2018-2019版高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第三单元 化学平衡的移动 第1课时学案
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化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。
它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。
化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。
反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念,它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。
它可以用下面的公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示变化所用的时间。
化学反应速率受到多种因素的影响,其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。
当反应物浓度增加时,反应发生的可能性就会增加,因此反应速率也会增大。
温度对于反应速率的影响很大,一般来说,温度升高时,反应速率会迅速增加。
这是因为温度升高会增加反应物的动能,提高粒子的碰撞频率,从而促进反应的进行。
催化剂是一种物质,它可以降低反应的活化能,使反应发生更容易。
催化剂通过提供一个新的反应路径,使反应能够以更低的能量发生。
因此,加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。
此外,反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。
当反应物的浓度较低时,粒子之间的碰撞次数较少,因此反应速率较低。
二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。
在平衡状态下,反应物的转化速率等于生成物的转化速率。
化学平衡可以用下面的反应判断式来表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A和B是反应物,C和D是生成物,a、b、c、d分别表示各物质的系数。
化学平衡是一个动态平衡,即反应物和生成物之间的转化一直在进行,但是总的浓度不再改变。
平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。
当反应达到平衡时,平衡常数K的值将保持不变。
化学平衡可以通过改变反应条件来调节。
通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动,从而改变反应的结果。
《化学反应速率与化学平衡》测试题一、单选题1.某温度下,在恒容的密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s) △H >0,下列叙述不正确...的是 A .加入少量W ,逆反应速率增大 B .升高温度,平衡正向移动C .当容器中气体压强不变时,反应达到平衡D .当容器中气体密度不变时,反应达到平衡2.某温度下,在体积恒定的密闭容器中,对于可逆反应A(s)+3B(g)2C(g),下列说法不能说明达到化学平衡状态的是( ) A .B 的质量不再变化 B .混合气体的平均相对分子质量不变 C .气体密度不再变化D .A 、B 、C 的物质的量之比为1∶3∶23.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应:C(s)+2NO(g)CO 2(g)+N 2(g),平衡时c (NO)与温度T 的关系如图所示,则下列说法正确的是( )A .该反应的ΔH >0B .若该反应在T 1℃、T 2℃时的平衡常数分别为K 1、K 2,则K 1<K 2C .在T 2℃时,若反应体系处于状态D ,则此时υ正>υ逆D .若状态B 、C 、D 的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(C)=p(D)>p(B)4.对于反应:N 2+O 2⇌2NO ,在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快该反应的速率( ) A .缩小体积使压强增大 B .体积不变,减少N 2的量 C .体积不变,充入He 使压强增大 D .压强不变,充入H 2使体积增大5.对于化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关,也与温度(T)、熵变(ΔS)有关,实验证明,化学反应的方向应由ΔH−TΔS确定,若ΔH−TΔS<0,则自发进行,否则不能自发进行。
下列说法中,正确的是A.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素B.温度、压强一定时,熵增加的反应一定能自发进行C.在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向D.固体的溶解过程只与焓变有关6.下列说法不正确的是A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)采用高温条件是为了增加有效碰撞的次数,加快反应速率B.一定温度下,反应2NO2(g)N2O4(g)在密闭容器中进行,恒压充入He,则化学反应速率变小C.对于A(s)+B(g)C(g)+D(g)的反应,加入少量A,反应速率不变D.锌与10 mL 2 mol/L稀盐酸反应时,加入少量硝酸钾固体,生成氢气的速率加快7.关节炎首次发作一般在寒冷季节,原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr),易诱发关节疼痛,其化学机理是:①HUr(aq)+H2O(1)⇌Ur-(aq)+H3O+(aq) ② Ur-(aq)+Na+(aq)⇌NaUr(s)∆H下列叙述不正确的是( )A.降低温度,反应②平衡正向移动B.反应②正方向是吸热反应C.降低关节滑液中HUr及Na+含量是治疗方法之一D.关节保暖可以缓解疼痛,原理是平衡②逆向移动8.一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),其中容器Ⅰ中5min时到达平衡。
化学反应速率与化学平衡微专题201920182017考情透析ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ化学反应速率化学平衡T28T27T28T28T27T28T28T27T27考向:结合图像考查化学平衡移动的原理、化学反应速率和化学平衡常数的计算是高考的重点,另外在高考中常以信息题的形式考查K sp、反应速率常数等知识化学平衡图像分析及相关计算T28T27T28T27T28T28T27T27题型:化学反应原理综合题、选择题、工艺流程题、实验题 分值:10+412化学反应速率 化学平衡一、化学反应速率1.对化学反应速率计算公式的剖析(1)公式:v (B)=Δc(B)Δt =Δn(B)VΔt。
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。
③同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。
④对于可逆反应,反应进行的净速率是正、逆反应速率之差,当达到平衡时,净速率为零(注:总反应速率也可理解为净速率)。
(2)比值法:同一化学反应,各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。
对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),有v(A)m =v(B)n =v(C)p =v(D)q。
2.气体反应体系中充入惰性气体(或无关气体)时,对反应速率的影响 (1)恒容:充入惰性气体总压增大 物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。
(2)恒压:充入惰性气体体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。
3.外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同(1)当增大反应物浓度时,v 正瞬间增大,随后逐渐减小,v 逆瞬间不变,随后逐渐增大,直至v 正和v 逆相等时达到新平衡。
(2)增大压强,向气体分子数减少的方向的反应速率变化程度更大。
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
化学反应原理专题2 化学反应速率与化学平衡教学建议铜山中学杨新明本专题围绕化学反应进行的方向、快慢及限度组织教学内容,共包含三个单元:“化学反应速率”、“化学反应的方向和限度”、“化学平衡的移动”。
本专题重点介绍了化学反应速率的表示与测定、各种因素对化学反应速率大小的影响、化学反应进行的方向、化学平衡的建立及移动等内容。
通过本专题的学习,学生可以深入理解各种因素对化学反应速率及化学平衡的影响,认识在化工生产及日常生活中对化学反应进行控制的必要性,初步掌握控制化学反应的方法,为进一步学习溶液中的化学平衡打下良好的基础。
在学习该专题之前,学生通过《化学2》的学习,已经能定性地认识化学反应有快有慢,知道反应条件对化学反应的快慢有影响以及在许多化学反应中反应物不能完全转化为生成物等相关知识。
因此在编写过程中,编者将重点放在化学反应速率与化学平衡的定量表示以及各种因素对化学反应速率及化学平衡的影响。
在教学过程中应注意在引导学生回顾已有知识的基础上进行新知识的学习,实现新知识与原有知识的融合。
本专题内容理论性较强,对学生的抽象思维能力要求较高,因而难度较大。
在教学过程中,要通过多种方法,促进学生的理解。
精心设置实验本专题各种理论和原理的得出一般按照如下过程进行:首先进行实验,学生在观察实验的基础上形成感性认识,然后引导学生对实验现象进行分析,总结现象产生的原因,并从微观的角度加以解释,从而实现由感性认识向理性认识的升华。
这样的设置充分考虑到学生的认知发展规律,有利于学生更好地掌握知识。
注重化学原理在生产生活中的应用本专题特别注重介绍化学原理在生产生活中的应用。
例如,利用化学平衡移动原理分析合成氨工艺,使学生不仅了解到“是什么”、“为什么”,而且还知道了“能用来做什么”,体会到学习化学的价值,激发了学生学习化学的兴趣。
运用多种直观手段除了通过精心设置实验之外,教材注重运用图表等直观手段,以促进学生对知识的理解。
第5课时化学平衡图像等效平衡[学习目标定位] 1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像,学会化学平衡图像题的分析解答方法。
2.知道等效平衡的含义,学会等效平衡的分析判断方法。
一、化学平衡图像的基本类型1.物质的量 (浓度)—时间图像(c/n-t图像)在2 L密闭容器中,某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。
根据图像回答下列问题:(1)横坐标表示反应过程中时间变化,纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。
(2)该反应的化学方程式是3A(g)+B(g)2C(g)。
(3)在反应达2 min时,正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。
(4)若用A物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15_mol·L-1·min-1。
2.速率—时间图像(v-t图像)Ⅰ.v′正突变,v′逆渐变,且v′正>v′逆,说明是增大了反应物的浓度,使v′正突变,且平衡正向移动。
Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的,且v′正>v′逆,说明平衡正向移动,该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。
Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。
3.含量(转化率)—时间—温度(压强)图像(1)在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(压强较大)。
根据图像回答下列问题:Ⅰ.表示T2>T1,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1,压强增大,A的转化率减小,平衡逆向移动。
说明正反应是气体总体积增大的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a可能使用了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)。
(2)在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。
第1课时 浓度、压强变化对化学平衡的影响[学习目标定位] 1.通过外界条件对可逆反应速率的影响,掌握化学平衡移动的外在因素。
2.通过实验探究,讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。
一、化学平衡状态的移动 1.化学平衡移动概念与实质(1)概念:当一个可逆反应达到平衡后,如果浓度、压强、温度等反应条件改变,原来的平衡状态被破坏,化学平衡会移动,在一段时间后会达到新的化学平衡状态。
(2)实质:改变条件后,①v 正≠v 逆,②各组分的百分含量发生改变。
2.化学平衡移动的过程分析3.化学平衡移动方向的判断条件改变⎩⎪⎨⎪⎧若v 正=v 逆,平衡不移动;若v 正>v 逆,平衡向正反应方向移动;若v 正<v 逆,平衡向逆反应方向移动。
例1 下列说法不正确的是( )A.反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动B.外界条件的改变引起v 正≠v 逆,则平衡一定发生移动C.平衡移动,反应物的浓度一定减小D.外界条件发生变化,化学平衡不一定移动 答案 C解析 外界条件的改变使正、逆反应速率不相等时才能使化学平衡发生移动,增大反应物浓度使化学平衡移动时反应物的浓度增大。
考点 化学平衡移动 题点 化学平衡移动的概念易错警示 (1)外界条件改变,化学平衡不一定发生移动。
(2)化学平衡常数改变时,化学平衡一定发生移动;化学平衡常数不变时,化学平衡不一定发生移动。
二、浓度对化学平衡移动的影响1.实验探究浓度对化学平衡移动的影响(1)按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中:Cr2O2-7+H2O2CrO2-4+2H+橙色黄色(2)按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(血红色)对可逆反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,化学平衡均向正反应方向移动;滴加NaOH溶液,由于发生3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小了Fe3+的浓度,化学平衡向逆反应方向移动2.浓度对化学平衡移动影响的图像分析已知反应m A(g)+n B(g)p C(g) ΔH<0,m+n<p,当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其反应速率的变化曲线分别如下图所示:回答下列问题:当其他条件不变时:(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。
(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。
例2往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,发生如下反应:FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3(棕黄色) (无色) (无色) (血红色)下列说法中正确的是( )A.往上述溶液中滴入Fe2(SO4)3溶液,溶液血红色变浅B.往上述溶液中滴入NH4SCN溶液,溶液血红色不变C.往上述溶液中加入铁粉,溶液血红色加深D.往上述溶液中滴入NaOH溶液,溶液血红色变浅答案 D解析滴入Fe2(SO4)3溶液,Fe3+浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液血红色变深;滴入NH4SCN溶液,SCN-浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液血红色变深;加入铁粉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe3+浓度减小,平衡左移,Fe(SCN)3浓度减小,血红色变浅;滴入NaOH溶液形成氢氧化铁沉淀,平衡左移,Fe(SCN)3浓度减小,溶液颜色变浅。
考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学平衡移动的规律特别提醒(1)对于离子平衡体系,注意离子浓度的改变方式,排除不参与反应的离子干扰。
(2)固体或纯液体的浓度是常数,改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小,故平衡不移动。
例3下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是( )A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态ⅡC.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态ⅡD.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等答案 C解析减小反应物浓度的瞬间,逆反应速率不变,正反应速率迅速降低,且达到新平衡时的反应速率比原平衡时的速率小,这与图像不符,C错。
考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学平衡移动的规律三、压强对化学平衡移动的影响1.根据教材中表2-11的数据分析改变压强对平衡的影响(改变压强通过扩大和缩小容器体积实现)。
填写下表:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N2O4(g)2NO2(g)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)结论:相同温度下,对于左右两边气体分子数不等的反应来说,增大压强平衡向气体分子数减少的方向移动;减小压强平衡向气体分子数增大的方向移动。
对于左右两边气体分子数目相等的反应,改变压强,反应物浓度和生成物浓度改变的幅度一样大,即v正和v逆改变的幅度一样大,则化学平衡不移动。
2.压强变化对化学平衡移动影响的图像在一定条件下,某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡,在t1时刻改变某一个条件,建立新的平衡,其v-t图像如下:(1)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为D,平衡向正反应方向移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)。
(2)对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g),t1时刻增大容器体积,其图像为C,平衡向正反应方向移动。
(3)对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为A,平衡不移动。
压强对化学平衡移动的影响(1)压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系(2)在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响①增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动。
②减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
例4在密闭容器中,反应x A(g)+y B(g)z C(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题:(1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向方向移动。
(2)若保持体积不变,通入“He”气,则平衡移动。
(3)若保持压强不变,通入“He”气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为。
(4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡移动。
答案(1)正反应(2)不(3)x+y<z(4)不规律方法平衡体系中通入“惰性”气体的分析方法(1)恒容时,通入稀有气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入稀有气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。
(3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)+I2(g)2HI(g)],当向平衡体系中充入“惰性”气体时,则无论任何情况下平衡都不发生移动。
考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律例5已知反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),当反应达到平衡后,改变压强,其反应速率的变化曲线分别如图所示。
回答下列问题:(1)①表示改变压强的方式是压强,化学平衡移动,m+n p+q。
(2)②表示改变压强的方式是压强,化学平衡移动,m+n p+q。
(3)③表示改变压强的方式是压强,化学平衡移动,m+n p+q。
答案(1)增大逆向<(2)减小正向<(3)减小不=解析(1)图像①改变压强后,v′正、v′逆都增大,故改变压强的方式是增大压强;v′正小于v′逆,平衡向逆反应方向移动;增大压强向气体体积减小的方向移动,故逆反应方向是气体体积减小的方向,即m+n<p+q。
(2)图像②改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正大于v′逆,平衡向正反应方向移动;减小压强向气体体积增大的方向移动,故正反应方向是气体体积增加的方向,即m+n<p+q。
(3)图像③改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正、v′逆同等倍数的减小,化学平衡不移动,气体体积反应前后相等,即m+n=p+q。
考点压强变化对化学平衡移动的影响题点由压强变化与移动方向判断化学计量数关系1.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是( )A.反应混合物各组分的浓度发生改变B.正、逆反应速率发生改变C.反应物的转化率发生改变D.反应混合物的浓度发生改变答案 C解析化学平衡移动的标志是反应混合物各组分的含量发生改变和反应物的转化率发生改变。
考点化学平衡移动题点化学平衡移动的概念2.在一定温度下,反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq)3KCl(aq)+Fe(SCN)3(aq)已经达到平衡,对反应溶液做下列处理,其中能使平衡左移的是( )A.加入少量氯化钾固体B.加入少量氯化铁固体C.减小Fe(SCN)3的浓度D.增大Fe(SCN)3的浓度答案 D考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学反应速率的规律3.(2017·海安高级中学高二10月月考)在密闭容器中发生反应:x A(g)+y B(g)z C(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol·L-1。
下列有关判断正确的是( )A.x+y<zB.平衡向正反应方向移动C.A的转化率降低D.C的体积分数增大答案 C解析将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度变为0.25 mol·L-1,新平衡时A的浓度为0.30 mo l·L-1>0.25 mol·L-1,说明扩大体积减小压强平衡逆向移动,则x +y>z,A、B项错误;A的转化率减小,C项正确;C的体积分数减小,D项错误。
易错提醒本题易错解成:新平衡时A的浓度小于旧平衡,体积增大即减小压强平衡正向移动,A的转化率增大,C的体积分数增大;产生这种错误的原因是忽略了体积的变化对浓度的影响。
考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律4.(2018·泰州姜堰二中月考)已知可逆反应:A(s)+B(g)C(g)+D(g) ΔH<0,达到平衡状态时,改变单一条件,下列说法正确的是( )A.绝热环境下加压,体系的温度升高B.加入合适的催化剂,B的平衡转化率增大C.物质A由块状变为粉末状,正反应速率加快,平衡常数增大D.恒温恒容下,当物质A的质量不再改变,则反应达到平衡状态答案 D解析绝热环境下加压,平衡逆向移动,反应吸收热量,体系的温度降低,A项错误;催化剂不改变平衡的移动,B项错误;增大固体的表面积,反应速率加快,但平衡常数只与温度有关,C项错误;恒温恒容下,A的质量不再改变,说明反应已达平衡,D项正确。