第2章 化学反应的方向、限度与速率（复习课件）化学鲁科版2019选择性必修1

单元复习课件 第2章 化学反应的 方向、限度与速率 鲁科版2019选择性必修1 化学反应的限度 2 化学反应的方向 1 知识导航 化学反应的速率 3 化学反应的条件优化——工业合成氨 4 知识导航 明·复习目标 1.理解化学反应具有方向，能够应用复合判据判断反应方向 2.认识化学反应的历程，理解催化剂原理 3.能够用表示化学反应的速率、了解反应速率的影响因素 4.理解化学反应具有限度，能够判断反应是否平衡 5.理解反应平衡的移动，能够判断平衡移动方向，掌握影响因素 6.掌握化学平衡常数及相关计算 7.了解工业生产适宜条件的选择 化学反应的方向、限度与速率 化学反应的方向 化学反应的限度 反应焓变与反应方向 反应熵变与反应方向 化学平衡常数 平衡转化率 理·核心要点 化学反应的速率 化学反应条件优化 化学反应是有历程 化学反应速率 用焓变与熵变综合判断反应方向 浓度对化学反应速率的影响 合成氨反应的限度 反应条件对化学平衡的影响 温度对化学反应速率的影响 催化剂对化学反应速率的影响 合成氨反应的速率 合成氨生产的适宜条件 01 化学反应的方向 一、反应的自发性 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 1．自发过程 （1）含义：在_______和_______一定的条件下，不借助光、电等外部力量就能_______进行的过程。 温度 压强 自动 （2）特点： ①、体系趋向于从_____能量状态转变为_____能量状态 ②、在密闭条件下，体系趋向于从________状态转变为_______状态 ③、具有_______性：即过程的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定_______自发 高 低 有序 无序 方向 不能 自发过程需要在一定的温度和压强下才可以发生 【特别提醒】 二、化学反应的方向 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 1．焓判据：_________反应有利于反应自发进行 2．熵判据：_________反应有利于反应自发进行 放热 熵增 （1）物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值越________ （2）物质的聚集状态：同一物质：S（g）_____S（l）_____S（s） （3）物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越____，熵值越____ 大 > > 大 大 二、化学反应的方向 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 2．熵判据：_________反应有利于反应自发进行 熵增 （4）计算式：ΔS＝___________________________ S（生成物）－S（反应物） 变化过程 熵变 反应类型 增体反应 △S_____0 熵_____反应 减体反应 △S_____0 熵_____反应 盐的溶解 △S_____0 熵_____反应 电离过程 △S_____0 熵_____反应 > > > < 增 增 增 减 二、化学反应的方向 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 3．复合判据：_____________________反应正向自发进行 ΔH－TΔS ＜ 0 （1）适用条件：恒温恒压 （2）局限性：只能判断反应发生的________，不能判断反应是否____________ 可能性 实际发生 4．温度对反应方向的影响 （1）△H＜0，△S＞0：在任何温度时都________自发进行 （2）△H＞0，△S＜0：在任何温度时都_______自发进行 （3）△H＜0，△S＜0：_______自发 （4）△H＞0，△S＞0：_______自发 能够 不能 低温 高温 二、化学反应的方向 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 4．温度对反应方向的影响 ΔS ΔH ΔH<0 ΔS>0 所有温度下反应 都能自发进行 ΔH>0 ΔS>0 高温下反应 能自发进行 ΔH>0 ΔS<0 所有温度下反应 都不能自发进行 ΔH<0 ΔS<0 低温下反应 能自发进行 二、化学反应的方向 考点1 化学反应的方向 汇·考点梳理 5．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：ΔH－TΔS ≤ 0 ①、若ΔS＞0，则T___ ，为_____温度 ②、若ΔS＜0，则T ___ ，为_____温度 ≥ ≤ 最高 最低 （2）注意单位的换算 ①、ΔS的单位为：_____________ ②、ΔH的单位为：____________ ③、T的单位为：____ J/mol·K kJ/mol K 一、化学反应的历程 考点2 化学反应历程 汇·考点梳理 1．基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的_________反应叫基元反应 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 每一步 2．反应历程（反应机理） （1）含义：基元反应构成的反应_______ 序列 （2）特点 ①、反应不同，反应历程不同 ②、同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同 一、化学反应的历程 考点2 化学反应历程 汇·考点梳理 3．决定因素：反应历程由反应物的结构和反应________决定 条件 4．作用：反应历程的差别造成了________________的不同 化学反应速率 5．反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能________的反应或速率______的反应 （2）决速浓度：______反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 最大 最慢 最慢 6．反应历程中的两种特殊物质 （1）催化剂：第一步反应的________，第二步反应的_______（开始和后来有，中间没有的物质） （2）中间产物（过渡态物质）：第一步反应的_______，第二步反应的_______（开始和后来没有，中间有的物质） 反应物 生成物 生成物 反应物 二、催化反应 考点2 化学反应历程 汇·考点梳理 1．催化剂对反应的影响 （1）催化剂参与反应，______反应的活化能，加快反应速率 （2）催化剂不能改变反应热， 可以______反应所需的温度， ______反应的能耗 （3）总反应的活化能________催化反应过程中各分反应的活化能 （4）催化剂具有_______性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 降低 降低 减小 大于 选择 A + B C 催化剂X A + B D 催化剂Y 二、催化反应 考点2 化学反应历程 汇·考点梳理 2．催化工艺的三种形式 （1）直接型： A + B C + D 催化剂X （2）微观型： A2 + B2 2AB 催化剂X （3）循环型： A + F B + E C A + F B + E D ①、反应物：________ ②、生成物： ________ ③、催化剂： ________ ，中间产物________ ④、催化历程： _______________________________ A和F B和E C或D D或C A+C=B+D ， D+F=C+E 【典例01-1】【反应熵变的判断】下列反应中，熵减小的是（ ） A．(NH4)2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g） B．2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g） C．MgCO3（s）＝MgO（s）+CO2（g） D．2CO（g）＝2C（s）+O2（g） D 析·典型范例 16 【典例01-2】【化学反应方向的判断】热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解（一边进料，另一边出料），发生如下反应： Ⅰ．2H2S（g）⇄ S2（g）+2H2（g）ΔH1＝170kJ·mol－1 Ⅱ．CH4（g）+S2（g）⇄ CS2（g）+2H2（g）ΔH2＝64kJ·mol－1 总反应：Ⅲ．2H2S（g）+CH4（g）⇄ CS2（g）+4H2（g） 反应Ⅲ能自发进行的条件是_____________。 高温 析·典型范例 17 【典例01-3】【反应自发温度的计算】工业上利用甲烷制取碳黑的反应是： ①CH4(g)＝C(s)+2H2(g)ΔH(298K)＝74.848kJ·mol－1 ΔS(298K)＝80.674J·mol－1·K－1 反应过程中容易发生副反应：②2CH4(g)＝C2H2(g)+3H2(g)ΔH(298K)＝376.426kJ·mol－ΔS(298K)＝220.211J·mol－1·K－1下列有关说法中正确的是（ ） A．反应①在常温下就可以自发进行 B．焓变是副反应②自发进行的决定因素 C．制取碳黑允许的最低温度是927.8K D．温度越高对制取碳黑越有利 C 析·典型范例 18 【演练01-1】下列过程是非自发的是（ ） A．加热铁棒一端，热量传向另一端 B．使铁棒上的铁锈转化成单质铁 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 练·技能实战 B 【演练01-2】下列关于自发过程的叙述中，正确的是（ ） A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 B．需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程 C 19 【演练01-3】在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开（如图乙所示），两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是（ ） A．此过程为混乱程度小向混乱程度大的方向的变化过程，即熵增大的过程 B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C．此过程从有序到无序，混乱度增大 D．此过程是自发可逆的 练·技能实战 D 20 02 化学反应的限度 一、可逆反应 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 1．可逆反应的判断：反应形式________，反应条件_________ 相反 相同 2．可逆反应的特点 （1）同步性：正逆反应________进行 （2）等同性：反应条件____________ （3）共存性：①、反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物______ ②、各组分的浓度都大于______ 同时 完全相同 共存 零 3．证明某反应为可逆反应 （1）检验出某种__________ （2）检验量_____的反应物是否有剩余 少 生成物 一、可逆反应 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 4．化学平衡状态的特征 逆 动 等 定 变 研究对象是可逆反应 动态平衡，反应没有停止 同一物质的正逆反应速率相等 各组分的浓度、百分含量等不再发生变化 条件改变，平衡发生移动 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 1．速率标志（本质标志）：v正＝v逆 （1）同一组分的_____________和____________相等 （2）不同物质的正逆反应速率比等于____________之比 生成速率 消耗速率 化学计量数 2．宏观标志：某些量开始_______，后来_______ 变化 不变 （1）一定达到平衡的情况 ①、某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化 ②、反应物的转化率不再变化 （2）特殊情形 ①、绝热容器：容器的________不变时，一定达到平衡状态 ②、可逆电池：电流或电压等于_____时，一定达到平衡状态 温度 零 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 2．宏观标志：某些量开始_______，后来_______ 变化 不变 （3）判断化学平衡状态的常用公式 ①、混合气体的密度：ρ= ②、混合气体的平均摩尔质量：= ③、气体状态方程：RT 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 3．限度标志 （1）反应物的转化率________，百分含量_______ （2）生成物的产率_______，百分含量_______ 最大 最大 最大 最小 0 温度 Z% T1 T2 T3 0 温度 Z% P1 P2 P3 P4 P5 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 3．限度标志 （3）图像获取 ①、前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物 ②、过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像 （4）图像解读 ①、极限点：刚好达到平衡 ②、极限点前：非平衡点，受_______控制，加催化剂，反应物的转化率变大 ③、极限点后：新平衡点，受_______控制，加催化剂，反应物的转化率不变 速率 平衡 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 4．几种特殊反应的平衡依据 （1）量比不变型 ①、反应物或生成物量的比不变，___________达到平衡状态 ②、反应物和生成物量的比不变，_________达到平衡状态 （2）量相等型 不一定 一定 ①、反应物和生成物的量相等，___________达平衡状态 ②、反应物和反应物的量相等，_________达平衡状态 ③、量不变_____量相等_____量或量的比等于某一具体的数 不一定 不一定 ≠ ≠ 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 4．几种特殊反应的平衡依据 （3）等体反应型：3A（g）⇄ 2B（g）+C（g） ①、恒温恒压：混合气体的体积不变，________达到平衡状态 ②、恒温恒容：混合气体的压强不变，________达到平衡状态 （4）固液参与型：2A（g）⇄ 2B（g）+C（s） 不一定 一定 ①、混合气体的密度不变，________达到平衡状态（恒T、V） ②、混合气体的平均摩尔质量不变，________达到平衡状态 一定 一定 二、化学平衡的标志 考点3 化学反应的限度 汇·考点梳理 4．几种特殊反应的平衡依据 （5）固液分解型：2A（s）⇄ 2B（g）+C（g） ①、混合气体的密度不变，_________达到平衡状态（恒T、V） ②、混合气体的平均摩尔质量不变，________达到平衡状态 ③、某种气体组分的物质的量分数不变，________达到平衡状态 不一定 一定 不一定 5．注意平衡标志和平衡特征的区别 （1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实 （2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡 一、化学平衡移动概念 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 1．内容：由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个___________变为另一个____________的过程。 平衡状态 平衡状态 2．图示： 反应开始 尚未平衡 化学 平衡状态 新的平衡状态 v(正)最大，v(逆)=0 v(正)=v(逆) v`(正)=v`(逆) 建立平衡 平衡移动 一定条件 v(正)>v(逆） 改变条件 v(正)≠v(逆） 一、化学平衡移动概念 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 3．平衡移动方向的判断 （1）根据速率判断 ①、若v（正）_____v（逆），则平衡正向移动 ②、若v（正） _____ v（逆），则平衡不移动 ③、若v（正） _____ v（逆），则平衡逆向移动 > = < （2）根据结果判断 ①、如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡______移动或_____移动； ②、如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小，则称平衡______移动或_____移动。 正向 向右 逆向 向左 反应速率改变时平衡不一定移动，但平衡移动时反应速率一定改变 【特别提醒】 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 1．正常情况下的平衡移动 （1）温度：升高温度，平衡向_________反应方向移动 （2）浓度：增大反应物浓度，平衡向______反应方向移动 （3）压强：增大气体反应压强，平衡向__________________的方向移动 吸热 正 气体体积减小 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 1．正常情况下的平衡移动 （4）体积：视体积变化为压强变化 ①、比较_____________与____________的相对大小，确定平衡移动方向 ②、利用压强对平衡移动的影响，判断系数的关系，确定物质的状态 ③、反应：xA（g）+yB（g）⇄ zC（g） 瞬间浓度 所给浓度 原平衡 c（A）＝0.5mol·L－1 体积加倍新平衡 c（A）＝0.3mol·L－1 平衡移动方向 _______________ x、y、z的关系 _______________ 逆反应 x + y ＞ z 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 2．特殊情况下的平衡移动 （1）向容器中通入无关气体 ①、恒容容器：压强______，浓度______ ，速率______ ，平衡______移动 ②、恒压容器：体积______ ，浓度______ ，速率______ ，平衡______________________移动 增大 不变 不变 不 增大 减小 减慢 向V(气体)增大的方向 （2）同倍数改变反应物和生成物浓度 ①、恒温恒容：相当于改变_________ ②、恒温恒压：瞬间各组分的浓度_________，平衡_______移动 不 不变 压强 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 2．特殊情况下的平衡移动 （3）不同倍数改变反应物和生成物浓度 ①、Q_____K：平衡正向移动，v正_____ v逆 ②、Q _____ K：平衡不移动，v正_____ v逆 ③、Q _____ K：平衡逆向移动，v正_____ v逆 < = > > = < 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 3．勒夏特列原理及其应用 （1）原理：改变影响平衡移动的一个条件，平衡向减弱该条件方向移动 （2）前提：必须存在可逆过程（存在平衡） （3）必须有平衡移动，且实际移动方向_________理论移动方向 符合 ①、催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释 ②、等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 3．勒夏特列原理及其应用 （4）“加的多，剩的多”原理 ①、增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的_______ ②、增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的_______ ③、升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的_______ 大 大 大 （5）“单一气体型”反应的特殊性 ①、反应形式：A（s）⇄ xB（s）+yC（g） ②、改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c_________ 不变 二、外界条件对化学平衡移动的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 3．勒夏特列原理及其应用 （6）“单侧气体型”反应的特殊性 ①、反应形式：A（s）⇄ xB（g）+yC（g） ②、改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c_______ ③、改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c________ 不变 变大 三、平衡时浓度变化对“比量”的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 1．恒温下浓度变化对转化率和百分含量的影响 （1）恒容：同倍数增大反应物或产物浓度，相当于增大压强 ①、m+n＞p+q，反应物转化率_______，百分含量______；生成物的产率______，百分含量______ ②、m+n＝p+q，反应物转化率______，百分含量______；生成物的产率______，百分含量______ ③、m+n＜p+q，反应物转化率______，百分含量______；生成物的产率______，百分含量______ 变大 变大 降低 升高 不变 不变 不变 不变 变小 变小 升高 降低 三、平衡时浓度变化对“比量”的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 1．恒温下浓度变化对转化率和百分含量的影响 （2）恒压：同倍数增大反应物或产物浓度，体积变化相应倍数，浓度不变，平衡_________ 不移动 （3）反应物多种，加谁谁的转化率_________，其余的________ 变小 变大 2．投料比对转化率和百分含量的影响 （1）反应物转化率相等的唯一条件：投料比＝___________________ （2）生成物含量最大的条件：投料比＝ ___________________ 化学计量数比 化学计量数比 三、平衡时浓度变化对“比量”的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 2．投料比对转化率和百分含量的影响 （3）催化剂的组成不变：投料比＝________________ 化学计量数比 mA（g）+nB（g）⇄ pC（g）+qD（g） 0 C的平衡体积分数 a b c ①、a、b、c三点A的转化率：__________ ②、a、b、c三点B的转化率： __________ ③、b点 ＝ a>b>c c>b>a 三、平衡时浓度变化对“比量”的影响 考点4 化学平衡移动 汇·考点梳理 3．容器类型对转化率和百分含量的影响 （1）起始量完全相同，非等体反应 ①、反应物的转化率：_______容器＞ _______容器＞ _______容器 ②、产物的百分含量： _______容器＞ _______容器＞ _______容器 恒压 恒压 恒容 恒容 绝热 绝热 （2）起始量完全相同，等体反应 ①、反应物的转化率：_______容器= _______容器＞ _______容器 ②、产物的百分含量： _______容器= _______容器＞ _______容器 恒压 恒压 恒容 恒容 绝热 绝热 一、化学平衡常数 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 1．定义 （1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 （2）叙述：________浓度的系数次幂之积与________浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 （3）符号：K 生成物 反应物 2．表达式 （1）可逆反应：aA（g）+bB（g）⇄ cC（g）+dD（g） （2）表达式：K= （固体和液体不列入平衡常数表达式） （3）单位：_______________________ （mol·L－1)(c+d)－(a+b) 一、化学平衡常数 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 3．意义 （1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的_______ ； （2）平衡常数的数值越_______，说明反应可以进行得越完全。 程度 大 K值 ＜10－5 10－5～105 ＞105 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 4．影响因素 （1）内因：反应物的_____________（某一具体反应） （2）外因：反应体系的_______，升高温度 本身性质 温度 放热反应：K值减小 吸热反应：K值增大 一、化学平衡常数 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 5．计算时注意问题 （1）平衡量必须为平衡时的浓度 （2）等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 （3）恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 一、化学平衡常数 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 6．浓度熵：Qc= （1）浓度为任意时刻的浓度 （2）意义：Q越大，反应______向进行的程度越大 逆 （3）应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①、Q＞K，反应_______向进行，v正_____v逆 ②、Q＝K，反应达到平衡状态，v正_____v逆 ③、Q＜K，反应______向进行，v正______v逆 逆 正 < = > 一、化学平衡常数 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 7．平衡常数与书写方式的关系 （1）正逆反应平衡常数的关系是：K正·K逆＝_____ （2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为___________倍 （3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△____________，K3＝_________ （4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝__________，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－ ×反应②，则：△H3＝a____－ ____，K3＝ 1 n次方 △H1+△H2 K1×K2 △H1-△H2 △H1 △H2 二、速率常数和平衡常数的关系 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 1．基元反应：a A（g）+b B（g）⇄ c C（g）+d D（g） 2．速率方程 （1）抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） （2）具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） 二、速率常数和平衡常数的关系 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 3．速率常数和平衡常数的关系 （1）抽象化：平衡条件____________， v正＝v逆 （2）具象化：平衡条件 , （3）升温对k正、k逆的影响 ①、放热反应：K值______；k正值______ ，k逆值______ ，____变化更大 ②、吸热反应：K值______ ；k正值______ ，k逆值______ ，____变化更大 减小 增大 增大 增大 增大 增大 K正 K逆 三、化学平衡的有关计算 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 1．常用计算公式 （1）反应物的转化率： α＝ （2）某组分的百分含量：含量＝ ①、常见量：体积分数、物质的量分数 ②、关系式：体积分数＝物质的量分数 三、化学平衡的有关计算 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 1．常用计算公式 （3）气体状态方程：PV＝nRT 条件 公式 文字叙述 同温同压 ＝ ＝ 气体体积比＝物质的量比＝分子数比 同温同容 ＝ ＝ 气体压强比＝物质的量比＝分子数比 同温同压同质量 ＝ ＝ ＝ 气体密度比＝气体体积反比 ＝物质的量反比＝分子数反比 三、化学平衡的有关计算 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 2．计算模式——“三段式” （1）确定反应物或生成物的起始加入量 （2）确定反应过程的变化量 （3）确定平衡量 （4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算 反应 aA（g） + bB（g） ⇄ cC（g） + dD（g） 起始量/mol m   n   0   0 转化量/mol ax   bx   cx   dx 平衡量/mol m－ax   n－bx   cx   dx 三、化学平衡的有关计算 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 2．计算模式——“三段式” （4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算 ①、反应速率：v(A)=时间为t min) ②、反应物转化率： α(B) = ③、C的体积分数： φ (C) = 三、化学平衡的有关计算 考点5 化学平衡常数及相关计算 汇·考点梳理 2．计算模式——“三段式” （4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算 ④、反应前后气体的压强比：） ⑤、反应前后气体的体积比：） ⑥、反应前后气体的密度比：） 【典例02-1】【化学平衡常数的理解与应用】（双选）关于化学平衡常数的叙述正确的是（ ） A．温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个常数 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变 C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 D．浓度商Qc＜Kc，v（正）＜v（逆） AC 析·典型范例 56 【典例02-2】【化学平衡常数与书写方式的关系】煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应（见下表），其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如图。 2lgK2＝lgK1+lgK3 析·典型范例 相关反应 反应热 平衡常数K FeS2（s）+H2（g）⇄ FeS（s）+H2S（g） ΔH1 K1 FeS2（s）+H2（g）⇄ Fe（s）+H2S（g） ΔH2 K2 FeS（s）+H2（g）⇄Fe（s）+H2S（g） ΔH3 K3 1000K时，平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为___________________ 57 【典例02-3】【有关化学平衡常数及平衡转化率的计算】某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X（s）⇄ Y（g）+2Z（g），有关数据如下,下列说法错误的是( ) 析·典型范例 时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L－1·min－1 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 A．1min时，Z的浓度大于0.20mol·L－1 B．2min时，加入0.20molZ，此时v正（Z）＜v逆（Z） C．3min时，Y的体积分数约为33.3% D．5min时，X的物质的量为1.4mol B 58 【典例02-4】【外界条件对化学平衡的影响】某温度下，反应CH2＝CH2（g）+H2O（g）⇄ CH3CH2OH（g）在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是（ ） 析·典型范例 C A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH（g）的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O（g），平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2＝CH2（g），CH2＝CH2（g）的平衡转化率增大 59 【典例02-5】【勒·夏特列原理的应用】下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是（ ） 析·典型范例 B A．溴水中有下列平衡Br2+H2O⇄HBr+HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅 B．对2HI（g）⇄H2（g）+I2（g），平衡体系增大压强可使颜色变深 C．反应CO+NO2⇄CO2+NO（正反应为放热反应），升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．合成NH3反应为放热反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温度的措施 60 【典例02-6】【有关化学平衡图像的分析】向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X（g）+Y（g）⇄Z（g）△H，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） 析·典型范例 B A．△H＞0 B．气体的总物质的量：na＜nc C．a点平衡常数：K＞12 D．反应速率：va正＜vb正 61 【演练02-1】下列数据是一些反应的平衡常数的数值，表示反应物转化率最大的是（ ） A．K＝1 B．K＝10－1 C．K＝1010 D．K＝10－10 练·技能实战 C 【演练02-2】某可逆反应aA+bB⇄cC △H。在某温度下的平衡常数为K（K≠1），保持温度不变，将方程式的书写作如下改变，则△H和K数值的相应变化为（ ） A．写成2aA+2bB⇄2cC，△H、K值均扩大了一倍 B．写成2aA+2bB⇄2cC，△H扩大了一倍，K值保持不变 C．写成cC⇄aA+bB，△H、K值变为原来的相反数 D．写成cC⇄aA+bB，△H变为原来的相反数，K值变为倒数 D 62 【演练02-3】在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,下列说法错误的是（ ） 练·技能实战 C 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为：X+3Y⇄2Z，其平衡常数为1600（mol·L－1）－2 C．增大压强使平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 63 【演练02-4】可逆反应2SO2（g）+O2（g）⇄ 2SO3（g）正在逆向进行时，正反应速率和逆反应速率的大小是（ ） A．v正＞v逆 B．v正＜v逆 C．v正＝v逆 D．不能确定 练·技能实战 B 【演练02-5】制取水煤气的反应为C（s）+H2O（g）⇄ CO（g）+H2（g），欲使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是（ ） A．增大水蒸气的浓度 B．增大C（s）的量 C．增大CO（g）的浓度 D．增大压强 A 64 【演练02-6】双球连通管中发生2NO2 ⇄ N2O4 △H＜0。若同时向两烧杯中分别加入等温、等体积的蒸馏水（左）和0.1mol/LH2O2溶液（右），再向右侧烧杯中加入少量Fe2（SO4）3固体后，则下列有关推断中正确的是（ ） 练·技能实战 A A．实验时，A、B中的压强始终相等 B．若右侧烧杯发生吸热反应，则A中更快达到平衡 C．若右侧烧杯发生放热反应，则A中颜色较深 D．不能用该装置推断右侧烧杯中反应的热效应 65 03 化学反应的速率 一、化学反应速率 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 1．概念：用来衡量化学反应进行__________的物理量 2．表示：单位时间内某种量的_________ 快慢 变化量 3．化学反应速率的计算 （1）常规公式： v= ①、常用单位：__________________________________________________ ②、适用范围：表示______物质或溶液中______性物质的速率，不表示______或________物质的速率 mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 气体 可溶 固体 纯液体 一、化学反应速率 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 3．化学反应速率的计算 （2）非常规公式： v= ①、常用单位：__________________________________________________ ②、适用范围：任何物质的反应速率 mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 （X代表n、P、m、V等量） （3）利用关系式计算 ①、应用前提：同一化学反应 ②、常用关系： 速率比＝______________________________________________________ 化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 一、化学反应速率 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 4．大小比较 （1）比较前提：同一________，同一_______，同一_______ （2）换算方法：各物质的速率除以相应的______________，数大的速率快 反应 物质 单位 化学计量数 5．说明 （1）化学反应速率表示某段时间内的________________，不表示___________ （2）化学反应速率只有_______，没有_______ （3）随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐_______，反应速率越来_______ 平均反应速率 即时速率 正值 负值 减小 越慢 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 1．主要原因：____________本身的性质 2．基本规律：外界_________越高，速率越快 反应物 条件 （1）温度：温度________，化学反应速率越快 （2）压强：气体反应的压强______，化学反应速率越快 （3）浓度：浓度______，化学反应速率越快 （4）催化剂：显著的______（加快或减慢）正逆反应速率，一般____________，化学反应速率越快 （5）接触面积：反应物的颗粒______，接触面积______，化学反应速率越快 （6）原电池：形成原电池，可以______氧化还原反应的速率 越高 越大 越大 改变 有催化剂 越大 越小 加快 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 3．特殊情况 （1）温度 ①、催化反应，升高温度，催化剂可能__________，反应速率减慢 ②、有机反应，升高温度，有可能发生_________，主反应速率减慢 失活 副反应 （2）压强 ①、改变非气体反应的压强，反应速率__________ ②、改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度__________ 不变 相同 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 3．特殊情况 （3）浓度 ①、固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率______ ②、加入固体物质，有可能改变___________，反应速率可能加快 （4）无关气体 ①、恒容容器通无关气体，压强______，浓度______ ，速率______ ②、恒压容器通无关气体，体积______ ，浓度______ ，速率______ 接触面积 不变 不变 不变 增大 增大 减小 减慢 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 4．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系实质 增大反应物的浓度 单位体积内分子总数增加 活化分子百分数不变 活化分子数增加 增大气体压强 升高反应体系的温度 单位体积内分子总数不变 活化分子百分数增加 活化分子数增加 使用催化剂 单位时间 单位体积内 有效碰撞 次数增多 增大化学反应速率 吸收 能量 降低 活化能 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 5．速率-时间图像 （1）温度：升高温度，瞬间v正和v逆均_________ 增大 0 t v v(逆） v(正） v`(正） v`(逆） 0 t v v(逆） v(正） v`(逆） v`(正） 或 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 5．速率-时间图像 （2）压强：增大压强，气体物质的浓度均_______，瞬间v正和v逆均_______ 0 t v v(逆） v(正） v`(正） v`(逆） 0 t v v(逆） v(正） v`(逆） v`(正） 增大 增大 或 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 5．速率-时间图像 （3）浓度： 0 t v v(逆） v(正） v`(正） v`(逆） 0 t v v(逆） v(正） v`(逆） v`(正） 或 ①、增大反应物浓度，瞬间v正 ________，v逆________ ②、增大生成物浓度，瞬间v正 ________，v逆_________ 增大 增大 不变 不变 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 5．速率-时间图像 （3）浓度： 0 t v v(逆） v(正） v`(正） v`(逆） 0 t v v(逆） v(正） v`(逆） v`(正） 或 ③、恒压，增大反应物浓度，瞬间v正 ________，v逆________ ④、恒压，增大生成物浓度，瞬间v正 ________，v逆_________ 增大 增大 减慢 减慢 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 5．速率-时间图像 （4）催化剂：能够_____________改变正逆反应速率 同等程度 0 t v v(逆） v(正） v`(正） v`(逆） 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 6．全程速率-时间图像 （1）OB段反应速率变化的可能原因为： ①、反应放热，使温度升高，反应速率加快； ②、反应生成催化剂，反应速率加快 （2）BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢 0 t v A B C tA tB tC 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 7．探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）方法：_____________法 （2）溶液反应：加水调节溶液的________不变，以保证某种成分的浓度不变 控制变量 总体积 （3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响 实验（混合溶液） 1 2 3 4 5 6 4mol/LX溶液/mL 60 _____ _____ _____ _____ _____ 饱和Y溶液/mL 0 1.0 5.0 10 _____ 40 H2O/mL _____ _____ _____ _____ 20 0 60 60 60 60 60 40 39 35 30 20 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 8．速率方程 （1）意义：表示反应物浓度与反应速率的定量关系 （2）举例：A2（g）+B2（g） ⇄ 2AB（g）， v＝kcα（A2）·cβ（B2） （3）测定方法：α、β必须通过实验测定，无法直接写出 ①、H2+Cl2 = 2HCl， v＝k[c(H2)][c(Cl2)]1/2 ②、N2（g）+3H2（g） ⇄ 2NH3（g）， v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3） 二、影响化学反应速率的因素 考点6 化学反应速率 汇·考点梳理 8．速率方程 （4）反应速率常数 ①、符号：反应速率方程中的比例系数k ②、意义：通常k越大，反应进行得越_____，反应的活化能越____ ③、影响因素：________、________、固体表面性质 快 小 温度 催化剂 【典例03-1】【 化学反应的历程】NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成，下列说法错误的是（ ） 第一步：O3（g）+NO（g）=O2（g）+NO2（g）△H1 第二步：NO2（g）=O（g）+NO（g）△H2 第三步：O3（g）+O（g）=2O2（g）△H3 析·典型范例 D A．该反应的中间体只有两种 B．第二步、第三步反应均为放热反应 C．NO不改变总反应的焓变 D．总反应2O3（g）=3O2（g）的△H＝△H1－△H2－△H3 83 【典例03-2】【化学反应速率的特点】某反应X+3Y⇄2E+2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率为 甲：v（X）＝0.3mol/（L·min），乙：v（Y）＝0.03mol/（L·s）， 丙：v（E）＝0.8mol/（L·min），丁：v（F）＝0.9mol/（L·min）， 则反应速率最快的是（ ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 析·典型范例 B 84 【典例03-3】【化学反应速率的计算】把0.4molX气体和0.6molY气体混合于2L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X（g）+5Y（g）＝nZ（g）+6W（g）。2min末已生成0.3mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/（L•min）： （1）则这2min内v（X）＝___________________，v（W）＝__________________ （2）2min末时Y的浓度________________ （3）化学反应方程式中n的值是________ （4）2min末时，已用去的X占原来总物质的量分数为________ 析·典型范例 0.05mol/（L•min） 0.075mol/（L•min） 0.175mol/L 4 1/5 85 【典例03-4】【外界条件对化学反应速率的影响】恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3（g）⇄ N2（g）+3H2（g），测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（ ） 析·典型范例 A．实验①，0~20min，v（N2）＝1.00×10－5mol•L－1•min－1 B．实验②，60min时处于平衡状态，x≠0.4 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 C 86 【典例03-5】【化学反应速率图像】已知：A（g）+2B（g）⇄3C（g）△H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态I，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ） 析·典型范例 A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．t2时改变的条件：向容器中加入C C．平衡时A的体积分数φ：φ（II）＞φ（I） D．平衡常数K：K（II）＜K（I） BC 87 【演练03-1】在一定条件下，NO能够和H2发生反应：2NO+2H2＝N2+2H2O。经研究上述反应是按照以下三步反应依次进行的总反应（括号中是该条件下反应的相对速率）：①2NO+H2＝N2O+H2O（慢）；②2N2O＝2N2+O2（快）；③2H2+O2＝2H2O（更快）。以上总反应速率主要取决于三步反应中的（ ） A．① B．② C．③ D．②和③ 练·技能实战 A 【演练03-2】反应mA+nB⇄pC中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5amol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m∶n∶p为（ ） A．2∶3∶1 B．1∶3∶2 C．2∶3∶3 D．3∶2∶1 B 88 【演练03-3】（2021·邯郸高二检测）反应4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率υ（X）（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（ ） A．υ（NH3）＝0.010mol/（L·s） B．υ（O2）＝0.0010mol/（L·s） C．υ（NO）＝0.0010mol/（L·s） D．υ（H2O）＝0.045mol/（L·s） 练·技能实战 C 89 【演练03-4】设可逆反应：C（固）+CO2（g）⇄2CO（g）（正反应是吸热反应）的反应速率为v1；可逆反应：2SO2+O2⇄2SO3（g）（正反应是放热反应）的反应速率为v2。对于以上化学反应体系，当升高温度时，v1和v2的变化情况是（ ） A．v1增大，v2减小 B．同时增大 C．同时减小 D．v1减小，v2增大 练·技能实战 B 【演练03-5】对于反应C（s）+H2O（g）⇄ CO（g）+H2（g），其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是 （ ） A．增大C（s）的量 B．增大H2O（g）的浓度 C．增大CO（g）或H2（g）的浓度 D．减小H2O（g）的浓度 A 90 04 化学反应 条件的优化 三、化学平衡的有关计算 考点7 工业生产适宜条件的选择 汇·考点梳理 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （1）温度 ①、所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 ②、尽可能选择催化剂的_______温度 最大 （2）压强 ①、所选压强对反应物转化率的影响____________大 ②、压强不能无限大，防止增大______成本和______成本 变化幅度 设备 动力 （3）催化剂 ①、选用催化效率高的催化剂 ②、某些物质能够使催化剂中毒，失去活性 三、化学平衡的有关计算 考点7 工业生产适宜条件的选择 汇·考点梳理 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （4）浓度：原料尽可能循环利用 ①、适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率 ②、必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率 （5）反应热的综合利用：一般采用_____________ （6）反应容器的选择：_______容器有利于提高反应物的转化率 热交换器 恒压 三、化学平衡的有关计算 考点7 工业生产适宜条件的选择 汇·考点梳理 2．工业合成氨生产条件的选择 （1）合成氨生产的要求 ①、反应要有较快的反应速率 ②、要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量 （2）合成氨生产条件的选择依据 ①、化学反应速率和化学平衡原理的有关知识 ②、合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素 三、化学平衡的有关计算 考点7 工业生产适宜条件的选择 汇·考点梳理 2．工业合成氨生产条件的选择 （3）选择合成氨生产条件的理论分析 外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用_______ 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在_________左右（且在此温度时催化剂的活性最大） 催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择______作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为________的投料比， 并且及时将________从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 高压 700K 铁 1 : 2.8 氨气 【典例04-1】【工业反应条件的选择】一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO2转化生成S。催化剂不同，其他条件相同（浓度、温度、压强）情况下，相同时间内SO2的转化率随反应温度的变化如下图，下列说法不正确的是（ ） 析·典型范例 D A．不考虑催化剂价格因素。选择Fe2O3作催化剂可以节约能源 B．选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340℃左右 C．a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了 D．其他条件相同的情况下。选择Cr2O3作催化剂，SO2的平衡转化率最小 96 【典例04-2】【转化率和百分含量的变化】反应： ①PCl5（g）⇄ PCl3（g）+Cl2（g）；②2HI（g）⇄ H2（g）+I2（g）； ③2NO2（g）⇄ N2O4（g）。在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a％。若保持各自的温度不变、体积不变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率（ ） A．均不变 B．①增大，②不变，③减小 C．均增大 D．①减小，②不变，③增大 析·典型范例 D 97 【典例04-3】【等效平衡分析】相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：2SO2（g）+O2（g）⇄ 2SO3（g）△H＝－196.4kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表,下列叙述正确的是（ ） 析·典型范例 C 容器 编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体 系能量的变化 SO2 O2 SO3 ① 2 1 0 放出热量：akJ ② 1 0.5 1 放出热量：bkJ ③ 4 2 0 放出热量：ckJ A．放出热量关系：a＝b B．三个容器内反应的平衡常数：③＞②＞① C．平衡时SO3气体的体积分数：③＞① D．SO2的转化率：②＞①＞③ 98 【演练04-1】1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是（ ） A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④ 练·技能实战 B 99 【演练04-2】在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是（ ） A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响 B．都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间 C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响 D．使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果 练·技能实战 C 100 【演练04-3】一定条件下：2NO2⇄N2O4；△H＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是（ ） A．温度0℃、压强50kPa B．温度130℃、压强300kPa C．温度25℃、压强100kPa D．温度130℃、压强50kPa 练·技能实战 D 101 感谢 您的聆听 THANKS 鲁科版2019选择性必修第一册 $$