第二章 化学反应速率与化学平衡 复习课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

考点过关 第二章 化学反应速率与化学平衡 Chemical Thinking 人教版 作者编号：35004 知识导图 第二章 化学反应速率 与化学平衡 考点01 化学反应速率 考点02 化学平衡 理解化学反应速率的概念并能准确进行计算和大小比较。掌握影响化学反应速率的因素，并能运用这些知识解决实际问题。 掌握化学平衡状态的判断方法，了解影响化学平衡的因素，能根据外界条件的改变判断化学平衡的移动方向。 考点03 化学反应 的方向与调控 考点04 化学平衡图像分析 掌握利用复合判据判断化学反应进行的方向。了解合成氨反应的特点，掌握提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件，理解工业合成氨适宜条件的选择依据。 掌握化学平衡图像的类型和分析方法， 如“先拐先平数值大”“定一议二”等，能从图像中获取有效信息解决化学平衡相关问题。 作者编号：35004 考点01 化学反应速率 例如：反应　 mA　　 ＋ 　nB　 ⇌　pC n0 或 c0 a b c ∆n 或∆c x n平 或c平 a－x　 　 b－　 c+ 一、化学反应速率 1、速率的计算模型——“三段式” v＝ ∆c ∆t 或v＝ ∆n ∆t V ★ 化学反应速率之比=方程式的系数比。 作者编号：35004 考点01 化学反应速率 2、速率大小的比较 (1)归一法：先换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 【例】已知2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋4D(g)在不同条件下的化学反应速率如下： ①v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1 ②v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1 ④v(D)＝6 mol·L－1·min－1 该化学反应在上述4种条件下由快到慢的顺序为______________。 (2)比值法：先统一单位，再比较化学反应速率与化学计量数的比值。 aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)，若＞，则用A表示的反应速率比用B表示大。 ②＞③＞①＞④ 作者编号：35004 考点01 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 1、内因(主要因素)：反应物本身的性质 2、外因： 浓度：反应物浓度与速率呈正比（固体、纯液体浓度视为常数，不影响速率） 温度：温度与速率呈正比（升高温度，正逆速率均增大） 催化剂：加入催化剂能提高反应速率（降低活化能，正逆速率等比例增大） 其他因素：增大反应物间接触面积、光辐射、形成原电池等，能增大反应速率 压强：增大能否增大反应速率，却决于增大压强的方法 增大压强的方法 压缩体积/充入气态反应物 体积不变，充入无关气体 压强增大，反应物浓度增大，速率加快 压强增大，但反应物浓度不发生变化，速率不变 作者编号：35004 考点01 化学反应速率 3、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 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 增大反应速率 单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多。 增大反应体系的温度 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 作者编号：35004 考点过关 1.反应：3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 则此反应在不同条件下进行最快的是( ) A.②③ B.①③ C.②④ D.② D 作者编号：35004 考点过关 2.在2L的恒温密闭容器中，充入2molA和3molB发生反应 ，经2min后B的浓度减少0.6 mol/L。下列说法正确的是( ) A．用A表示2min内的反应速率是0.2mol/(L·min) B．比较B、D的反应速率：v(B)= 0.005mol/(L·s)小于v(D)= 0.2mol/(L·s) C．2min时物质C的浓度为0.2mol/L D．2min末容器内气体的压强比起始时压强小 C 作者编号：35004 考点02 化学平衡 一、化学平衡状态 逆 等 动 定 变 化学平衡研究的对象是可逆反应 v正＝v逆，都大于零 化学平衡是一种动态平衡，平衡状态时，反应并没有停止，v≠0 反应物和生成物的浓度(或百分含量)保持不变 条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态 1、化学平衡特征 作者编号：35004 考点02 化学平衡 2、化学平衡状态的判断 【动态标志】 v正＝v逆≠0 【静态标志】 “变量不变” 同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率 不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系 各物质的质量、物质的量或浓度不变 各物质的百分含量不变(物质的量分数、质量分数、体积分数) 反应体系温度不变 压强不变(化学反应方程式两边气体体积不相等) 有色反应体系的颜色不变 作者编号：35004 考点02 化学平衡  恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) ⇌2NH3(g) H2(g) + I2(g) ⇌2HI(g) H2(g) + I2(s) ⇌2HI(g) 气体总物质的量不变     气体的总质量不变     气体的总压强不变     气体的密度不变     混合气体的平均相 对分子质量不变     混合气体颜色不变     体系的温度不变     √ × × × √ × × × √ × × √ √ √ √ √ √ √ √ × √ 疑难剖析：判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡 作者编号：35004 考点02 化学平衡 二、化学平衡移动 ★勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变 1、化学平衡移动模型建构 改变 反应条件 不平衡 v(正)≠v(逆) 各组分浓度不断变化 化学平衡1 v(正)=v(逆) 各组分浓度保持不变 一段 时间 化学平衡2 v`(正)=v`(逆) 各组分浓度又保持不变 作者编号：35004 考点02 化学平衡 改变的条件 (其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向________方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向________方向移动 正反应 逆反应 压强 (对有气体参加的反应) 反应前后气体 体积改变 增大压强 向气体分子总数______的方向移动 减小压强 向气体分子总数______的方向移动 反应前后气体 体积不变 改变压强 平衡____移动 温度 升高温度 向______反应方向移动 降低温度 向______反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 减小 增大 不 吸热 放热 2、影响化学平衡移动的因素 作者编号：35004 考点02 化学平衡 在恒容密闭容器中，以反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例： ①若按照方程式系数比投料，达到平衡后，每种反应物的转化率相等。②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。具体如下： 3、平衡移动与转化率分析 a+b=c+d A、B的转化率不变 a+b＞c+d A、B的转化率增大 a+b＜c+d A、B的转化率减小 作者编号：35004 考点02 化学平衡 (1)判断反应的程度K值越大，说明反应进行的程度______，转化率也______。 (2)判断反应进行的方向。对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g) 的任意状态 浓度商： (3)判断可逆反应的反应热 越大 越大 Q＜K 反应正向进行 Q=K 反应处于平衡状态 Q＞K 反应逆向进行 T↑ K↑ 正反应吸热;T↑ K↓ 正反应放热 T↓ K↑ 正反应放热;T↓ K↓ 正反应吸热 1、化学平衡常数的应用 三、化学平衡常数 作者编号：35004 考点02 化学平衡 2、化学平衡常数的计算 对于一般可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，反应达到平衡后， ①K＝ 。(固体和纯液体通常不计入平衡常数表达式中)。 ②Kx＝ 。(其中x为物质的量分数/体积分数)。 ③Kp＝ 。(其中p为各气体的分压，分压等于物质的量分数乘总压)。 xp(C) • xq(D) xm(A) • xn(B) cp(C) • cq(D) cm(A) • cn(B) pp(C) • pq(D) pm(A) • pn(B) 作者编号：35004 考点02 化学平衡 2、化学平衡常数的计算 一定温度，对于反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，平衡常数为K: ④K正＝ 。(固体和纯液体通常不计入平衡常数表达式中)。 ⑤方程式乘以某个系数x，K`＝ 。 ⑥两方程式相加，则总方程式的平衡常数：K总＝K1·K2。 ⑦两方程式相减，则总方程式的平衡常数：K总＝K1/K2。 1 K逆 Kx 作者编号：35004 考点02 化学平衡 3、其他相关计算 ①α平(A)＝ 。(同一条件下，平衡转化率是最大转化率)。 ②产率＝ 。 ③平衡时某物质的百分含量= 。 c0(A) - c平(A) c0(A) ×100％ 实际产量 理论产量 ×100％ 使用催化剂，不能改变平衡转化率！ 某组分的平衡量 平衡时各物质的总量 ×100％ 作者编号：35004 考点过关 1.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡状态的是_________。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是_____。 (3)能说明2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡状态的是___________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)达到平衡状态的是___________。 (5)能说明5CO(g)＋I2O5(s)⇌5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 ①③④⑥ ⑤⑥ ①③④⑤⑥ ①②③④⑥ ②④⑥ 作者编号：35004 考点过关 2.某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中充入气体A、气体B，其浓度分别为2 mol·L－1、1 mol·L－1，且发生如下反应：3A(g)＋2B(g)⇌4C(？)＋2D(？)。反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6 mol C，且反应前后气体的压强比为5∶4，回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式为_______________________________________。 (2)B的转化率为________。 (3)增加C的量，A、B的转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。 40% 不变 K＝ c2(D) c3(A) · c2(B) 作者编号：35004 考点过关 3.反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生。下列选项表明反应一定处于平衡状态的是(　　) A.容器内的温度不在变化 B.容器内的压强不在变化 C.相同时间内断开H-H键与N-H键的数目比为1:1 D.容器内气体浓度比为c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1:3:2 A 作者编号：35004 考点过关 4.在某密闭容器中发生反应: 2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)，反应体系在平衡状态时SO3的质量分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.D点：v正<v逆 B.反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的ΔH>0 C.若B、C点的平衡常数分别为KB、KC，则KB=KC D.恒温恒压下向平衡体系中通入氦气，平衡向左移动 D 作者编号：35004 考点03 化学反应的方向与调控 一、判断化学反应能否自发进行的依据 复合判据：ΔG＝ΔH-T·ΔS ΔG＜0反应能自发进行 ΔH ΔS ∆H<0 ∆S>0 所有温度下反应自发进行 ∆H>0 ∆S>0 高温下反应自发进行 ∆H>0 ∆S<0 ∆H<0 ∆S<0 低温下反应自发进行 所有温度下反应不能自发进行 作者编号：35004 考点03 化学反应的方向与调控 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，尽可能使化学平衡向生成所需产物的方向移动 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，循环利用从而降低生产成本 从实际生产能力分析 既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性 从催化剂的使用分析 ①防止催化剂中毒，增加乳化装置； ②温度对催化剂活性的影响； ③应用催化剂的选择性，控制副反应，提高产率，降低成本 二、化学反应调控的一般原则 作者编号：35004 考点03 化学反应的方向与调控 三、工业合成氨反应的适宜条件 ⇌ 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 适宜条件 压强 温度 催化剂 浓度 增大_____ 浓度 ____反应物浓度，____反应产物浓度 高压 高压 高压 使用 无影响 使用 高温 低温 兼顾速率和平衡， 且考虑催化剂活性 反应物 增大 降低 增大反应物的浓度 不断减小产物浓度 1×107～1×108 Pa (教材：10 ~30 MPa) 700 K左右 (教材：400~500 ℃) 铁触媒 N2、H2投料比为1∶2.8 氨及时分离出去， 剩余气体循环使用 作者编号：35004 考点过关 1.接触法制硫酸的关键反应为SO2的 催化氧化：SO2(g)＋O2(g)⇌SO3(g)　ΔH＝－98.9 kJ·mol－1 (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是________。 a．温度越高，反应速率越大 b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 cd 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 一、v-t图像 v-t“渐变”类图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大； v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________ t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小； v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变， 减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大； v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，________________ t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小； v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变， 减小生成物的浓度 增大反应物的浓度 增大生成物的浓度 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 图像 t1时刻所改变 的条件　 温 度 ____ 降低 升高 降低 t1时刻改变的条件可能是使用催化剂或加压(仅适用于∆n=0的反应)。 正反应为____ 反应 正反应为吸热的反应 压 强 ____ 减小 增大 减小 正反应为气体 物质的量 ____ 的反应 正反应为气体 物质的量减小的反应 升高 放热 增大 增大 一、v-t图像 v-t“断点”类图像 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 二、物质的量(或浓度)—时间图像 例如某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的 物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)根据图像可知 ①X、Y是反应物，Z是产物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3 mol，Δn(Y)＝n2－n3 mol，Δn(Z)＝n2 mol。 (2)根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均反应速率、转化率等 ②确定化学方程式系数比 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 三、含量—时间—温度(压强) (C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数) 先拐先平，数值大 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 四、恒压(或恒温) 图 此类图像纵坐标为某物质平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强，注意控制变量， 即“定一议二”。反应：aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)　ΔH 图像 结论 a＋b____c＋d，ΔH____0 a＋b____c＋d，ΔH____0 ＞ ＞ ＞ ＞ 作者编号：35004 考点04 化学平衡图像分析 五、几种特殊图像 对于反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 作者编号：35004 考点过关 1.根据v－t图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)⇌2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间关系如图所示 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是(　　) A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 D 作者编号：35004 考点过关 2.已知：A(g)＋2B(g)⇌3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B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(　　) 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) B 作者编号：35004 考点过关 3.硝酸厂常用催化还原法处理尾气，CH4在催化剂作用下可以将NO2还原为N2，反应原理为CH4(g)+2NO2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)    ΔH<0，NO2(g)的平衡转化率[α(NO2)]随温度、压强变化如图所示(X、Y代表温度或压强)。下列说法错误的是(　     ) A. X代表压强 B.Y1<Y2 C. 平衡常数：Ka>Kc D. 适当降低温度，NO2的平衡转化率增大 A 作者编号：35004 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。 $