《化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 微型專題3 蘇教版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 微型專題3 蘇教版選修4（60頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、微型專題3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.熟知外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律。2.學(xué)會化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)方向的判斷。3.學(xué)會化學(xué)平衡的計(jì)算方法。4.掌握圖像題與等效平衡的分析方法。一、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 1.控制變量思想在比較反應(yīng)速率中的應(yīng)用控制變量思想在比較反應(yīng)速率中的應(yīng)用例例1某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素，所用HNO3濃度為1.00 molL1、2.00 molL1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K。請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號：答案解析實(shí)

2、驗(yàn)編號 T(K) 大理石規(guī)格 HNO3濃度(molL1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98粗顆粒2.00()實(shí)驗(yàn)和探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響()實(shí)驗(yàn)和 探究溫度對該反應(yīng)速率的影響()實(shí)驗(yàn)和 探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對該反應(yīng)速率的影響 粗顆粒 298粗顆粒1.003082.00298細(xì)顆粒2.00解析解析考查影響反應(yīng)速率的因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)和探究HNO3濃度對反應(yīng)速率的影響，故大理石規(guī)格和反應(yīng)溫度應(yīng)相同，而HNO3濃度不同；同理，和應(yīng)選擇不同的溫度、和應(yīng)選擇不同的規(guī)格，而另外2個(gè)條件相同。規(guī)律方法當(dāng)分析多個(gè)因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，注意“求同存異”，確定相同的因素，研究某一因素的不同所導(dǎo)致的結(jié)果的變化，

3、從而得到相應(yīng)的結(jié)論。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的解題策略控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的解題策略影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種，在探究相關(guān)規(guī)律時(shí)，需要控制其他因素不變，只改變某一因素，探究這一因素對反應(yīng)速率的影響。故解答此類問題的策略：首先確定變量，通過認(rèn)真分析，理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些；然后采取“定多變一”法，在探究時(shí)，應(yīng)該首先確定其他因素不變，只改變一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系，這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有因素與探究問題之間的關(guān)系。此外，在解答過程中應(yīng)確保數(shù)據(jù)有效且變量要統(tǒng)一

4、。2.充入充入“惰性氣體惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對化學(xué)反應(yīng)速率的影響例例2已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反應(yīng)速率為v1；2HI(g)H2(g)I2(g)H0，反應(yīng)速率為v2。對于上述兩個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件時(shí)，試判斷v1、v2的變化(填“增大”“減小”或“不變”)(1)保持壓強(qiáng)不變，反應(yīng)通入“He”氣，v1 ，v2 。(2)反應(yīng)均壓縮體積，v1 ，v2 。(3)保持體積不變，反應(yīng)通入“He”氣，v1 ，v2 。答案減小減小增大 增大不變不變誤區(qū)警示分析充入氣體對反應(yīng)速率影響時(shí)，不能只看表面上壓強(qiáng)的變化，關(guān)鍵是充入氣體后，反應(yīng)體系中相關(guān)物質(zhì)的濃度是否發(fā)生了變化。要注意如下事

5、項(xiàng)：(1)充入的氣體是否真的是“無關(guān)”氣體，是否與某種成分發(fā)生反應(yīng)。(2)反應(yīng)容器是恒壓容器還是恒容容器。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接充入充入“惰性氣體惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對化學(xué)反應(yīng)速率的影響改變壓強(qiáng)，對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變。對于有氣體參加的反應(yīng)體系，有以下幾種情況：(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)體積縮小，濃度增大，反應(yīng)速率增大。(2)恒容時(shí)充入氣體反應(yīng)物濃度增大，總壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大。充入“稀有氣體”總壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)恒壓時(shí)：充入“稀有氣體”體積增大，各物質(zhì)的濃度減小，反應(yīng)速率減小。 1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例

6、例3在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時(shí)，表明反應(yīng)A(g)2B(g)C(g)D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是混合氣體的壓強(qiáng)混合氣體的密度B的物質(zhì)的量濃度混合氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子質(zhì)量v(C)與v(D)的比值混合氣體的總質(zhì)量混合氣體的總體積C、D的分子數(shù)之比為11A. B.C. D.二、化學(xué)平衡及其移動(dòng)答案解析解析解析要理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)“等、動(dòng)、定”的含義，在判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)還要注意反應(yīng)前后氣體體積是否相等。題給反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)，因此在定容容器中，若混合氣體的壓強(qiáng)、B的物質(zhì)的量濃度、混合氣體的總物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變

7、化，均能證明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。而中 始終不變化，中沒指明反應(yīng)進(jìn)行的方向，m(g)始終不變化，在定容容器中，混合氣體的總體積不能作為判斷依據(jù)，反應(yīng)未達(dá)到平衡時(shí)，C、D氣體的分子數(shù)之比也為11。規(guī)律方法判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的基本思路(1)分析反應(yīng)容器的特點(diǎn)：恒溫恒壓、恒溫恒容。(2)分析反應(yīng)方程式的特點(diǎn)：反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的相對大小。(3)采用“變量不變”法判斷所給物理量是否能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法(1)“兩審”一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點(diǎn)：全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等

8、體積反應(yīng)；有固體或液體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。(2)“兩標(biāo)志”本質(zhì)標(biāo)志v正v逆0。對于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。等價(jià)標(biāo)志a.全部由氣體參加的反應(yīng)前后非等體積反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化。b.體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。c.對同一物質(zhì)而言，相同時(shí)間內(nèi)斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。d.對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時(shí)間而變化。e.體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化。2.化學(xué)平衡移動(dòng)方向的分析及判斷化學(xué)平衡

9、移動(dòng)方向的分析及判斷例例4利用反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H746.8 kJmol1，可凈化汽車尾氣，如果要同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的措施是A.降低溫度B.增大壓強(qiáng)同時(shí)加催化劑C.升高溫度同時(shí)充入N2D.及時(shí)將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走 答案解析解析解析該反應(yīng)具備氣體分子數(shù)減少、向外釋放熱量的特征，降溫，平衡右移，NO的轉(zhuǎn)化率提高，但反應(yīng)速率降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡右移，NO的轉(zhuǎn)化率提高，加入催化劑可大幅度加快反應(yīng)速率，B項(xiàng)正確；升溫和充入N2，平衡都左移，NO的轉(zhuǎn)化率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；移走CO2和N2，平衡右移，但反應(yīng)速率降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 規(guī)律

10、方法若將外界條件對反應(yīng)速率的影響等同于對平衡移動(dòng)的影響，則會導(dǎo)致錯(cuò)選。外界條件的改變可能會使正、逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化或只有一方發(fā)生變化，而平衡移動(dòng)的方向由v正和v逆的相對大小決定，條件改變時(shí)平衡有可能不發(fā)生移動(dòng)。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷方法化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷方法(1)根據(jù)勒夏特列原理判斷如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。(2)根據(jù)圖示中v正、v逆的相對大小判斷若v正v逆，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(注意v正增大，平衡不一定向正反應(yīng)方向移動(dòng))；若v正v逆，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；若v正v逆，則平衡不移動(dòng)。(3)根據(jù)平衡常數(shù)與濃

11、度商的相對大小判斷若KQ，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；若KQ，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；若KQ，則平衡不移動(dòng)。3.平衡轉(zhuǎn)化率的判斷平衡轉(zhuǎn)化率的判斷例例5(2017啟東中學(xué)高二期末)通過以下反應(yīng)均可獲取CO。下列有關(guān)說法正確的是木炭不完全燃燒制CO：2C(s)O2(g)=2CO(g) H1221 kJmol1木炭還原CO2制CO：C(s)CO2(g)=2CO(g) H 2 172.5 kJmol1焦炭還原Fe2O3制CO：Fe2O3(s)3C(s)2Fe(s)3CO(g)H 3489.0 kJmol1A.反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能B.反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行C.反應(yīng)中使用催化劑或移走

12、部分CO，均可提高Fe2O3的轉(zhuǎn)化率D.反應(yīng)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H28.5 kJmol1 答案解析解析解析反應(yīng)中化學(xué)能大部分轉(zhuǎn)化為熱能，小部分轉(zhuǎn)化為光能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)雖然為吸熱反應(yīng)，但為熵增的反應(yīng)，根據(jù)復(fù)合判據(jù)可知高溫下反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑不影響反應(yīng)的平衡移動(dòng)，移走部分CO可以使平衡正向移動(dòng)，提高Fe2O3的轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)可通過3得到，所以Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)的HH 33H 2489.0kJmol13172.5 kJmol128.5 kJmo

13、l1，D項(xiàng)正確。誤區(qū)警示根據(jù)平衡移動(dòng)分析平衡轉(zhuǎn)化率的變化時(shí)常見錯(cuò)誤有：(1)誤認(rèn)為平衡正向移動(dòng)轉(zhuǎn)化率一定增大，如果通過加入一種反應(yīng)物而使平衡正向移動(dòng)，該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率減小，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。(2)若反應(yīng)物或生成物只有一種物質(zhì)，改變該物質(zhì)的濃度，不能根據(jù)濃度變化去分析，而應(yīng)該根據(jù)壓強(qiáng)的變化去分析。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接平衡轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律平衡轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律(1)反應(yīng)物不止一種時(shí)，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)只增大一種反應(yīng)物的濃度，該物質(zhì)本身轉(zhuǎn)化率減小，其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。如增大c(A)，則平衡正向移動(dòng)，(A)減小，(B)增大。(2)反應(yīng)物只有一種時(shí)，如aA(g)bB(

14、g)cC(g)，增大c(A)則平衡正向進(jìn)行，其影響結(jié)果相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，若abc，(A)不變；若abc，(A)增大；若abc，(A)減小。4.等效平衡的理解和應(yīng)用等效平衡的理解和應(yīng)用例例6(雙選)(2017蘇錫常鎮(zhèn)教學(xué)情況調(diào)研二)汽車尾氣凈化器中發(fā)生的反應(yīng)為2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。一定溫度下，在三個(gè)體積均為1.0 L恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：容器溫度/起始物質(zhì)的量/mol平衡物質(zhì)的量/molNOCON2CO2N2CO24000.20.200 0.124000.40.400 300000.10.20.075 下列說法正確是A.該反應(yīng)的S0、H2c(

15、CO，容器)D.若起始時(shí)向中充入NO、CO、N2、CO2各0.1 mol，開始時(shí)v正v逆答案解析解析解析反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減小，則S0，請回答下列問題。(1)某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為 。 答案解析25%解析解析用“平衡三段式法”，借助平衡常數(shù)來串聯(lián)計(jì)算：M(g)N(g)P(g)Q(g)起始(molL1) 1 2.4 0 0變化(molL1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡(molL1) 0.4 1.8 0.6 0.6(2)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)4 molL1

16、，c(N)a molL1；達(dá)到平衡后，c(P)2 molL1，則a 。答案解析6(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)c(N)b molL1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為 。答案41.4%解析教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡計(jì)算模式與公式化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡計(jì)算模式與公式(1)計(jì)算模式化學(xué)平衡計(jì)算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是在化學(xué)方程式下寫出有關(guān)物質(zhì)起始時(shí)的物質(zhì)的量、發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時(shí)的物質(zhì)的量(也可以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據(jù)題意列式求解。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)n(起始)/mol a b 0 0n(

17、轉(zhuǎn)化)/mol mx nx px qxn(平衡)/mol amx bnx px qx起始、轉(zhuǎn)化、平衡是化學(xué)平衡計(jì)算的“三步曲”。 (2)計(jì)算公式v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq(未達(dá)到平衡時(shí)，用于確定化學(xué)方程式中未知的化學(xué)計(jì)量數(shù))。若用任意狀態(tài)的生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示。則其與K比較，當(dāng)QK，v正v逆；Qv逆。四、速率、平衡圖像題的分析 1.化學(xué)平衡圖像題的分析化學(xué)平衡圖像題的分析例例10對于反應(yīng)：2A(g)B(g)2C(g)H0，下列圖像正確的是答案解析解析解析首先分析該反應(yīng)的特點(diǎn)是氣態(tài)物質(zhì)分子數(shù)目減小的放熱反應(yīng)，此反應(yīng)的平衡體系受壓強(qiáng)的影響：增大

18、壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，B的含量減小，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率減小，B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小。A項(xiàng)圖像表示B的含量隨溫度升高而增加，符合此反應(yīng)。另外，從反應(yīng)開始到建立平衡，溫度越高，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，A項(xiàng)正確；同理推知B、C、D項(xiàng)圖像不符合題意。規(guī)律方法解答圖像題三步曲：第一步，分析縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)表示什么，起點(diǎn)、拐點(diǎn)、平臺、斜線的含義；第二步，根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”判斷壓強(qiáng)的大小、溫度的高低；第三步，聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素。D達(dá)平衡時(shí)，僅改變x，則x為c(O2)2.速率、平衡圖像題的綜合分析速率、平

19、衡圖像題的綜合分析例例11臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是A升高溫度，平衡常數(shù)減小B03 s內(nèi)，反應(yīng)速率為v(NO2)0.2 molL1答案解析Ct1時(shí)僅加入催化劑，平衡正向移動(dòng)解析解析從能量變化的圖像分析，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，A項(xiàng)正確；催化劑會同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以加入催化劑，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；增大c(O2)，平衡逆向移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。教師用書獨(dú)具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接1.常見的圖像類型常見的圖像類型(1)全

20、程速率時(shí)間圖(2)濃度時(shí)間圖(3)反應(yīng)速率時(shí)間圖(4)反應(yīng)速率溫度(壓強(qiáng))圖(5)含量時(shí)間溫度圖(6)含量時(shí)間壓強(qiáng)圖(7)含量時(shí)間催化劑圖(8)恒壓(或恒溫)線圖(9)特殊圖像對于反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)H0，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)開始到建立平衡的過程，則v正v逆，M點(diǎn)為平衡點(diǎn)，M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況。如圖所示曲線是其他條件不變時(shí)，某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)，表示v正v逆的是點(diǎn)3，表示v正v逆的是點(diǎn)1，而點(diǎn)2、4表示v正v逆。2.速率、平衡圖像題的解題思路及方法速率、平衡圖像題的解題思路及方法(1)解題思路與步驟(2)解題技巧與方法先拐先平數(shù)值大：即在含量(轉(zhuǎn)化率)時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡，說明該曲線表示的反應(yīng)速率快，表示溫度較高、壓強(qiáng)較大或有催化劑等。定一議二：即當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線(等溫線、等壓線)。三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛正、v逆的相對大小；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。