化学人教版高中选修4 化学反应原理高考化学分类解析-化学反应速率和化学平衡
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人教版化学反应速率与化学平衡知识点
1. 反应速率:指单位时间内反应物质的浓度变化量。
反应速率可以通过实验测定某个反应物质的浓度随时间的变化来确定。
2. 影响反应速率的因素:温度、浓度、反应物质的物理状态、催化剂等因素都可以影响化学反应的速率。
增加温度、浓度、细粒度反应物以及催化剂的存在都可以增加反应速率。
3. 反应速率的表达:反应速率可以通过反应物质浓度的变化与时间的关系来表达,一般通过反应速率的初速度或者平均速率来描述。
4. 反应速率与反应机理:反应速率与反应机理有关,反应速率常常受到反应物质分子之间碰撞的频率和能量的影响。
理解反应机理有助于推导出反应速率的表达式。
5. 化学平衡:当反应物与生成物的浓度在一定条件下不再发生明显变化时,称为化学反应达到平衡。
在化学平衡状态下,正向反应和逆向反应的速率相等。
6. 平衡常数:平衡常数是描述化学平衡条件的物理量,记为K。
平衡常数表征了反应物与生成物浓度的比例关系,反映了平衡位置的倾向性。
不同反应有不同的平衡常数表达式。
7. 影响化学平衡的因素:温度、压强、浓度等因素可以改变化学平衡的位置。
根据勒沃尔定律,提高温度对于吸热反应有利于正向反应,而对于放热反应有利于逆向反应。
8. 平衡与化学工业过程:了解反应速率与化学平衡的知识对于控制工业生产过程中的反应速率和平衡位置至关重要,可以提高生产效率和产品质量。
高中化学选修4知识点总结:第二章化学反应速率和化学平衡【人教版新课标】其次章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、把握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的试验方法要点精讲1、化学反应速率(1)化学反应速率的概念(2)化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,化值表示。
某一物质A式中——某物质Amol·L-1。
s,min,h。
υ——物质Amol·L-1·sL-1·s-1(3同一化学反应,(4)化学反应速率的特点②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士:①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参与的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
③对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
因此,表示化学反应的速率时,必需指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
2、化学反应速率的测量(1)基本思路化学反应速率是通过试验测定的。
由于化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。
(2)测定方法③在溶液中,本节学问树课标要求1、了解影响反应速率的主要因素2、把握外界条件对反应速率的影响规律要点精讲1、发生化学反应的前提——有效碰撞理论(1)有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞。
化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必需发生碰撞。
高三选修4化学知识点总结一、化学反应速率与化学平衡在高三选修4化学课程中,我们学习了化学反应速率与化学平衡的相关知识。
化学反应速率是指在单位时间内,反应物消失或生成物出现的量。
而化学平衡则是指在一个封闭系统中,反应物与生成物浓度不再发生变化的状态。
1. 化学反应速率化学反应速率受以下因素影响:- 温度:温度升高会加快反应速率,因为分子运动变得更加剧烈,碰撞频率增加。
- 浓度:反应物浓度的增加会增加碰撞的频率,从而提高反应速率。
- 催化剂:催化剂能够提供新的反应路径,降低反应活化能,从而加快反应速率。
2. 化学平衡化学平衡表现为反应物和生成物的浓度不再变化,但并非表示反应停止。
在化学平衡中,正向反应和逆向反应的速率相等。
二、溶液与酸碱中和反应溶液与酸碱中和反应是高三选修4化学课程的重要内容。
溶液是由溶剂溶解溶质而成的均匀混合物,而酸碱中和反应则是指酸和碱的化学反应,并且生成盐和水的反应。
1. 溶液的基本概念- 溶质:溶解在溶剂中的物质。
- 溶剂:能够溶解其他物质的物质。
- 浓度:溶液中溶质的质量或摩尔浓度。
2. 酸碱中和反应- 酸的性质:酸可以与金属反应产生氢气,在水中产生H+离子,具有蓝色石蕊试剂变红的性质。
- 碱的性质:碱可以与酸发生中和反应,具有红色石蕊试剂变蓝的性质。
- 酸碱中和反应的特点:中和反应会产生化学方程式中的盐和水。
三、有机化学基础知识有机化学是高三选修4化学课程中的重点内容。
有机化学研究的是有机物,即富含碳元素的化合物。
1. 烃- 烃是由碳和氢元素组成的有机化合物。
- 根据碳原子间的连接方式和性质,烃可以分为:链烃、环烃和烷烃。
- 烷烃中的碳原子间只含有单键,不具有不饱和性。
2. 醇- 醇是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物。
- 醇的命名规则:根据碳链上含有的羟基(-OH)的个数和位置确定。
3. 醛与酮- 醛和酮是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物。
- 醛和酮的命名规则:根据碳链上含有的羰基(C=O)的位置和顺序来确定。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率(v)⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L•s)⑷影响因素:①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件外因对化学反应速率影响的变化规律条件变化活化分子的量的变化反应速率的变化反应物的浓度增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小气体反应物的压强增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小反应物的温度升高百分数增大,单位体积里的总数目增多增大降低百分数减少,单位体积里的总数目减少减小反应物的催化剂使用百分数剧增,单位体积里的总数目剧增剧增撤去百分数剧减,单位体积里的总数目剧减剧减其他光,电磁波,超声波,固体反应物颗粒的大小,溶剂等有影响※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变.(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容:充入惰性气体→总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1。
定义:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应);等(同一物质的正逆反应速率相等);动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定) ;变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了n m olB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr ①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
重难点四催化剂的作用1.活化能与反应速率的关系分析:反应物本身的性质活化能的大小单位体积内活化分子的多少单位体积内有效碰撞次数的多少化学反应速率的快慢;2.催化剂作用原理分析(改变反应途径):使用催化剂,催化剂与反应物结合为中间产物,使发生反应所需的活化能降低,这样会使更多的反应物的分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数,从而使有效碰撞的几率提高,因而使反应速率加快。
【重难点点睛】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒).催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变.催化剂只能改变化学反应速率,对生成物的质量无影响。
【重难点指数】★★★【重难点考向一】判断反应中的催化剂【例1】三位科学家保罗•克拉兹等因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖,他们的研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理,如图所示.下列说法不正确的是( )A.氯原子在反应中做催化剂B.过氧化氯的结构式为:O-Cl-Cl-OC.臭氧分子最终转变成氧气分子D.过程②中一氧化氯断键形成过氧化氯【答案】B【解析】由图片中反应历程为:①Cl+O3→ClO+O2,②ClO+ClO→ClOOCl,③ClOOCl+日光→2Cl+O2;A、催化剂在反应前后质量和性质都没变,该过程的总反应为2O3→3O2,所以氯原子在反应中做催化剂,故A正确;B、氯原子半径大于氧原子半径,所以图片中,原子半径较大的是氯原子,较小的是氧原子,所以过氧化氯的结构式为Cl-O-O-Cl,故B错误;C、该过程的总反应为2O3→3O2,则臭氧分子最终转变成氧气分子,故C正确;D、过程②中ClO+ClO→ClOOCl,一氧化氯断键形成过氧化氯,故D正确;故选B。
【重难点点睛】考查化学反应机理,根据总反应方程式结合图片即可判断物质的性质、结构,由图片中反应历程为:①Cl+O3→ClO+O2,②ClO+ClO→ClOOCl,③ClOOCl+日光→2Cl+O2;根据催化剂在反应前后质量和性质都没变,可推知Cl起催化作用。
第二章化学反映速度和化学平稳一、化学反映速度(1)化学反映速度的概念化学反映速度是用来衡量化学反映进行的快慢程度的物理量。
(2)化学反映速度的表示方式关于反映体系体积不变的化学反映,通经常使用单位时刻内反映物或生成物的物质的量浓度的转变值表示。
某一物质A的化学反映速度的表达式为:式中——某物质A的浓度转变,经常使用单位为mol·L-1。
——某段时刻距离,经常使用单位为s,min,h。
υ——物质A的反映速度,经常使用单位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化学反映速度的计算规律①同一反映中不同物质的化学反映速度间的关系同一时刻内,用不同的物质表示的同一反映的反映速度数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反映速度的计算规律同一化学反映,用不同物质的浓度转变表示的化学反映速度之比等于反映方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反映速度的计算或换算的依据。
(4)化学反映速度的特点①反映速度不取负值,用任何一种物质的转变来表示反映速度都不取负值。
②同一化学反映选用不同物质表示反映速度时,可能有不同的速度数值,但速度之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反映速度是指时刻内的“平均”反映速度。
小贴士:①化学反映速度通常指的是某物质在某一段时刻内化学反映的平均速度,而不是在某一时刻的瞬时速度。
②由于在反映中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此关于有纯液体或纯固体参加的反映一样不用纯液体或纯固体来表示化学反映速度。
其化学反映速度与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
一般是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加速反映速度。
③关于同一化学反映,在相同的反映时刻内,用不同的物质来表示其反映速度,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反映的速度。
因此,表示化学反映的速度时,必需指明是用反映体系中的哪一种物质做标准。
2008高考化学分类解析-化学反应速率和化学平衡1.(08海南卷)X 、Y 、Z 三种气体,取X 和Y 按1:1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y 2Z ,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,则Y 的转化率最接近于( )A .33%B .40%C .50%D .65%解析:由可知: X+2Y 2Z起始: 1 1 0转化: a 2a 2a平衡: 1-a 1-2a 2a根据题意有:2-3a 2a = 32,a =13,Y 的转化率最接近65%。
答案:D 。
2.(08海南卷)反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是____________________反应(填“吸热”“放热”);(2)当反应达到平衡时,升高温度,A 的转化率______(填“增大”“减小”“不变”),原因是____________________________________________;(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_______________,原因是_________。
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E 1和E 2的变化是:E 1_________,E 2________(填“增大”“减小、”“不变”)。
解析:由图可以知道,由于该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应属于放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应进行,所以A 的转化率减小;当在反应体系中加入催化剂,能同倍数改变化学反应速率,因此对化学平衡的移动无影响,即对反应热也无影响。
因为化学反应速率增大,所以E 1和E 2同时降低。
答案:(1)放热。
(2)减小;该反应正反应为放热反应,升高温度使平衡向逆反应方向移动。
(3)不影响;催化剂不改变平衡的移动。
(4)减小、减小。
3.(08上海卷)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t 产生气体体积V 的数据,根据数据绘制得到图1,则曲线a 、b 、c 、d 所对应的实验组别可能是( )A.4-3-2-1 B.1-2-3-4 C.3-4-2-1 D.1-2-4-3解析:化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关,实验1的盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最慢;由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高,所以反应速率实验3大于实验2;而实验4和实验3虽然浓度相同,但反应的温度不同,物质的状态也不相同,所以不能比较。
答案:A、C4.(08上海卷)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=___________________。
已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是________热反应。
(2)右图中表示NO2的变化的曲线是____________。
用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a、v(NO2)=2v(O2)b、容器内压强保持不变c、v逆(NO)=2v正(O2)d、容器内的密度保持不变(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__________。
a、及时分离出NO2气体b、适当升高温度c、增大O2的浓度d、选择高效的催化剂答案:(1)K=〔NO2〕〔NO〕2〔O2〕;放热。
(2)b 1.5×10-3mol/(L·s)。
(3)b c。
(4)c。
5.(08全国Ⅰ卷)已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g). △H=-1025kJ/mol该反应是一个可逆反应。
若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )解析:此题结合化学平衡图像考查外界条件对化学平衡的影响。
根据“先拐先平数值大”的原则,选项A 、B 正确;根据升高温度,平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动),可确定A 、B 正确;根据使用催化剂只能改变化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但对化学平衡的移动无影响,所以选项D 正确。
答案:C 。
6.(08广东卷)将H 2(g)和Br 2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H 2(g )+Br 2(g) 2HBr (g )0H ∆<,g 平衡时Br 2(g)的转化率为a ;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br 2(g)的转化率为b 。
a 与b 的关系是( )A .a >bB .a=bC .a <bD .无法确定解析:正反应为放热反应,前者恒温,后者相对前者,温度升高。
使平衡向左移动,从而使Br2的转化率降低。
所以b<a.答案:A7.(08广东卷)碘钨灯比白炽灯使用寿命长。
灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W (s )+I 2(g )11T T WI 2ΔH <0(温度T 1<T 2)。
下列说法正确的是( )A .灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的WI 2(g )会分解出W 1W 重新沉积到灯丝上B .灯丝附近温度越高,WI 2(g )的转化率越低C .该反应的平衡常数表达式是12()()()c W c I K c WI = D .利用该反应原理可以提纯钨解析:该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡向左移动。
所以灯丝附近温度越高,WI2的转化率越高,B 错。
平衡常数,应为生成物除以反应物:K=c (WI2)/c (W )· c(I2)利用该反应,可往钨矿石中,加如I2单质,使其反应生成WI2富集,再通过高温加热WI2生成钨,从而提纯W ,D 正确。
答案:A 、D8.(08江苏卷)将一定量的SO 2和含0.7mol 氧气的空气(忽略CO 2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO 2+O 22SO 3(正反应放热)。
反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH 溶液,气体体积减少了21.28L ;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O 2,气体的体积又减少了5.6L (以上气体体积均为标准状况下的体积)。
(计算结果保留一位小数)请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 。
(填字母)a .SO 2和SO 3浓度相等b .SO 2百分含量保持不变c .容器中气体的压强不变d .SO 3的生成速率与SO 2的消耗速率相等e .容器中混合气体的密度保持不变(2)欲提高SO 2的转化率,下列措施可行的是 。
(填字母)a .向装置中再充入N 2b .向装置中再充入O 2c .改变反应的催化剂d .生高温度(3)求该反应达到平衡时SO 2的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl 2溶液,生成沉淀多少克?答案:(1)bc (2)b(3)消耗的O 2物质的量:mol molL L mol 45.0/4.226.57.0=-生成的SO 3物质的量:mol mol 9.0245.0=⨯SO 2和SO 3的物质的量和:mol molL L 95.0/4.2228.21= 反应前的SO 2物质的量:mol molL L 95.0/4.2228.21= SO 2的转化率:%7.94%10095.09.0=⨯mol mol (4)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO 3不会沉淀。
因此BaSO 4的质量g mol g mol 5.10/23305.09.0≈⨯⨯9.(08宁夏卷)将固体NH 4I 置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH 4I(s)NH 3(g)+HI(g);②2HI(g)H 2(g)+I 2(g)。
达到平衡时,c(H 2)=0.5mol ·L -1,c(HI)=4mol ·L -1,则此温度下反应①的平衡常数为( )A .9B .16C .20D .25答案:C 。
10.(08宁夏卷)已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g);△H >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)=amol ·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)= bmol ·L -1,达到平衡后,M 的转化率为 。
解析:(1)M 转化的物质的量为0.6mol ·L -1,则N 反应的量也是0.6mol ·L -1,所以N 的转化率为:0.6mol ·L -12.4 mol ·L -1×100%=25%。
(2)由于该反应的正反应为吸热反应,所以升高温度,化学平衡正向移动,M 的转化率增大。
(3) M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始:1 2.4 0 0平衡:0.4 1.8 0.6 0.6起始:4 a 0 0平衡:2 a -2 2 22×22×(a -2)=0.6×0.60.4×1.8,a =6mol ·L -1。
(4) x ×x (b -x)×(b -x )=0.6×0.60.4×1.8,x =0.41b ,M 的转化率为41%。
答案:(1)25%。
(2)增大。
(3)6。
(4)41%。
11.(08山东卷)高温下,某反应达平衡,平衡常数K =()()()()c c c c ∙∙222CO H O CO H .恒容时,温度升高,H 2浓度减小。
下列说法正确的是( )A .该反应的焓变为正值B .恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定减小C .升高温度,逆反应速率减小D .该反应化学方程式为CO+H 2O=CO 2+H 2答案:A 。
12.(08重庆卷)N 2O 2—是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注.(1)N 2O 5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 。
(2)2N 2O 5(g )→4NO 2(g )+O 2(g);ΔH >0①反应达平衡后,若再通入一定量氮气,则N 2O 5的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
则500 s 内N 2O 5的分解速率为 。