高考化學 專題八 化學反應速率和化學平衡課件.ppt

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化學反應速率 1 化學反應速率 1 表示方法用單位時間內反應物濃度的 或生成物濃度的 來表示 2 數(shù)學表達式及單位 減少量 增加量 3 同一反應中用不同物質表示的化學反應速率之間的關系對于反應aA g bB g cC g dD g 在同一時間段內化學反應速率v A v B v C v D a b c d 易錯警示 有關化學反應速率計算的三個提醒1 計算化學反應速率時 要注意題目要求用何種物質表示 且注意是單位時間內物質的量濃度的變化量 一般不用物質的量的變化量來表示 2 化學反應速率是在一段時間內的平均速率 且均取正值 3 固體和純液體 不是溶液 其濃度可視為常數(shù) 因此不用固體和純液體表示化學反應速率 2 影響化學反應速率的因素 1 內因 2 外因 其他條件不變 只改變一個影響條件 反應物本身的性質 增大 減小 增大 減小 減小 增大 相同 接觸面積 3 理論解釋 有效碰撞理論 1 活化分子 活化能 有效碰撞 活化分子 能夠發(fā)生有效碰撞的分子 活化能 如圖 圖中 E1為 使用催化劑時的活化能為 反應熱為 有效碰撞 活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞 反應的活化能 E3 E1 E2 2 活化分子 有效碰撞與反應速率的關系 活化 分子 有效碰撞 次數(shù) 活化分子 1 比較化學反應速率大小的方法 2 惰性氣體對化學反應速率的兩種影響 1 恒溫恒容 充入 惰性氣體 總壓增大 物質濃度不變 活化分子濃度不變 反應速率不變 2 恒溫恒壓 充入 惰性氣體 體積增大 物質濃度減小 活化分子濃度減小 反應速率減慢 化學平衡 1 化學平衡狀態(tài) 1 概念 一定條件下的可逆反應中 正反應速率與逆反應速率 反應體系中所有參加反應的物質的 保持不變的狀態(tài) 2 特征 相等 濃度 v 正 v 逆 0 質量或濃度 2 化學平衡移動 1 原因 反應條件改變引起 2 方向 v 正 v 逆 時 平衡向 方向移動 v 正 v 逆 時 平衡向 方向移動 3 影響化學平衡的因素 1 溫度的影響 假設正反應為吸熱反應 T升高 K Qc K 化學平衡向 方向移動 T降低 K Qc K 化學平衡向 方向移動 v 正 v 逆 正反應 逆反應 增大 吸熱反應 減小 放熱反應 2 濃度的影響 反應物濃度增大或生成物濃度減小時 QcK平衡 移動 3 壓強的影響 正向 逆向 V 0 V 0 V 0的反應 改變壓強 平衡 不移動 4 催化劑的影響使用催化劑 v正和v逆 化學平衡不發(fā)生移動 但能改變達到平衡的時間 4 勒夏特列原理如果改變影響化學平衡的條件之一 如溫度 壓強 以及參加反應的化學物質的濃度 平衡將向著能夠 的方向移動 同等程度增大 減弱這種改變 判斷化學平衡移動的思維模型 化學平衡常數(shù)和化學平衡的有關計算 1 化學平衡常數(shù) 1 概念在一定溫度下 當一個可逆反應達到 時 生成物 之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù) 這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù) 簡稱平衡常數(shù) 用符號K表示 化學平衡 濃度冪 3 影響因素 K只與 有關 溫度 減小 增大 4 意義 越大 越大 越小 越小 5 化學平衡常數(shù)是指某一具體反應方程式的平衡常數(shù) 若反應方向改變 則平衡常數(shù)改變 若方程式中各物質的化學計算數(shù)等倍擴大或縮小 盡管是同一反應 平衡常數(shù)也會改變 易錯警示 1 化學平衡常數(shù)只與溫度有關 與反應物和生成物的濃度以及平衡移動的方向無關 2 反應物或生成物中有固體和純液體存在時 由于其濃度可看做 1 而不代入公式 2 轉化率 1 表達式對于化學反應aA bBcC dD 反應物A的平衡轉化率為 A 2 規(guī)律 同一反應的不同反應物轉化率可以 相同條件下 增大某一反應的濃度 可 另一反應物的轉化率 而增大濃度的反應物的轉化率一般會 不同 提高 降低 要點一化學平衡狀態(tài)的判斷 1 直接判斷依據(jù)2 間接判斷依據(jù)以mA g nB g pC g qD g 為例 解析化學平衡的本質特征是v 正 v 逆 要注意的是 化學反應速率可以用不同的物質表示 而且同一化學反應如果用不同的物質表示 化學反應速率的值可能不同 這里的v 正 v 逆 必須是用同一物質表示的正逆反應速率 由于該反應是一個反應前后氣體總體積不變的反應 無論是否達到平衡 只要溫度不變 其混合氣體的壓強就不會改變 C沒有給出表示的化學反應速率是正反應速率還是逆反應速率 不能確定是否達到平衡 濃度具體比值還與投入起始量有關 不能作為平衡建立標志 D不對 由于三種氣體中只有I2是有色的 顏色不變說明I2的質量分數(shù)不變 消耗的等于生成的 達到了平衡 答案B 借題發(fā)揮 巧記間接判據(jù)的方法 1 由 變 到 不變 不變時達平衡 2 由 不變 到 不變 不變時無法判斷 要點二化學平衡的計算方法 三段式 法 1 計算步驟 2 計算模式如mA g nB g pC g q D g 令A B起始物質的量濃度分別為amol L bmol L 達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mxmol L mA g nB g pC g qD g 起始 mol L ab00變化 mol L mxnxpxqx平衡 mol L a mxb nxpxqx注意 在起始量 轉化量 平衡量中 只有轉化量之比等于化學計量數(shù)之比 典例示范2 2012 海南 15 9分 已知A g B g C g D g 反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如下 回答下列問題 1 該反應的平衡常數(shù)表達式K H 0 填 或 2 830 時 向一個5L的密閉容器中充入0 20mol的A和0 80mol的B 如反應初始6s內A的平均反應速率v A 0 003mol L 1 s 1 則6s時c A mol L 1 C的物質的量為 mol 若反應經一段時間后 達到平衡時A的轉化率為 如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣 平衡時A的轉化率為 3 判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為 填正確選項的字母 a 壓強不隨時間改變b 氣體的密度不隨時間改變c c A 不隨時間改變d 單位時間里生成C和D的物質的量相等 4 1200 時反應C g D g A g B g 的平衡常數(shù)的值為 解析 1 由表中數(shù)據(jù)可知平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小 因而 H 0 2 6s時 c A 0 003mol L 1 s 1 6s 0 022mol L 1 6s時A的物質的量為0 022mol L 1 5L 0 11mol 則A g B g C g D g 起始量 mol 0 200 8000轉化量 mol 0 090 090 090 096s時量 mol 0 110 710 090 09即 6s時C的物質的量為0 09mol 2 0 0220 0980 80 3 c 4 2 5 借題發(fā)揮 1 有關化學平衡的常見計算是化學平衡常數(shù) 物質的平衡濃度和平衡轉化率之間的相關計算 2 在進行有關化學平衡的 三段式 計算時 要注意 各物質的起始量 平衡量和轉化量三者單位的統(tǒng)一 3 凡是氣體的壓強變化 密度變化均必須轉化為物質的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關計算 1 圖像類型及解題要領 1 速率 壓強 或溫度 圖像特點 曲線的意義是壓強 或溫度 對正 逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度 圖中交點是平衡狀態(tài) 壓強 或溫度 增大后正反應速率增大的程度大 平衡正向移動 要點三化學反應速率和化學平衡圖像題的解題方法 2 轉化率 或質量分數(shù)等 壓強 溫度圖像 特點 表示兩個外界條件同時變化時 A的轉化率的變化規(guī)律 解決這類圖像題 采用 定一議二 法 即把自變量 溫度 壓強 之一設為恒量 討論另外兩個變量的關系 特點 曲線上的點表示平衡狀態(tài) 而X Y點則未達平衡狀態(tài) 使反應由X點達到平衡狀態(tài) 反應需向B的百分含量減小的方向進行 要使反應由Y點達到平衡狀態(tài) 反應需向B的百分含量增大的方向進行 3 質量分數(shù) 時間圖像特點 表示不同條件下反應速率的快慢以及平衡混合物中D的質量分數(shù)大小 解題方法是 先拐先平 數(shù)值大 即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達到平衡 反應速率快 以此判斷溫度或壓強的高低 再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析 2 一般解題思路 四看 一看面 即看清坐標所代表的意義 二看線 看準線的走向變化趨勢 增減性及量的變化 需作輔助線 等溫線 等壓線等 三看點 弄懂曲線上點的意義 特別是一些特殊點 如起點 交點 轉折點 極值點等 四看量 看橫坐標軸和縱坐標軸量的變化 典例示范3 2015 湖南十三校聯(lián)考 在容積不變的密閉容器中存在如下反應 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 某研究小組研究了其他條件不變時 改變某一條件對上述反應的影響 下列分析正確的是 A 圖 研究的是t0時刻增大O2的物質的量濃度對反應速率的影響B(tài) 圖 研究的是t0時刻通入氦氣增大體系壓強對反應速率的影響C 圖 研究的是催化劑對化學平衡的影響 且甲的催化效率比乙高D 圖 研究的是溫度對化學平衡的影響 且乙的溫度較高 解析 答案D 借題發(fā)揮 速率平衡圖像題解題技巧1 先拐先平在含量 轉化率 時間曲線中 先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡 說明該曲線反應速率快 表示溫度較高 有催化劑 壓強較大等 2 定一議二當圖像中有三個量時 先確定一個量不變 再討論另外兩個量的關系 有時還需要作輔助線 3 三步分析法一看反應速率是增大還是減小 二看v 正 v 逆 的相對大小 三看化學平衡移動的方向 1 含義在一定條件下 恒溫恒容或恒溫恒壓 對同一可逆反應體系 起始時加入物質的物質的量不同 而達到化學平衡時 同種物質的百分含量相同 要點四 等效平衡 的原理與判斷方法 2 原理同一可逆反應 當外界條件一定時 反應無論從正反應開始 還是從逆反應開始 最后都能達到平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質的含量相同 由于化學平衡狀態(tài)與條件有關 而與建立平衡的途徑無關 因而 同一可逆反應 從不同的狀態(tài)開始 只要達到平衡時條件 溫度 濃度 壓強等 完全相同 則可形成等效平衡 3 方法規(guī)律 1 等溫 等容條件下 對于左右氣相物質的化學計量數(shù)不等的可逆反應 改變起始時加入物質的物質的量 若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質 一邊倒 其物質的量對應相同 則它們互為等效平衡 2 等溫 等容條件下 對于左右氣相物質的化學計量相等的可逆反應 改變起始時加入物質的物質的量 若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質 一邊倒 其物質的量對應成比例 則它們互為等效平衡 3 等溫 等壓條件下 對于任何有氣相物質參加的可逆反應 改變起始時加入物質的物質的量 若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質 一邊倒 其物質的量對應成比例 則它們互為等效平衡 典例示范4 在一固定容積的密閉容器中 保持一定溫度 在一定條件下進行反應A g 2B g 3C g 已知加入1molA和3molB 且達到平衡后 生成amolC 1 達到平衡時 C在混合氣體中的體積分數(shù)是 用字母a表示 2 在相同的實驗條件下 若加入2molA和6molB 達到平衡后 C的物質的量為 mol 用字母a表示 此時C在反應混合氣體中的質量分數(shù) 填 增大 減小 或 不變 3 在相同實驗條件下 若改為加入2molA和8molB 若要求平衡后C在反應混合氣體中質量分數(shù)不變 則還應加入C mol 2 2a不變 3 6 借題發(fā)揮 等效平衡判斷 四步曲 第一步 看 觀察可逆反應特點 物質狀態(tài) 氣體分子數(shù) 判斷反應是反應前后氣體體積不變的可逆反應不是反應前后氣體體積改變的可逆反應 第二步 挖 挖掘反應條件 是恒溫恒容還是恒溫恒壓 注意密閉容器不等于恒容容器 第三步 倒 采用一邊倒法 將起始物質按可逆反應化學計量系數(shù)之比轉化成同一邊的物質 第四步 聯(lián) 聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù) 結合題目條件判斷是否達到等效平衡