高三化学一轮复习教学案化学反应速率和化学平衡

高三化学一轮复习教学案化学反应速率和化学平衡【考纲要求】：(l)了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。(2)了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。(3)了解化学反应的可逆性。(4)了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。(5)理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。(6)了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。一、化学反应速率1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物或者生成物来表示，单位是2、对于反应N2+3H2=2NH3，反应的速率用不同物质的浓度变化表示时，数值一定相同吗？，这些数值表示的意义是否相同？，能取负值吗？它们的比值与方程式中各物质计量系数的关系是注意：同一反应在不同条件下进行，比较反应速率时应转化为用同一物浓度的变化来表示。3、使用范围：适用于有和参加的反应，对于一般不表示化学反应速率。4、影响反应速率的因素影响因素对化学反应速率的影响说明或举例主要因素反应物本身的性质把Mg粉和Fe粉分别投入等浓度的盐酸中，Mg与盐酸的反应较剧烈，产生H2的速率较快外界条件浓度固体的浓度可认为是常数，因此反应速率的大小只与其接触面的大小有关，而与固体量的多少无关，改变固体的量不影响反应速率压强①改变压强，实际上是改变气体的体积，使气体的浓度改变，从而使反应速率改变；②改变压强，不影响液体或固体之间的反应速率温度通常每升高10℃，反应速率增大到原来的2~4倍催化剂催化剂参加化学反应，但反应前后物质的质量、组成保持不变，如向H2O2溶液中加入少量MnO2，产生O2的速率加快光照、反应物颗粒的大小等AgBr、HClO、HNO3等见光分解速率加快；大理石粉与盐酸反应比大理石块更剧烈注意：解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大C反增大压强升高温度使用催化剂【典型例题】例题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)(Xv（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（）A．)mol/(L0.010)(NH3svB．)mol/(L0.001)(O2svC．)mol/(L0.001(NO)svD．)mol/(L0.045O)(H2sv【规律总结】化学反应速率的计算及注意事项例题2：把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/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（）A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液【规律总结】影响化学反应速率的因素【变式练习】1、（广东卷20）某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol·L-1、2.00mol·L-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K，每次实验HNO3的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g。（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/mol·L-1实验目的①298粗颗粒2.00（Ⅰ）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响；（Ⅱ）实验①和探究温度对该反应速率的影响；（Ⅲ）实验①和探究大理石规格（粗、细）对该反应速②③④率的影响；）(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式21CaCO3+HNO3=21Ca(NO3)2+21CO2↑+21H2O，计算实验①在70-90s范围内HNO3的平均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。2、（2010全国卷1）27.（15分）在溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为()0.100/cAmolL、()0.200/cBmolL及()0/cCmolL。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。请回答下列问题：（1）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：①_______；③_______________；（2）实验②平衡时B的转化率为_________；实验③平衡时C的浓度为____________；（3）该反应的H_________0，判断其理由是__________________________________；（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：实验②：Bv=_______________________；实验③：Cv=_______________________。3.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150355440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，________________________对反应速率有影响，________________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_________(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有____________________(填实验序号)；(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________________，其实验序号是__________。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：。二、化学平衡状态的判断⒈可逆反应典型的可逆反应如：氨的合成、二氧化硫与水的反应及催化氧化、酯化反应、弱电解质的电离、盐类水解等。⒉化学平衡状态是指在一定条件下的反应里，相等，的状态。3．化学平衡状态的特征是：“逆”是指，“等”是指___________________“动”是，“定”是指，“变”是指_________________________4．平衡状态的判断（填“一定”、“不一定”）举例反应mA(g)+nB(g)pC(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分数一定②各物质的质量或各物质的质量分数一定③各气体的体积或体积分数一定④总压强、总体积、总物质的量一定正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD，压强①m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）②m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）混合气体的平均分子量（Mr）①Mr一定时，②Mr一定时，温度任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时体系的密度密度一定【典型例题】例1、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）A.Z为0.3mol/LB.Y2为0.35mol/LC.X2为0.2mol/LD.Z为0.4mol/L例2、在容积不变的密闭容器中，有反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)下列能说明该反应已达平衡状态的是：（1）N2、H2、NH3的物质的量之比是1∶3∶2（2）V（N2）、V（H2）、V（NH3）＝1∶3∶2（3）NH3的生成速率和消耗速率相等（4）H2的生成速率和NH3的消耗速率之比是3∶2（5）各成分的质量不随时间变化（6）单位时间内有1molN2生成，同时有2molNH3生成（7）1mol氮氮键断开的同时有3mol氢氢键断开（8）气体的总质量不随时间变化（9）气体总物质的量不随时间变化（10）体系的总压强不随时间变化【规律总结】判断平衡状态的依据：【变式练习】：1、可逆反应：2NO22NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（）①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：2：1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥B．②④⑥C．①③④D．①②③④⑤⑥2、（2003上海高考）可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）A、3v正（N2）＝v正（H2）B、v正（N2）＝v逆（NH3）C、2v正（H2）＝3v逆（NH3）D、v正（N2）＝3v逆（H2）三、平衡移动方向的判断（勒沙特列原理的应用化学平衡常数、转化率）1.影响化学平衡的条件与平衡移动原理条件的变化V正、V逆变化移动的方向平衡移动的结果浓度增大反应物的浓度减少生成物的浓度减少反应物的浓度增大生成物的浓度压强增大减小温度升高降低结论（勒沙特列原理）【强调】勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。第一层次：字面理解1．从“改变影响平衡的一个条件”中可体会到以下几点：A．影响化学平衡的条件只有温度、压强、浓度三项，唯有当这三项条件中的一项或几项改变时，平衡才可能移动；B．当温度或压强或一种物质的浓度中的一项改变时，可以直接用平衡移动原理来判断平衡移动的方向．当多个条件同时改变时，情况比较复杂。2．从“向能够减弱这种改变的方向移动”中可体会到以下几点：A．定性角度看，平衡移动的方向必定为能够减弱外界条件改变的方向。例如，升高温度时，为了减弱温度的升高，化学平衡向着吸热反应方向移动；增大压强时，为了减弱压强的增大，化学平衡向着气体分子数减少的方向移动。B．定量角度看，移动的结果只是在一定程度上减弱外界条件的改变量，不能完全抵消外界条件的变化，更不能使之“逆转”．例如，当原平衡体系中压强为P时，若其它条件不变，体系压强增大到2P，平衡将向气体分子数减小的方向移动，达到新平衡后体系压强将介于P～2P之间。C．若外界条件改变后，无论平衡向着正反应方向移动或向着逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动．如对于下列化学反应：H2+Br2（气）2HBr由于反应式“”左右气体分子数相等，外界压强增大或减小，平衡无论向正或逆方向移动都不能减弱压强的改变．所以对于该反应，压强改变，平衡不移动。第二层次：深入剖析1．从压强对化学平衡影响规律剖析对于像N2+3H22NH3的平衡体系来说，压强对它的影响的实质可表示如下：增大（或减小）压强→实质是缩小（或增大）体系体积，即N2，H2，NH3各组分浓度相同倍数增大（或减小）→平衡向气体分子数减少（或增多）方向移动．那么就可得出如下更具普遍性的规律：当改变条件使体系中各组分的浓度同倍数增大或减小时，平衡将向着分子数（或离子数）减小或增多的方向移动．2．多个条件变化转化为单个条件变化例如，下图中符合2A（g）＋B（g）2C（g）＋Q达到平衡状态的有（1P=1.01×105Pa）．各图中都有压强、温度两个条件变化，分析时可通过横坐标上的某一点，作一平行于纵坐标的直线，交叉点即为同温度（或同压强）不同压强（或温度）下的变化．多个条件变化转成了单个条件变化的问题．如图B中A1，A2，A3三点就是500℃