北京版2021高考化学一轮复习专题十化学反应速率和化学平衡课件

北京版2021高考化学一轮复习专题十化学反应速率和化学平衡课件

考点清单 考点一　化学反应速率 考点基础 1.表示方法 用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2.计算公式 v =   3.常用单位 mol·L -1 ·min -1 或mol·L -1 ·s -1 。 4.化学反应速率与化学计量数的关系 对于反应 m A(g)+ n B(g)   p C(g)+ q D(g),在同一时间段内化学反应速率 v (A)∶ v (B)∶ v (C)∶ v (D)= m ∶ n ∶ p ∶ q 。 5.影响化学反应速率的因素 重点突破 1.计算化学反应速率时的注意事项 (1)计算化学反应速率时,一定要用物质的量浓度的变化量,一般不用物质 的量的变化量。 (2)化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率,不是瞬时速率,且 均取正值。 (3)改变固体和纯液体的量对化学反应速率无影响(因为固体、纯液体的浓 度视为常数),但改变固体表面积会影响化学反应速率。 (4) 不要把外界因素对反应速率的影响和对化学平衡的影响混淆。 如升温, 正、逆反应速率都增大,但是增大的幅度不同,导致化学平衡发生移动。 (5) 催化剂有正催化剂和负催化剂之分,正催化剂即通常所说的催化剂,负 催化剂又称为抑制剂。 2.“惰性气体”对反应速率的影响 我们把化学反应体系中与各反应成分不发生反应的气体统称为“惰性气 体”。 (1) 恒温恒容时 对于有气体参加的反应,充入“惰性气体”   体系总压强增大,但各反 应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,反应速率不变。 (2) 恒温恒压时 对于有气体参加的反应,充入“惰性气体”   容器容积增大   各反 应成分浓度降低   反应速率减慢。 考点二　化学平衡 考点基础 1. 可逆反应 (1) 概念 在相同条件下 , 既能向① 　正反应     方向进行 , 又能向② 　逆反应     方向进 行的化学反应。 (2) 特点 : 可逆反应不能反应完全。 (3) 表示 : 化学方程式中反应物和生成物用“   ”连接。 2.化学平衡状态 (1)概念 一定条件下,可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等时,反应体系中所 有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。 (2)建立过程:以可逆反应N 2 +3H 2   2NH 3 为例。反应开始时,反应 物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为0,逆反应速率为0。随着反应 的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;生成物的浓度逐渐增 大,逆反应速率逐渐增大。当正反应速率和逆反应速率相等时,反应达到平 衡状态,此时反应物和生成物的浓度均③ 　保持不变      。变化过程如下图 所示: (3)特征 “逆”——研究对象是 可逆反应 。 “等”—— v 正 = v 逆 。 “动”—— 化学平衡是一种动态平衡,即 v 正 = v 逆 ≠ 0。 “定”—— 平衡时反应混合物中各组分的含量保持恒定。 “变”—— 条件改变,平衡状态发生改变,在新条件下建立新的平衡。 3.外界条件对化学平衡的影响 (1)化学平衡移动的过程   (2)影响平衡移动的外界条件 以可逆反应 m A(g)+ n B(g)   p C(g)+ q D(g)为例。 (3)勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的物质的浓 度),平衡将向着能够④ 　减弱     这种改变的方向移动。 重点突破 浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况 (1) 当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时 , 由于 其“浓度”是恒定的 , 不随其量的增减而变化 , 故改变这些固体或液体的 量 , 对平衡基本无影响。 (2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,所以,当反应混合物 中不存在气态物质时,压强的变化对平衡无影响。 (3)对于气体分子数无变化的反应,如H 2 (g)+I 2 (g)   2HI(g),压强的变化对 其平衡无影响。在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度 是相同的,故平衡不移动。 (4) 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影 响。 如某平衡体系中, c (N 2 )=0.1 mol·L -1 、 c (H 2 )=0.3 mol·L -1 、 c (NH 3 )=0.2 mol·L -1 ,当浓度同时增大一倍,即 c (N 2 )=0.2 mol·L -1 、 c (H 2 )=0.6 mol·L -1 、 c (NH 3 )=0.4 mol·L -1 ,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH 3 的方向移动。 (5) 在恒容的容器中,当改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强改 变,但判断平衡移动的方向时,应仍以浓度的影响去考虑。 (6)惰性气体对化学平衡的影响 ①若容器 恒温、恒容 ,充入惰性气体虽改变了容器内气体的总压强,但却没 有改变各反应气体的浓度,故平衡不移动; ②若容器 恒温、恒压 ,充入惰性气体就会使容器的容积增大,虽未减小容器 内气体的总压强,但降低了各反应物质的分压和浓度,从而使化学平衡向气 体体积增大的方向移动。 可见,改变容器内气体的压强,能否使平衡发生移动,取决于是否改变了反 应气体的浓度。 考点三　化学平衡常数及应用 考点基础 1. 化学平衡常数 (1) 概念 在一定温度下 , 可逆反应达到平衡状态时 , 生成物的浓度幂之积与反应物浓 度幂之积的比值是一个常数 , 这个常数叫该反应的化学平衡常数 ( 简称平 衡常数 ), 用符号 K 表示。 (2) 表达式 对于可逆反应 m A(g)+ n B(g)   p C(g)+ q D(s), K =   。 (3)影响因素 K 只受温度的影响,与反应物和生成物的浓度无关。 2.平衡转化率 (1)表达式 对于化学反应 a A(g)+ b B(g)   c C(g)+ d D(g),反应物A的平衡转化率 α (A)=   × 100%。 (2)规律 1)同一反应的不同反应物转化率可能不同,当按照化学计量数之比投入反 应物时,反应物的转化率相同。 2)相同条件下,增大某一反应物的浓度,可增大另一反应物的转化率,而增 大浓度的反应物的转化率会减小。 方法技巧 方法1      化学反应速率及化学平衡图像的分析方法 1.图像类型及特点 (1)速率-压强(或温度)图像 特点:曲线的意义是压强(或温度)对正、逆反应速率的影响。图中交点是 平衡状态,压强(或温度)增大后正反应速率增大的程度大,平衡正向移动。 (2)平衡转化率(或质量分数等)-压强-温度图像 特点:表示两个外界条件同时变化时,A的平衡转化率的变化规律。解决这 类图像题,采用“定一议二”法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨 论另外两个变量的关系。   特点:曲线上的点表示平衡状态,而X、Y点则未达平衡状态,使反应由X点 达到平衡状态,反应需向B的百分含量减小的方向进行;要使反应由Y点达 到平衡状态,反应需向B的百分含量增大的方向进行。   特点:表示不同条件下反应速率的快慢以及平衡混合物中D的质量分数大 小。解题方法是“先拐先平,数值大”,即曲线先出现拐点的首先达到平 衡,反应速率快,以此判断温度(或压强)的高低(或大小),再依据外界条件对 平衡的影响分析。 2.解答化学反应速率和化学平衡图像题的一般步骤 (3)质量分数-时间图像   例1　已知:4NH 3 (g)+5O 2 (g)   4NO(g)+6H 2 O(g)    Δ H =-1 025 kJ/mol。若 反应起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是   (　　)   解题导引　先看拐点的前后来确定温度或压强的高低 , 再根据曲线的上下 来确定平衡移动的方向。 解析　该反应的正反应为放热反应 , 温度升高平衡逆向移动 ,NO 的含量降 低 , 故 A 项正确 ,C 项错误 ; 该反应的正反应是气体体积增大的反应 , 压强减小 平衡正向移动,NO的含量增大,故B项正确;催化剂的使用只能改变反应速 率,不能使平衡发生移动,NO的含量不变,故D正确。 答案    C 方法2      化学平衡状态的判断方法 1.“两审” 一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压。二审反应特点:①反应前后气体 体积是否发生变化;②反应是吸热反应还是放热反应。 2.“两标志” (1)等: v 正 = v 逆 分析 v 正 、 v 逆 的关系。主要分析在某一可逆反应中,正反应消耗掉某反应物 的速率是否等于逆反应生成该反应物的速率。 (2) 定 : 达到平衡状态时 , 反应混合物中各组分的含量一定 ①分析体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数是否保 持不变。 ②对于有有色物质参加或生成的可逆反应 , 体系的颜色是否不再随时间而 变化。例如2NO 2 (g)   N 2 O 4 (g)。 ③体系中某反应物的转化率或某生成物的产率是否达到最大值或不再随 时间而变化。 以恒温恒容下可逆反应 m A(g)+ n B(g)   p C(g)+ q D(g)为例分析: 可能的情况举例 是否已达平衡 混合物体系中各组分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率的关系 在单位时间内消耗了 m mol A同时生成 m mol A,即 v 正 = v 逆 平衡 在单位时间内消耗了 n mol B同时生成 p mol C 不一定平衡 v (A)∶ v (B)∶ v (C)∶ v (D)= m ∶ n ∶ p ∶ q 不一定平衡 在单位时间内生成了 n mol B,同时消耗 q mol D 不一定平衡 压强 压强不再变化,当 m + n ≠ p + q 时 平衡 压强不再变化,当 m + n = p + q 时 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量   一定,当 m + n ≠ p + q 时 平衡   一定,当 m + n = p + q 时 不一定平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系的颜色不变,就是有色物质的浓度不变 平衡 规律总结　判断可逆反应是否达到平衡状态时 , 只要抓住“变量不变”即可 —— 如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量 , 在某时间段内不变 , 就可以说明反应达到平衡状态 ; 如果该物理量始终是一个定值 , 就不能作为判断的依据。 例2　在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应 m A(g)+ n B(g) p C(g)+ q D(g),当 m 、 n 、 p 、 q 为任意整数时,反应达到平衡的标志是   (　　) ①体系的压强不再改变; ②体系的温度不再改变; ③各组分的浓度不再改变; ④各组分的质量分数不再改变; ⑤反应速率 v (A)∶ v (B)∶ v (C)∶ v (D)= m ∶ n ∶ p ∶ q ; ⑥单位时间内 m mol A断键反应,同时 p mol C也断键反应; ⑦混合气体的密度不再变化。 A.③④⑤⑥　　B.②③④⑥ C.①③④⑤　　D.③④⑥⑦ 解题导引　体系中的物理量在反应过程中不断变化,当其不再发生变化时 的状态就是平衡状态。 解析　因为 m + n 与 p + q 的关系不确定,故①不能作为判断平衡状态的标志; 因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”,反应过程中,体系的温度应随 时间发生变化,当温度不变时达到平衡状态;各组分的浓度、质量分数不再 改变时,反应一定达到平衡状态;不论反应是否达到平衡状态,速率之比一 定等于化学计量数之比;单位时间内 m mol A断键反应,同时 p mol C也断键 反应,说明 v 正 = v 逆 ,即反应达到平衡状态;气体的总质量和总体积始终不变,密 度始终不变。 答案    B