湖北省黃岡市2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教案.doc

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 李仕才 課題名稱 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 授課類型 復(fù)習(xí)課 課時安排 10課時 復(fù)習(xí)重點 速率的影響因素，平衡狀態(tài)，平衡移動及平衡圖像，計算。 復(fù)習(xí)難點 速率和平衡影響條件的界定，解決多變量平衡圖像問題，平衡的計算。 教法安排 誘導(dǎo)思維，自學(xué)探究，練習(xí)鞏固，教師糾錯歸納。 設(shè)備支持 多媒體投影儀，電腦等 教學(xué)思想 以學(xué)生為主體，教師組織學(xué)生先討論探究再練習(xí)糾錯最后歸納總結(jié)的方式復(fù)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)的興趣，加深對知識的鞏固，理解和應(yīng)用；培養(yǎng)良好的思維、學(xué)習(xí)品質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生探索求是、務(wù)實的唯物主義精神。在教學(xué)中融入化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生認識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識的動態(tài)美和應(yīng)用價值。 教學(xué)過程 化學(xué)反應(yīng)速率 考點一　化學(xué)反應(yīng)速率（1課時） 學(xué)生自主學(xué)習(xí) 1．化學(xué)反應(yīng)速率 2．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系 (1)原理：對于已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示，當單位相同時，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。 (2)實例：一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6 molL－1s－1，則v(B)＝0.2 molL－1s－1，v(C)＝0.4 molL－1s－1。 [拓展歸納] (1)化學(xué)反應(yīng)速率是指某一時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率而不是某一時刻的瞬時反應(yīng)速率。 (2)同一化學(xué)反應(yīng)，在相同條件下用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。 (3)不能用固體或純液體物質(zhì)(不是溶液)表示化學(xué)反應(yīng)速率，因為固體和純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)。 學(xué)生練習(xí) 一．化學(xué)反應(yīng)速率的計算 1．在N2＋3H22NH3的反應(yīng)中，在5 s內(nèi)NH3的濃度變化了8 molL－1，則NH3的平均反應(yīng)速率(　　) A．2.4 molL－1s－1　　　 　B．0.8 molL－1s－1 C．1.6 molL－1s－1 D．0.08 molL－1s－1 2．在298 K時，實驗測得溶液中的反應(yīng)：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同濃度時的化學(xué)反應(yīng)速率見表，由此可推知當c(HI)＝0.500 molL－1，c(H2O2)＝0.400 molL－1時的反應(yīng)速率為(　　) 實驗編號 1 2 3 4 5 c(HI)/molL－1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/molL－1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/molL－1s－1 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8 A．0.038 0 molL－1s－1 B．0.152 molL－1s－1 C．0.608 molL－1s－1 D．0.760 molL－1s－1 3．反應(yīng)4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min后，B的濃度減少了0.6 molL－1。對此反應(yīng)速率的正確表示是(　　) A．用A表示的反應(yīng)速率是0.8 molL－1s－1 B．分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末時的反應(yīng)速率，用反應(yīng)物B來表示是0.3 molL－1min－1 D．在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值都是相同的 教師糾錯，歸納總結(jié) [規(guī)律方法]　反應(yīng)速率計算的三種常用方法 (1)定義式法 v(B)＝＝。 (2)比例關(guān)系法 化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p。 (3)三段式法 列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量，再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計算。 對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，起始時A的濃度為a molL－1，B的濃度為b molL－1，反應(yīng)進行至t1時，A消耗了x molL－1，則化學(xué)反應(yīng)速率可計算如下： 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/(molL－1) a b 0 0 轉(zhuǎn)化/(molL－1) x t1/(molL－1) a－x b－ 則：v(A)＝ molL－1s－1，v(B)＝ molL－1s－1， v(C)＝ molL－1s－1，v(D)＝ molL－1s－1。 二．化學(xué)反應(yīng)速率的比較 4．在四個不同的容器中，在不同的條件下進行合成氨反應(yīng)：N2＋3H22NH3。根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果判斷，生成氨的速率最快的是(　　) A．v(H2)＝0.01 molL－1s－1 B．v(N2)＝0.3 molL－1min－1 C．v(NH3)＝0.15 molL－1min－1 D．v(H2)＝0.3 molL－1min－1 5．(2018長沙模擬)反應(yīng)A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.45 molL－1s－1?、趘(B)＝0.6 molL－1s－1?、踲(C)＝0.4 molL－1s－1?、躹(D)＝0.45 molL－1s－1。下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是(　　) A．④>③＝②>①　　　 　B．①>④>②＝③ C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 教師糾錯，歸納總結(jié) [規(guī)律方法]　化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法 (1)歸一法 將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率，再進行速率的大小比較。 (2)比值法 將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后，再除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，然后對求出的數(shù)值進行大小排序，數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若>，則反應(yīng)速率A>B。 考點二　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（2課時） 學(xué)生討論影響化學(xué)反應(yīng)速率有哪些因素 1．內(nèi)因 反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。如相同條件下，Na、Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系是Na>Mg>Al。 2．外因(其他條件不變，只改變一個條件) 3．理論解釋——有效碰撞理論（宏觀辨識與微觀探究） (1)活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。 ②活化能：如圖 [注意]　E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3為使用催化劑時的活化能。 ③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系 教師歸納總結(jié) [拓展歸納] (1)升高溫度，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率均加快。 (2)催化劑能同等程度的改變正、逆化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)進行的程度。 (3)壓強及惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 ①改變壓強，實質(zhì)是通過改變物質(zhì)的濃度來實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率改變的。若壓強改變導(dǎo)致了反應(yīng)物濃度增大或減小，則化學(xué)反應(yīng)速率會增大或減小。 ②根據(jù)上述第①條原則，充入惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響可分為以下兩種情況： 恒溫恒容 充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應(yīng)速率不變 恒溫恒壓 充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小(活化分子濃度減小)反應(yīng)速率減慢 ③對于沒有氣體參加的反應(yīng)，改變體系壓強，反應(yīng)物的濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。 (4)固體反應(yīng)物量的增減，不能改變化學(xué)反應(yīng)速率，固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。 學(xué)生對應(yīng)練習(xí) 一．　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．下列說法正確的是________。 A．100 mL 2 molL－1稀鹽酸與鋅反應(yīng)時，加入少量硫酸銅固體，生成氫氣的速率加快 B．相同條件下，等量的鋅粒分別與100 mL 2 molL－1稀硫酸、100 mL 2 molL－1稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相同 C．用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，改用鐵片和濃硫酸反應(yīng)可以加快產(chǎn)生氫氣的速率 D．對于A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)的反應(yīng)，加入A，反應(yīng)速率加快 E．工業(yè)生產(chǎn)中常將礦石粉碎，可以增大接觸面積，使反應(yīng)速率加快 F．2NO2N2O4(正反應(yīng)放熱)，升高溫度，v(正)增大，v(逆)減小 G．某恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)A(g)===B(g)＋C(g)，通入He，壓強增大，反應(yīng)速率加快 H．某恒壓密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)A(g)===B(g)＋C(g)，通入He，壓強不變，反應(yīng)速率不變 2．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩緩地反應(yīng)生成N2和CO2，化學(xué)方程式為2NO＋2CON2＋2CO2，對此反應(yīng)，下列敘述錯誤的是(　　) A．使用正催化劑能加大反應(yīng)速率 B．改變反應(yīng)物的壓強對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響 C．冬天氣溫低，反應(yīng)速率減慢，對人體危害更大 D．無論外界條件怎樣改變，均對此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響 題點(二)　“控制變量法”探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 3．下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)： 實驗序號 金屬質(zhì)量/g 金屬狀態(tài) c(H2SO4) /(molL－1) V(H2SO4) /mL 溶液溫度/℃ 金屬消失的時間/s 反應(yīng)前 反應(yīng)后 1 0.10 絲 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 絲 1.0 50 20 35 125 4 0.10 絲 1.0 50 35 50 50 分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題： (1)實驗1和2表明，__________________對反應(yīng)速率有影響，而且________，則反應(yīng)速率越快。 (2)表明反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實驗是______(填實驗序號)。 (3)實驗中影響反應(yīng)速率的其他因素還有________，其實驗序號是________(填實驗序號)。 (4)實驗中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15 ℃)相近，推測其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 教師歸納總結(jié) [規(guī)律方法]　“控制變量法”的解題策略 三．　利用“斷點”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(t圖) 4．對于反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0已達平衡，如果其他條件不變時，分別改變下列條件，對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響，下列條件與圖像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1時改變條件，t2時重新建立平衡)(　　) 5．密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0，根據(jù)下列vt圖像，回答下列問題： (1)下列時刻所改變的外界條件是t1_______________________________________； t3____________________；t4__________________________________________。 (2)反應(yīng)速率最快的時間段是________。 (3)下列措施能增大正反應(yīng)速率的是________。 A．通入A(g)　　　　　 　B．分離出C(g) C．降溫 D．增大容積 教師歸納總結(jié) [規(guī)律方法] (1)速率—時間圖像“斷點”分析 當可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率－時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點”。根據(jù)“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖，t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。 (2)常見含“斷點”的速率變化圖像分析 圖像 t1時刻所改變的條件 溫度 升高 降低 升高 降低 適合正反應(yīng)為放熱的反應(yīng) 適合正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng) 壓強 增大 減小 增大 減小 適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng) 適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng) 化學(xué)平衡 考點一　化學(xué)平衡狀態(tài)（1課時） 學(xué)生探討平衡狀態(tài)是如何建立的？平衡狀態(tài)的特點？有哪些判斷依據(jù)？建立變化觀念和平衡的思想。 1．可逆反應(yīng) 2．化學(xué)平衡的建立 (1)化學(xué)平衡的建立過程 (2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念 一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。 3．化學(xué)平衡狀態(tài)的特點 4．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 化學(xué)反應(yīng) mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物體系中各成分的含量 ①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分數(shù)一定 平衡 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分數(shù)一定 平衡 ④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定 不一定平衡 正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系 ①在單位時間內(nèi)消耗了m mol A，同時也生成了m mol A 平衡 ②在單位時間內(nèi)消耗了n mol B，同時也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④在單位時間內(nèi)生成了n mol B，同時也消耗了q mol D 不一定平衡 壓強 ①其他條件一定、總壓強一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他條件一定、總壓強一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 ①平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 溫度 任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時 平衡 氣體的密度 密度一定 不一定平衡 顏色 反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變 平衡 [典例]　(2017全國卷Ⅲ節(jié)選)298 K時，將20 mL 3x molL－1 Na3AsO3、20 mL 3x molL－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。 下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是________(填標號)。 a．溶液的pH不再變化 b．v(I－)＝2v(AsO) c．c(AsO)/c(AsO)不再變化 d．c(I－)＝y(tǒng) molL－1 教師歸納總結(jié) [規(guī)律方法] 判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法——“正逆相等，變量不變” 考點二　化學(xué)平衡移動（2課時） 學(xué)生探討平衡移動的原因，影響平衡移動的因素。 1．化學(xué)平衡的移動 平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動，如下所示： 2．外界因素對化學(xué)平衡移動的影響 (1)影響化學(xué)平衡的因素 條件的改變(其他條件不變) 化學(xué)平衡的移動 濃度 增大反應(yīng)物濃度或 減小生成物濃度 向反應(yīng)方向移動 減小反應(yīng)物濃度或 增大生成物濃度 向反應(yīng)方向移動 壓強(對有氣體存在的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變 增大壓強 向氣體體積減小的方向移動 減小壓強 向氣體體積增大的方向移動 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變 改變壓強 平衡移動 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動 催化劑 使用催化劑 平衡移動 (2)通過圖像分析影響化學(xué)平衡移動的因素 某溫度下，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件對反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示： ①加催化劑對反應(yīng)速率影響的圖像是___(填字母，下同)，平衡____移動。 ②升高溫度對反應(yīng)速率影響的圖像是___，平衡向逆反應(yīng)方向移動。 ③增大反應(yīng)容器體積對反應(yīng)速率影響的圖像是___，平衡向____方向移動。 ④增大O2的濃度對反應(yīng)速率影響的圖像是___，平衡向____方向移動。 (3)幾種特殊情況說明 ①改變固體或純液體的量，對化學(xué)平衡無影響。 ②“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響。 恒溫 恒容 條件 原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動 恒溫 恒壓 條件 ③同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強的影響。 3．勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。 [注意]　外界條件改變時，化學(xué)平衡發(fā)生移動，最終結(jié)果只能“減弱”條件的改變，但不能“消除”條件的改變。 [典例]　(2016全國卷Ⅱ)丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列問題： (1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353 kJmol－1 有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是________________________________ ________________________________________________________________________； 提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_______________________________________。 (2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 ℃。低于460 ℃時，丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 高于460 ℃時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選，填標號)。 A．催化劑活性降低　　　　 　B．平衡常數(shù)變大 C．副反應(yīng)增多 D．反應(yīng)活化能增大 (3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為________，理由是_____________________________________________________。 進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為___________________________________。 教師歸納總結(jié) [規(guī)律方法] 化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則 條件 原則 從化學(xué)反應(yīng)速率分析 既不能過快，又不能太慢 從化學(xué)平衡移動分析 既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性 從原料的利用率分析 增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本 從實際生產(chǎn)能力分析 如設(shè)備承受高溫、高壓能力等 從催化劑的使用活性分析 注意催化劑的活性對溫度的限制 考點三 等效平衡（1課時） 化學(xué)平衡圖像 專項訓(xùn)練（2課時） 1．下列事實，不能用勒夏特列原理解釋的是(　　) A．溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，溶液顏色變淺 B．合成NH3反應(yīng)，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采取相對較低溫度的措施 C．氯氣在水中的溶解度大于在飽和食鹽水中的溶解度 D．對CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡體系增大壓強可使顏色變深 2．反應(yīng)2A(g)2B(g)＋E(g)　ΔH＝Q kJmol－1(Q>0)，達到平衡時，要使正反應(yīng)速率降低，A的濃度增大，應(yīng)采取的措施是(　　) A．縮小體積加壓　　　　　 　B．擴大體積減壓 C．增加E的濃度 D．降溫 3．用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會生成副產(chǎn)物HCl，利用下列反應(yīng)可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJmol－1。恒溫恒容的密閉容器中，充入一定量的反應(yīng)物發(fā)生上述反應(yīng)，能充分說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A．氣體的質(zhì)量不再改變 B．氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再改變 C．斷開4 mol H—Cl鍵的同時生成4 mol H—O鍵 D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 4．一定溫度下，某容器中加入足量碳酸鈣，發(fā)生反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)達到平衡，下列說法正確的是(　　) A．將體積縮小為原來的一半，當體系再次達到平衡時，CO2的濃度為原來的2倍 B．增加CaCO3(s)的量，平衡正向移動，CO2的濃度增大 C．將體積增大為原來的2倍，再次達到平衡時，氣體密度不變 D．保持容器體積不變，充入He，平衡向逆反應(yīng)方向進行 5．(2018亳州第二次聯(lián)考)在t ℃時，向a L密閉容器中加入1.6 mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．平衡時，I2蒸氣的體積分數(shù)為25% B．若在1.5 min時降低溫度，則反應(yīng)將向左進行 C．平衡后若升高溫度，v正增大，v逆減小 D．平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移動，H2的體積分數(shù)減小 6．在容積均為1 L的三個密閉容器中，分別放入鐵粉并充入1 mol CO，控制在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)，當反應(yīng)進行到5 min時，測得CO的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法一定正確的是(　　) A．反應(yīng)進行到5 min時，b容器中v(正)＝v(逆) B．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)：K(T1)>K(T2) C．b中v(正)大于a中v(逆) D．達到平衡時，a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>c>a 7．(2018淮北一模)已知反應(yīng)：2NO2(紅棕色)N2O4(無色)　ΔH<0。將一定量的NO2充入注射器中并密封，改變活塞位置的過程中，氣體透光率隨時間的變化如圖所示(氣體顏色越深，透光率越小)。下列說法不正確的是(　　) A．b點達到平衡狀態(tài) B．b點與a點相比，c(NO2)、c(N2O4)均減小 C．d點：v(正)<v(逆) D．若在c點將溫度降低，其透光率將增大 8．在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH>0。達到平衡后，改變一個條件(x)，下列量(y)一定符合圖中曲線的是(　　) 選項 x y A 通入A氣體 B的轉(zhuǎn)化率 B 加入催化劑 A的體積分數(shù) C 增大壓強 混合氣體的總物質(zhì)的量 D 升高溫度 混合氣體的總物質(zhì)的量 9．(2018大慶一模)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)，達到平衡后測得A的濃度為0.5 molL－1，保持溫度不變，將密閉容器的容積壓縮為原來的一半再次達到平衡后，測得A的濃度為0.8 molL－1，則下列敘述正確的是(　　) A．平衡向正反應(yīng)方向移動 B．x＋y<z C．B的物質(zhì)的量濃度減小 D．C的體積分數(shù)降低 10．(2017荊門調(diào)研)一定溫度下，將1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，在t1時達到平衡。在t2、t3時刻分別改變反應(yīng)的一個條件，測得容器中C(g)的濃度隨時間變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．反應(yīng)方程式中x＝2 B．t2時刻改變的條件是使用催化劑 C．t3時刻改變的條件是移去少量D D．t1～t3間該反應(yīng)的平衡常數(shù)不相同 11．中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。 (1)從3 min到9 min，v(H2)＝_______molL－1min－1。 (2)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。 A．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點) B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化 C．單位時間內(nèi)消耗3 mol H2，同時生成1 mol H2O D．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變 (3)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為________。 (4)平衡時混合氣體中CH3OH(g)的體積分數(shù)是________________________________。 (5)一定溫度下，第9 min時v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min時v正(CH3OH)。 12．當溫度高于500 K時，科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇，這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義。 回答下列問題： (1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。 (2)在恒容密閉容器中，判斷上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。 a．體系壓強不再改變 b．H2的濃度不再改變 c．氣體的密度不隨時間改變 d．單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比為3∶1 (3)在一定壓強下，測得由CO2制取CH3CH2OH的實驗數(shù)據(jù)中，起始投料比、溫度與CO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖。 根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析： ①降低溫度，平衡向________方向移動。 ②在700 K、起始投料比＝1.5時，H2的轉(zhuǎn)化率為________。 ③在500 K、起始投料比＝2時，達到平衡后H2的濃度為a molL－1，則達到平衡時CH3CH2OH的濃度為________。 13．醋酸由于成本較低，在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。 (1)近年來化學(xué)家研究開發(fā)出用乙烯和乙酸為原料、雜多酸作催化劑合成乙酸乙酯的新工藝，不必生產(chǎn)乙醇或乙醛作中間體，使產(chǎn)品成本降低，具有明顯經(jīng)濟優(yōu)勢。其合成的基本反應(yīng)如下： CH2===CH2(g)＋CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l) 下列描述能說明乙烯與乙酸合成乙酸乙酯的反應(yīng)已達化學(xué)平衡的是________(填字母)。 A．乙烯、乙酸、乙酸乙酯的濃度相同 B．酯化合成反應(yīng)的速率與酯分解反應(yīng)的速率相等 C．乙烯斷開1 mol碳碳雙鍵的同時乙酸恰好消耗1 mol D．體系中乙烯的質(zhì)量分數(shù)一定 (2)在n(乙烯)與n(乙酸)物料比為1的條件下，某研究小組在不同壓強下進行了在相同時間點乙酸乙酯的產(chǎn)率隨溫度變化的測定實驗，實驗結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： ①溫度在60～80 ℃范圍內(nèi)，乙烯與乙酸酯化合成反應(yīng)速率由大到小的順序是________[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分別表示不同壓強下的反應(yīng)速率]，分析其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②壓強為p1、溫度為60 ℃時，若乙酸乙酯的產(chǎn)率為30%，則此時乙烯的轉(zhuǎn)化率為________。 ③在壓強為p1、溫度超過80 ℃時，分析乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因：________________________________________________________________________。 ④根據(jù)測定實驗結(jié)果分析，較適宜的生產(chǎn)條件是________(填出合適的壓強和溫度)。為提高乙酸乙酯的合成速率和產(chǎn)率，可以采取的措施有________________________________________________________________(任寫出一條)。 化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算（專項突破2課時） “三段式”法是有效解答化學(xué)平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意清楚條理地列出起始量、變化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。 1．明確三個量——起始量、變化量、平衡量 　 　 N2?。?H22NH3 起始量 1 3 0 變化量 a b c 平衡量 1－a 3－b c (1)反應(yīng)物的平衡量＝起始量－變化量。 (2)生成物的平衡量＝起始量＋變化量。 (3)各物質(zhì)變化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式、平衡濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反應(yīng)速率的橋梁。因此，抓變化濃度是解題的關(guān)鍵。 2．掌握三個百分數(shù) (1)轉(zhuǎn)化率＝100%＝100%。 (2)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來說，轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。 產(chǎn)率＝100% (3)混合物中某組分的百分含量＝100%。 3．謹記答題模板 反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。 　　　　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始(mol) a b 0 0 變化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a－mx b－nx px qx 對于反應(yīng)物：n(平)＝n(始)－n(變) 對于生成物：n(平)＝n(始)＋n(變) [對點訓(xùn)練] 7．在25 ℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表： 物質(zhì) X Y Z 初始濃度/(molL－1) 0.1 0.2 0 平衡濃度/(molL－1) 0.05 0.05 0.1 下列說法錯誤的是(　　) A．反應(yīng)達平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50% B．反應(yīng)可表示為X＋3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600 C．增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大 D．改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù) 8．(2018濰坊統(tǒng)考)溫度為T0時，在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)，4 min時達到平衡，各物質(zhì)濃度隨時間變化的關(guān)系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應(yīng)，Z的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述正確的是(　　) A．發(fā)生反應(yīng)時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(X)＝v(Y)＝2v(Z) B．圖a中反應(yīng)達到平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為37.5% C．T0時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為33.3 D．該反應(yīng)正反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH<0 9．在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進行反應(yīng)：A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJmol－1 反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表： 時間(t)/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 總壓強(p) /100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為_________________________________。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達式為________________________________________________________________________， 平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K：________________________________________________________________________。 [真題訓(xùn)練] 1．(2016上海高考)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點。 完成下列填空： (1)目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應(yīng)方程式為 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉(zhuǎn)化率α (2)相同溫度時，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表： c(CO2)/ (molL－1) c(H2)/ (molL－1) c(CH4)/ (molL－1) c(H2O)/ (molL－1) 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為____________。 2．(1)(2017海南高考)反應(yīng)2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝＋135.6 kJmol－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝____________________。 (2)(2017全國卷Ⅰ)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)： H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。 H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝__________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。 (3)(2014全國卷Ⅱ)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。 回答下列問題： ①100 ℃時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60 s時段，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為________。 ②100 ℃時達平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達到平衡。列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2________。 考點三　化學(xué)反應(yīng)進行的方向（1課時） 學(xué)生自主學(xué)習(xí) 1．自發(fā)過程 (1)含義：不用借助外力就可以自動進行的過程。 (2)特點 ①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或放出熱量)。 ②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。 2．熵與熵變 (1)熵：描述體系混亂程度的物理量，符號為S。 熵值越大，體系混亂度越大。 (2)熵變：ΔS＝S(反應(yīng)產(chǎn)物)－S(反應(yīng)物)。 (3)常見的熵增過程 ①同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)：S(g)>S(l)>S(s)。 ②反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)。 3．化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù) [課堂練習(xí)]（教師糾錯） 1．下列說法正確的是(　　) A．所有能自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) B．同一物質(zhì)固、液、氣三種狀態(tài)的熵值相同 C．ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)可自發(fā)進行 D．在其他條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向 2．已知吸熱反應(yīng)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變，下列說法中正確的是(　　) A．在低溫下能自發(fā)進行 B．在高溫下能自發(fā)進行 C．在任何溫度下都能自發(fā)進行 D．在任何溫度下都不能自發(fā)進行 3．下列說法不正確的是(　　) A．ΔH>0、ΔS>0的反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJmol－1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向 C．因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的速率