度高二化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識點歸納總結(jié)及例題導(dǎo)析

1、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡全章復(fù)習(xí)與鞏固【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素；2、掌握化學(xué)平衡的建立及其影響因素，能用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行定量分析；3、初步了解化學(xué)反應(yīng)方向的判斷依據(jù)。【知識網(wǎng)絡(luò)】【要點梳理】要點一、化學(xué)反應(yīng)速率1化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法(1)概念：通常用單位時間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示(2)表達(dá)式：(3)單位：mol·L1·min1或mol·L1·s1等(4)注意點：化學(xué)反應(yīng)速率均取正值化學(xué)反應(yīng)速率一般不用固體物質(zhì)表示同一反應(yīng)，選用不同物質(zhì)的濃度變化表示反應(yīng)速率，數(shù)值可能不同，但意義相同，各物質(zhì)表示的速率之比等于該

2、反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比注意區(qū)別平均速率和即時速率2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)(2)外因：濃度：增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大溫度：升高溫度，反應(yīng)速率增大壓強(qiáng)：對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，氣體物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大催化劑：使用催化劑，反應(yīng)速率增大要點二、化學(xué)平衡(1)可逆反應(yīng)：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)(2)化學(xué)平衡的概念：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)(3)化學(xué)平衡的特征：逆：可逆反應(yīng)等：v(正)v(逆)動：動態(tài)平衡v(正)v(逆)0定：平衡狀態(tài)時反

3、應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變變：當(dāng)濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件改變時，化學(xué)平衡即發(fā)生移動要點三、化學(xué)平衡的移動及影響因素1化學(xué)平衡的移動(1)定義：可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(2)化學(xué)平衡移動的本質(zhì)原因是v(正)v(逆)如催化劑能同等程度改變v(正)和v(逆)，所以，加入催化劑，化學(xué)平衡不發(fā)生移動2影響化學(xué)平衡的條件條件的變化平衡移動的方向平衡移動的結(jié)果(均與改變條件時比較)濃度向正反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移動壓強(qiáng)(氣體)增大減小向縮小氣體體積方向移動向增大氣體體積方向移動使氣體壓強(qiáng)減小使氣體壓強(qiáng)增大溫度升高降低向吸熱方向移動向放熱方向移動使溫度降低使溫度升

4、高3化學(xué)平衡移動原理(即勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動要點四、化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率1、化學(xué)平衡常數(shù)： 對于一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD。其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計量數(shù)。當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時，這個反應(yīng)的平衡常數(shù)可以表示為：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物的濃度、反應(yīng)物的濃度的關(guān)系依上述規(guī)律，其常數(shù)(用K表示)叫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)2、化學(xué)平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小不隨反應(yīng)物或生成物濃度的改變而改變，只隨溫度的改變而改變?？梢酝茢喾磻?yīng)進(jìn)行的程度。K的意義：

5、K很大，反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，轉(zhuǎn)化率大；K居中，典型的可逆反應(yīng)，改變條件反應(yīng)的方向變化；K 很小，反應(yīng)進(jìn)行的程度小，轉(zhuǎn)化率小。3、轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化濃度(等于某反應(yīng)物的起始濃度和平衡濃度的差)與該反應(yīng)物的起始濃度比值的百分比?？捎靡员硎究赡娣磻?yīng)進(jìn)行的程度。要點五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1、焓變和熵變的不同：焓變(H)指的是內(nèi)能的變化值，常以熱的形式表現(xiàn)出來。熵變(S)指的是體系的混亂程度。 S(g)>S(l)>S(s)2、自發(fā)反應(yīng)與否的判斷依據(jù)H-TS<0 正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行H-TS>0 逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行【典型例題】類型一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及簡

6、單計算例1 工業(yè)上制備重要化工原料CH3OH的反應(yīng)之一為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H0。為了探究其反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗，在2L恒容密閉容器內(nèi)250條件下，測得n(CO2)隨時間變化情況如下表：時間（s）012345n(CO2)（mol）0.400.350.310.300.300.30下列敘述正確的是( ) Av(H2)=3v(CO2)、v逆(CO2)= v正(CH3OH) B升高溫度或減小壓強(qiáng)均可使平衡常數(shù)增大 C03s內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率是0.05 mol·L1·s1 D增大CO2濃度或選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┚苁乖摲磻?yīng)的反應(yīng)速率增

7、大，且平衡向正反應(yīng)方向移動【思路點撥】四個選項考查的知識點各不相同，做題時需要逐項分析，為提高做題速度可先分析不需要計算的A、B、D三個選項，沒有正確答案后就可以直接選C項了，略去計算過程的繁瑣?！敬鸢浮緾 【解析】A項反應(yīng)從開始到平衡，一直都存在v(H2)=3v(CO2)，正逆反應(yīng)速率相等只有平衡時才滿足v逆(CO2)= v正(CH3OH)，而該反應(yīng)未說明處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B項該反應(yīng)H0，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，不受壓強(qiáng)的影響，故B錯誤；C項03s用CO2表示的平均反應(yīng)速率，根據(jù)物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)之比，則用氫氣表示的反應(yīng)速率為用CO2表示的速率

8、的3倍，即為0.05 mol·L1·s1，故C正確；D項催化劑只能改變反應(yīng)速率，選擇適當(dāng)催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡不移動，故D錯誤?！究偨Y(jié)升華】催化劑對化學(xué)平衡的影響：使用催化劑不影響化學(xué)平衡的移動。由于使用催化劑對正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率影響的程度是等同的，所以平衡不移動。但應(yīng)注意，雖然催化劑不使化學(xué)平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時間。舉一反三：【變式1】化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時間變化如圖所示，計算反應(yīng)48 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min時反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是( ) A2.5mol

9、83;L1·min1和2.0mol·L1 B2.5mol·L1·min1和2.5mol·L1 C3.0mol·L1·min1和3.0mol·L1 D5.0mol·L1·min1和3.0mol·L1【答案】B 【解析】在48 min內(nèi)反應(yīng)物的濃度改變量為10mol·L1，故48 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為2.5mol·L1·min1；圖中從0 min開始到8 min反應(yīng)物的濃度降低到原來的，根據(jù)這一幅度，可以推測從第8 min到第16 min，反應(yīng)物的濃度降低

10、到2.5mol·L1。類型二、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 例2 等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進(jìn)行反應(yīng)，測定在不同時間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到氫氣體積隨時間變化曲線如圖所示，則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的實驗組別可能是( )組別c (HCl)(mol / L)溫度()狀態(tài)12.025塊狀22.530塊狀32.550塊狀42.530粉末狀 A4321 B1234 C3421 D1243 【思路點撥】需要綜合考慮鹽酸的濃度、溫度以及反應(yīng)物的鐵的狀態(tài)對反應(yīng)速率的影響。 【答案】AC 【解析】由圖可知，反應(yīng)速率：abcd。由外界條件對反應(yīng)速率的影響知，溫度高、濃度大、固體

11、表面積大，反應(yīng)速率就快，則1組最慢，2組稍快，由于3組溫度高但固體表面積小，4組溫度低但固體表面積大，因此無法確定3組與4組的反應(yīng)速率的快慢，但均比2組快，故A、C兩項均正確，B、D兩項均錯誤?！究偨Y(jié)升華】鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快；溫度越高，反應(yīng)速率越大；鐵的顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率越大。舉一反三：【變式1】 反應(yīng)2A(g) 2B(g)+C(g) H0，達(dá)平衡后，要使v正降低、c(A)增大，應(yīng)采取的措施是( ) A加壓 B加催化劑 C升溫 D降溫 【答案】D 【解析】A項，若通過壓縮容器體積增大壓強(qiáng)，則v正升高、c(A)增大；若通入惰性氣體增大壓強(qiáng)，則v正不變、c(A)不變。B項，加入

12、催化劑，只能使v正升高、c(A)不變。C項，升溫，v正升高，因平衡正向移動而使c(A)減小。D項，降溫，v正降低、c(A)增大，故選D。類型三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例3 某溫度下，H2 (g)+CO2 (g)H2O (g)+CO (g)的平衡常數(shù)。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如下表所示。起始濃度甲乙丙c (H2) / mol / L0.0100.0200.020c (CO2) / mol / L0.0100.0100.020下列判斷不正確的是( ) A平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60 B平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60 C平衡時，丙中c

13、 (CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L D反應(yīng)開始時，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢 【思路點撥】物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率考查實質(zhì)仍然是平衡進(jìn)行的程度；物質(zhì)濃度越大反應(yīng)速率越快。 【答案】C 【解析】A選項假設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為60，則不能滿足平衡常數(shù)為，只有平衡正向移動才能滿足，因此二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大于60；B選項利用代入法，當(dāng)H2的轉(zhuǎn)化率為60時，滿足平衡常數(shù)為，因為該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，故丙也滿足；C選項經(jīng)過計算，CO2的濃度應(yīng)為0.008 moL/L；D選項丙中反應(yīng)物的濃度最大，甲中反應(yīng)物的濃度最小，因此丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢。 【總結(jié)升華】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)

14、時要抓住“v (正)=v (逆)”和“各物質(zhì)的百分含量不變”這兩個核心判據(jù)。舉一反三： 【變式1】(1)下列方法中可以證明2 HI (g)H2 (g)+I2 (g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_(填序號) 單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時生成n mol HI 一個HH鍵斷裂的同時有兩個HI鍵斷裂 (HI)=(I2)時 反應(yīng)速率時 c (HI)c (H2)c (I2)=211時 溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化時 溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時 條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時 溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化時 溫度和壓強(qiáng)一定時，混合氣體的密度不再變化時 (2)在

15、上述的說法中能說明2NO2 (g)N2O4 (g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。 【答案】(1) (2) 【解析】由第(1)題反應(yīng)的特征可知：此反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，即在反應(yīng)的任何一個階段，容器內(nèi)壓強(qiáng)不發(fā)生改變。氣體的總質(zhì)量不變、總物質(zhì)的量不變，因此混合氣體的密度、平均相對分子質(zhì)量均不發(fā)生改變。由第(2)題反應(yīng)的特征可知：反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變，因此若平衡發(fā)生移動則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、混合氣體密度都發(fā)生改變，當(dāng)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，這些都不再改變，此時c (NO2)恒定，混合氣體的顏色不再變化。類型四、根據(jù)化學(xué)平衡移動方向進(jìn)行有關(guān)判斷 例4 可逆反應(yīng)：3A (g)3B (?)+C

16、(?) H0，隨著溫度升高，氣體平均相對分子質(zhì)量有變小的趨勢，則下列判斷正確的是( ) AB和C可能都是固體 BB和C一定都是氣體 C若C為固體，則B一定是氣體 DB和C可能都是氣體 【思路點撥】題目給出的化學(xué)方程式，正向為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動。 【答案】CD 【解析】升溫平衡正向移動，氣體平均相對分子質(zhì)量減小，有兩種可能：氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量增加，此時B與C均為氣體。氣體質(zhì)量減小，氣體物質(zhì)的量不變，此時B為氣體，C為固體（或液體）。 【總結(jié)升華】氣體平均相對分子質(zhì)量為總質(zhì)量與總物質(zhì)的量的比值。其數(shù)值的減小，可能由兩種情況引起：一是氣體總質(zhì)量減小，一是氣體總物質(zhì)的量減小。分析本

17、題時，這兩種情況都應(yīng)該考慮。舉一反三：【變式1】在一定溫度下，反應(yīng)H2 (g)+X2 (g)HX (g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX (g)通入體積為1.0 L的密閉容器中，在該溫度時HX (g)的最大分解率接近于( ) A5% B17 C25 D33【答案】B【解析】，解得x=0.0833所以。【變式2】硫一碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)： SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2HIH2+I2 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O (1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是_。 a反應(yīng)易在常溫下進(jìn)行 b反應(yīng)中SO2氧化性比HI強(qiáng) c循環(huán)過程中需補(bǔ)充H2O d循環(huán)過程產(chǎn)生1

18、 mol O2的同時產(chǎn)生1 mol H2 (2)一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI (g)，發(fā)生反應(yīng)，H2物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。 02 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (HI)=_。該溫度下，H2 (g)+I2 (g)2HI (g)的平衡常數(shù)K=_。 相同溫度下，若開始加入HI (g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則_是原來的2倍。 a平衡常數(shù) bHI的平衡濃度 c達(dá)到平衡的時間 d平衡時H2的體積分?jǐn)?shù) (3)實驗室用Zn和稀硫酸制取H2，反應(yīng)時溶液中水的電離平衡_移動(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列試劑中的_，產(chǎn)生H2的速率將增大。 aNaNO3 bCuSO4 cN

19、a2SO4 dNaHSO3(4)以H2為燃料可制作氫氧燃料電池。已知2H2 (g)+O2 (g)=2H2O (1) H=572 kJ·mol1 某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時，生成1 mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為_。 【答案】(1)c (2)0.1 mol·L1·min1 64 b (3)向右 b (4)80 【解析】本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、水的電離平衡和化學(xué)計算。 (1)a項，反應(yīng)在常溫下不能進(jìn)行；b項，SO2的還原性比HI強(qiáng)；C項，根據(jù)蓋斯定律×2+×2+得總反應(yīng)：2H2O=2H2+O2，循環(huán)過程中消耗了H2O

20、；d項，根據(jù)總反應(yīng)知產(chǎn)生1 mol O2的同時產(chǎn)生2 mol H2。 (2)由題干數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)： 02 min內(nèi)平均反應(yīng)速率 平衡常數(shù)。 第三問，若開始加入HI的物質(zhì)的量是原來的2倍，相當(dāng)于先將加入到2 L的容器(達(dá)到的平衡狀態(tài)與原平衡一致，即HI的濃度、H2的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相同)，再將體積壓縮至1 L，因為該反應(yīng)為體積不變的反應(yīng)，加壓平衡不移動，所以HI濃度為原來的2倍，H2的體積分?jǐn)?shù)不變；溫度不變，平衡常數(shù)不變；加入HI的物質(zhì)的量增大，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時間縮短。 (3)Zn與稀H2SO4反應(yīng)，c (H+)減小，水的電離平衡向右移動；若向原溶液加入NaNO3，Zn

21、與H+、NO3反應(yīng)不生成H2；若加CuSO4，Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率；若加Na2SO4對反應(yīng)速率沒有影響；若加NaHSO3，HSO3消耗H+生成H2O和SO2，減緩反應(yīng)速率。 (4)生成1 mol液態(tài)水，理論上放熱，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為：。【變式3】已知可逆反應(yīng)：M (g)+N (g)P (g)+Q (g)，H0，請回答下列問題： (1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c (M)=1 mol·L1，c (N)=2.4 mol·L1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60，此時N的轉(zhuǎn)化率為_； (2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率_(填

22、“增大”“減小”或“不變”)； (3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c (M)=4 mol·L1，c (N)=a mol·L1；達(dá)到平衡后，c (P)=2 mol·L1，a=_； (4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c (M)=c (N)=b mol·L1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_。 【答案】(1)25 (2)增大 (3)6 (4)41 【解析】本題主要考查了化學(xué)平衡移動、轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)等基本概念和基本計算，具有較強(qiáng)的綜合性。在解題中應(yīng)注意平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的巧妙應(yīng)用，這也是解答本題的關(guān)鍵所在。 (1)N的轉(zhuǎn)化率為。 (2)因為反應(yīng)H0

23、，是吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)反應(yīng) 根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)不變的特點 K=2 mol·L1×2 mol·L1/2 mol·L1×(a2) mol·L1=0.6 mol·L1×0.6 mol·L1/0.4 mol·L1×1.8 mol·L1 得a=6。(4)同理： 根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)不變的特點， K=x2/(bx) 2=0.6 mol·L1×0.6 mol·L1/0.4 mol·L1×1.8 mol·L1，得x=0.41b (M)=(0.41b/b)×100=41。類型五、化學(xué)平衡圖像分析 例5 在某密閉容器中，可逆反應(yīng)：A (g)+B (g)xC (g) H符合圖中()所示關(guān)系。由此判斷，對圖像()說法不正確的是( ) Ap3p4，Y軸表示A的轉(zhuǎn)化率 Bp3p4，Y軸表示B的質(zhì)量分?jǐn)?shù) Cp3p4，Y軸表示混合氣體的密度 Dp3p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 【思路點撥】當(dāng)題目中涉及多變量時，應(yīng)先固定其中的一個變量，分析另一個變量。另外，分析圖像時需要注意其縱、橫坐標(biāo)的意義。 【答案】B 【解析】據(jù)圖像()知，