高考化學 專題八 化學反應(yīng)速率和化學平衡課件.ppt

化學反應(yīng)速率 1 化學反應(yīng)速率 1 表示方法用單位時間內(nèi)反應(yīng)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(yīng)中用不同物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率之間的關(guān)系對于反應(yīng)aA g bB g cC g dD g 在同一時間段內(nèi)化學反應(yīng)速率v A v B v C v D a b c d 易錯警示 有關(guān)化學反應(yīng)速率計算的三個提醒1 計算化學反應(yīng)速率時 要注意題目要求用何種物質(zhì)表示 且注意是單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度的變化量 一般不用物質(zhì)的量的變化量來表示 2 化學反應(yīng)速率是在一段時間內(nèi)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(yīng)速率 2 影響化學反應(yīng)速率的因素 1 內(nèi)因 2 外因 其他條件不變 只改變一個影響條件 反應(yīng)物本身的性質(zhì) 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(yīng)熱為 有效碰撞 活化分子之間能夠引發(fā)化學反應(yīng)的碰撞 反應(yīng)的活化能 E3 E1 E2 2 活化分子 有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系 活化 分子 有效碰撞 次數(shù) 活化分子 1 比較化學反應(yīng)速率大小的方法 2 惰性氣體對化學反應(yīng)速率的兩種影響 1 恒溫恒容 充入 惰性氣體 總壓增大 物質(zhì)濃度不變 活化分子濃度不變 反應(yīng)速率不變 2 恒溫恒壓 充入 惰性氣體 體積增大 物質(zhì)濃度減小 活化分子濃度減小 反應(yīng)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(yīng)中 正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的 保持不變的狀態(tài) 2 特征 相等 濃度 v 正 v 逆 0 質(zhì)量或濃度 2 化學平衡移動 1 原因 反應(yīng)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(shè)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 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(yīng) 逆反應(yīng) 增大 吸熱反應(yīng) 減小 放熱反應(yīng) 2 濃度的影響 反應(yīng)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(yīng) 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(yīng)的化學物質(zhì)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(guān)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(yīng)達到 時 生成物 之積與反應(yīng)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(yīng)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(guān) 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(yīng)方程式的平衡常數(shù) 若反應(yīng)方向改變 則平衡常數(shù)改變 若方程式中各物質(zhì)的化學計算數(shù)等倍擴大或縮小 盡管是同一反應(yīng) 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(guān) 與反應(yīng)物和生成物的濃度以及平衡移動的方向無關(guān) 2 反應(yīng)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(zhuǎn)化率 1 表達式對于化學反應(yīng)aA bBcC dD 反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率為 A 2 規(guī)律 同一反應(yīng)的不同反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率可以 相同條件下 增大某一反應(yīng)的濃度 可 另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 而增大濃度的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)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(zhì)特征是v 正 v 逆 要注意的是 化學反應(yīng)速率可以用不同的物質(zhì)表示 而且同一化學反應(yīng)如果用不同的物質(zhì)表示 化學反應(yīng)速率的值可能不同 這里的v 正 v 逆 必須是用同一物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率 由于該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體總體積不變的反應(yīng) 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(yīng)速率是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)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(guān) 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(zhì)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(zhì)的量濃度分別為amol L bmol L 達到平衡后消耗A的物質(zhì)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(zhuǎn)化量 平衡量中 只有轉(zhuǎn)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(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下 回答下列問題 1 該反應(yīng)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(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v A 0 003mol L 1 s 1 則6s時c A mol L 1 C的物質(zhì)的量為 mol 若反應(yīng)經(jīng)一段時間后 達到平衡時A的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率為 3 判斷該反應(yīng)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(zhì)的量相等 4 1200 時反應(yīng)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(zhì)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(zhuǎn)化量 mol 0 090 090 090 096s時量 mol 0 110 710 090 09即 6s時C的物質(zhì)的量為0 09mol 2 0 0220 0980 80 3 c 4 2 5 借題發(fā)揮 1 有關(guān)化學平衡的常見計算是化學平衡常數(shù) 物質(zhì)的平衡濃度和平衡轉(zhuǎn)化率之間的相關(guān)計算 2 在進行有關(guān)化學平衡的 三段式 計算時 要注意 各物質(zhì)的起始量 平衡量和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關(guān)計算 1 圖像類型及解題要領(lǐng) 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(yīng)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(yīng)速率增大的程度大 平衡正向移動 要點三化學反應(yīng)速率和化學平衡圖像題的解題方法 2 轉(zhuǎn)化率 或質(zhì)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(zhuǎn)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(shè)為恒量 討論另外兩個變量的關(guān)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(yīng)由X點達到平衡狀態(tài) 反應(yīng)需向B的百分含量減小的方向進行 要使反應(yīng)由Y點達到平衡狀態(tài) 反應(yīng)需向B的百分含量增大的方向進行 3 質(zhì)量分數(shù) 時間圖像特點 表示不同條件下反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中D的質(zhì)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng) 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(yīng)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(zhì)的量濃度對反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(guān)系 有時還需要作輔助線 3 三步分析法一看反應(yīng)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(yīng)體系 起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同 而達到化學平衡時 同種物質(zhì)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(yīng) 當外界條件一定時 反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始 還是從逆反應(yīng)開始 最后都能達到平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同 由于化學平衡狀態(tài)與條件有關(guān) 而與建立平衡的途徑無關(guān) 因而 同一可逆反應(yīng) 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(zhì)的化學計量數(shù)不等的可逆反應(yīng) 改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量 若按可逆反應(yīng)化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì) 一邊倒 其物質(zhì)的量對應(yīng)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(zhì)的化學計量相等的可逆反應(yīng) 改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量 若按可逆反應(yīng)化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì) 一邊倒 其物質(zhì)的量對應(yīng)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(zhì)參加的可逆反應(yīng) 改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量 若按可逆反應(yīng)化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì) 一邊倒 其物質(zhì)的量對應(yīng)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(yīng)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(zhì)的量為 mol 用字母a表示 此時C在反應(yīng)混合氣體中的質(zhì)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(yīng)混合氣體中質(zhì)量分數(shù)不變 則還應(yīng)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(yīng)特點 物質(zhì)狀態(tài) 氣體分子數(shù) 判斷反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)不是反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng) 第二步 挖 挖掘反應(yīng)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(zhì)按可逆反應(yīng)化學計量系數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì) 第四步 聯(lián) 聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù) 結(jié)合題目條件判斷是否達到等效平衡