[小初高学习]2019版高考化学大一轮复习 专题7 化学反应速率和化学平衡 增分补课8学案 苏教版
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化学反应速率与化学平衡一、化学反应速率及其影响因素【知识整合】1.化学反应速率(1)概念: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)表达式:v=错误!未找到引用源。
常用单位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1。
(3)速率大小判断方法:对同一个反应,用不同物质表示时,数值可能不同,比较的方法是将其换算为同一种物质再进行比较,同时,还要注意其单位是否统一,若单位不统一,要先将单位统一,否则可能会得出错误结论。
①对反应物来说,Δc=c(始)-c(终);对生成物来说,Δc=c(终)-c(始)。
②表示化学反应速率时,要注明具体物质。
同一反应中,用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。
各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数(系数)之比。
例如反应:mA(g)+nB(g)pC(g),其速率比为v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。
③固体和纯液体的浓度视为常数,因此表示化学反应速率时一般不用固体或纯液体来表示。
2.外界条件对反应速率的影响(其他条件不变,改变一个条件)浓度增大反应物的浓度,反应速率增大,反之减小。
压强对于有气体参加的反应,增大压强(反应混合物的浓度增大),反应速率加快,反之减慢。
温度升高温度,反应速率加快,反之减慢。
催化剂使用催化剂,能改变化学反应速率,且正逆反应速率的改变程度相同。
其他因素反应物间的接触面积、光照、放射线辐射、超声波等。
(1)当升高温度或增大压强时,正、逆反应速率都增大,但增大程度不同,取决于反应的热效应和方程式的化学计量数。
(2)当降低温度或减小压强时,正、逆反应速率都降低,但降低程度不同。
(3)温度对吸热方向反应速率影响程度大;压强对体积减小方向反应速率影响程度大。
3.利用有效碰撞理论理解外界条件对化学反应速率的影响【规律方法】关于化学反应速率的两个问题(1)灵活应用“反应速率之比=化学计量数(系数)之比=浓度变化量之比=物质的量变化量之比”这一公式求算化学反应速率,确定物质的化学计量数(系数)、书写化学方程式。
高考化学一轮复习化学反应速率与化学平衡知识点归纳1. 化学反应速率:⑴化学反应速率的概念及表示方法:通过运算式:v =Δc /Δt来明白得其概念:①化学反应速率与反应消耗的时刻(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值能够相同,也能够是不同的。
但这些数值所表示的差不多上同一个反应速率。
因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。
用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比。
如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q③一样来说,化学反应速率随反应进行而逐步减慢。
因此某一段时刻内的化学反应速率,实际是这段时刻内的平均速率,而不是瞬时速率。
⑵阻碍化学反应速率的因素:I. 决定因素(内因):反应物本身的性质。
Ⅱ. 条件因素(外因)(也是我们研究的对象):①浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,能够增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。
值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数;②压强:关于气体而言,压缩气体体积,能够增大浓度,从而使化学反应速率加快。
值得注意的是,假如增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不阻碍化学反应速率。
③温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。
④催化剂:使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。
⑤其他因素。
如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光、不同溶剂、超声波等。
2. 化学平稳:⑴化学平稳研究的对象:可逆反应。
⑵化学平稳的概念(略);⑶化学平稳的特点:动:动态平稳。
平稳时v正==v逆≠0等:v正=v逆定:条件一定,平稳混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平稳被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平稳。
⑷化学平稳的标志:(处于化学平稳时):①速率标志:v正=v逆≠0;②反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤关于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平稳时,体积和压强也不再发生变化。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学中两个重要的概念。
化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度,而化学平衡则是指在一个封闭系统中,反应的前进和逆反应达到相互抵消的状态。
本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系以及相关的影响因素。
一、化学反应速率化学反应速率是指在单位时间内,反应物的消耗量或产物的生成量。
通常表示为物质浓度的变化速率,具体公式为:反应速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积等。
其中,温度是最主要的影响因素之一。
根据反应速率理论,温度升高10摄氏度,反应速率大约增加两倍。
这是因为温度的升高会增加反应物的动能,提高分子碰撞的频率和能量,从而加快反应速率。
浓度也会影响反应速率。
一般来说,反应物浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率也越快。
当浓度较低时,分子碰撞的频率较低,反应速率会减慢。
催化剂是能够提高反应速率的物质,但不参与反应本身。
催化剂能够通过降低反应物分子之间的活化能,加速反应速率。
催化剂在反应结束后可以循环使用,因此只需少量添加即可。
表面积也是一个影响因素。
反应物粒子的表面积越大,与其他反应物相互作用的机会越多,反应速率也会增加。
这是因为粒子表面上的分子碰撞更频繁,反应更容易发生。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,正反应和逆反应达到相互抵消的状态。
在达到化学平衡时,反应物和产物的浓度保持不变,但反应仍在进行。
化学平衡可以用化学方程式表示,通常使用双箭头(↔)表示正反应和逆反应。
化学平衡受到温度、压力和浓度的影响。
温度的变化可以改变反应平衡。
根据勒夏特列原理(Le Chatelier's principle),温度升高会使平衡向反应物生成的方向移动,而温度降低则使平衡向产物生成的方向移动。
这是因为平衡位置会随着反应热力学性质的变化而改变。
压力的变化对涉及气体的反应有影响。
2019年一轮复习之化学反应速率与化学平衡考点一:化学反应速率考点分析:计算化学反应速率,影响化学反应速率的因素注:固体和液体无浓度,即无法求出其反应速率【例1】向容积固定为2L 的密闭容器中充入9.6mol NO 和4.8mol O 2,发生如下反应:①2NO(g)+O 2 (g) 2NO 2(g) ΔH <0 ②2NO 2(g) N 2O 4(g) ΔH <0 ,测得NO 2和N 2O 4的浓度变化如图所示,0~10min 维持容器温度为T ℃,10min 时改变某反应条件,一段时间后再次平衡,前5min 反应的平均速率v(NO)= ,T ℃时反应①的化学平衡常数K=10min 时改变反应条件可能是 ,若起始时向该容器中充入1.6mol NO 2和4.0mol N 2O 4,T ℃达到平衡时,NO 2的物质的量浓度与图中5~10min 的 (填相同或不同)考点二:化学平衡及化学平衡移动考点分析:化学平衡状态的标志,勒夏特列原理的应用【例1】将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)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 ).下列可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是( )A .2v (NH 3)=v (CO 2)B .密闭容器中总压强不变C .密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变D .密闭容器中氨气的体积分数不变【例2】对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )A .升高温度,对正反应的反应速率影响更大B .增大压强,对正反应的反应速率影响更大C .减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D .加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大【例3】汽车尾气中,产生NO 的反应为:N 2(g)+O 2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N 2(g)和O 2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a 表示该反应在温度T 下N 2的浓度随时间的变化,曲线b 表示该反应在某一起始条件改变时N 2的浓度随时间的变化。
第七章 化学反应速率与化学平衡第一讲 化学反应速率考点1 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量或生成物浓度的增加量来表示。
2.表达式v =ΔcΔt,单位:mol/(L·s)或mol/(L·min),如密闭容器中,合成氨的反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),开始时c (N 2)=8 mol/L ,2 min 后c (N 2)=4 mol/L ,则用N 2表示该反应的反应速率为 2 mol/(L·min)。
3.与化学计量数的关系对于已知反应m A(g)+n B(g)===p C(g)+q D(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即 v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=m ∶n ∶p ∶q 。
考点2 影响反应速率的因素1.内因反应物本身的性质是主要因素,如相同条件下Mg 、Al 与稀盐酸反应的速率大小关系为v (Mg)>v (Al)。
2.外因(只改变一个条件,其他条件不变)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:反应的活化能为E1,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。
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考点3化学反应速率影响因素的实验探究在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较多,故为弄清某个因素的影响,需控制其他因素相同或不变,再进行实验。
因此,常用变量控制思想解决该类问题。
解题策略:(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。
(2)定多变一在探究时,应该先确定其他的因素不变,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,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
增分补课8
化学平衡内容是高中基础理论知识中最难理解的部分之一,要求学生具备平衡的思想,要有很强的逻辑思维能力,同学们在学习时感到特别的困难,若在平时的学习中,形成一定的解题思路则可达到事半功倍的效果。
如对于某些化学平衡问题,在解答过程中若建立“虚拟过程”模型,然后进行参照对比,可以使看似复杂的问题简单化。
过程虚拟法:就是在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法。
极端假设法:是科学研究中常用的一种思维方法。
极端假设是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。
增分点1 对反应过程进行“虚拟”
[知识查补]
许多情况下,对已处于平衡状态的同一个可逆反应,改变某些条件时,平衡移动的趋势并不那么容易地得出结论。
此时可以转换为效果相同,但结论可明显得出的另一种方式进行讨论,从而使问题得以较容易的解决。
在解这类题时,可以假设一个中间转化过程,以便于比较。
[增分题例]
【例1】把晶体N 2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g)2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入与起始时等量的N2O4气体,反应再次达平衡,则新平衡N2O4的转化率与原平衡比( )
A.变大B.变小C.不变D.无法确定
【过程虚拟】
解析第①步两容器平衡后状态一模一样。
第②步撤去隔板没有任何变化。
第③步压缩时平衡逆向移动,故N2O4的转化率变小,选B。
注意:加入N2O4,该平衡正向移动,这是真实存在的。
运用过程假设法,推导平衡逆向移动,
逆向移动是虚拟的,不是真实存在的,这一点要特别注意。
答案 B
【例2】在恒温、恒容密闭容器中发生反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g),原有反应物SO2、O2均为1 mol,平衡后,再向容器中充入1 mol SO2和1 mol O2,则SO2的转化率变化为________(填“增大”“减小”“不变”)。
【过程虚拟】
解析第③步压缩时平衡正向移动,故SO2的转化率增大。
答案增大
增分点2 对反应体系所处状态进行“虚拟”
[知识查补]
外界条件改变时,假设平衡暂时不发生移动,将分析获得的结果和题目相应数据对比,就可知道实际平衡的移动情况,这种方法类似于数学中的反证法。
[增分题例]
【例3】在一密闭容器中,反应a A(g)b B(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数增加了
D.a>b
解析反应达到平衡时,将容器体积增大一倍,我们先假设平衡不发生移动,则体系中各个物质的物质的量是不变的,由于体积增大一倍,那么B物质的浓度应该是原来的50%,而题目中B的浓度达到了60%,就说明体积增大有更多B物质生成,平衡是向正反应方向移动的。
答案 C
【例4】在带活塞的圆筒内装入NO2气体,慢慢压缩,下列叙述正确的是( )
A.体积减半,压强为原来的2倍
B .体积减半,压强大于原来的2倍
C .体积减半,压强增大,但小于原来的2倍
D .体积减半,达到平衡后,n (NO 2)变为原来的一半
解析 筒内气体进行可逆反应2NO 2(g)N 2O 4(g),体积减半,也就是压缩体积至原来的12,假设平衡不移动,压强变为原来的2倍,但压缩体积时,压强会增大,平衡正向移动,故压强小于原来的2倍。
答案 C
增分点3 对物质的聚集状态或化学计量数进行“虚拟”
[增分题例]
【例5】 可逆反应:3A(g)3B(?)+C(?),正反应为吸热反应。
随温度的升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断不正确的是( )
A .
B 和
C 不可能一个固体、一个液体
B .B 和
C 一定都是气体
C .若C 为固体,则B 一定是气体
D .B 和C 可能都是气体
解析 题目中的正反应吸热,则温度升高,平衡向正反应方向移动,气体的平均摩尔质量变小,则B 、C 肯定不会都是固体或液体。
我们对物质的状态进行虚拟:若B 、C 都是气体,符合题意,若B 为气体,C 不为气体也可以,而若B 不是气体,C 为气体则不符合题意。
答案 B
【例6】 向密闭的容器中充入2 mol A 和1 mol B ,发生反应2A(g)+B(g)x C(g),达到平衡后,C 的体积分数为w %;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A :0.6 mol 、B :0.3 mol 、C :1.4 mol 充入容器,达到平衡后,C 的体积分数仍为w %,则x 的值( )
A .只能为2
B .只能为3
C .可能为2,也可能为3
D .无法确定
解析 解题时可对方程式中的化学计量数进行虚拟:
分x=3和x≠3两种情况进行分析。
由题给条件和等效平衡理论可知,若x=3,符合等体反应,“一边倒,判比例”若x=2,符合非等体反应,恒温恒容“一边倒,判量等”。
答案 C
增分点4 物质转化中的“虚拟”
[知识查补]
可逆反应中的各个物质只能在某一范围内变化,很难达到极限值100%或0,但是,当我们假设物质反应到一个极限值后,就可能产生一种特殊的解决问题的思路,我们称之为极端假设法。
[增分题例]
【例7】在一密闭容器中进行反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)。
已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mo l·L-1、0.2 mol·L-1。
当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO3为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D.SO3为0.4 mol·L-1
解析采取极端假设法,假设SO2和O2全部转化为SO3,此时,SO2和O2的物质的量浓度都是0,而c(SO3)=0.4 mol·L-1,再假设SO3全部转化为SO2和O2,此时,SO2和O2的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1,0.2 m ol·L-1,而c(SO3)=0,故三物质的浓度范围分别为:0<c(SO2)<0.4 mol·L-1,0<c(SO3)<0.4 mol·L-1,0<c(O2)<0.2 mol·L-1,故选项A、D是不可能的;C项数据表明SO2、SO3的浓度都是在原浓度基础上减少了0.05 mol·L-1,这也是不可能的。
答案 B
【例8】将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol。
在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是( ) A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3
B.4.0 mol SO2+1.0 mol O2
C.2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3
D.3.0 mol SO2+1.0 mol O2+1.0 mol SO3
解析采取极端假设法。
将备选项中O2完全转化后(即等效转化),得如下数据:
A.1.0 mol SO2+1.0 mol SO3
B.2.0 mol SO2+2.0 mol SO3
C.4.0 mol SO3
D.1.0 mol SO2+3.0 mol SO3
依据恒温恒容下建立等效平衡的条件,两组量若为等效平衡,进行等效转化后对应量要相等。
答案 B。