1、第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡章末總結(jié) 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.熟知外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律。2.學(xué)會(huì)化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)方向的判斷。3.學(xué)會(huì)化學(xué)平衡的計(jì)算方法。4.掌握?qǐng)D像題與等效平衡的分析方法。一外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素包括內(nèi)因和外因。內(nèi)因是指反應(yīng)物本身的性質(zhì)；外因包括濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、反應(yīng)物顆粒大小等。這些外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律和原理如下：1.濃度(1)濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多(活化分子百分?jǐn)?shù)不變)，有效碰撞的幾率增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)濃度改變，可使氣體間或溶液中的化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生改變。固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，它們的

2、物質(zhì)的量的變化不會(huì)引起反應(yīng)速率的變化，但固體顆粒的大小會(huì)導(dǎo)致接觸面積的變化，故影響化學(xué)反應(yīng)速率。2.壓強(qiáng)改變壓強(qiáng)，對(duì)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(duì)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)濃度減小反應(yīng)速率減小。3.溫度(1)溫度升高，活化分子百分?jǐn)?shù)提高，分子間的碰撞頻率提高，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)溫度升高，吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的速率都增大。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，溫度每升

3、高10 ，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來(lái)的24倍。4.催化劑(1)催化劑對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響通?？捎孟聢D表示(加入催化劑，b點(diǎn)降低)。催化劑能改變反應(yīng)路徑、降低活化能、增大活化分子百分?jǐn)?shù)、加快反應(yīng)速率，但不影響反應(yīng)的h。(2)催化劑只有在適宜的溫度下活性最大，反應(yīng)速率才達(dá)到最大。(3)對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑能夠同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響，生產(chǎn)過(guò)程中使用催化劑主要是為了提高生產(chǎn)效率。特別提示在分析多個(gè)因素(如濃度、溫度、反應(yīng)物顆粒大小、催化劑、壓強(qiáng)等)對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律時(shí)，逐一改變一個(gè)因素而保證其他因素相同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出該因素影響反應(yīng)速率的結(jié)論，這種方法叫變量控制法。【例1】

4、某探究小組用hno3與大理石反應(yīng)過(guò)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(qǐng)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?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：實(shí)驗(yàn)編號(hào)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(duì)該反應(yīng)速率的影響()實(shí)驗(yàn)和_探究溫度對(duì)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(duì)該反應(yīng)速率的影響粗顆粒解析考查影響反應(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(duì)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h

5、no3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。答案298粗顆粒1.003082.00298細(xì)顆粒2.00()()二化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及其判斷方法1.化學(xué)平衡狀態(tài)具有的“五大特征”(1)逆：指化學(xué)平衡狀態(tài)只適用于可逆反應(yīng)，同一可逆反應(yīng)，在同一條件下，無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始，或同時(shí)從正、逆反應(yīng)方向開(kāi)始，以一定的配比投入反應(yīng)物或生成物，則可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。(2)動(dòng)：指動(dòng)態(tài)平衡，即化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)并未停止，仍在進(jìn)行，只是正、逆反應(yīng)速率相等。(3)等：指“v正v逆0”。即某一物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量濃度和生成的物質(zhì)的

6、量濃度相等，也可以用不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率表示該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。(4)定：指參加反應(yīng)的各組分的含量保持不變，即各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)(有氣體參加的可逆反應(yīng))、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均保持不變。(5)變：指平衡移動(dòng)?？赡娣磻?yīng)的平衡狀態(tài)是相對(duì)的、暫時(shí)的，當(dāng)外界某一條件改變時(shí)，原平衡被破壞，化學(xué)平衡向著減弱這種改變的方向移動(dòng)，在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)。理解感悟“一定條件”、“可逆反應(yīng)”是前提，“相等”是實(shí)質(zhì)，“保持不變”是標(biāo)志。【例2】一定溫度下，向某容積恒定的密閉容器中充入1 mol n2、3 mol h2，經(jīng)充分反應(yīng)后達(dá)到如下平衡：n2(g)3h2(g)2nh3(g)，下列有關(guān)

7、說(shuō)法中正確的是()a.達(dá)平衡后再加入一定量的n2，體系內(nèi)各物質(zhì)含量不變b.n2、h2、nh3的濃度一定相等c.反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡時(shí)，nh3會(huì)不斷地分解，達(dá)到平衡時(shí)則不會(huì)再分解d.平衡時(shí)，n2、h2物質(zhì)的量之比為13解析化學(xué)平衡是一種相對(duì)平衡，條件改變后原來(lái)的平衡狀態(tài)就會(huì)被破壞，a錯(cuò)；化學(xué)平衡又是一種動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行，c錯(cuò)；平衡時(shí)體系內(nèi)各物質(zhì)濃度或百分含量保持不變(不是相等)，b錯(cuò)；d中因反應(yīng)中消耗n2、h2的物質(zhì)的量之比為13，而n2、h2的起始量之比是13，故平衡時(shí)仍是13。答案d2.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“四大依據(jù)”(1)對(duì)于普通可逆反應(yīng)，以2so2(g)o2(g)2so3(g

8、)為例：若各組分的物質(zhì)的量、濃度不發(fā)生變化，則反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。若用反應(yīng)速率關(guān)系表示化學(xué)平衡狀態(tài)，式中既要有正反應(yīng)速率，又要有逆反應(yīng)速率，且兩者之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，就達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(2)對(duì)于有有色氣體存在的反應(yīng)體系，如2no2(g)n2o4(g)等，若體系的顏色不再發(fā)生改變，則反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。(3)對(duì)于有氣體存在且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變的反應(yīng)，如n2(g)3h2(g)2nh3(g)，若反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化、平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，則說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。對(duì)有氣體存在且反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不發(fā)生改變的反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中的任何時(shí)刻體系的壓強(qiáng)、氣體的總物質(zhì)的量、平均相對(duì)分子

9、質(zhì)量都不變，故壓強(qiáng)、氣體的總物質(zhì)的量、平均相對(duì)分子質(zhì)量不變均不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。(4)從微觀的角度分析，如反應(yīng)n2(g)3h2(g)2nh3(g)，下列各項(xiàng)均可說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。斷裂1 mol nn鍵的同時(shí)生成1 mol nn鍵。斷裂1 mol nn鍵的同時(shí)生成3 mol hh鍵。斷裂1 mol nn鍵的同時(shí)斷裂6 mol nh鍵。生成1 mol nn鍵的同時(shí)生成6 mol nh鍵。特別提示(1)從反應(yīng)速率的角度來(lái)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí)，速率必須是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)在可逆反應(yīng)過(guò)程中，能發(fā)生變化的物理量(如各組分的濃度、反應(yīng)物的

10、轉(zhuǎn)化率、混合氣體密度、顏色、平均摩爾質(zhì)量等)，若保持不變，說(shuō)明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)?！纠?】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(duì)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.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

11、量濃度、混合氣體的總物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，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(méi)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。答案b三化學(xué)平衡移動(dòng)及其移動(dòng)方向的判斷1.化學(xué)平衡移動(dòng)的分析判斷方法應(yīng)用上述規(guī)律分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1)不要把v正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同，只有v正v逆時(shí)，才使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同。當(dāng)反應(yīng)物總量不變時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率才提高；當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度，使平衡向正反應(yīng)

12、方向移動(dòng)，會(huì)使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。2.化學(xué)平衡移動(dòng)原理(移動(dòng)方向的判斷方法)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響可根據(jù)勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。(1)對(duì)原理中“減弱這種改變”的正確理解應(yīng)當(dāng)是升高溫度時(shí)，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；增加反應(yīng)物，平衡向反應(yīng)物減少的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，平衡向壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)。(2)移動(dòng)的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化，而不能完全抵消外界條件的變化，達(dá)到新平衡時(shí)此物理量更靠近改變的方向。如增大反應(yīng)物a的濃度，平衡正移，但達(dá)到新平衡時(shí)，a的濃度仍比原平衡時(shí)大；同理，若改變溫度、壓強(qiáng)等，其變化也相似。3.

13、實(shí)例分析反應(yīng)實(shí)例條件變化與平衡移動(dòng)方向達(dá)到新平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率變化情況2so2(g)o2(g)2so3(g)hk，v正v逆；qv逆。(3)c(a)平。(4)(a)100%100%。(5)(a)100%。(6)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)比(同t、v時(shí))，混合氣體的密度比(同t、p時(shí))，(同質(zhì)量的氣體時(shí))等。(7)混合氣體的密度(混)(gl1)(t、v不變時(shí)，不變)。(8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量(gmol1)。【例5】已知可逆反應(yīng)：m(g)n(g)p(g)q(g)h0，請(qǐng)回答下列問(wèn)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)

14、n的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。(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，c(n)a moll1；達(dá)到平衡后，c(p)2 moll1，則a_。(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_(kāi)。解析用“平衡三段式法”，借助平衡常數(shù)來(lái)串聯(lián)計(jì)算：(1)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(n)100%25%，k0.5。(2)由k0.5，解得a6。(3)由k0.5，解得x41.4%。答案(1)25%(2)6(3

15、)41.4%【例6】在2 l的密閉容器中，放入0.4 mol a和0.6 mol b，在一定溫度下，壓強(qiáng)為p，加入催化劑(體積忽略)，發(fā)生反應(yīng)：2a(g)3b(g)xc(g)2d(g)，保持溫度不變，在a min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中c(d)0.1 moll1，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?.9p，則：(1)物質(zhì)b的轉(zhuǎn)化率是_。(2)化學(xué)反應(yīng)速率v(c)是_。(3)x為_(kāi)。解析 2a(g)3b(g)xc(g)2d(g)起始(mol): 0.4 0.6 0 0轉(zhuǎn)化(mol): 0.2 0.3 0.1x 0.2平衡(mol): 0.2 0.3 0.1x 0.2(b)100%50%。同溫同體積下氣體的壓強(qiáng)之比

16、等于氣體的物質(zhì)的量之比，即(0.60.4)(0.20.30.1x0.2)10.9，解得x2，v(c)0.2 mol/(2 la min)0.1/a moll1min1。答案(1)50%(2)0.1/a moll1min1(3)2五化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題型與分析方法1.主要題型(1)分析條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的影響；(2)由反應(yīng)判斷圖像的正誤；(3)由圖像判斷反應(yīng)特征(確定反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)、判斷熱效應(yīng)或氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)間的關(guān)系)；(4)由反應(yīng)和圖像判斷圖像或曲線的物理意義；(5)由圖像判斷指定意義的化學(xué)反應(yīng)；(6)由反應(yīng)和圖像判斷符合圖像變化的外界條件等?；瘜W(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

17、圖像，若按其圖像特點(diǎn)、縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)表示的意義可分為全程速率時(shí)間圖濃度時(shí)間圖含量時(shí)間溫度圖含量時(shí)間壓強(qiáng)圖含量時(shí)間催化劑圖恒壓(或恒溫)線圖2.分析方法分析解答化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題目的方法技巧可概括為9字步驟：看圖像，想規(guī)律，作判斷；8字技巧：定一議二，先拐先平。(1)看圖像一看“面”(即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo))；二看“線”(即看線的走向、變化的趨勢(shì))；三看“點(diǎn)”(即起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn))；四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)；五看定量圖像中有關(guān)量的多少。(2)想規(guī)律即聯(lián)想外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。(3)作判斷依題意仔細(xì)分析，作出正確判斷。特別值得注意

18、的是：圖像中有三個(gè)量時(shí)，應(yīng)確定一個(gè)量不變，再討論另兩個(gè)量的關(guān)系，即“定一議二”。曲線中先出現(xiàn)拐點(diǎn)的，該曲線在所示條件下先出現(xiàn)平衡，該曲線所示的溫度較高或壓強(qiáng)較大或使用了催化劑，即“先拐先平”。如果曲線反映為達(dá)到平衡的時(shí)間不同但平衡狀態(tài)相同，則可能是加入催化劑或?qū)怏w體積不變的反應(yīng)改變壓強(qiáng)使其速率發(fā)生變化但平衡不移動(dòng)，或是幾種等效平衡的曲線?；瘜W(xué)反應(yīng)速率在平衡圖像中往往隱含出現(xiàn)，曲線斜率大的表示速率快，相應(yīng)的條件可能是溫度較高或壓強(qiáng)較大或使用了催化劑?！纠?】已知某可逆反應(yīng)ma(g)nb(g)qc(g)h在密閉容器中進(jìn)行。如圖表示在不同時(shí)刻t、溫度t和壓強(qiáng)p下b物質(zhì)在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)(b)的

19、變化情況。下列推斷中正確的是()a.p1p2，t1q，h0b.p1t2，mnq，h0c.p1p2，t1t2，mnq，h0d.p1t2，mn0解析比較溫度或壓強(qiáng)的大小，就是要比較達(dá)到平衡所用的時(shí)間，時(shí)間越短，則溫度或壓強(qiáng)越高。比較t2、p1和t1、p1可知t1t2，由t1t2，t降低，(b)增大，平衡左移，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，h0；比較t1、p1和t1、p2可知p2p1，由p1p2，p升高，(b)增大，平衡左移，則mnq。答案d六運(yùn)用“化歸思想”理解等效平衡原理1.用“化歸思想”理解不同條件下等效平衡原理(1)恒溫恒容條件恒溫恒容時(shí)，對(duì)一般可逆反應(yīng)，不同的投料方式如果根據(jù)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之

20、比換算到同一邊時(shí)，反應(yīng)物(或生成物)中同一組分的物質(zhì)的量完全相同，即互為等效平衡。恒溫恒容時(shí)，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，不同的投料方式如果根據(jù)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比例換算到同一邊時(shí)，只要反應(yīng)物(或生成物)中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。(2)恒溫恒壓條件在恒溫恒壓時(shí)，可逆反應(yīng)以不同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)，如果根據(jù)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算到同一邊時(shí)，只要反應(yīng)物(或生成物)中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。此時(shí)計(jì)算的關(guān)鍵是換算到一邊后只需比例相同即可。條件等效條件結(jié)果恒溫恒容：反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量相同兩次平衡時(shí)各組分百分含量、n、c均相同恒溫恒容：反應(yīng)前后等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量等比例兩次平衡時(shí)各組分百分含量相同，n、c同比例變化恒溫恒壓：所有可逆反應(yīng)投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量等比例兩次平衡時(shí)各組分百分含量相同，n、c同比例變化2.利用“一邊倒法”判斷等效平衡判斷等效平衡四步曲：第一步，看。觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)前后等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)和反應(yīng)前后不等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)。第二步，挖。挖掘題目條件，區(qū)分