第2章 化学反应的方向、限度与速率（期中知识清单）高二化学上学期鲁科版

期中知识清单（鲁科版） 思维导图→考点清单（15大考点）→素养提升清单（6大易错点、7大方法） · 考点01 反应焓变与反应方向 1．自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部力量就能 的过程 在给定的条件下，可以 到显著程度的化学反应 特征 具有 ，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH<0的反应。 (2)有些ΔH>0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 · 考点02 反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系 的一个物理量，符号为S，单位是J·mol－1·K－1。 (2)特点：体系 越大，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)＞S(l)＞S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值 。 ③S(混合物)＞S(纯净物)。 2．反应熵变 （1）概念：反应 的总熵与 的总熵之差。 （2）计算式：ΔS=S(反应产物）-S(反应物） （3）熵增加反应：产生气体、气体物质的量增大的反应 3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系 自发进行的化学反应大多数是熵 的反应，也有些是熵 的反应。 (2)结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否 进行。 · 考点03 用焓变与熵变综合判断反应方向 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为 。 (1)判断方法 ΔH－TΔS＜0 反应正向 进行 ΔH－TΔS=0 反应达到 ΔH－TΔS>0 反应正向 进行 (2)文字表述 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。 · 考点04 化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：平衡常数K＝，单位：(mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 【特别提醒】纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义：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程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越 。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身 。 (2)外因：反应体系的 。 · 考点05 平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其 可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物 相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以 其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会 。 · 考点06 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种 变为另一种 的过程。 2．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 移动。 ②若v(正)＝v(逆)，则平衡 移动。 ③若v(正)＜v(逆)，则平衡 移动。 (2)根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物 更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 · 考点07 反应条件对化学平衡的影响 1．浓度对化学平衡的影响 (1)影响规律：当可逆反应达到平衡时，在其他条件不变的情况下，如果增大反应物浓度(或减小生成物浓度)，平衡向 方向移动；同理，如果减小反应物浓度(或增大生成物浓度)，平衡向 方向移动。 2压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变) (1)有气体参与 ①增大压强(减小容器的容积)，会使化学平衡向气体体积 的方向移动； ②减小压强(增大容器的容积)，会使化学平衡向气体体积 的方向移动； ③反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 (2)无气体参与：当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。 3.温度对化学平衡的影响规律 在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向 反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡 向 反应的方向移动。 · 考点08 勒夏特列原理 1.内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够 这种改变的方向移动。 2.注意事项 （1）适用范围：适用于任何动态平衡体系，非平衡状态不能用此来分析； （2）平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。 · 考点09 化学反应历程 1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的 反应称为基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应 不相同。 ②同一反应，在不同 下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的 和 决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了 的不同。 · 考点10 化学反应速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用 内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为 或 。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能 ，但表示的意义 。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的 。 2．化学反应速率的物理测定方法 主要有 法、 法、 法。 · 考点11外界条件对化学反应速率的影响 1．纯液体和固体的反应速率的影响因素分析 纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 3．温度对化学反应速率影响的分析 升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。 (2)理论解释：使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 (3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。 · 考点12 有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生 的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。 (2)活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 3．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 · 考点13催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应 进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度 。 · 考点14 合成氨生产的适宜条件 1.合成氨反应适宜条件分析 工业生产中，必须从 和 两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物 的 ，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的 ，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 2.合成氨的适宜条件 序号 影响因素 选择条件 1 温度 反应温度控制在700_K左右 2 物质的量 N2、H2投料比1∶2.8 3 压强 1×107～1×108 Pa 4 催化剂 选择铁做催化剂 5 浓度 使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2 · 考点15 化学反应的调控 1.影响化学反应进行的因素 首先是参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素，其次是 、 、 、 等反应条件。 2.化学反应的调控 （1）含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行； （2）考虑实际因素：结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件；此外，还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3.工业生产条件的调控原则 (1)既要注意外界条件对反应影响的一致性，又要注意外界条件对反应影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对反应速率影响的 ，又要注意催化剂的活性对 的限制。 (3)既要注意理论上的需要，又要注意实际操作上的 。 · 易错点01 化学反应的方向 【判断对错】 (1)CaCO3(s)高温,CaO(s)＋CO2(g)是一个熵减过程。(　　) (2)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释该变化过程的自发性。(　　) (3)吸热且熵增加的反应，温度越低反应越可能自发进行。(　　) (4)由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。(　　) (5)一个反应的ΔH－TΔS＝0，则该反应处于平衡状态。(　　) · 易错点02 化学平衡常数 【判断对错】 (1)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。(　　) (2)改变反应物浓度或反应产物浓度都会改变平衡常数K。(　　) (3)平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关，也与反应物浓度、压强有关。(　　) (4)从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度。(　　) (5)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)和N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数表达式相同。(　　) · 易错点03 反应条件对平衡的影响 【判断对错】 (1)温度改变，平衡一定发生移动。(　　) (2)平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。(　　) (3)改变压强时，平衡一定发生移动。(　　) (4)改变外界条件使平衡正向移动的原因是v(正)增大，v(逆)减小。(　　) (5)对于2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，若缩小反应容器的体积，则c(NO2)减小。(　　) · 易错点04 化学反应速率 【判断对错】 (1)化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应。(　　) (2)在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值。(　　) (3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用反应产物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。(　　) (4)化学反应速率的单位可以是g·(L·s)－1，也可以是kg· (L·s)－1，甚至可以是t·(L·s)－1等。(　　) · 易错点05 影响化学反应速率的因素 【判断对错】 (1)向一堆篝火中“鼓风”，有利于它继续燃烧下去。(　　) (2)二氧化锰在过氧化氢的分解前后质量减少。(　　) (3)升高温度能加快吸热反应速率，减慢放热反应速率。(　　) (4)化学反应达到最大限度时，正、逆反应速率也达到最大且相等。(　　) · 易错点06 化学反应条件的优化 【判断对错】 (1)合成氨反应在高温下能自发进行。(　　) (2)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。(　　) (3)合成氨反应中，压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动。(　　) (4)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。(　　) · 方法1 化学反应的方向的判断 1.自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 2.反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 · 方法2 平衡常数的计算 1．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 2．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 3．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 · 方法3化学平衡常数的应用 1.判断反应可能进行的程度 K值 ＜10－5(或＜10－6) 10－5～105(或10－6～106) ＞105(或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 2.判断反应反应方向以及是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bBcC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 3.判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 · 方法4 解答化学平衡图像题的步骤与原则 1．化学平衡图像题的解题“三步骤” (1)看图像 一看面(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。 (2)想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 (3)作判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。 2．化学平衡图像题的解答“两原则” (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。 例如，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图。 定压看温度变化，升温，曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向左移动，正反应是放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应前后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向右移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平，数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如下图甲所示，表示反应物的转化率)或表示的压强较大[如下图乙所示，φ(A)表示反应物的体积分数]。 甲　　　　　　　　 乙 甲表示：T2＞T1；正反应放热。 乙表示：p1＜p2；正反应为气体总体积缩小的反应。 · 方法5 比较化学反应速率大小的方法 1.定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 2.定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3．统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 4．比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 · 方法6 有关化学平衡的计算 1．有关化学平衡的计算，可采用“三段式法”求解 所谓“三段式”就是“初始”“转化”“平衡”三个阶段。在解题时，给每一种反应物或反应产物填上或计算出这三个阶段的物质的量或物质的量浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目要求列出方程求解。 2．主要计算类型 (1)化学平衡常数的有关计算； (2)转化率的有关计算； (3)反应中某组分的量的计算。 3．温度和压强对转化率(α)的影响 温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。 4．改变反应物用量对转化率(α)的影响 (1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。 ①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。 ②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强， 当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变； 当m＋n＞p＋q时，α(A)、α(B)增大； 当m＋n＜p＋q时，α(A)、α(B)减小。 (2)反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强， 当a＝b＋c时，α(A)不变； 当a＞b＋c时，α(A)增大； 当a＜b＋c时，α(A)减小。 5．产物的产率＝×100%(产物的量包括物质的量、质量、气体体积、浓度)。 · 方法7 化学反应速率及平衡图像分析 1．求解化学反应速率图像的一般步骤 (1)看图：弄清纵、横坐标的含义。 (2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 (3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。 (4)看变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。 2．分析解答化学平衡图像应注意的事项 化学平衡的有关图像是中学化学中基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象、直观地表述出来。学生能熟练地解答化学图像问题，也是现行教学大纲的要求。分析解答化学平衡图像问题要注意以下几点： (1)看懂图像：一看面(横坐标与纵坐标)；二看线(线的走向、变化的趋势)；三看点(线的起点、交点及拐点)；四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)。 (2)联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，要求熟练准确。 (3)方法技巧：①利用图像判断外界条件对平衡的影响时，必须找准是一种平衡状态到另一种平衡状态的变化。②平衡图像曲线上的每一个点都代表在该条件下体系的平衡状态，而曲线外的点表示该条件下体系未达到平衡。 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $ 期中知识清单（鲁科版） 思维导图→考点清单（15大考点）→素养提升清单（6大易错点、7大方法） · 考点01 反应焓变与反应方向 1．自发过程与自发反应 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不借助外部力量就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．反应焓变与反应方向的关系 (1)多数能自发进行的化学反应是ΔH<0的反应。 (2)有些ΔH>0的反应也能自发进行。 (3)不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。 · 考点02 反应熵变与反应方向 1．熵 (1)概念：描述体系无序程度的一个物理量，符号为S，单位是J·mol－1·K－1。 (2)特点：体系无序程度越大，体系的熵值就越大。 (3)影响因素 ①同一物质：S(高温)＞S(低温)，S(g)＞S(l)＞S(s)。 ②不同物质：相同条件下不同物质具有不同的熵值，分子结构越复杂，熵值越大。 ③S(混合物)＞S(纯净物)。 2．反应熵变 （1）概念：反应产物的总熵与反应物的总熵之差。 （2）计算式：ΔS=S(反应产物）-S(反应物） （3）熵增加反应：产生气体、气体物质的量增大的反应 3．反应熵变与反应方向 (1)二者关系 自发进行的化学反应大多数是熵增加的反应，也有些是熵减小的反应。 (2)结论：不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行。 · 考点03 用焓变与熵变综合判断反应方向 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH－TΔS。 (1)判断方法 ΔH－TΔS＜0 反应正向能自发进行 ΔH－TΔS=0 反应达到平衡状态 ΔH－TΔS>0 反应正向不能自发进行 (2)文字表述 在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。 · 考点04 化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：平衡常数K＝，单位：(mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 【特别提醒】纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义：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程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质。 (2)外因：反应体系的温度。 · 考点05 平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。 · 考点06 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程。 2．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 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 · 考点07 反应条件对化学平衡的影响 1．浓度对化学平衡的影响 (1)影响规律：当可逆反应达到平衡时，在其他条件不变的情况下，如果增大反应物浓度(或减小生成物浓度)，平衡向正反应方向移动；同理，如果减小反应物浓度(或增大生成物浓度)，平衡向逆反应方向移动。 2压强对化学平衡的影响规律(其他条件不变) (1)有气体参与 ①增大压强(减小容器的容积)，会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动； ②减小压强(增大容器的容积)，会使化学平衡向气体体积增大的方向移动； ③反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 (2)无气体参与：当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。 3.温度对化学平衡的影响规律 在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动。 · 考点08 勒夏特列原理 1.内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 2.注意事项 （1）适用范围：适用于任何动态平衡体系，非平衡状态不能用此来分析； （2）平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。 · 考点09 化学反应历程 1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程不相同。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 · 考点10 化学反应速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 2．化学反应速率的物理测定方法 主要有量气法、比色法、电导法。 · 考点11外界条件对化学反应速率的影响 1．纯液体和固体的反应速率的影响因素分析 纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 3．温度对化学反应速率影响的分析 升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。 (2)理论解释：使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 (3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。 · 考点12 有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 3．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 · 考点13催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度越大。 · 考点14 合成氨生产的适宜条件 1.合成氨反应适宜条件分析 工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物 的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 2.合成氨的适宜条件 序号 影响因素 选择条件 1 温度 反应温度控制在700_K左右 2 物质的量 N2、H2投料比1∶2.8 3 压强 1×107～1×108 Pa 4 催化剂 选择铁做催化剂 5 浓度 使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2 · 考点15 化学反应的调控 1.影响化学反应进行的因素 首先是参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素，其次是温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 2.化学反应的调控 （1）含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行； （2）考虑实际因素：结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件；此外，还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 3.工业生产条件的调控原则 (1)既要注意外界条件对反应影响的一致性，又要注意外界条件对反应影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。 (3)既要注意理论上的需要，又要注意实际操作上的可能性。 · 易错点01 化学反应的方向 【判断对错】 (1)CaCO3(s)高温,CaO(s)＋CO2(g)是一个熵减过程。(　　) (2)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释该变化过程的自发性。(　　) (3)吸热且熵增加的反应，温度越低反应越可能自发进行。(　　) (4)由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。(　　) (5)一个反应的ΔH－TΔS＝0，则该反应处于平衡状态。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ · 易错点02 化学平衡常数 【判断对错】 (1)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。(　　) (2)改变反应物浓度或反应产物浓度都会改变平衡常数K。(　　) (3)平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关，也与反应物浓度、压强有关。(　　) (4)从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度。(　　) (5)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)和N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数表达式相同。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ (5)×　 · 易错点03 反应条件对平衡的影响 【判断对错】 (1)温度改变，平衡一定发生移动。(　　) (2)平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。(　　) (3)改变压强时，平衡一定发生移动。(　　) (4)改变外界条件使平衡正向移动的原因是v(正)增大，v(逆)减小。(　　) (5)对于2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，若缩小反应容器的体积，则c(NO2)减小。(　　) 提示：(1)√ (2)×　(3)×　(4)×　(5)×　 · 易错点04 化学反应速率 【判断对错】 (1)化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应。(　　) (2)在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值。(　　) (3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用反应产物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。(　　) (4)化学反应速率的单位可以是g·(L·s)－1，也可以是kg· (L·s)－1，甚至可以是t·(L·s)－1等。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√ (4)×　 · 易错点05 影响化学反应速率的因素 【判断对错】 (1)向一堆篝火中“鼓风”，有利于它继续燃烧下去。(　　) (2)二氧化锰在过氧化氢的分解前后质量减少。(　　) (3)升高温度能加快吸热反应速率，减慢放热反应速率。(　　) (4)化学反应达到最大限度时，正、逆反应速率也达到最大且相等。(　　) 提示：(1)√ (2)×　(3)×　(4)×　 · 易错点06 化学反应条件的优化 【判断对错】 (1)合成氨反应在高温下能自发进行。(　　) (2)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。(　　) (3)合成氨反应中，压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动。(　　) (4)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√(4)×　 · 方法1 化学反应的方向的判断 1.自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 2.反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 · 方法2 平衡常数的计算 1．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 2．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 3．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 · 方法3化学平衡常数的应用 1.判断反应可能进行的程度 K值 ＜10－5(或＜10－6) 10－5～105(或10－6～106) ＞105(或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 2.判断反应反应方向以及是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bBcC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 3.判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 · 方法4 解答化学平衡图像题的步骤与原则 1．化学平衡图像题的解题“三步骤” (1)看图像 一看面(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。 (2)想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 (3)作判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。 2．化学平衡图像题的解答“两原则” (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。 例如，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图。 定压看温度变化，升温，曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向左移动，正反应是放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应前后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向右移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平，数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如下图甲所示，表示反应物的转化率)或表示的压强较大[如下图乙所示，φ(A)表示反应物的体积分数]。 甲　　　　　　　　 乙 甲表示：T2＞T1；正反应放热。 乙表示：p1＜p2；正反应为气体总体积缩小的反应。 · 方法5 比较化学反应速率大小的方法 1.定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 2.定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3．统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 4．比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 · 方法6 有关化学平衡的计算 1．有关化学平衡的计算，可采用“三段式法”求解 所谓“三段式”就是“初始”“转化”“平衡”三个阶段。在解题时，给每一种反应物或反应产物填上或计算出这三个阶段的物质的量或物质的量浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目要求列出方程求解。 2．主要计算类型 (1)化学平衡常数的有关计算； (2)转化率的有关计算； (3)反应中某组分的量的计算。 3．温度和压强对转化率(α)的影响 温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。 4．改变反应物用量对转化率(α)的影响 (1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。 ①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。 ②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强， 当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变； 当m＋n＞p＋q时，α(A)、α(B)增大； 当m＋n＜p＋q时，α(A)、α(B)减小。 (2)反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强， 当a＝b＋c时，α(A)不变； 当a＞b＋c时，α(A)增大； 当a＜b＋c时，α(A)减小。 5．产物的产率＝×100%(产物的量包括物质的量、质量、气体体积、浓度)。 · 方法7 化学反应速率及平衡图像分析 1．求解化学反应速率图像的一般步骤 (1)看图：弄清纵、横坐标的含义。 (2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 (3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。 (4)看变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。 2．分析解答化学平衡图像应注意的事项 化学平衡的有关图像是中学化学中基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象、直观地表述出来。学生能熟练地解答化学图像问题，也是现行教学大纲的要求。分析解答化学平衡图像问题要注意以下几点： (1)看懂图像：一看面(横坐标与纵坐标)；二看线(线的走向、变化的趋势)；三看点(线的起点、交点及拐点)；四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)。 (2)联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，要求熟练准确。 (3)方法技巧：①利用图像判断外界条件对平衡的影响时，必须找准是一种平衡状态到另一种平衡状态的变化。②平衡图像曲线上的每一个点都代表在该条件下体系的平衡状态，而曲线外的点表示该条件下体系未达到平衡。 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $