第二章　化學反應(yīng)速率和化學平衡復(fù)習課 學習目標 1.理解化學反應(yīng)速率的表示方法。 2.了解影響化學反應(yīng)速率的重要因素。 3.理解化學平衡的概念,學會運用勒夏特列原理判斷化學平衡移動的方向。 4.學會利用復(fù)合判據(jù)判斷化學反應(yīng)進行的方向。 學習過程 一、化學反應(yīng)速率及影響因素 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:　　　　。 (3)單位:　　　　或　　　　。 2.影響反應(yīng)速率的因素 (1)內(nèi)因(主要因素),指　。 (2)外界條件對化學反應(yīng)速率的影響,如　等。 同一化學反應(yīng)的速率大小與外界條件(外因)有關(guān)。 【跟蹤練習1】1.對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最大的是(　　) A.v(A)=0.5molL-1min-1　　　　　　　B.v(B)=1.2molL-1s-1 C.v(D)=0.4molL-1min-1 D.v(C)=0.1molL-1s-1 2.NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng):4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)。現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,測得生成的H2O(g)占混合氣體體積的40%,則下列表示此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是(　　) A.v(N2)=0.125molL-1min-1 B.v(H2O)=0.375molL-1min-1 C.v(O2)=0.225molL-1min-1 D.v(NH3)=0.250molL-1min-1 二、化學平衡 1.化學平衡狀態(tài) 概念:　。 2.平衡移動方向的判斷依據(jù) 平衡狀態(tài)下的可逆反應(yīng),改變條件時平衡移動方向的判斷: (1)平衡移動的根本原因是v正≠v逆,通過比較速率,可判斷平衡移動方向: 當v正>v逆時,　　　　　　　　　; 當v正<v逆時,　　　　　　　　　。 (2)化學平衡移動原理(勒夏特列原理):　。 注意:勒夏特列原理的適用范圍:化學平衡,電離平衡,溶解平衡,水解平衡等。 3.可逆反應(yīng)進行程度的描述方法——轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率 (1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=　　　　　　　 (2)產(chǎn)物的產(chǎn)率=產(chǎn)物的實際量該產(chǎn)物的理論量100% 【跟蹤練習2】1.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行,回答下列措施對化學反應(yīng)速率的影響。(填“增大”“減小”或“不變”) (1)縮小體積使壓強增大:　　　　; (2)恒容充入N2:　　　　; (3)恒容充入He:　　　　; (4)恒壓充入He:　　　　。 2.在兩個恒容的密閉容器中分別進行可逆反應(yīng):(甲)2NO2(g)2NO(g)+O2(g),(乙)H2(g)+I2(g)2HI(g)。 現(xiàn)有下列狀態(tài): ①反應(yīng)物的消耗速率與生成物的生成速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài) ②反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài) ③速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài) ④濃度之比等于系數(shù)之比的狀態(tài) ⑤百分含量之比等于系數(shù)之比的狀態(tài) ⑥混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑧混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) ⑨體系溫度不再改變的狀態(tài) ⑩壓強不再改變的狀態(tài) 反應(yīng)物的濃度不再改變的狀態(tài) 反應(yīng)物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài) 其中能表明(甲)達到化學平衡狀態(tài)的是　　　　; 能表明(乙)達到化學平衡狀態(tài)的是　　　　; 能表明(甲)(乙)都達到化學平衡狀態(tài)的是　　　　。 3.在兩個恒溫、恒容的密閉容器中分別存在可逆反應(yīng):(甲)2X(g)Y(g)+Z(s),(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當下列物理量不再發(fā)生變化時: ①混合氣體的密度 ②反應(yīng)容器中生成物的百分含量 ③反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于系數(shù)之比 ④混合氣體的壓強 ⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 ⑥混合氣體的總物質(zhì)的量 其中能表明(甲)達到化學平衡狀態(tài)的是　　　　; 能表明(乙)達到化學平衡狀態(tài)的是　　　　。 三、化學平衡常數(shù) 1.概念:　,用符號　　　　表示。 2.表達式:對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g), K=　　　　　　　　　(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。 3.意義: (1)K值越大,反應(yīng)物的　　　　越大,正反應(yīng)進行的程度　　　　。 (2)K只受　　　　影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化　　　　。 (3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。 【跟蹤練習3】在體積為1L的密閉容器中,進行化學反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表: T/℃ 700 800 850 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 　　回答下列問題: (1)升高溫度,化學平衡向　　　　(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。 (2)能判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是　　　　。 A.c(CO2)=c(CO) B.K不變 C.容器中的壓強不變 D.v正(H2)=v正(CO2) E.c(H2)保持不變 (3)若某溫度下,平衡濃度符合下列關(guān)系:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),此時的溫度為　　　　;在此溫度下,若該容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,則此時反應(yīng)所處的狀態(tài)為　　　　(填“向正反應(yīng)方向進行中”“向逆反應(yīng)方向進行中”或“平衡狀態(tài)”)。 四、化學反應(yīng)自發(fā)進行的方向的判斷 1.自發(fā)反應(yīng) 定義:　。 2.判斷化學反應(yīng)進行的方向 根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低”和“有序”的自然規(guī)律,由　　　　和　　　　判據(jù)組合的　　　　適合于所有的過程。即: ΔG=ΔH-TΔS　　　　0,反應(yīng)能自發(fā)進行; ΔG=ΔH-TΔS　　　　0,反應(yīng)處于平衡狀態(tài); ΔG=ΔH-TΔS　　　　0,反應(yīng)不能自發(fā)進行。 【跟蹤練習4】1.已知:(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)　ΔH=+74.9kJmol-1。下列說法中正確的是(　　) A.該反應(yīng)中熵變小于0,焓變大于0 B.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此一定不能自發(fā)進行 C.碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加,因此任何條件下所有碳酸鹽分解都能自發(fā)進行 D.判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮 2.灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅固,可以用于制造器皿,現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內(nèi)存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用? 已知:在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH=-2180.9Jmol-1,ΔS=-6.61Jmol-1K-1。 隨堂檢測 1.下列情況下,反應(yīng)速率相同的是(　　) A.等體積0.1molL-1鹽酸和0.1molL-1硫酸分別與0.2molL-1NaOH溶液反應(yīng) B.等質(zhì)量鋅粒和鋅粉分別與等量1molL-1鹽酸反應(yīng) C.等體積等濃度鹽酸和硝酸分別與等質(zhì)量的Na2CO3粉末反應(yīng)　 D.等體積0.2molL-1鹽酸和0.1molL-1硫酸與等量等表面積等品質(zhì)石灰石反應(yīng) 2.在一密閉容器中充入一定量的N2和H2,經(jīng)測定反應(yīng)開始后的2s內(nèi)H2的平均速率:v(H2)=0.45mol(Ls)-1,則2s末NH3的濃度為(　　) A.0.50molL-1 B.0.60molL-1 C.0.45molL-1 D.0.55molL-1 3.下列各組實驗中溶液最先變渾濁的是(　　) A.濃度均為0.1molL-1的Na2S2O3溶液和硫酸各5mL,加水5mL,反應(yīng)溫度10℃ B.濃度均為0.1molL-1的Na2S2O3溶液和硫酸各5mL,加水10mL,反應(yīng)溫度10℃ C.濃度均為0.1molL-1的Na2S2O3溶液和硫酸各5mL,加水5mL,反應(yīng)溫度30℃ D.濃度均為0.2molL-1的Na2S2O3溶液和硫酸各5mL,加水10mL,反應(yīng)溫度30℃ 4.將氯酸鉀加熱分解,在0.5min內(nèi)放出氧氣5mL,加入二氧化錳后,在同樣溫度下0.2min內(nèi)放出氧氣50mL,加入二氧化錳后反應(yīng)速率是未加二氧化錳時反應(yīng)速率的多少倍?(　　) A.10 B.25 C.50 D.250 5.已知:C+CO22CO,ΔH1>0,反應(yīng)速率v1;N2+3H22NH3,ΔH2<0,反應(yīng)速率v2。如升溫,v1和v2的變化是(　　) A.同時增大 B.同時減少 C.v1增大,v2減少 D.v1減少,v2增大 6.四位同學同時進行反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)的速率測定實驗,分別測得反應(yīng)速率如下:①v(A)=0.15mol(Ls)-1?、趘(B)=0.6mol(Ls)-1?、踲(C)=0.4mol(Ls)-1?、躹(D)=0.45mol(Ls)-1。其中,反應(yīng)進行得最快的是(　　) A.① B.② C.③ D.④ 7.(雙選)僅改變下列一個條件,能通過提高活化分子的百分率來提高反應(yīng)速率的是(　　) A.加熱 B.加壓 C.加催化劑 D.增大反應(yīng)物濃度 8.(雙選)對于在一密閉容器中進行的反應(yīng):C(s)+O2(g)CO2(g),下列說法中錯誤的是(　　) A.將木炭粉碎成粉末狀可以增大化學反應(yīng)速率 B.升高溫度可以增大化學反應(yīng)速率 C.增加壓強不能增大化學反應(yīng)速率 D.增加木炭的量可以增大化學反應(yīng)速率 參考答案 學習過程 一、1.(1)減少　增加　(2)v=Δc/Δt　(3)molL-1s-1　molL-1min-1 2.(1)參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)　(2)反應(yīng)物的濃度、壓強、溫度、催化劑 【跟蹤練習1】1.答案:D 解析:本題可以采用歸一法進行求解,可以通過方程式的計量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進行比較;B項中的B物質(zhì)是固體,不能表示反應(yīng)速率;C項中對應(yīng)的v(A)=0.2molL-1min-1;D項中對應(yīng)的v(A)=3molL-1min-1。 2.答案:C 解析:設(shè)4min時,生成6xmolH2O(g)。 　　　　　　　　　　4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　n(總) 起始量/mol 4 3 0 0 7 變化量/mol 4x 3x 2x 6x 4min量/mol 4-4x 3-3x 2x 6x 7+x 據(jù)題意,則有:6x7+x=0.4,解得:x=0.5 則4min內(nèi)H2O(g)的變化濃度為Δc(H2O)=3mol2L=1.5molL-1, v(H2O)=1.5molL-14min=0.375molL-1min-1, 再由各物質(zhì)表示的速率之比等于各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,可得各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別為 v(N2)=0.125molL-1min-1, v(NH3)=0.250molL-1min-1, v(O2)=0.1875molL-1min-1。 二、1.在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)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) 2.(1)平衡向正反應(yīng)方向移動　平衡向逆反應(yīng)方向移動 (2)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),平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動 3.(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化量該反應(yīng)物起始量100% 【跟蹤練習2】1.答案:(1)增大　(2)增大　(3)不變　(4)減小 2.答案:②⑥⑧⑨⑩　②⑥⑨?、冖蔻? 3.答案:①②③④⑤⑥?、佗冖邰? 三、1.在一定溫度下,當一個可逆反應(yīng)達到化學平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)　K 2.cp(C)cq(D)cm(A)cn(B) 3.(1)轉(zhuǎn)化率　越大　(2)溫度　無關(guān) 【跟蹤練習3】答案:(1)正反應(yīng)　(2)E　(3)850℃　向正反應(yīng)方向進行中 解析:(1)由表格數(shù)據(jù)可得,隨著溫度升高,平衡常數(shù)增大,說明化學平衡向正反應(yīng)方向移動;(2)A項,達到平衡時c(CO2)不一定等于c(CO),反之c(CO2)=c(CO)時也不一定處于平衡狀態(tài);B項,溫度不變K不變,不正確;C項,此反應(yīng)不論是否平衡,壓強均不改變,故不正確;D項,v正(CO2)與v正(H2)表示的反應(yīng)方向一致,故兩者相等時不能判斷反應(yīng)是否達到平衡;E項,達到平衡時,各種反應(yīng)物、生成物的濃度保持不變。(3)由c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),可計算出K=1.0,即此時溫度為850℃,此溫度下c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)=0.751.511.2=0.94<1.0,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行中。 四、1.是指在給定條件下,能自發(fā)進行到顯著程度的反應(yīng)。 2.焓判據(jù)　熵判據(jù)　復(fù)合判據(jù)　<　=　> 【跟蹤練習4】 1.答案:D 2.答案:該條件下,白錫會自發(fā)變成灰錫,不能再繼續(xù)使用。 解析:ΔH-TΔS=-2180.9Jmol-110-3-273K(-6.61Jmol-1K-1)10-3 ≈-0.38kJmol-1<0,能自發(fā)進行。 隨堂檢測 1.C　2.B　3.D　4.B　5.A　6.D　7.AC　8.CD