第六单元 化学反应速率和化学平衡【知识清单】-2024-2025学年高一化学单元速记·巧练（沪科版2020必修第二册）

第六单元 化学反应速率与化学平衡 01 思维导图 课题1 化学反应速率 一、化学反应速率 通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？请完成下列知识点： 1．表示 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 (1)计算公式：v(A)＝。 (2)常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 2．意义 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。 3．规律 对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 二、外界条件对化学反应速率的影响 1．实验探究温度、催化剂对化学反应速率的影响 (1)温度对化学反应速率影响的探究[探究P43] 实验操作 实验现象 溶液中产生气泡速率的相对大小为热水＞常温＞冷水 实验结论 其他条件不变时，温度越高，反应速率越大 注意控制变量 (2)催化剂对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 产生气泡的速率的相对大小为②＞①，③＞① 实验结论 催化剂能加大H2O2分解的反应速率 2.外界条件对化学反应速率的影响 气体的压强改变⇒引起浓度改变⇒速率改变 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率影响因素注意点 1. 主要因素(内因) 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。 2. 外界因素(外因) ①温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。 ②催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。 ③浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。 ④压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。 ⑤固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 ⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 ⑦形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。 课题2 化学平衡 1、 可逆反应 1.可逆反应的定义 (1)定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。 (2)特点 ①正向反应和逆向反应同时进行。 ②一定条件下，反应物不可能全部转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到100%。 (3)表示：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。 2.化学平衡状态 (1)化学平衡的建立 (2)化学平衡状态(简称化学平衡) 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变的状态。 二、化学反应条件的控制 1．化学平衡移动的含义 对一个化学平衡状态改变条件时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动。 2．影响化学平衡移动的因素 影响因素有温度、反应物浓度、压强等。 3．应用 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性，例如，合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400～500 ℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10～30 MPa。 1．化学平衡建立的速率图像 2．化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即： 课题3化工生产 1．原料 硫铁矿（或硫磺）、空气、水。 2．反应原理 4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O22SO3 SO3 + H2O → H2SO4 3．主要设备 沸腾炉、接触室、合成塔 4．以硫铁矿为原料生产硫酸的流程 硫铁矿的破碎与配矿→焙烧→净化→二氧化硫的催化氧化→加水生成硫酸 · 三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。 利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。 · 三步骤、三反应： （1） 4FeS2 +11O2 2Fe2O3+8SO2 （硫磺燃烧也可以） （2）2 SO2+ O2 2 SO3， （3） SO3 + H2O → H2SO4 · 三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔 · 三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流吸收原理。 （1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率。 （2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。 （3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。 三原料 三阶段 三反应（均放热） 三设备 三净化 黄铁矿或S 造气 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 沸腾炉 除尘 空气 接触氧化 2 SO2 + O2   2 SO3  接触室 （含热交换器） 洗涤 98.3%浓硫酸 三氧化硫吸收 SO3+ H2O →  H2SO4 吸收塔 干燥 接触法制硫酸的原理、过程及典型设备 接触法制硫酸示意图： 5．应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件 二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的、放热的反应。 1、压强、温度对SO2的转化率的影响如表所示 压强、温度对SO2的转化率的影响如表所示 温度 （℃） 压强（MPa） 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 条件选择：400-500℃，常压，催化剂 不选择高压的原因：此温度下，增大压强对SO2转化率影响不大，但加压对设备要求高 温度在400-500℃的原因：催化剂在此温度活性高；温度过低，反应速率慢；温度过高，平衡逆向移动，SO2转化率低 6．不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，容易形成酸雾，且吸收速度慢。 7．硫酸生产中的“三废”处理 硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而排空会严重污染空气。 （１）尾气吸收 1. 用氨水吸收，再用H2SO4处理：SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ②用Na2SO3溶液吸收：Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 ③石灰石膏法： SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O 03 素养提升 1．化学反应速率的正确理解 2．化学反应速率的计算方法 (1)根据v(A)＝计算。 (2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。 3．反应速率大小比较的两种方法 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化： (1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。 学习任务2　(核心素养)化学平衡状态的判断 一、知识要点 　 在分析和解答时要注意审题，看清楚题目中给出的反应条件是恒温恒容还是恒温恒压，化学方程式中气体的前后化学计量数是否相等，是否有非气态物质参与。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$