化學反應原理專題3化學反應速率

1、專題三 化學反應速率和化學平衡 知識要點補充：1、濃度商 2、影響反應速率的本質(zhì)原因 3、化學平衡常數(shù) 4、圖像分析的注意事項 5、各種計算 6、達到化學平衡狀態(tài)的標志考點一化學反應速率及其影響因素1化學反應速率的求算首先要熟練掌握化學反應速率的含義，明確v中各個量的含義和單位，如以具體某一物質(zhì)B表示的化學反應速率為v(B)，c的單位一般用molL1表示，而t的單位一般用s(秒)、min(分鐘)、h(小時)等表示，所以v的單位可以是molL1s1或molL1min1或molL1h1等。對于一個反應mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，有v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，利用這一關(guān)

2、系，可以很方便求算用不同物質(zhì)表示的v的數(shù)值。2外界條件的變化對v正、v逆的影響(1)溫度的影響對于可逆反應，改變溫度時，吸熱反應的速率受到的影響程度大。升溫時，吸熱反應速率增大的程度大；降溫時，吸熱反應速率減小的程度大。如上圖所示。(2)壓強的影響對于體積可變的反應，方程式中氣態(tài)物質(zhì)化學計量數(shù)大的一側(cè)，其反應速率受壓強的影響程度大。加壓時，它增大的程度大；減壓時，它減小的程度大。如上圖所示。對于體積不變的反應，改變壓強時，正、逆反應速率會同等程度的改變。(3)濃度的影響增大反應物濃度，正反應速率急劇增大，然后逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，最終v正v逆，重新建立平衡。(4)催化劑的影響催化劑同等

3、程度地改變正、逆反應速率，與反應物或生成物的狀態(tài)無關(guān)。(5)惰性氣體對反應速率的影響我們把化學反應體系中與各反應成分均不起反應的氣體統(tǒng)稱為“惰性氣體”。恒溫恒容時充入惰性氣體體系總壓強增大，但各反應成分分壓不變，即各反應成分的濃度不變，化學反應速率不變。恒溫恒壓時充入惰性氣體容器容積增大各反應成分濃度降低反應速率減小。例1在溶液中，反應A2BC分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)0.100 molL1、c(B)0.200 molL1及c(C)0 molL1。反應物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。請回答下列問題：(1)與比較，和分別僅改變一種反應條件。所改變的條件和判斷的理由

4、是：_；_；(2)實驗平衡時B的轉(zhuǎn)化率為_；實驗平衡時C的濃度為_；(3)該反應的H_0，其判斷理由是_；(4)該反應進行到4.0 min時的平均反應速率：實驗：vB_；實驗：vC_。變式訓練1某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：(1)上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有_；(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_；(3)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是_；(4)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_(答兩種)；(5)為了進一步研究硫酸

5、銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設(shè)計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。實驗混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100請完成此實驗設(shè)計，其中：V1_，V6_，V9_；反應一段時間后，實驗A中的金屬呈_色，實驗E中的金屬呈_色；該同學最后得出的結(jié)論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降

6、的主要原因_。考點二化學平衡及其影響因素1關(guān)于化學平衡常數(shù)使用的幾個問題(1)使用化學平衡常數(shù)應注意的問題化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃度無關(guān)。反應物或生成物中只有固體和純液體存在時，由于其濃度可看作“l(fā)”而不代入公式(聯(lián)想化學反應速率一節(jié)固體和純液體的處理)?；瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變；若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。(2)化學平衡常數(shù)的意義及應用化學平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的標志，它能夠表示可逆反應進行的完全程度。一個反應的K值越大，表明平衡時生成物的濃度越大，反應物的濃度越小，

7、反應物的轉(zhuǎn)化率也越大，可以說，化學平衡常數(shù)是在一定溫度下一個反應本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。可以利用平衡常數(shù)的值，判斷正在進行的可逆反應是否平衡以及不平衡時向何方進行以建立平衡。如對于可逆反應：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定溫度的任意時刻反應物與生成物的濃度有如下關(guān)系：Qc，Qc叫做該反應的離子積。利用K可判斷反應的熱效應若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。2平衡正向移動與反應物的轉(zhuǎn)化率關(guān)系平衡正向移動時反應物的轉(zhuǎn)化率如何變化，這要根據(jù)具體反應及引起平衡移動的具體原因而定，不能一概而論。(1)由于溫度或壓強改變而引起平衡正向移

8、動時，反應物的轉(zhuǎn)化率必定增大。(2)由增加反應物濃度引起平衡正向移動時，有以下幾種情況：對于反應物(不考慮固體反應物)不止一種的可逆反應，如N2(g)3H2(g)2NH3(g)，平衡時增加N2的濃度，平衡正向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，而N2的轉(zhuǎn)化率減小。對于反應物只有一種的可逆反應(并規(guī)定起始時只有反應物)，若反應前后氣體分子數(shù)不變，如2HI(g)H2(g)I2(g)，則無論增大或減小HI的濃度，HI的轉(zhuǎn)化率都不改變；若反應后氣體分子數(shù)減少，如2NO2(g)N2O4(g)，則增大NO2的濃度，NO2的轉(zhuǎn)化率增大；若反應后氣體分子數(shù)增多，如2NH3(g)N2(g)3H2(g)，則增大NH3的濃度，

9、NH3的轉(zhuǎn)化率減小。例2高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：溫度/1 0001 1501 300平衡常數(shù)4.03.73.5請回答下列問題：(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K_，H_0(填“”、“T1，正反應為放熱反應。B表示p1c。例3T時，A、B、C三種氣體在反應過程中濃度變化如圖()所示，若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時，B的體積分數(shù)與時間的關(guān)系如圖()所示，則下列結(jié)論正確的是()A在(t110) min時，保持其他條件不變，增大壓強，平衡向逆反應方向移動B其他條件不變，升高溫度時，正、逆反應速率增大，且

10、A的轉(zhuǎn)化率增大CT時，在相同容器中，若由0.4 molL1A、0.4 molL1B、0.2 molL1C反應，達到平衡后，C的濃度也為0.4 molL1D(t10) min時，保持壓強不變，通入稀有氣體，平衡不移動變式訓練3如圖表示反應2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0的正反應速率隨時間的變化情況，試根據(jù)此曲線判斷下列說法可能正確的是()At1時增加了SO2和O2的濃度，平衡向正反應方向移動Bt1時降低了溫度，平衡向正反應方向移動Ct1時減小了壓強，平衡向逆反應方向移動Dt1時減小了SO2的濃度，增加了SO3的濃度，平衡向逆反應方向移動考點四、化學平衡狀態(tài)的標志和判斷1化學平衡的標志

11、：（1）V正=V逆，它是化學平衡的本質(zhì)特征（2）各組分的濃度不再改變，各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積分數(shù)、反應物的轉(zhuǎn)化率等均不再改變，這是外部特點。2化學平衡的狀態(tài)的判斷：特別提醒：1當從正逆反應速率關(guān)系方面描述時，若按化學計量數(shù)比例同向說時，則不能說明達到平衡狀態(tài)；若按化學計量數(shù)比例異向說明，則可以說明達到平衡狀態(tài)。2恒溫、恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質(zhì)的量不變時，不能說明達到平衡狀態(tài)。如H2（g）+I2 （g）2HI（g）。3全部是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質(zhì)量不變，不能說明達到平衡狀態(tài)。如2HI（g） H2（g）+I2（g）4全部是氣體參加的反應，恒容條件下體

12、系的密度不變，不能說明達到平衡狀態(tài)。近幾年高考試題回顧1【2015重慶理綜化學】羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡： CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1反應前CO物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。下列說法正確的是（ ）A升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應B通入CO后，正反應速率逐漸增大C反應前H2S物質(zhì)的量為7molDCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%2.（2013大綱卷）7、反應X(g)Y(g)2Z(g)；H0，達到平衡時，下列說法正確的是 A.減小容器體

13、積，平衡向右移動 B.加入催化劑，Z的產(chǎn)率增大C.增大c(X)，X的轉(zhuǎn)化率增大 D.降低溫度，Y的轉(zhuǎn)化率增大3.（2013四川卷）6. 在一定溫度下，將氣體X和氣體Y 各0.16 mol充入10 L 恒容密閉容器中，發(fā)生反應X（g）+ Y（g）2Z（g） H 0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表（）t / min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10A. 反應前2min的平均速率v(Z)=2.010-5 mol/（Lmin）B其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)v(正)C該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=1.44D其他條件不變，再充入0.2 mol Z，平

14、衡時X的體積分數(shù)增大4.（2013北京卷）11.下列實驗事實不能用平衡移動原理解釋的是5(2012大綱卷8)合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)過多步反應制得，其中的一步反應為： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H 0反應到達平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是A增加壓強 B降低溫度 C增大CO的濃度 D更換催化劑6(2011安徽9)電鍍廢液中Cr2O72可通過下列反應轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2O72(aq)+2Pb2(aq)+H2O(l)2 PbCrO4(s)+2H(aq) H 0該反應達平衡后，改變橫坐標表示的反應條件，下列示意圖正確的是7(2011全國II卷

15、8)在容積可變的密閉容器中，2mo1N2和8mo1H2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時的氮氣的體積分數(shù)接近于A5%B10%C15%D20%8(2010安徽卷10)低脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學反應為：2NH2(g)NO(g)NH2(g)2H3(g)3H2O(g) H 0和 H 大于 0或只填“”也給分，寫成 1.0X10-3給分，寫成0.36 不帶單位也給分；（2）填T 100和T 大于 100 或只填“”也給分， 答到正方向為吸熱（1分），正向移動或正向移動溫度升高（1分） ：只寫出K2= (0.16 molL-1)2/(0.020 molL

16、-1) （2分）、計算出C(NO2)=0.16 molL-1(1分)C(N2O4)=0.020 molL-1（1分）；(3) 只答逆也給分（1分） 答對氣體計量數(shù)或體積增大的反應（1分），增大壓強或（相當于增大濃度）平衡向逆反應方向移動（1分）。學生答題時主要問題體現(xiàn)： （1）、書寫時小數(shù)點位數(shù)不對或因計算不對失分； （2）、計算平衡常數(shù)時分子分母位置交換，計量系數(shù)沒有代入冪次方，計算結(jié)果出錯失分； （3）、答理由時表達不夠清楚和準確。 答題應對策略：（1） 平常在練題時加強計算能力（包括老師在講題時，在黑板上也要養(yǎng)成快速計算出正確的結(jié)果，讓學生養(yǎng)成良好的習慣），在新課改中計算題（包括計算量與

17、生活實際相聯(lián)系）的比重在上升，我們要引起重視； （2）對公式要記準確和理解含義，平常養(yǎng)成細心準確計算； （3)平常要加強學生語言表達能力和書寫強化訓練。增分方法：（1）對于計算題，如果計算量大，可列出表達式（若是兩分，至少有1分）（2）對于有多步計算或反應方程式可以由幾個方程式相加得到，想到多少寫得少，能做多少做多少，不能留空白，當然也不是一寫就得分。10.(2013年全國高考II28.)（14分）在1.0 L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進行如下反應應: A(g)=B(g)C(g) H=+85.1kJmol1反應時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表：時間t/h01

18、24816202530總壓強p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題:(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應采取的措施為 。(2)由總壓強P和起始壓強P0計算反應物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為 。平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_ ，列式并計算反應的平衡常數(shù)K 。(3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質(zhì)的量n總和反應物A的物質(zhì)的量n（A），n總= mol，n（A）= mol。下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算a= 反應時間t/h04816C（A）/（molL-1）0.10a0.0260.0065分析該反應中反應反應物的濃度c（A）變化與時間間

19、隔（t）的規(guī)律，得出的結(jié)論是 ，由此規(guī)律推出反應在12h時反應物的濃度c（A）為 molL-1參考答案：（1）升高溫度（1分）、降低壓強（1分）（2）(A)=( 1)100%（1分）；94.1%（1分）；K=（2分）=1.5（1分）； （3）0.1（1分）；0.1（2）（1分）； 0.051（2分）；每間隔4小時，A的濃度約為原來的一半（2分）。0.013（1分）0.0125也給分評分細則：1、減B、C（產(chǎn)物）也可；2、94%-94.1%均給分；寫出K的表達式1分，1.4731.5均給分3、0.05-0.052均可，0.0125給分，有表達式無結(jié)果1分。相同t內(nèi)反應物C降低相同倍數(shù)。半衰期4

20、h（1分）。1(2012海南15)己知A(g) + B(g) C(g) + D(g)反應的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4 回答下列問題: (1)該反應的平衡常數(shù)表達式K= ，H= 0(填“”“=”)； (2) 830時，向一個5L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80mol的B，如反應初始6s內(nèi)A的平均反應速率v(A) = 0.003 molL1s1，則6s時c(A) = molL1，C的物質(zhì)的量為 mol；若反應經(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

21、 ；(3)判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為 (填正確選項前的字母)：a壓強不隨時間改變b體的密度不隨時間改變cc(A)不隨時間改變d單位時間里生成C和A的物質(zhì)的從相等(4) 1200時反應C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為 。答案：(1) (2) 0.022 0.09 80% 80% (3)c (4) 2.512(2012新課標27)光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。 (1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為 ； (2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2 和

22、CO的燃燒熱(H)分別為890.3kJmol1、285. 8 kJmol1和283.0 kJmol1，則生成1m3(標準狀況)CO所需熱量為 ： (3)實驗室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為 ； (4)COCl2的分解反應為COCl2(g)Cl2(g)CO(g) H=108kJmol1 。反應體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下同所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出)：0246810121416180.000.020.040.060.080.100.120.14Cl2COCOCl2t/minc/molL1 計算反應

23、在第8 min時的平衡常數(shù)K= ； 比較第2 min反應溫度T(2)與第8min反應溫度T(8)的高低：T(2) _ T(8)(填“”或“=”)；若12min時反應于溫度T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)= molL1； 比教產(chǎn)物CO在23 min、56 min和1213 min時平均反應速率平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小 ； 比較反應物COCl2在56min和1516 min時平均反應速率的大?。?v(56) v(1516)(填“”或“=”)，原因是 。答案：(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O 5.52103kJ CHCl3H

24、2O2HClH2OCOCl2 0.234molL1 v(23)=v(1213) 在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大13(09全國卷27)某溫度時，在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如表所示。(1)根據(jù)左表中數(shù)據(jù)，在右圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線：t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90(2) 體系中發(fā)生反應的化學方程式是_;(

25、3) 列式計算該反應在0-3min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應速率：_;(4) 該反應達到平衡時反應物X的轉(zhuǎn)化率等于_;(5) 如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線、(如右圖所示)則曲線、所對應的實驗條件改變分別是： _ _ _答案：14【2015北京理綜化學】（12分）氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示：（1）反應的化學方程式是 。（2）反應得到的產(chǎn)物用I2進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層含低濃度I2的H2SO4層和高濃度的I2的HI層。根據(jù)上述事實，下列說法正確的是 （選填序號）。a兩層溶液的密度存在差異b加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶cI2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨別兩層溶液的方法是 。經(jīng)檢測，H2SO4層中c(H+)：c(SO42-)=2.06：1。其比值大于2的原因是 。（3）反應：2H2SO4（l）=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) H=+550kJ/mol 它由兩步反應組成：iH2SO4（l）=SO3(g) +H2O(g) H=+177kJ/mol iiSO3(g)分解。L（L1、L2），X可分別代表壓強或