高中化学必修二化学反应速率与限度一

化学反应的速率和限度化学反应的速度和限度知识网络构建知识要点串讲要点一.化学反应速率的定性和定量考查(1)化学反应速率的概念及表示方法：通过计算式：v=Δc/Δt来理解其概念：①化学反应速率与反应消耗的时间(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，数值可以相同，也可以是不同的。但这些数值意义：表示化学反应进行快慢的量化学反应反应速率表示方法：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单位：mol/(L•min)或mol/(L•s)影响因素：浓度压强温度催化剂其他因素：光、颗粒大小、溶剂等特征：逆、动、等、定、变移动分析原因：外界条件改变v（正）=v（逆）方向：v（正）v（逆）向正反应方向移动v（正）v（逆）向逆反应方向移动移动的外因浓度压强温度勒夏特列原理化学平衡（反应进行程度）化学平衡常数表达式：)()()()(BCACDCCCKnmqpmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)影响因素：只与温度有关所表示的都是同一个反应速率。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∶q③一般来说，化学反应速率随反应进行而逐渐减慢。因此某一段时间内的化学反应速率，实际是这段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。(2)影响化学反应速率的因素：①决定因素（内因）：反应物本身的性质。②条件因素（外因）（也是我们研究的对象）：a．浓度：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大活化分子总数，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．．．．．．．．．．．．．．．．．．；b．压强：对于气体而言，压缩气体体积，可以增大浓度，从而使化学反应速率加快。值得注意的是，如果增大气体压强时．．．．．．．．．，不能改变反应气体的浓度．．．．．．．．．．．，则不影响化学反应速率．．．．．．．．．．。c．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。d．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。e．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。要点二.可逆反应达到化学平衡的标志1．化学平衡的标志：（处于化学平衡时）：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对于气体体积数不同的可逆反应，达到化学平衡时，体积和压强也不再发生变化。2．化学平衡状态的判断：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平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、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mmolA，即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD，因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）平衡②m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均分子量（Mr）①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时，平衡②Mr一定，但m+n=p+q时不一定平衡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，体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡要点三化学平衡的影响因素1．勒夏持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：①影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；②原理的适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况（即温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；③平衡移动的结果：只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。2．平衡移动：是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。即总结如下：3．平衡移动与转化率的关系：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来．．．．4．影响化学平衡移动的条件：化学平衡移动：（强调一个“变”字）①浓度、温度的改变，都能引起化学平衡移动。而改变压强则不一定能引起化学平衡移动。强调：气体体积数发生变化的可逆反应，改变压强则能引起化学平衡移动；气体体积数不变的可逆反应，改变压强则不会引起化学平衡移动。催化剂不影响化学平衡。②速率与平衡移动的关系：a．v正==v逆，平衡不移动；b．v正v逆，平衡向正反应方向移动；旧平衡V正=V逆平衡被打破V正≠V逆新平衡V’正=V’逆改变条件一定时间后条件不再变化c．v正v逆，平衡向逆反应方向移动。③平衡移动原理：（勒夏特列原理）：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度或压强），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。④分析化学平衡移动的一般思路：速率不变：如容积不变时充入惰性气体强调：加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间，但不一定能使平衡发生移动。5．反应物用量的改变对化学平衡影响的一般规律：(1)若反应物只有一种：aA(g)bB(g)+cC(g)，在不改变其他条件时，增加A的量平衡向正反应方向移动，但是A的转化率与气体物质的计量数有关：(可用等效平衡的方法分析)。①若a=b+c：A的转化率不变；②若ab+c：A的转化率增大；③若ab+cA的转化率减小。a．若反应物不只一种：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，Ⅰ．在不改变其他条件时，只增加A的量，平衡向正反应方向移动，但是A的转化率减小，而B的转化率增大。Ⅱ．若按原比例同倍数地增加A和B，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a+b=c+d，A、B的转化率都不变；如a+bc+d，A、B的转化率都平衡不移动程度相同v正＝v逆使用催化剂或对体积无变化的反应改变压强程度不同v正≠v逆浓度压强催化剂平衡移动条件改变增大；如a+bc+d，A、B的转化率都减小。要点四等效平衡的判断与分析等效平衡问题的解题思路：1．概念：同一反应，在一定条件下所建立的两个或多个平衡中，混合物中各成分的含量相同，这样的平衡称为等效平衡。2．等效平衡的类型在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：条件等效条件结果恒温恒容（△n（g）≠0）投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同恒温恒容（△n（g）=0）投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化要点五化学平衡的图像研究1．分析反应速度图像：(1)看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。(2)看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。升高温度时，△V吸热＞△V放热。(3)看终点：分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。(4)对于时间——速度图像，看清曲线是连续的，还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。增大反应物浓度V正突变，V逆渐变。升高温度，V吸热大增，V放热小增。2．化学平衡图像问题的解答方法：(1)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看△V正、△V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。(2)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。(3)先拐先平：对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在转化率——时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大．．．．．．．。这时如果转化率也较高，则反应中m+np+q。若转化率降低，则表示m+np+q。(4)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。要点六化学平衡的计算有关化学平衡计算的一般解题模式：化学平衡计算的基本模式：平衡“三步曲”例：mA+nBpC+qD起始量：ab00转化量：mxnxpxqx平衡量：a-mxb-nxpxqx注意：转化量与方程式中各物质的系数成比例这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。弄清起始浓度、平衡浓度、平衡常数和转化率四者之间的互换关系，并列出下面图解。题型一对速率和平衡图像考查【典例1】可逆反应2A(g)B(g)；△H0从开始至平衡后改变某一外界条件使平衡发生了移动至重新平衡，该过程中各物质的量浓度（用c表示）随时间变化情况如图，试分析各图，指出导致平衡移动的因素和平衡移动的方向。题型二对可逆反应达到化学平衡状态考查【典例2】在一定温度下，反应A2（g）＋B2(g)2AB（g）达到平衡状态的标志是A．单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolABB．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化C．单位时间内生成2nmolAB，同时生成nmolB2D．单位时间内一个A－A键断裂，同时生成二个A－B键题型三对化学平衡的影响因素的考查【典例3】两个极易导热的密闭容器A和B，容器A容积恒定，容器B容积可变，在温度压强和起始体积相同的条件下往A和B中分别充入等物质的量的NO2，发生反应2NO2N2O4△H＜0，以下说法正确的是A．反应起始时，两容器中的反应速率关系是v（A）＜v（B）B．反应过程中，两容器内的反应速率关系为v（A）＜v（B）C．两容器内的反应达到平衡所需时间一定相同D．反应达到平衡时，两容器内的压强关系是p（A）＞p（B）【典例4】将2molH2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：2H2O(g)2H2＋O2、2CO＋O22CO2(1)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是_________和_________，或_________和_________。(填它们的分子式)(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为：n(O2)平＝amol，n(CO2)平＝bmol。试求n(H2O)平＝__________。(用含a、b的代数式表示)【典例5】一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其它条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是A．2molCB．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）C．1molB和1molCD．2molA、3molB和3molC【典例6】I.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A(g)＋B(g)C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为___________mol。(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol。(3)若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝mol，y＝mol。平衡时，B的物质的量(选填一个编号)甲.大于2mol乙.等于2mol丙.小于2mol丁.可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是。II.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中