第3讲 化学平衡常数、化学反应进行的方向
[考纲要求] 1.理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算。2.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
考点一 化学平衡常数
1．概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．表达式
对于反应m A(g)＋n B(g)
p C(g)＋q D(g)，
K ＝c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
3．意义
(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 深度思考 1．对于N 2＋3H 2
2NH 3 K 1
2NH 3
N 2＋3H 2 K 2
试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 K 1＝c 2(NH 3)c (N 2)·c 3(H 2)
K 2＝c 3(H 2)·c (N 2)
c 2(NH 3)
K 1＝1K 2
2．试写出下面可逆反应的平衡常数表达式： C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g)
K ＝________________________________________________________________________。
答案 K ＝c (CO )·c (H 2)
c (H 2O )
3．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？
答案 温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K 值增大，反之则减小。
4．对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。
答案 对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也就不一样，但对应物质的转化率相同。例如： (1)a A(g)＋b B(g)c C(g) K 1＝c c (C )
c a (A )·c b (B )
(2)na A(g)＋nb B(g)
nc C(g)
K 2＝c nc (C )c na (A )·c nb
(B )
＝K n
1或K 1＝n K 2 无论(1)还是(2)，A 或B 的转化率是相同的。 5．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度
( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数 ( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动 ( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化
( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
题组一 化学平衡常数及其影响因素
1．温度为T ℃时，在体积为10 L 的真空容器中通入1.00 mol 氢气和1.00 mol 碘蒸气，20 min 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol·L －
1。涉及的反应可以用下面的
两个化学方程式表示： ①H 2(g)＋I 2(g)2HI(g) ②2H 2(g)＋2I 2(g)
4HI(g)
下列说法正确的是
( )
A ．反应速率用HI 表示时，v (HI)＝0.008 mol·L －
1·min －
1
B ．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C ．氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D ．第二个反应中，增大压强平衡向生成HI 的方向移动 答案 A
解析 H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)
初始浓度
(mol·L －
1) 0.100 0.100 0
平衡浓度
(mol·L －
1) 0.020 0.020 0.160
转化浓度
(mol·L －
1) 0.080 0.080 0.160
所以，v (HI)＝0.160 mol·L －1
÷20 min ＝0.008 mol·L －1
·min －1
，A 正确；K ①＝c 2(HI )c (H 2)·c (I 2)
＝64，
而K ②＝c 4(HI )c 2(H 2)·c 2
(I 2)＝K 2①＝642
＝4 096，故选项B 错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C 错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D 错。 2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)
CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s)
Cu(s)＋H 2O(g)
在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数为K 。则下列说法正确的是
( )
A ．反应①的平衡常数K 1＝
c (CO 2)·c (Cu )
c (CO )·c (CuO )
B ．反应③的平衡常数K ＝K 1
K 2
C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小 答案 B
解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1
K 2，B 正确；反应③中，温度升高，H 2浓度
减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH <0，C 错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H 2的浓度不变，D 错误。
题组二 化学平衡常数及其应用
3．在体积为1 L 的密闭容器中，进行如下化学反应：CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)，化
学平衡常数K 与温度T 的关系如下表：
回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 A ．c (CO 2)＝c (CO)
B ．K 不变
C ．容器中的压强不变
D ．v 正(H 2)＝v 正(CO 2)
E ．c (H 2)保持不变
(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，此时的温度为__________；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO 2、1.2 mol H 2、0.75 mol CO 、1.5 mol H 2O ，则此时反应所处的状态为__________(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。 答案 (1)正反应 (2)E (3)850 ℃ 向正反应方向进行中
解析 (1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A 项，达到平衡时c (CO 2)不一定等于c (CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B 项，温度不变K 不变，不正确；C 项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D 项，v 正(CO 2)与v 正(H 2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E 项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，则计算出K ＝1.0，即此时温度为850 ℃，此温度下c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)＝0.75×1.51×1.2＝0.94<1.0，故
反应向正反应方向进行中。
借助平衡常数可以判断一个化 学反应是否达到化学平衡状态
对于可逆反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成
物浓度有如下关系： c c (C )·c d (D )
c a (A )·c b (B )
＝Q ，称为浓度商。
Q ????
?
考点二 有关化学平衡的计算 1．分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。 2．明确三个关系： (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应：m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的 量(mol)分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器容积为V L 。 m A(g) ＋ n B(g)p C(g)＋q D(g) 起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a －mx b －nx px qx 则有：(1)K ＝(px V )p ·(qx V )q (a －mx V )m ·(b －nx V )n (2)c 平(A)＝a －mx V (mol·L － 1)。 (3)α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na 。 (4)φ(A)＝a －mx a ＋ b ＋(p ＋q －m －n )x ×100%。 (5)p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b 。 (6)ρ(混)＝a ·M (A )＋b ·M (B )V (g·L －1)。 (7)M ＝a ·M (A )＋b ·M (B )a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x (g·mol － 1)。 题组一 有关转化率的计算及判断 1．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH >0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c (M)＝1 mol·L － 1，c (N)＝2.4 mol·L － 1；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________； (2)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c (M)＝4 mol·L － 1，c (N)＝a mol·L － 1；达到 平衡后，c (P)＝2 mol·L － 1，a ＝________； (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c (M)＝c (N)＝b mol·L － 1，达到平衡后，M 的转 化率为________。 答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 解析 (1) M(g) ＋ N(g) P(g)＋ Q(g) 始态mol·L － 1 1 2.4 0 0 变化量mol·L － 1 1×60% 1×60% 因此N 的转化率为1 mol·L － 1×60%2.4 mol·L － 1 ×100%＝25%。 (2)由于该反应的ΔH >0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。 (3)根据(1)可求出各平衡浓度： c (M)＝0.4 mol·L － 1 c (N)＝1.8 mol·L － 1 c (P)＝0.6 mol·L － 1 c (Q)＝0.6 mol·L － 1 因此化学平衡常数K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝0.6×0.60.4×1.8＝1 2 由于温度不变，因此K 不变，新状态达到平衡后 c (P)＝2 mol·L － 1 c (Q)＝ 2 mol·L － 1 c (M)＝2 mol·L － 1 c (N)＝(a －2) mol·L －1 K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝2×22×(a －2)＝1 2 解得a ＝6。 (4)设M 的转化率为x ，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为 c (M)＝b (1－x ) mol·L － 1 c (N)＝b (1－x ) mol·L － 1 c (P)＝bx mol·L － 1 c (Q)＝bx mol·L － 1 K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝bx ·bx b (1－x )·b (1－x )＝12 解得x ≈41%。 题组二 综合应用 2．苯乙烷(C 8H 10)可生产塑料单体苯乙烯(C 8H 8)，其反应原理是 C 8H 10(g) C 8H 8(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋125 kJ·mol － 1 Ⅰ.某温度下，将0.40 mol 苯乙烷，充入2 L 真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表： (1)2(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是________________。 (3)若保持其他条件不变，用0.40 mol H 2(g)和0.40 mol C 8H 8(g)合成C 8H 10(g)，当有30 kJ 热量放出时，该反应中H 2的转化率是________________。此时，该反应是否达到了平衡 状态？________(填“是”或“否”)。 Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C 8H 10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。 (4)由图Ⅰ可知，T 1________T 2(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)由图Ⅱ可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C 8H 10的平衡转化率将________(填“ 越 大 ” 、 “ 越 小 ” 或 “ 不 变 ”) ， 原 因 是 ________________________________________________________________________。 答案 (1)0.003 5 mol·L － 1·min － 1 (2)4/75或0.053 (3)60% 是 (4)大于 (5)越大 随着水蒸气的加入，扩大了容器的体积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商Q ＜K )平衡右移，转化率增大 解析 (1)v (H 2)＝v (C 8H 10)＝0.40 mol －0.26 mol 2 L ×20 min ＝0.003 5 mol·L －1·min － 1 (2) C 8H 10(g)C 8H 8(g)＋H 2(g) 起始/mol·L － 1 0.20 0 平衡/mol·L － 1 0.12 0.08 0.08 K ＝0.08×0.080.12＝475 (3) C 8H 8(g)＋H 2(g)C 8H 10(g) 起始/mol 0.40 0.40 0 某时刻/mol 0.40－x 0.40－x x 125 kJ·mol － 1×x ＝30 kJ x ＝0.24 mol α(H 2)＝0.24 mol 0.4 mol ×100%＝60% Q ＝0.2420.40－0.242×0.40－0.242＝754＝1 K ，所以处于平衡状态。 (4)升温，平衡右移，C 8H 10的平衡转化率增大，所以T 1大于T 2。 (5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的体积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转 化率增大。 考点三化学反应进行的方向 1．自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2．自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 3．判断化学反应方向的依据 (1)焓变与反应方向 研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 (2)熵变与反应方向 ①研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。 大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 ②熵和熵变的含义 a．熵的含义 熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。 同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 b．熵变的含义 熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 (3)综合判断反应方向的依据 ①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 ②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。 ③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 深度思考 1．能自发进行的反应一定能实际发生吗？ 答案不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾 向性，但在一定条件下也可自发进行() (2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响() 答案(1)√(2)√ 题组一焓变与自发反应 1．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是() A．所有的放热反应都是自发进行的 B．所有的自发反应都是放热的 C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 答案 C 题组二熵变与自发反应 2．下列过程属于熵增加的是() A．一定条件下，水由气态变成液态 B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石 C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g) D．固态碘升华 答案 D 3．下列反应中，熵显著增加的反应是() A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) 答案 B 解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。 题组三复合判据的应用 4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1。下列说法中正确的是() A．该反应中熵变小于0，焓变大于0 B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行 C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行 D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合考虑 答案 D 5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？ 已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。 答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。 解析ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1×10－3－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)×10－3≈－0.38 kJ·mol－1<0，能自发进行。 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 1．(2013·四川理综，6)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： () A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正) C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44 D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大 答案 C 解析根据表格中的数据，列出平衡三段式，逐项分析。 A项根据表中的数据可求得在前2 min内生成Z为0.08 mol，故v(Z)＝ 0.08 mol 10 L×2 min ＝4×10 －3mol·L－1·min－1。B项由于该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动， v(逆) c2(Z) c(X)·c(Y) ＝ 0.0122 0.01×0.01 ＝1.44。D项因该反应 前后气体化学计量数和相等，其他条件不变时，再充入0.2 mol Z，达到平衡时，其作用效果相当于保持Z的物质的量不变，缩小容器的体积，X的体积分数不变。2．(2013·安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值， 重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是() 解析由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误； MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。3．(2013·江苏，15改编)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700 ℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是() A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多 D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1 答案 C 解析分析题给化学方程式的特点，应用化学平衡移动原理分析、解决问题。 容器Ⅰ中反应正向进行，放出热量，容器Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，两个容器中反应温度不同，则Ⅰ、Ⅱ中正反应速率不相同，A错。容器Ⅲ中加入反应物的量比容器Ⅰ中多， 由于该反应为放热反应，Ⅲ中放出热量比Ⅰ多，Ⅲ中反应正向进行的程度比Ⅰ小，因此容器Ⅲ中反应的化学平衡常数比Ⅰ小，B 错。Ⅰ中反应正向进行，放出热量，Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，由于容器均为绝热容器，Ⅰ和Ⅱ中反应进行的程度均较小，则C 正确D 错误。 4．(2013·新课标全国卷Ⅱ，28)在1.0 L 密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应： A(g) B(g)＋C(g) ΔH ＝＋85.1 kJ·mol － 1 反应时间(t )与容器内气体总压强(p )的数据见下表： (1)欲提高A 的平衡转化率，应采取的措施为____________。 (2)由总压强p 和起始压强p 0计算反应物A 的转化率α(A)的表达式为______________。平衡时A 的转化率为__________，列式并计算反应的平衡常数K __________。 (3)①由总压强p 和起始压强p 0表示反应体系的总物质的量n 总和反应物A 的物质的量n (A)，n (总)＝______ mol ，n (A)＝________ mol 。 ②下表为反应物A 浓度与反应时间的数据，计算：a ＝________。 分析该反出的结论是________________，由此规律推出反应在12 h 时反应物的浓度c (A)为__________ mol·L － 1 。 答案 (1)升高温度、降低压强 (2)(p p 0－1)×100% 94.1% A(g) B(g) ＋ C(g) 起始浓度/mol·L － 1 0.10 0 0 平衡浓度/mol·L － 1 0.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1% K ＝(0.094 1)20.005 9 ≈1.5 (3)①0.10×p p 0 0.10×(2－p p 0) ②0.051 达到平衡前每间隔4 h ，c (A)减少约一半 0.013 解析 通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。 (1)要提高A 的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B 、C 或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。 (2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x ，则有p p 0＝x 0.10 mol ，故x ＝0.10p p 0 mol ，而气体的物质的量的增加量等于消耗 的A 的物质的量，故A 的转化率为(0.10p p 0－0.10)mol 0.10 mol ×100%＝(p p 0－1)×100%，将表中的 数据代入公式中可得平衡时A 的转化率为(9.53×100 kPa 4.91×100 kPa －1)×100%≈94.1%；根据化学 方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常数。 (3)结合(2)的解析可知n (A)＝0.10 mol －(0.10p p 0－0.10) mol ＝0.10×(2－p p 0) mol ；根据表中 的数据，可知a ＝0.10×(2－ 7.31×100 kPa 4.91×100 kPa ) mol·L －1≈0.051 mol·L －1，通过表中的数据可知， 在达到平衡前每间隔4 h ，A 的浓度减少约一半，故反应在12 h 时，A 的浓度为0.5×0.026 mol·L － 1＝0.013 mol·L － 1。 5．(2013·广东理综，31)大气中的部分碘源于O 3对海水中I － 的氧化，将O 3持续通入NaI 溶液中进行模拟研究。 (1)O 3将I － 氧化成I 2的过程由3步反应组成： ①I － (aq)＋O 3(g)===IO － (aq)＋O 2(g)ΔH 1 ②IO － (aq)＋H ＋ (aq) HOI(aq)ΔH 2 ③HOI(aq)＋I － (aq)＋H ＋ (aq)I 2(aq)＋H 2O(l)ΔH 3 总反应的化学方程式为____________________，其反应热ΔH ＝__________。 (2)在溶液中存在化学平衡：I 2(aq)＋I － (aq) I － 3(aq)，其平衡常数表达式为______________。 (3)为探究Fe 2＋ 对O 3氧化I － 反应的影响(反应体系如图1)，某研究小组测定两组实验中I － 3浓度和体系pH ，结果见图2和下表。 第1________________________________________________________________________。 ②图1中的A 为__________，由Fe 3＋ 生成A 的过程能显著提高I － 的转化率，原因是 ________________________________________________________________________。 ③第2组实验进行18 s 后，I － 3浓度下降，导致下降的直接原因有(双选)________。 A ．c (H ＋ )减小 B ．c (I － )减小 C ．I 2(g)不断生成 D ．c (Fe 3＋ )增加 (4)据图2，计算3～18 s 内第2组实验中生成I － 3的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 答案 (1)2I － (aq)＋O 3(g)＋2H ＋ (aq)I 2(aq)＋O 2(g)＋H 2O(l) ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3 (2)K ＝c (I －3)c (I 2)·c (I －) (3)①由于2I － ＋O 3＋2H ＋ ===I 2＋O 2＋H 2O ，既消耗H ＋ 又生成水，导致溶液的酸性减弱，pH 升高 ②Fe 2＋ Fe 3＋ 氧化I － 生成I 2，使I － 的转化率显著提高 ③BD (4)v (I － 3)＝11.8×10－ 3 mol·L － 1－3.5×10－ 3 mol·l － 118 s －3 s ＝5.5×10－4 mol·L －1·s － 1 解析 利用盖斯定律、化学反应速率、化学平衡的影响因素等分析及计算，逐步解决问题。(1)根据盖斯定律，由①＋②＋③可得总反应为2I － (aq)＋O 3(g)＋2H ＋ (aq)===I 2(aq)＋O 2(g)＋H 2O(l)，则ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3。 (2)所给反应的平衡常数表达式为K ＝c (I － 3)c (I 2)·c (I －)。(3)①第1组实验中 ，pH 升高是因为反 应消耗了H ＋ 。②图1中的A 为Fe 2＋ ，由Fe 3＋ 生成Fe 2＋ 的过程中，I － 被氧化为I 2，因此I － 的转化率显著提高。③导致I － 3浓度下降的原因是c (Fe 3＋ )增加，使c (I － )减小，平衡I 2(aq) ＋I － (aq) I － 3(aq)逆向移动。 (4)v (I － 3)＝(11.8×10－ 3－3.5×10－ 3) mol·L － 1(18－3) s ≈5.5×10－4 mol·L －1·s － 1。 6．[2013·福建理综，23(2)①]利用H 2S 废气制取氢气的方法有多种。 高温热分解法 已知：H 2S(g) H 2(g)＋1 2 S 2(g) 在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H 2S 分解实验。以H 2S 起始浓度均为c mol·L －1 测 定H 2S 的转化率，结果见下图。图中a 为H 2S 的平衡转化率与温度关系曲线，b 曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H 2S 的转化率。据图计算985 ℃时H 2S 按上述反应分解的平衡常数K ＝________；说明随温度的升高，曲线b 向曲线a 逼近的原因：______________________________。 答案 2 3 0.2c 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案) 解析 由图知，985 ℃时H 2S 的平衡转化率为40%，则： H 2S(g) H 2(g)＋1 2S 2(g) 起始时浓度(mol·L － 1) c 0 平衡时浓度(mol·L － 1) 0.6 c 0.4 c 0.2 c 则K ＝c 1 2(S 2)·c (H 2)c (H 2S ) ＝0.2 c ·0.4c 0.6c ＝2 30.2 c b 曲线表示未达到平衡时H 2S 的转化率，温度越高，b 曲线上的转化率越接近平衡值，原因是温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短。 7．[2013·山东理综，29(1)]利用“化学蒸气转移法”制备TaS 2晶体，发生如下反应： TaS 2(s)＋2I 2(g) TaI 4(g)＋S 2(g) ΔH >0 (Ⅰ) 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K ＝________，若K ＝1，向某恒容容器中加入1 mol I 2(g)和足量TaS 2(s)，I 2(g)的平衡转化率为________________。 答案 c (TaI 4)c (S 2) c 2(I 2) 66.7% 解析 反应(Ⅰ)中，TaS 2为固体，则平衡常数表达式为K ＝[c (TaI 4)·c (S 2)]/c 2(I 2)。设平衡时，I 2转化的物质的量为x ，则有 TaS 2(s)＋2I 2(g) TaI 4(g)＋S 2(g) 起始/mol 1 0 0 转化/mol x 0.5x 0.5x 平衡/mol 1－x 0.5x 0.5x 此时平衡常数K 为1，则有[(0.5x )·(0.5x )]/(1－x )2＝1，从而可得x ＝2/3 mol ，I 2(g)的转化 率为(2/3 mol)/1 mol ×100%≈66.7%。 8．[2012·福建理综，23(5)]在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)＋B(g) 2C(g) ＋D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系： ________________________________________________________________________。 答案 解析 表中数据D 为0，按表中数据投料，起始至平衡阶段，反应一定向正反应方向进行。又该反应的正反应是一个气体分子数减小的反应，反应达到平衡状态，体系压强升高，说明正反应一定是一个放热反应，升高温度，平衡向左移动，即化学平衡常数随温度升高而减小。 9．[2012·海南，15(1)(2)(4)]已知A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下： (1)该反应的平衡常数表达式K ＝__________，ΔH ______0 (填“<”、“>”或“＝”)； (2)830 ℃时，向一个5 L 的密闭容器中充入0.20 mol 的A 和0.80 mol 的B ，如反应初始6 s 内A 的平均反应速率v (A)＝0.003 mol·L － 1·s － 1。则6 s 时c (A)＝________mol·L － 1，C 的 物质的量为________mol ；若反应经一段时间后，达到平衡时A 的转化率为______，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气，平衡时A 的转化率为________； (4)1 200 ℃时反应C(g)＋D(g) A(g)＋B(g)的平衡常数的值为__________。 答案 (1)c (C )·c (D )c (A )·c (B ) < (2)0.022 0.09 80% 80% (4)2.5 解析 (1)根据反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，可写出平衡常数K ＝c (C )·c (D ) c (A )·c (B ) ，随着温度 升高，K 值减小，即升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH <0。 (2)6 s 内消耗的A 为0.003 mol·L － 1·s － 1×6 s ×5 L ＝0.09 mol ，则此时A 的物质的量浓度为 0.20 mol －0.09 mol 5 L ＝0.022 mol·L － 1；生成C 的物质的量与消耗A 的物质的量相等，均为 0.09 mol 。设平衡时参加反应的A 为x mol ，则平衡时A 、B 、C 、D 的物质的量分别为(0.20－x )mol 、(0.80－x )mol 、x mol 、x mol ，根据平衡常数的表达式和此时K ＝1.0求得x ＝0.16，即平衡时A 的转化率为80%；向该平衡体系中充入氩气等稀有气体，对该平衡无影响，即平衡时A 的转化率依然为80%。 10．[2011·浙江理综，27(1)②③]某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)分解反应平衡常数的测定。 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g) 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”)。 答案 ②K ＝c 2(NH 3)·c (CO 2)＝????23c 2·????13c ＝427×(4.8×10－3 mol·L －1)3≈1.6×10－8 (mol·L －1)3 ③增加 解析 ②根据K ＝c 2(NH 3)·c (CO 2) ＝????2×4.8×10－3 mol·L －1 32· ???? 4.8×10－3 mol·L －1 3 ≈1.6×10－ 8 (mol·L － 1)3。 ③由NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g)正反应气体分子数增加，增大压强平衡向逆反应 方向移动。 练出高分 1．下列说法正确的是 ( ) A ．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B ．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C ．常温下，反应C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH >0 D ．反应2Mg(s)＋CO 2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH >0 答案 C 解析 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH <0，ΔS >0，则一定自发，若ΔH >0，ΔS <0，则一定不能自发，若ΔH <0，ΔS <0或ΔH >0，ΔS >0，反应能否自发，和温度有关，A 、B 错误；C 项中反应的ΔS >0，若ΔH <0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH >0，正确；D 项中反应的ΔS <0，能自发，说明ΔH <0，错误。 2．反应Fe(s)＋CO 2(g) FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。 下列说法正确的是 ( ) A ．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B ．该反应的化学平衡常数表达式为K ＝c (FeO )·c (CO ) c (Fe )·c (CO 2) C ．该反应的正反应是吸热反应 D ．增大CO 2浓度，平衡常数增大 答案 C 解析 A 项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；B 项，该化学平衡常数表达式为 c (CO ) c (CO 2) ；C 项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故正确；D 项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。 3． 工业合成氨的反应为N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) ΔH <0，某温度下，将1 mol N 2和4 mol H 2置于体积为5 L 的密闭容器中，4 min 后达到平衡状态，测得NH 3的体积分数为25%。下列说法中不正确的是 ( ) A ．达到平衡状态时H 2的浓度为0.5 mol·L － 1 B ．4 min 内用NH 3表示的反应速率为0.050 mol·L － 1·min － 1 C ．降低温度和增大压强平衡均正向移动 D ．该反应的平衡常数为3.2，加压平衡常数将增大 答案 D 解析 N 2(g)＋3H 2(g)===2NH 3(g) 起始(mol) 1 4 0 转化(mol) x 3x 2x 平衡(mol) 1－x 4－3x 2x 平衡时NH 3的体积分数为2x (1－x )＋(4－3x )＋2x ×100%＝25%，解得x ＝0.5。则平衡时H 2 为2.5 mol ，即c (H 2)＝0.5 mol·L － 1，A 项正确；平衡时N 2、H 2和NH 3的物质的量浓度分 别为0.1 mol·L －1 、0.5 mol·L －1 、0.2 mol·L －1 ，其平衡常数K ＝0.220.1×0.53 ＝3.2，平衡常数 只受温度影响，与压强无关，D 项错误；4 min 内用NH 3表示的反应速率为 1 mol 5 L ×4 min ＝ 0.050 mol·L － 1·min － 1，即B 项正确；降温平衡向放热反应方向移动，加压平衡向气体总 体积减小的反应方向移动，即C 项正确。 4．在300 mL 的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO 气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表： ( ) A ．上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应 B ．25 ℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C ．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO 的浓度均为0.5 mol·L － 1，则此时v 正＞v 逆 D ．80 ℃达到平衡时，测得n (CO)＝0.3 mol ，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L － 1 答案 C 解析 温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A 正确。Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)为题给反应的逆反应，两个反应的平衡常数互为倒数关 系，B 正确。C 项中该时刻Q ＝c [Ni (CO )4]c 4(CO )＝8＞K ，反应逆向进行，v 逆＞v 正，C 错误。D 项中CO 的平衡浓度为1 mol·L － 1，由K ＝2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L － 1。 5．将2 mol X 和2 mol Y 充入2 L 密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋a Q(g)。2 min 时达到平衡，生成0.8 mol Z ，测得Q 的浓度为0.4 mol·L － 1，下列叙述错误的是( ) A ．a 的值为2 B ．平衡时X 的浓度为0.8 mol·L － 1 C ．Y 的转化率为60% D ．反应速率v (Y)＝0.2 mol·L － 1·min － 1 答案 D 解析 生成Q 的物质的量为0.8 mol ，a ＝2，A 正确； X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋2Q(g) n (始)(mol) 2 2 0 0 n (变)(mol) 0.4 1.2 0.8 0.8 n (2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8 X 的平衡浓度为0.8 mol·L － 1，Y 的转化率为60%，B 、C 正确；v (Y)＝0.3 mol·L － 1·min － 1，D 项错误。 6．汽车尾气净化中的一个反应为2NO(g)＋2CO(g) N 2(g)＋2CO 2(g) ΔH ＝－746.8 kJ·mol －1 。在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，当改变其中一个条件x ，y 随x 的变化符合 图中曲线的是 ( ) A ．当x 表示温度时，y 表示平衡常数K B ．当x 表示温度时，y 表示CO 的转化率 C．当x表示N2的物质的量时，y表示NO的转化率 D．当x表示NO的物质的量时，y表示平衡常数K 答案 D 解析温度升高，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，CO的转化率降低，A、B错误；增大N2的浓度，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，C错误；平衡常数仅与温度有关，D正确。 7．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是() A．温度：T1>T2>T3 B．正反应速率：v(a)>v(c)v(b)>v(d) C．平衡常数：K(a)>K(c)K(b)＝K(d) D．平均摩尔质量：M(a) 答案 C 解析A项，因为ΔH<0，温度越高，CO的转化率越小，所以T3>T2>T1，错误；B项，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)，由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，错误；C项，平衡常数只受温度影响，由于ΔH<0，温度越高，平衡常数越小，正确；D项，升温，平衡左移，M减小，M(a)>M(c)，加压，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，错误。 8．恒温、恒压下，将1 mol O2和2 mol SO2气体充入一体积可变的容器中(状态Ⅰ)，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，状态Ⅱ时达平衡，则O2的转化率为() A．60% B．40% C．80% D．90% 答案 A 解析恒温、恒压下，气体的体积之比等于物质的量之比。设O2的转化率为x，则：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) n(始)(mol) 2 1 0 n(变)(mol) 2x x2x n(平)(mol) 2－2x1－x2x 《第二章第三节化学反应的速率和限度》 1．化学反应速率的含义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。 浓度的变化——△C 时间的变化——△t 表达式：v=△C/△t 单位：mol/(L?s)或mol/(L?min) 例1、下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（） A．化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 C．在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值 D．化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大 例2、在2L密闭容器中，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，用此反应物表示该反应的平均反应速率为（） A.0.4 mol（L·s）－1 B.0.3 mol（L·s）－1 C.0.2 mol（L·s）－1 D.0.1 mol（L·s）－1 注意：(1)在同一反应中用不同物质来表示时，其反应速率的数值可以不同，但都表同一反应的速率。(必须标明用哪种物质来做标准) （2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与化学计量数成比例。 （3）同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。 例如：2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2：3：1：4 (3)化学反应速率均用正值来表示，且表示的是平均速率而不是瞬时速率 (4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率 (5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。 例4．已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是() A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 例5．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是() A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 【总结】对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。 3．影响化学反应速率的因素 内因：由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因：浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 （1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率。 注意：“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越快。 （2）温度：其它条件不变时，升高温度可以增大反应速率；降低温度可以减小反 第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c α(A)·c β(B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42 .100.2-= ??= t c υ= ·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099 .042.1--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071 .099.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056 .071.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= ·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据： c (NO )/mol·L -1 c (O 2)/mol·L -1 υ/mol·L -1·s -1 化学反应速率和化学平衡 【专题目标】 1．了解化学反应速率的概念及表示方法，掌握同一反应中不同物质的化学反应速率与化学方程式中各物质的化学计量数的关系。 （1）概念：通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 （2）表达式：t c v ??=(A) (A)；单位：mol/(L ·min)或mol/(L ·s)。 （3）在同一反应中，用不同的物质表示反应速率的数值之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。 2．了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的特征，了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。 （1）概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态，简称化学平衡。 （2）化学平衡状态的特征： ①“动” ：化学平衡是动态平衡，即：v 正＝v 逆≠0 ②“等” ：达到化学平衡时v 正＝v 逆，即同一物质的消耗速率等于生成速率 ③“定” ：外界条件不变时，处于化学平衡状态的各物质的浓度、质量分数或体积分数保持不变 ④“变” ：可逆反应的平衡状态是相对的，暂时的，当影响平衡的条件改变时，化学平衡即被破坏，并在新的条件下建立新的平衡状态 3．理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响，理解平衡移动原理的涵义。 理解勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。 4．学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。 【经典题型】 一、化学反应速率 题型一：根据化学计量数之比，计算反应速率 【例1】反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率) (X v（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（C ） A．) mol/(L 0.010 ) (NH 3 s v? =B．) mol/(L 0.001 ) (O 2 s v? = C．) mol/(L 0.001 (NO)s v? =D．) mol/(L 0.045 O) (H 2 s v? = 【方法点拨】速率之比化学计量数之比 题型二：以图象形式给出条件，计算反应速率 【例2】某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为___3X+Y_______2Z_______。反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为__0.05mol/(L·min)__________。 题型三：根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小 【例3】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ B ） A．10℃20mL 3mol/L的X溶液 B．20℃30mL 2mol/L的X溶液 C．20℃10mL 4mol/L的X溶液 D．10℃10mL 2mol/L的X溶液 二、化学平衡 题型四：已知一个可逆反应、一种起始状态 化学反应速率与平衡 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: ? 1.已知反应A + 3Ｂ ＝ 2C ＋ D 在某段时间内以A 的浓度变化表示的化学反应速率为 1mo ｌ/（L ·m ｉn),则此段时间内以C 的浓度表示的化学反应速率为 A 、0·5mo ｌ／（Ｌ·ｍi ｎ) Ｂ、1mol ／(L ·mi ｎ) C 、３ｍｏｌ/（L ·m ｉn ） D 、2mo ｌ／(L ·m ｉn ） 2.在2A ＋Ｂ＝ 3Ｃ+４D 中，表示该反应速率最快的是 A ．V (Ａ) = 0.5m ｏl ·L －1·S －1 B ．V (B ） ＝ 0.３ m o l ·L －1·S －1 C.Ｖ (Ｃ) = 0.8m ｏl ·L -1·S -１ Ｄ.Ｖ (D )= ６0 ｍo l ·L －1·ｍｉn -1 3．对于反应Ｎ2（g)＋３H 2（g ） 2NH 3(g ），能增大正反应速率的措施是 Ａ.通入大量H 2 B ．增大容积 C ．移去部分NH ３ Ｄ．降低体系温度 4．在一定条件下，密闭容器中进行的反应: Ｈ2 + I 2 ２ＨＩ 对于下列示意图所表示的涵义解释正确的是 A.反应开始时，容器中投入了H 2、I ２、HI 三种气体 B ．0到t 1时刻，反应向逆反应方向进行 C.t 1时刻后,正、逆反应的速率均为零 D ．t １时刻后，Ｈ2、I 2、HI 三种气体的浓度达到相等 5.已知某可逆反应在密闭容器中进行: Ａ（ｇ）+2B(g) Ｃ(g)+D(s) 正反应为放热反应。 图中曲线a 代表一定条件下该反应的过程。 若使ａ 曲线变为b 曲线,可采取的措施是 Ａ．增大A 的浓度 B ．缩小容器的容积 Ｃ．加入催化剂 Ｄ.升高温度 6.在密闭容器中进行2SO 2（g ）+ O 2 (g) 2S Ｏ３(g)?H ﹤0 右图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图象, 推断在t 1时刻突然变化的条件可能是 ? A ．使用催化剂? B.减小生成物的浓度 C ．降低体系温度 Ｄ．增大容器的体积 7． ＮＯ和C Ｏ都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢起反应,生成Ｎ２和ＣO ２，2()2()NO g CO g +22()2()N g CO g +对此反应，下列叙述正确的是 A.使用催化剂不改变反应速率 B ．升高温度能加快反应速率 Ｃ.降低压强能增大反应速率 D.改变压强对反应速率无影响 8．已知：Ｃ(ｓ)+C Ｏ2(g) 2CO （ｇ) △H>0。该反应达到平衡后,下列条件有利 于反应向正方向进行的是 A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小 压强 C.降低温度和增大压强 Ｄ．升高温度和增大压强 ９.在一定温度下，容器内某一反应中M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示， 下列表述正确的是??? ?? A ．ｔ1时，N 的浓度是M 浓度的2倍 B.ｔ２时，正、逆反应速率相等，达到平 衡 C ．t 3时,正反应速率大于逆反应速率 Ｄ．反应的化学方程式为:2M N v （H 2 + I 2 → ｖ（2HI → 时反应速率t 0 第二章化学反应速率及化学平衡专题测试（二） 一、选择题（只有1个选项符合题意） 1. 反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在温度和容积不变的条件下进行。能表明反应达到平衡状态的叙述是 A.容器内压强不再变化 B.Fe3O4的物质的量不变 C.ｖ(H2O)=ｖ(H2) D.反应不再进行 2. 在恒温、恒容的密闭容器内进行反应A（g）B（g）＋C（g），正反应为放热反应。若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s，那么反应物浓度为0.8mol/L降到0.2mol/L 所需反应时间为A．10s B．大于10s C．小于10s D．无法判断 3．在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA（g）和1L B（g），在一定条件下发生下列反应3A(g)十B(g) nC(g)+2D(g) 达到平衡后，A物质的量浓度减小1/2，混合气体的平均摩尔质量增大1/8，则该反应的化学方程式中n的值是 A．1 B．2 C．3 D．4 根据以下叙述回答①和②题。 把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应： 3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)，5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol·L-1·min-1，则 4．①上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 A．1 B．2 C．3 D．4 5．②上述反应在5min末时，已作用去的Y值占原来量的物质的量分数 A．20% B．25% C．33% D．50% 6. 将4molA气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应： 2A（g）＋B（g）2c（g）。若经2 s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2s时物质A的转化率为70％④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1 其中正确的是A．①③B．①④C．②③D．③④ 7.在密闭容器中进行X2(g)+4Y2(g)2Z2(g)+3Q2(g)的反应，其中X2、Y2、Z2、Q2的起始浓度分别是0.1mol·L－1、0.4mol·L－1、0.2mol·L－1、0.3mol·L－1当反应达到平衡后，各物质的物质 第三节化学反应的速率和限度（第二课时） 一、教材分析：在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材通过科学史实 等实例，让学生认识化学反应限度问题，经过对化学反应的可逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进，认识化学反应是有限度的，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。 二、教学目标： 1．知识目标： （1）通过实验认识化学反应限度的存在，了解化学反应限度的概念和产生原因。 （2）知道达到化学反应限度的特征。 （3）了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用，认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。 2．能力目标： (1) 重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 （2）通过探究实验认识化学平衡与反应限度，并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。 3．情感、态度和价值观目标： （1）通过对实验现象的观察和原因探究，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。（2）通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。 三、教学重点难点 重点：化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。 难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。 三、学情分析 我们的学生抽象思维能力较差，需要教师多引导，学生对于反应限度的理解不透彻。 五、教学方法 1．学案导学：见后面的学案。 2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习学案《化学反应的速率和限度学案》。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 [设疑]炼铁高炉尾气之谜（学生阅读课本45页科学史话） 通过这一节课的学习你就能解开这一谜底了。你想知道吗？ 教师：这节课我们就来学习化学反应限度。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，为什么存在化学反应限度的问题？已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。 （三）合作探究、精讲点拨。 探究一：为什么存在化学反应限度的问题？ 第3章 化学平衡和化学反应速率 【3-1】写出下列反应的标准平衡常数表达式 （1） 2N 2O 5(g)+4NO 2(g)O 2 (g) （2） SiCl 4(l)2H 2O(g) +SiO 2(s)+ 4HCl （3） CaCO 3(s)CaO(s)CO 2(g) + （4） ZnS(s)+ 2H +(aq) Zn 2+(aq) +H 2 S(g) 解：（1）222542 (/)(/) (/) NO O N O p p p p K p p θθθ θ= （2）424 2 (/)(/)(/) HCl SiCl H O p p K c c p p θθ θθ= （3）2/CO K p p θθ= （4）222 (/)(/) (/)H S Zn H c c p p K c c θθθ θ++= 【3-2】尿素22()CO NH (s)的△f G ⊙ =-197.15kJ· mol -1，其他物质△f G ⊙的查附录二。求下列反应在298K 时的K ⊙ ：23CO +2g)NH ((g) 222 H O +CO (g)()NH (s) 解：?r G θ = -197.15 + (-228.6) – 2?(-16.5) – (-394.4) = 1.65 (kJ/mol) 1.65?103 = -8.314?298lnK θ, K θ = 0.514 【3-3】 673K 时，将0.025molCOCl 2(g)充入1.0L 容器中，当建立下列平衡时： COCl 2(g) CO(g)+Cl 2(g) 有16% COCl 2解离。求此时的K ⊙ 。 解：042.0p /RT )16.01(025.0)p /()RT 16.0025.0(K 2 2=-??= θ θθ [p θ = 101.3 kPa, R = 8.314 J/(mol·K)] 【3-4】 298K 时，向1.00L 烧瓶中充入足量的N 2O 4,使起始压力为100kPa ，一部分N 2O 4分解为NO 2,达平衡时总压力为116kPa ，计算如下反应的K ⊙：N 2O 4 (g) 2NO 2(g)。 解：110010.00.404 (mol)8.314298n ?= =?， 211610.0 0.468 (mol)8.314298 n ?==? 12 .03 .1010.10340.0298314.8016.00 .10RT )468.0404.02(] 0.10RT )404.0468.0(2[K 2 =????=-?-?=θ 第七章化学反应的速率 1. 什么是化学反应的平均速率，瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？ 答 2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示 出用不同物质浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用？ （1） N 2 + 3H 2 → 2NH 3 （2） 2SO 2 + O 2 →2SO 3 （3） aA + Bb → gG + hH 解 （1）V = t N △△][2= t H △△][2= t NH △△][3 V 瞬=0 lim →t △t N △△][2 = l i m →t △t H △△][2 = lim →t △t NH △△][3 V 2 N = 3 1V 2 H = 2 1V 3 NH 两种速率均适用。 （2）（3）（同1）。 3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答 4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答 3级，910K时速率常数为5.反应C2H6→C2H4+ H2，开始阶段反应级数近似为 2 1.13dm1.5·mol5.0-·s1-。试计算C2H6（g）压强为1.33×104Pa时的起始分解速率 γ（以 0 [C2H6]的变化表示）。 解 6.295K时，反应2NO + Cl2→2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： （2）写出反应的速率方程； （3）反应的速率常数为多少？ 解 7.反应 2 NO（g）+ 2 H2（g）→N2（g）+ 2 H2O其速率方程式对NO（g）是二次、 对H2（g）是一次方程。 （1）写出N2生成的速率方程式； （2）如果浓度以mol·dm—3表示，反应速率常数k的单位是多少？ （3）写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k的值是否相同，两个k值之间的关系是怎样的？ 解 8.设想有一反应Aa + bB + cC →产物，如果实验表明A，B和C的浓度分别增加1倍后， 整个反应速率增为原反应速率的64倍；而若[A]与[B]保持不变，仅[C]增加1倍，则反应速率增为原来的4倍；而[A]、[B]各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。求a，b，c的数值。这个反应是否可能是基元反应？ 解 第三章化学反应速率和化学平衡 1.单选题：当速率常数的单位为mol-1·L·s-1时，反应级数为 A.一级 B.二级 C.零级 D.三级 2.单选题：某温度下，反应SO2（g）+1/2O2（g）→SO3（g）的平衡常数Kθ=50，在同一温度下， 反应2SO3（g）=2SO2（g）+O2(g)的Kθ值应是 A. 2500 B. 100 C. 4×10-4 D. 2×10-2 3.单选题：在密闭溶器中，A、B、C三种理想气体建立化学平衡，它们的反应是：A+B＝C，在相同的温度下 若体积缩小2/3，则平衡常数为原来的 A. 3倍 B. 2倍 C. 9倍 D.不变 4.单选题：下列叙述中正确的是 A.溶液中的反应一定比气相中反应速率大； B.反应活化能越小，反应速率越大； C.增大系统压力，反应速率一定增大； D.加入催化剂，使E（正）和E（逆）减少相同倍数。 5.单选题：对于基元反应：2NO（g）+O2(g)＝2NO2(g)，若将体系的压力由原来的105Pa增大到2×105Pa， 则正反应的速度为原来的 A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍 6.单选题：对给定的化学反应，下列说法正确的是 A.△G越负，反应速度越快。 B.△H越负，反应速度越快。 C.△S越负，反应速度越快。 D.活化能越小，反应速度越快。 E.活化能越大，反应速度越快。 7.单选题：分几步完成的化学反应的总平衡常数是？ A.各步平衡常数之和 B.各步平衡常数之平均值 C.各步平衡常数之差 D.各步平衡常数之积 8.单选题：某反应的速率方程式是v＝k c x(A) c y(B)，当c(A)减少50％时，v降低为原来的1／4， 当c(B)增大2倍时，v增大1.41倍，则x、y分别为 A. x＝0.5，y＝1 B. x＝2，y＝0.7 C. x＝2，y＝0.5 D. x＝2，y＝2 9.单选题：已知T k时，反应2NH3=N2+3H2的热力学平衡常数为0.25，则在此温度下，反应1/2 N2+3/2 H2= NH3的平衡常数为 A. 2 B. 0.5 C. 1 D. 4 10.单选题：下列哪句话描述了化学反应中催化剂的作用 A.加热反应物 B.使反应吸热 C.进行氧化 D.加速反应 11.单选题：已知下列两个反应在298.15K时的标准平衡常数： 第三节化学反应的速率和限度 （第一课时） 教材分析 本节内容与选修2《化学与技术》中的主题1 课题2“氨的工业合成”、选修4《化学反应原理》第二章“化学反应的方向、限度与速率”、选修6《实验化学》中的主题2“物质性质及反应规律的研究”等知识紧密相连。通过本节的学习，为后面选修知识的学习打下坚实的基础，引导学生构建认知框架，提高知识的应用、迁移能力。 本节教材选自人教社新课标版必修2第二单元第三节的部分，在前面两节中学习了化学反应的物质与能量转化及其重要意义，那么某一个化学反应在实际中应用时，我们又要考虑的是什么？是化学反应的速率与限度。本课时在定性、定量了解了化学反应速率的基础上，通过实验来探究影响化学反应速率的因素。 教学目标 1、理解化学反应速率的概念与表达式，学会计算。 2、通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同，知道反应的快慢受浓度、温度、压 强、催化剂等条件的影响。 教学重点 化学反应速率的概念及简单计算；影响化学反应速率的因素。 教学难点 实验探究影响化学反应速率的因素 教学用具 实验用品：试管、镁条、铝条、铜条、3mol/L 盐酸溶液、5%的H2O2溶液、FeCl3溶液、火柴、MnO2、药匙。 教学过程 【引入】物体的运动有快有慢，化学反应同样有快有慢。你能列举一些进行的非常快或者非常慢的反应的例子吗？ 【学生】讨论，比较快的反应：爆炸反应、溶液中进行的离子反应、活泼金属与酸的反应……比较慢的反应：化石燃料的形成、溶洞的形成、缓慢氧化…… 【投影图片】常见的速率差别比较明显的反应 【设问】物理中用速度来表示物体运动的快慢，那如何描述化学反应速率的快慢呢？ 【讲解、板书】第三节化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 1、化学反应速率的概念 （1）定义：表示化学反应进行的快慢的物理量 （2）表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量 第二章 化学反应速率和化学平衡 知识点总结 要点一 化学反应速率大小的比较 （一）化学反应速率 1.表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的_______________或生成物浓度的 _______________来表示。 2.数学表达式： ，单位为 。 对于Δc （反应物）=c （初）-c(末), 对于Δc （生成物）=c （末）-c （初）。Δt 表示反应所需时间，单位为 等。 3.单位 一般为_______________或_____________或______________ 。 4、对某一具体的化学反应来说，用不同物质 的浓度变化来表示化学反应速率时，数值往往不同，其数值之比等于 。 （二）根据化学方程式对化学反应速率的计算 求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤： ①写出有关反应的化学方程式； ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； ③根据已知条件列方程式计算。 例如：反应 mA + nB pC 起始浓度 （mol/L ） a b c 转化浓度（mol/L ） x 某时刻浓度（mol/L ） a-x （1）同一化学反应速率用不同物质表示时数值 ，但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小，而要通过转化换算成同一物质表示，再比较数值的大小。 （2）比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA+bB==pY+qZ ,即 比较 与 若 则A 表示的反应速率比B 大。 （3）注意反应速率单位的一致性。 （4）注意外界条件对化学反应速率的影响规律。 在反应A+3B 2C+2D 中，若某条 件下v(A)=0.15 mol/ (L·min) , 则此时用v(B)表示该反应的化 学反应速率为v(B)= _________ ;若起始条件下，物质C 的物质的量为0，经过5秒后，C 的物质的量浓度为0.45 mol/L ，则用v(C)表示该反应的化学反应速率为 _________ 。 （三） 化学反应速率的测定 按图安装两套装置，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L 和 40 mL 4 mol/L 的硫酸，比较二者收集10 mL H 2所用的时间。 实验现象：两套装置中加入H 2SO 4溶液后都立即产生气泡，但加入1 mol/L 硫酸的装置中产生气泡的速率较_________，收集10 mL H 2用的时间较_________ ；加入4 mol/L 硫酸的装置中产生气泡的速率较_________ ，收集10 mL H 2用的时间较 _________ 。 要点二、化学反应速率图象及其应用 物质的量（或浓度）—时间图象及其应用 例如：某温度时，在定容（V L ）容器中，X 、Y 、 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 根据图象可进行如下计算： （1）某物质的反应速率、转化率， 如：V(X)=( n1- n3) /vt3 mol/(L ·s), Y 的转化率= (n2-n3)/n2 ×100%。 （2）确定化学方程式中的化学计量数之比 如X 、Y 、Z 三种物质的化学计量数之比为（n1-n3）∶(n2-n3)∶n2。 ①、在同一反应体系中用不同物质来表示反应速率时，其 是可以 的，但是这些数值都表示 。表示化学反应速率时，必须指明以 表示。 ②化学反应速率实际是 的平均速率，而不是 速率。 因为大部分反应不等速进行，随着各组分浓度的变化，反应速率也会变。开始时，速率快，随着反应的进行速率会减慢。所以我们在表示反应速率使用的是平均速度，我们定义也是平均速率。 ③不能用 体和 体来表示反应速率。 在一定温度下，固体和纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数，所以不能用它们表示速率。但固态反应物的颗粒大小是影响反应速率的条件之一，即颗粒越小，表面积越大，反应速率越快 a (A) v b (B)v ,(B) (A)b a v v 第6章化学平衡自测题 1．在T＝600 K的温度下，理想气体反应： ＝0.25； (1)A(g)＋B(g) ? D(g)，K 1 ＝()； (2)D(g)?A(g)＋B(g)，K 2 ＝()。 (3)2A(g)＋2B(g)?2D(g)，K 3 A 0.25； B 0.0625； C 4.0； D 0.50。 2．在T＝380 K，总压p＝2?00 kPa下，反应C6H5C2H5(g)?C6H5C2H3(g) ＋H2(g) 的平衡系统中，加人一定量的惰性组分H2O(g)，则反应的标准平衡常数K ()，C6H5C2H5(g)的平衡转化率a ()。C6H5C2H3(g)的摩尔分数y(C6H5C2H3)()。 A 变大； B 变小； C 不变； D 条件不全无法确定。 3．在T，p及组成恒定，且不作非体积功的任一化学反应。 当反应能自动地进行时，则此反应的化学亲和势A()，Δr G ()，J p/ K ()； m ()，J p/ K ()； 当反应不能自动进行时，则此反应的A()，Δr G m ()，J p/ K ()。 当反应处于平衡状态时，则此反应的A( )，Δr G m A >0； B ＞1； C ＝0； D ＝1； E ＜0；F＜1。 4．在T＝300 K，反应A(g)＋2B(g)?D(g) 的K ＝1。在一抽成真空的容器中，通人A，B及D三种理想气体，在300 K时p A＝p B＝p D＝100 kPa，在此条件下，反应()。 A 从右向左自动进行； B 从左向右自动进行； C 反应处于平衡状态； D 条件不全无法判断。5．温度恒定为400 K，在一个带活塞的气缸中，存在下列反应A(g)＋B(g)?D(g) 平衡时体积为V，压力为p，D气体的物质的量为n0(D)。 (1) 在恒温、恒压下，向上述平衡系统中，通人惰性气体C(g)，使系统的体积变大，达到新的平衡时 D(g)的物质的量为n1(D)，则n1(D)()n0(D)； (2) 将通入惰性气体后的平衡系统，恒温压缩到原来的体积V，达到平衡态时D(g)的物质的量为n2 (D)。 则n2(D)()n1(D)；n2(D)()n0(D)。 A ＞； B ＝； C ＜； D 两者的关系无法确定。 6．已知反应： (1) 2A(g)＋B(g) ?2C(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lg K ＝3134／(T/K)－5.43； 1 ＝－1638／(T/K)－6.02； (2) C(g)＋D(g) ?B(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lg K 2 ＝A／(T/K)＋B，式中A和B的 (3)反应2A(g)＋D(g) ?C(g)的标准平衡常数与温度的关系式为：lg K 3 量纲皆为一，A＝()；B＝()。() A A＝4 772，B＝0.59； B A＝1 496，B＝-11.45； C A＝-4772；B＝-0.59； D A＝-542，B＝17.45。 7．已知反应：2A(g)＋D(g)?C(g)的标准平衡常数与温度的关系为lg K ＝1 496／(T/K)－11.45 此反应在T＝400 K，p ＝100 kPa下的Δr H m＝( )kJ?mol-1；Δr S m＝( )J?K-1?mol- 1。( ) A -2.447，-95.201； B 1.496，-11.45； C -28.64，-219.2； D 28.64，219.2。 8．已知反应：2A(g)＋D(g)?B(g)的标准平衡常数与温度的关系为lg K ＝3 444.7／(T/K)－26.365 起始配料比n(A)/n(D)＝2。当对反应的平衡系统恒压升温时，此反应的K ()；D(g)的平衡转化率a()；Δr S m()；Δr H m()；Δr G m()。 A 变大； B 变小； C 不变； D 无一定变化方向。 9．对于反应CH4(g)＋2O2(g)?CO2(g)＋2H2O(g)， (1)恒压下，升高反应系统的温度，此反应的标准平衡常数K ()，CO2(g)的摩尔分数y( CO2)()。 假设反应的起始配料比n(O2)/n(CH4)＝2。 (2) 在恒温下，增加反应系统的平衡压力，使其体积变小，这时K ()，y(CO2)()。 A 变大； B 变小； C 不变； D 无法确定。 10．在一定的温度范围内，某反应的标准平衡常数与温度的关系为ln K ＝A／(T/K)＋B 式中A和B的量纲皆为一。在给定温度范围内的任一温度下，此反应的Δr H m＝()；Δr S m＝()； Δr G m＝()；Δr C p,m＝()。 A -ARK； B BR； C 0； D -R(AK＋BT)； E BRT； F ARK(上式中K为温度的单位开尔文)。 化学反应速率与平衡第1讲 第第1 讲讲 化学反应速率考点一化学反应速率1．表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2．数学表达式及单位：v＝ΔcΔt ，单位为mol·L－1 ·min －1或mol·L －1 ·s －1 。 3．规律：同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 题组一化学反应速率的大小比较1．已知反应4CO＋2NO 2 N 2 ＋4CO 2 在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是A．v(CO)＝1.5 mol·L－1 ·min －1 B．v(NO2 )＝0.7 mol·L－1 ·min －1 C．v(N 2 )＝0.4 mol·L－1 ·min －1 D．v(CO2 )＝1.1 mol·L－1 ·min －1 题组二“三段式”模板突破化学反应速率的计算2．(1)将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法： ①用物质A 表示的反应速率为0.3 mol·L－1 ·s －1 ②用物质B 表示的反应速率为0.6 mol·L －1 ·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L－1 其中正确的是 A．①③ B．①④ C．②③ D．③④ (2)若①②中用A、B 表示的反应速率分别为0.3 mol·L－1 ·s －1 、0.6 mol·L －1 ·s －1 ，哪种物质表示的反应速率更快？(3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？考点二影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)：反应物本身的性质。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图 图中：E 1 为反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E 3 ，反应热为E 1 －E 2 。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 题组一浓度与压强对化学反应速率的影响1．对反应A＋B AB 来说，常温下按以下情况进行反应： ①20 mL 溶液中含A、B 各0.01 mol ②50 mL 溶液中含A、B 各0.05 mol ③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL ④0.5 mol·L－1的A、B 溶液各50 mL 四者反应速率的大小关系是 A．②①④③ B．④③②① 化学反应速率和化学平衡重要知识点 1.化学反应速率的相关知识及计算 2.平衡的标志问题 3.等效平衡问题 4.化学平衡在不同条件下的比较问题 5.化学平衡移动问题 6. 化学平衡的图像问题 7.化学平衡的计算问题 1.化学反应速率的相关知识 ※化学反应速率(v): 1、是用来衡量化学反应行快慢程度的，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2、表示方法：v(A)=△c(A)/△t (练习) 3、单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h) 4、用不同物质表示的速率之比等于计量数之比。 5、影响因素： ①温度: ②压强: ③浓度: ④催化剂: 1、H2O2分解的反应催化剂是：二氧化猛、氧化铜、氧化铁等金属氧化物或盐均可，但效果没有二氧化锰好，另外动物肝脏也可以 2、有机物与H2的加成反应中催化剂是：镍 3、氨的催化氧化：NH3+O2---NO+H2O的反应催化剂是：铂 4、硫酸工业中，SO2+O2---SO3的反应催化剂是：V2O5 5、工业合成氨：N2+H2---NH3的反应催化剂是：铁触媒（以铁为主体的催化剂） 6、乙醇的催化氧化：铜或银2 CH3CH2OH+ O2 ——2 CH3CHO+2 H2O 2CH3CHO+O2 ——2CH3COOH 过程中铜丝先变黑后变红。 例题 1、已知反应A+3B = 2C+D在一分钟内A的物质的量浓度由2mol/L降为1mol/L，试分别求此一分钟内A和C的反应速率。 解: v(A)=△c(A)/△t =(2-1)mol/L÷1min=1mol/(L·min) v(A):v(C)=1:2 ∴v(C)= 2mol/(L·min) 2、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（）。 A、对该反应体系加热 B、不用稀硫酸，改用98%浓硫酸 C、滴加少量CuSO4 D、不用铁片，改用铁粉 注意“真”变和“假”变”: 若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如：2SO2+O2=2SO3 A.恒压时充入He： 由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积V变大，∴浓度降低相当于“减压”，反应速率降低； B.恒容时充入He： 由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于“假”变。 2、化学平衡的标志(特征) 化学平衡状态的判断(化学平衡的标志)： 直接因素： ①速率关系：V正＝V逆 ②各物质的浓度不随时间的改变而改变 间接因素： ③各物质的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数等)保持不变： ④混合气体的总物质的量、总压强、总体积不随时间的改变而改变（不一定） ⑤混合气体平均相对分子质量不随时间的改变而改变（不一定） ⑥混合气体的密度不随时间的改变而改变（不一定） ⑦反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变 第六章化学平衡（第一组） 1. 在T＝380K，总压p＝200 kPa条件下， 反应：C6H5C2H5（g）＝C6H5C2H3（g）＋H2（g）的平衡系统中，加入一定量的惰性组分H2O（g），则反应的标准平衡常数K θ（）；C6H5C2H5（g）平衡转化率（）。 A．减小，增大 B.增大，减小 C.不变，增大 D.不变，减小 2. 在298K时反应2Ag 2O（s）＝4Ag（s）＋O2（g）的? r G mθ＝22.40kJ?mol-1，同样温度下?f G mθ（Ag 2O，s）＝（）；?f G mθ（Ag，s）＝（）。 A. 11.20，11.20 B. -22.40，0 C. -11.20，11.20 D. -11.20，0 3. 已知某化学反应的标准平衡常数与温度的关系为ln K θ＝344 4.7/(T/K) -26.365 （公式的适用范围：300K-400K），在此温度范围内，当反应系统的温度升高，K θ（），? r H mθ（） A.变大，变小B变小，不变 C.变大，不变D变小，变小 4. 某化学反应2A（g）＋B（s）＝3D（g）在一定温度条件下达到平衡，则各物质的化学势之间应满足的关系是（） A. 3μD（g）－2μA（g）－μB（g）＝0 B. 3μD（g）－2μA（g）＝0 C. 3μD（g）－2μA（g）－μB*（s）＝0 D . 3μD（g）－2μA（g）－μB（s）＝0 5. 已知298.15K时?f H mθ（O3，g）＝143kJ/mol, 假定?f H mθ不随温度变化，则随空气温度升高，空气中O3含量将（） A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定 6.在恒定的温度T下，向体积为V的真空容器中通入1molA2（g）和3molB2（g），进行A2（g）＋B2（g）= 2AB（g）的反应，达平衡时测得生成的AB（g）的物质量为n，若再通入2mol的A2（g），测得平衡时AB（g）的物质的量为2n，则上述反应的标准平衡常数K θ＝（） A. 4 B. 2 C. 6 D. 1 《第二章第三节化学反应的速率和限度》 1.化学反应速率的含义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(均取正 值)来表示。 浓度的变化——△C 时间的变化——△t 表达式：v=△C／△t 单位:mｏl/(L?s)或mol／(Ｌ?ｍin) 例1、下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( ） Ａ．化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 Ｃ．在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值D．化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大 例２、在2L密闭容器中，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2ｍol，用此反应物表示该反应的平均反应速率为( ) A.0．4 mol（L·s)-１ B.0.3 mｏl(L·ｓ)-1 C.０.2 mol(L·ｓ）-1 D.０.1 ｍol（L·s)-１ 注意：(1)在同一反应中用不同物质来表示时,其反应速率的数值可以不同,但都表同一反应的速率。(必须标明用哪种物质来做标准） （2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与化学计量数成比例。 （3）同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。 例如: ２A(ｇ)+3B (ｇ）C(g)+４D(g) ν（A):ν(B):ν(C)：ν(D) = ２：3：1：4 (3)化学反应速率均用正值来表示，且表示的是平均速率而不是瞬时速率 (4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率 (5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。 例4.已知反应4CO+2ＮO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是?( ） Ａ．v（CO）=１.5 moｌ·L-１·min-1 B.v(NO2)＝０.7mol·Ｌ－1·ｍｉn-1 Ｃ．v(N2)=０.4 ｍol·L-1·min－1 D.v(ＣO2)=1.1 ｍol·L-1·miｎ－1 例5.对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)+2Ｄ(g）,在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是??（) A.v（A)＝０．5 mol·Ｌ－1·min-1 B.ｖ(Ｂ）=1.２mol·L－1·s－1 C．v(D)=0.4 mol·L-1·miｎ-１ D.v（Ｃ)=０.1 mol·Ｌ－1·ｓ-１ 【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。 ３.影响化学反应速率的因素 内因:由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。（１)浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率。 注意:“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体,反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小(表面积越大，则反应速率越快。化学反应的速率和限度-知识点总结--(精)
第三章化学反应速率和化学平衡答案
化学反应速率和平衡知识点归纳
化学反应速率与平衡
化学反应速率及平衡测试(附答案)
必修二第二章第三节化学反应速率与限度教学设计(第二课时)
[实用参考]化学平衡和化学反应速率
武汉大学版无机化学课后习题答案 07化学反应的速率
第三章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学反应的速率和限度
第二章 化学反应速率和化学平衡知识点总结
第6章 化学平衡自测题
化学反应速率与平衡第1讲
化学反应速率和化学平衡
第六章 化学平衡(第一组)
化学反应的速率和限度-知识点总结--(精)
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