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1、微型專題3化學反應速率與化學平衡專題2化學反應速率與化學平衡學習目標定位1.熟知外界條件對化學反應速率影響的規(guī)律。2.學會化學平衡狀態(tài)及其移動方向的判斷。3.學會化學平衡的計算方法。4.掌握圖像題與等效平衡的分析方法。一、化學反應速率的影響因素 1.控制變量思想在比較反應速率中的應用控制變量思想在比較反應速率中的應用例例1某探究小組用HNO3與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素，所用HNO3濃度為1.00 molL1、2.00 molL1，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K。請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：答案解析實

2、驗編號 T(K) 大理石規(guī)格 HNO3濃度(molL1)實驗目的298粗顆粒2.00()實驗和探究HNO3濃度對該反應速率的影響()實驗和 探究溫度對該反應速率的影響()實驗和 探究大理石規(guī)格(粗、細)對該反應速率的影響 粗顆粒 298粗顆粒1.003082.00298細顆粒2.00解析解析考查影響反應速率的因素的實驗設計。實驗和探究HNO3濃度對反應速率的影響，故大理石規(guī)格和反應溫度應相同，而HNO3濃度不同；同理，和應選擇不同的溫度、和應選擇不同的規(guī)格，而另外2個條件相同。規(guī)律方法當分析多個因素對化學反應速率的影響時，注意“求同存異”，確定相同的因素，研究某一因素的不同所導致的結果的變化，

3、從而得到相應的結論。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接控制變量法分析化學反應速率影響因素的解題策略控制變量法分析化學反應速率影響因素的解題策略影響化學反應速率的因素有多種，在探究相關規(guī)律時，需要控制其他因素不變，只改變某一因素，探究這一因素對反應速率的影響。故解答此類問題的策略：首先確定變量，通過認真分析，理清影響實驗探究結果的因素有哪些；然后采取“定多變一”法，在探究時，應該首先確定其他因素不變，只改變一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系，這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有因素與探究問題之間的關系。此外，在解答過程中應確保數(shù)據(jù)有效且變量要統(tǒng)一

4、。2.充入充入“惰性氣體惰性氣體”對化學反應速率的影響對化學反應速率的影響例例2已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反應速率為v1；2HI(g)H2(g)I2(g)H0，反應速率為v2。對于上述兩個可逆反應，當改變條件時，試判斷v1、v2的變化(填“增大”“減小”或“不變”)(1)保持壓強不變，反應通入“He”氣，v1 ，v2 。(2)反應均壓縮體積，v1 ，v2 。(3)保持體積不變，反應通入“He”氣，v1 ，v2 。答案減小減小增大 增大不變不變誤區(qū)警示分析充入氣體對反應速率影響時，不能只看表面上壓強的變化，關鍵是充入氣體后，反應體系中相關物質的濃度是否發(fā)生了變化。要注意如下事

5、項：(1)充入的氣體是否真的是“無關”氣體，是否與某種成分發(fā)生反應。(2)反應容器是恒壓容器還是恒容容器。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接充入充入“惰性氣體惰性氣體”對化學反應速率的影響對化學反應速率的影響改變壓強，對化學反應速率產生影響的根本原因是引起濃度的改變。對于有氣體參加的反應體系，有以下幾種情況：(1)恒溫時：增大壓強體積縮小，濃度增大，反應速率增大。(2)恒容時充入氣體反應物濃度增大，總壓強增大，反應速率增大。充入“稀有氣體”總壓強增大，但各物質的濃度不變，反應速率不變。(3)恒壓時：充入“稀有氣體”體積增大，各物質的濃度減小，反應速率減小。 1.化學平衡狀態(tài)的判斷化學平衡狀態(tài)的判斷例

6、例3在一定溫度下的定容容器中，當下列哪些物理量不再發(fā)生變化時，表明反應A(g)2B(g)C(g)D(g)已達到平衡狀態(tài)的是混合氣體的壓強混合氣體的密度B的物質的量濃度混合氣體的總物質的量混合氣體的平均相對分子質量v(C)與v(D)的比值混合氣體的總質量混合氣體的總體積C、D的分子數(shù)之比為11A. B.C. D.二、化學平衡及其移動答案解析解析解析要理解化學平衡狀態(tài)的特點“等、動、定”的含義，在判斷化學平衡狀態(tài)時還要注意反應前后氣體體積是否相等。題給反應是一個反應前后氣體體積不相等的反應，因此在定容容器中，若混合氣體的壓強、B的物質的量濃度、混合氣體的總物質的量、混合氣體的平均相對分子質量不再變

7、化，均能證明該反應達到化學平衡狀態(tài)。而中 始終不變化，中沒指明反應進行的方向，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)，反應未達到平衡時，C、D氣體的分子數(shù)之比也為11。規(guī)律方法判斷化學平衡狀態(tài)的基本思路(1)分析反應容器的特點：恒溫恒壓、恒溫恒容。(2)分析反應方程式的特點：反應物的狀態(tài)、反應前后氣態(tài)物質化學計量數(shù)的相對大小。(3)采用“變量不變”法判斷所給物理量是否能作為化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接化學平衡狀態(tài)的判斷方法化學平衡狀態(tài)的判斷方法(1)“兩審”一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應特點：全部是氣體參與的等體積反應還是非等

8、體積反應；有固體或液體參與的等體積反應還是非等體積反應。(2)“兩標志”本質標志v正v逆0。對于某一可逆反應來說，正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。等價標志a.全部由氣體參加的反應前后非等體積反應，體系的壓強、平均相對分子質量不再隨時間而變化。b.體系中各組分的物質的量濃度、體積分數(shù)、物質的量(或質量)分數(shù)保持不變。c.對同一物質而言，相同時間內斷裂的化學鍵的物質的量與形成的化學鍵的物質的量相等。d.對于有色物質參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化。e.體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率達到最大值且不再隨時間而變化。2.化學平衡移動方向的分析及判斷化學平衡

9、移動方向的分析及判斷例例4利用反應：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H746.8 kJmol1，可凈化汽車尾氣，如果要同時提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的措施是A.降低溫度B.增大壓強同時加催化劑C.升高溫度同時充入N2D.及時將CO2和N2從反應體系中移走 答案解析解析解析該反應具備氣體分子數(shù)減少、向外釋放熱量的特征，降溫，平衡右移，NO的轉化率提高，但反應速率降低，A項錯誤；增大壓強，平衡右移，NO的轉化率提高，加入催化劑可大幅度加快反應速率，B項正確；升溫和充入N2，平衡都左移，NO的轉化率降低，C項錯誤；移走CO2和N2，平衡右移，但反應速率降低，D項錯誤。 規(guī)律

10、方法若將外界條件對反應速率的影響等同于對平衡移動的影響，則會導致錯選。外界條件的改變可能會使正、逆反應速率都發(fā)生變化或只有一方發(fā)生變化，而平衡移動的方向由v正和v逆的相對大小決定，條件改變時平衡有可能不發(fā)生移動。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接化學平衡移動的判斷方法化學平衡移動的判斷方法(1)根據(jù)勒夏特列原理判斷如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等)平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。(2)根據(jù)圖示中v正、v逆的相對大小判斷若v正v逆，則平衡向正反應方向移動(注意v正增大，平衡不一定向正反應方向移動)；若v正v逆，則平衡向逆反應方向移動；若v正v逆，則平衡不移動。(3)根據(jù)平衡常數(shù)與濃

11、度商的相對大小判斷若KQ，則平衡向正反應方向移動；若KQ，則平衡向逆反應方向移動；若KQ，則平衡不移動。3.平衡轉化率的判斷平衡轉化率的判斷例例5(2017啟東中學高二期末)通過以下反應均可獲取CO。下列有關說法正確的是木炭不完全燃燒制CO：2C(s)O2(g)=2CO(g) H1221 kJmol1木炭還原CO2制CO：C(s)CO2(g)=2CO(g) H 2 172.5 kJmol1焦炭還原Fe2O3制CO：Fe2O3(s)3C(s)2Fe(s)3CO(g)H 3489.0 kJmol1A.反應中化學能全部轉化為熱能B.反應為吸熱反應，在任何情況下都不能自發(fā)進行C.反應中使用催化劑或移走

12、部分CO，均可提高Fe2O3的轉化率D.反應Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H28.5 kJmol1 答案解析解析解析反應中化學能大部分轉化為熱能，小部分轉化為光能，A項錯誤；反應雖然為吸熱反應，但為熵增的反應，根據(jù)復合判據(jù)可知高溫下反應可以自發(fā)進行，B項錯誤；催化劑不影響反應的平衡移動，移走部分CO可以使平衡正向移動，提高Fe2O3的轉化率，C項錯誤；反應Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)可通過3得到，所以Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)的HH 33H 2489.0kJmol13172.5 kJmol128.5 kJmo

13、l1，D項正確。誤區(qū)警示根據(jù)平衡移動分析平衡轉化率的變化時常見錯誤有：(1)誤認為平衡正向移動轉化率一定增大，如果通過加入一種反應物而使平衡正向移動，該物質的轉化率減小，其他反應物的轉化率增大。(2)若反應物或生成物只有一種物質，改變該物質的濃度，不能根據(jù)濃度變化去分析，而應該根據(jù)壓強的變化去分析。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接平衡轉化率的變化規(guī)律平衡轉化率的變化規(guī)律(1)反應物不止一種時，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)只增大一種反應物的濃度，該物質本身轉化率減小，其他反應物轉化率增大。如增大c(A)，則平衡正向移動，(A)減小，(B)增大。(2)反應物只有一種時，如aA(g)bB(

14、g)cC(g)，增大c(A)則平衡正向進行，其影響結果相當于增大壓強，若abc，(A)不變；若abc，(A)增大；若abc，(A)減小。4.等效平衡的理解和應用等效平衡的理解和應用例例6(雙選)(2017蘇錫常鎮(zhèn)教學情況調研二)汽車尾氣凈化器中發(fā)生的反應為2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。一定溫度下，在三個體積均為1.0 L恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，測得有關實驗數(shù)據(jù)如下：容器溫度/起始物質的量/mol平衡物質的量/molNOCON2CO2N2CO24000.20.200 0.124000.40.400 300000.10.20.075 下列說法正確是A.該反應的S0、H2c(

15、CO，容器)D.若起始時向中充入NO、CO、N2、CO2各0.1 mol，開始時v正v逆答案解析解析解析反應中氣體的物質的量減小，則S0，請回答下列問題。(1)某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為 。 答案解析25%解析解析用“平衡三段式法”，借助平衡常數(shù)來串聯(lián)計算：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(2)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)4 molL1

16、，c(N)a molL1；達到平衡后，c(P)2 molL1，則a 。答案解析6(3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c(M)c(N)b molL1，達到平衡后，M的轉化率為 。答案41.4%解析教師用書獨具相關鏈接相關鏈接化學反應速率、化學平衡計算模式與公式化學反應速率、化學平衡計算模式與公式(1)計算模式化學平衡計算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是在化學方程式下寫出有關物質起始時的物質的量、發(fā)生轉化的物質的量、平衡時的物質的量(也可以是物質的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據(jù)題意列式求解。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)n(起始)/mol a b 0 0n(

17、轉化)/mol mx nx px qxn(平衡)/mol amx bnx px qx起始、轉化、平衡是化學平衡計算的“三步曲”。 (2)計算公式v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq(未達到平衡時，用于確定化學方程式中未知的化學計量數(shù))。若用任意狀態(tài)的生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示。則其與K比較，當QK，v正v逆；Qv逆。四、速率、平衡圖像題的分析 1.化學平衡圖像題的分析化學平衡圖像題的分析例例10對于反應：2A(g)B(g)2C(g)H0，下列圖像正確的是答案解析解析解析首先分析該反應的特點是氣態(tài)物質分子數(shù)目減小的放熱反應，此反應的平衡體系受壓強的影響：增大

18、壓強，平衡向正反應方向移動，A的轉化率增大，B的含量減小，C的物質的量分數(shù)增大；升高溫度，平衡向逆反應方向移動，A的轉化率減小，B的物質的量分數(shù)增大，C的物質的量分數(shù)減小。A項圖像表示B的含量隨溫度升高而增加，符合此反應。另外，從反應開始到建立平衡，溫度越高，到達平衡的時間越短，A項正確；同理推知B、C、D項圖像不符合題意。規(guī)律方法解答圖像題三步曲：第一步，分析縱坐標、橫坐標表示什么，起點、拐點、平臺、斜線的含義；第二步，根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”判斷壓強的大小、溫度的高低；第三步，聯(lián)系化學反應速率和化學平衡的影響因素。D達平衡時，僅改變x，則x為c(O2)2.速率、平衡圖像題的綜合分析速率、平

19、衡圖像題的綜合分析例例11臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，其脫硝反應為2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反應在恒容密閉容器中進行，下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是A升高溫度，平衡常數(shù)減小B03 s內，反應速率為v(NO2)0.2 molL1答案解析Ct1時僅加入催化劑，平衡正向移動解析解析從能量變化的圖像分析，該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，A項正確；催化劑會同等程度地改變正、逆反應速率，所以加入催化劑，平衡不移動，C項錯誤；增大c(O2)，平衡逆向移動，NO2的轉化率降低，D項錯誤。教師用書獨具相關鏈接相關鏈接1.常見的圖像類型常見的圖像類型(1)全

20、程速率時間圖(2)濃度時間圖(3)反應速率時間圖(4)反應速率溫度(壓強)圖(5)含量時間溫度圖(6)含量時間壓強圖(7)含量時間催化劑圖(8)恒壓(或恒溫)線圖(9)特殊圖像對于反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)H0，M點前，表示化學反應從反應開始到建立平衡的過程，則v正v逆，M點為平衡點，M點后為平衡受溫度的影響情況。如圖所示曲線是其他條件不變時，某反應物的平衡轉化率與溫度的關系曲線。圖中標出的1、2、3、4四個點，表示v正v逆的是點3，表示v正v逆的是點1，而點2、4表示v正v逆。2.速率、平衡圖像題的解題思路及方法速率、平衡圖像題的解題思路及方法(1)解題思路與步驟(2)解題技巧與方法先拐先平數(shù)值大：即在含量(轉化率)時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡，說明該曲線表示的反應速率快，表示溫度較高、壓強較大或有催化劑等。定一議二：即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(等溫線、等壓線)。三步分析法：一看反應速率是增大還是減?。欢磛正、v逆的相對大?。蝗椿瘜W平衡移動的方向。