N2CO24000.20.2000.124000.40.400300000.10.20.07525下列说法正确是A.该反应的S0、H2c(CO，容器)D.若起始时向中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时v正v逆答案解析26规律方法化学平衡与起始反应物投料有关，与路径无关。采用“一边倒法”，将产物全部转化成反应物，在等温等容条件下，只要起始物质浓度相等，都能达到
13、同一平衡状态。28教师用书独具相关链接相关链接运用运用“化归思想化归思想”理解等效平衡原理理解等效平衡原理(1)等效平衡的概念在相同条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，同一可逆反应体系，不管是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，只要按化学方程式中各物质的化学计量数之比投入反应物或生成物，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。29(2)等效平衡与等同平衡的异同条件等效条件结果恒温恒容：反应前后气体体积不相等的可逆反应，aA(g)bB(g)cC(g)n(g)0投料换算成相同物质表示的物质的量相同 回归定值两次平衡时各组分百分
14、含量、n、c均相同 完全相同 等同平衡恒温恒容：反应前后气体体积相等的可逆反应，aA(g)bB(g)cC(g)n(g)0投料换算成相同物质表示的物质的量等比例 回归定比两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化 等效平衡恒温恒压：所有有气体参加的可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量等比例 回归定比两次平衡时各组分百分含量相同、c相同，n同比例变化 等效平衡30三、化学反应速率、化学平衡的有关计算 1.化学反应速率的计算与比较化学反应速率的计算与比较例例7对于反应A2(g)3B2(g)2AB3(g)来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是A.v(A2)0.6molL1s1B.v(B2
15、)2.7molL1min1C.v(AB3)12molL1min1D.v(A2)6molL1min1解析解析A项，可表示为v(A2)36molL1min1；B项，经转化可表示为v(A2)0.9molL1min1；C项，经转化可表示为v(A2)6molL1min1，故A项符合要求。答案解析31规律方法根据各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，首先将不同物质表示的反应速率统一转化成同一物质的反应速率，然后看反应速率的单位是否统一，最后再比较数值的大小。32教师用书独具相关链接相关链接化学反应速率大小比较的注意事项由于同一反应的化学反应速率用不同的物质表示数值可能不同，所以
16、比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。(3)比较反应速率与化学计量数的比值，即对于一般的化学反应：332.有关化学平衡常数的计算有关化学平衡常数的计算例例 8(2017常 州 第 一 次 模 拟 )甲 醇 脱 氢 可 制 取 甲 醛 ：CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示(已知反应在1L的密闭容器中进行)。下列有关说法正确的是答案解析A.平衡常数：K600KK750KB.从Y到Z点可通过增大压强实现C.在T1K时，该反应的平衡常数为8.1D.若工业上利用此反应进行生产，为了提高经济效益将反应温度升高至1050K以上34误区警示(1)不能把反应体系中的固体、纯液体及稀溶液中的水写入平衡常数的表达式中，而在非水溶液的反应体系中有水存在则需把水写入平衡常数的表达式中。(2)平衡常数只受温度的影响，与压强、浓度变化无关，与平衡的移动方向也没有必然联系。363.有关平衡转化率的计算有关平衡转化率的计算例例9已知可逆反应：M(g)N(g
