第七章 化学反应速率与化学平衡Word文档格式.docx
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某时刻浓度/mol·
L－1a－x b－
c＋
（4）根据问题进行有关计算。
2.利用“系比规律”计算反应速率
同一反应的化学反应速率用不同物质表示时，数值可能不同，但满足速率之比等于方程式计量系数之比。
可以先求出其中一种物质表示的速率，再利用系比规律求其他物质表示的速率。
特别提醒：
（1）同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。
因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质作标准的。
（2）计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
【例1】将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生反应3A（g）＋B（g）
xC（g）＋2D（g）。
经5min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5mol·
L－1，c（A）∶c（B）＝3∶5，v（C）＝0.1mol·
L－1·
min－1。
试求：
（1）x的值为 。
（2）B的平均反应速率为 。
（3）A的平衡浓度为 。
【思路点拨】本题的思维流程如下：
【解析】
（1）v（D）＝
＝0.1mol·
min－1＝v（C），可知x＝2。
（2）v（B）＝
＝
＝0.05mol·
（3） 3A（g） ＋B（g）
xC（g）＋2D（g）
起始浓度/mol·
L－1a a 0 0
转化浓度/mol·
L－10.750.250.50.5
平衡浓度/mol·
L－1a－0.75a－0.250.50.5
（a－0.75）∶（a－0.25）＝3∶5，求得a＝1.5，所以A的平衡浓度：
c（A）＝1.5mol·
L－1－0.75mol·
L－1＝0.75mol·
L－1。
【答案】
（1）2
（2）0.05mol·
min－1 （3）0.75mol·
L－1
【规律总结】要灵活运用四种量之比相等，即化学计量数之比＝Δn之比＝Δc之比＝
v之比。
【变式1】将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：
2A（g）＋B（g）
2C（g）。
若经2s后测得C的浓度为0.6mol·
L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·
s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol·
其中正确的是（ ）
A.①③B.①④C.②③D.③④
【解析】根据v＝
，v（C）＝
＝0.3mol/（L·
s）；
v（A）＝v（C）＝0.3mol/（L·
v（B）＝
v（C）＝0.15mol/（L·
2s时消耗A的物质的量为：
0.3mol/（L·
s）×
2L×
2s＝1.2mol，
所以A的转化率为
×
100%＝30%，2s时，c（B）＝1mol/L－0.15mol/（L·
2s＝
0.7mol/L。
【答案】B
考点二 化学反应速率的快慢比较
同一反应的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，而要进行一定的转化。
比较方法：
（1）换算成同一物质表示，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。
即比较
与
，若
>
，则A的反应速率比B大。
（1）反应速率大小的比较中，单位一定要统一。
（2）有些反应还可以通过观察反应现象、消耗快慢、完成时间等方式进行速率比较。
【例2】在四个同样的密闭容器中发生反应：
A（g）＋3B（g）
2C（g），在同一时间内测得容器内的反应速率甲：
v（A）＝3mol·
（L·
min）－1；
乙：
v（B）＝4.5mol·
丙：
v（C）＝
4mol·
丁：
v（A）＝0.075mol·
s）－1。
若其他条件相同，只有温度不同，则四个容器内温度最高的是（ ）
A.甲B.乙C.丙D.丁
【思路点拨】要解答本题，应首先将各化学反应速率换算成用同一物质、同一单位表示的速率，然后进行比较，并按照温度越高反应速率越快来判断。
【解析】四个容器内反应速率都用A表示：
甲：
v（A）＝4.5×
mol·
min）－1＝1.5mol·
v（A）＝2mol·
v（A）＝0.075×
60mol·
min）－1＝4.5mol·
min）－1。
因温度越高，反应速率越快，故丁中温度最高。
【答案】D
【变式2】在不同条件下分别测得反应2SO2＋O2
2SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是（ ）
A.v（SO2）＝4mol·
min－1B.v（O2）＝3mol·
min－1
C.v（SO2）＝0.1mol·
s－1D.v（O2）＝0.1mol·
s－1
【解析】A中，v（O2）＝
v（SO2）＝2mol·
min－1，B中，v（O2）＝3mol·
min－1，C中，v（O2）＝
v（SO2）＝
0.1×
min－1＝3mol·
min－1，D中，v（O2）＝0.1×
min－1＝6mol·
数值大者，反应速率大，故D项符合题意。
第2讲 影响化学反应速率的因素
考点一 影响化学反应速率的因素
1．内因：
由参加反应的物质的结构（化学性质、化学键强弱等）和反应过程决定。
如常温下N2和H2反应困难，而F2和H2反应就容易多了。
2．外因：
主要指浓度、温度、压强和催化剂的影响；
反应颗粒（固体）的大小、光、波等对化学反应速率也有影响。
（1）浓度：
增大反应物浓度―→单位体积内活化分子数增多―→单位时间内有效碰撞次数增多―→反应速率增大。
相反，反应速率减慢。
①注意不要因为浓度增大而改变反应的本质，如Fe与稀H2SO4反应，若由稀H2SO4改为浓H2SO4，虽然浓度增大，但反应的本质发生了变化，Fe本身被钝化，而使反应停止。
②若为混合溶液，其浓度指混合后的总浓度。
③纯固体物质和纯液态物质的浓度可视为常数，故纯固体物质的反应速率与其用量的多少无关。
如：
3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2↑，增加Fe的质量，反应速率不变。
（2）温度：
一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。
注意：
温度对反应速率影响的规律，对吸热反应、放热反应都适用。
（3）压强：
由于压强对固体和液体几乎无影响，因此，对无气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可忽略不计。
对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。
所以讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强变化的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率有何影响。
对于气体反应体系，有以下几种情况：
①恒容时：
a.充入气体反应物―→总压强增大―→浓度增大―→单位体积内活化分子数增多―→有效碰撞次数增多―→速率加快；
b.充入稀有气体后，总压强虽增大但分压不变，即各物质的浓度不变，单位体积内活化分子数不变，有效碰撞次数不变，反应速率不变。
②恒压时：
a.按原比例充入反应物，若各物质的浓度不变，则化学反应速率不变；
b.充入稀有气体―→体积增大―→各物质的浓度减小―→单位体积内活化分子数减小―→有效碰撞次数减小―→反应速率减慢。
（4）催化剂对反应速率的影响
在其他条件不变时，使用催化剂，能降低反应所需的活化能，增加了单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，反应速率大大加快。
【例1】在恒温下，使反应C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g）在一容积可变的密闭容器中进行。
下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A.①④B.①③C.④D.②④
【思路点拨】根据浓度、压强、温度、催化剂等对反应速率的影响来考虑。
【解析】①中C是固体，其浓度是常数，增加C的量对反应速率无影响。
②中容器的体积缩小一半，各物质的浓度增大一倍，反应速率增大。
③中保持体积不变，充入N2体系压强虽然增大，但各物质的浓度不变，故反应速率不变。
④中压强不变，但充入N2会使容器体积变大，各物质的浓度变小，反应速率减小。
故对反应速率几乎无影响的是①和③。
【答案】B
【变式1】对于反应N2（g）＋O2（g）
2NO（g），在密闭容器中进行，下列条件中能使该反应的逆反应速率加快的是（ ）
A.缩小体积使压强增大
B.压强不变充入He使体积增大
C.体积不变充入He使压强增大
D.压强不变充入N2使体积增大
【解析】压强增大，正、逆反应速率均增大，A项正确；
B项压强不变，体积增大导致反应体系中物质的浓度减小，正、逆反应速率减小；
C项对反应体系中物质的浓度无影响，反应速率不变；
D项使c（NO）减小，逆反应速率减小。
【答案】A
考点二 外界条件对可逆反应速率的影响
1.外界条件对可逆反应的正逆反应速率的影响趋势一样但影响程度大小不同。
即若改变影响化学反应速率的一个条件时，改变条件后比改变条件前正逆反应速率都增大或都减小，只是改变的多少不同。
2.用v-t图象解释外界条件对可逆反应速率的影响
平衡体系
条件变化
瞬时速率变化
速率变化曲线
任一平衡体系
增大反应物的浓度
v正增大，v逆不变，且v正′＞v逆′
增大生成物的浓度
v逆增大，v正不变，且v逆′＞v正′
正反应方向为气体体积增大的放热反应
增大压强或升高温度
v正、v逆均增大，且v逆′＞v正′
减小压强或降低温度
v正、v逆均减小，且v正′＞v逆′
任意平衡或反应
前后气体化学计
量数之后相等的
平衡
催化剂或增大压强
v正′、v逆′同等倍数增大
减小压强
v正′、v逆′同等倍数减小
浓度改变时反应速率图象的变化中，v正′或v逆′是连续的，无跳跃性的；
温度、压强改变时其图象中v正′和v逆′均是不连续的，有跳跃性的。
【例2】向某密闭容器中加入0.15mol/LA、0.05mol/LC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0时c（B）未画出，t1时增大到
0.05mol/L]。
乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
（1）若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为 mol/L。
（2）若t5时改变的条件是升温，此时v（正）>
v（逆），若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出该反应的热化学方程式：
。
（3）t3时改变的某一反应条件可能是 （选填序号）。
a.使用催化剂b.增大压强c.增大反应物浓度
【思路点拨】由乙图t4时速率减小但平衡没移动判断出该反应为反应前后化学计量数之和相等的反应，结合图甲，确定方程式进而解答本题。
（1）t4时减小压强，v（正）、v（逆）以同等倍数下降，说明反应前后化学计量数之和相等，由A、C浓度变化曲线知t1时，A、C的浓度变化量分别为：
Δc（A）＝0.15mol·
L－1－0.06mol·
L－1＝0.09mol·
L－1，Δc（C）＝0.11mol·
L－1－0.05 mol·
L－1＝0.06mol·
L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，故反应为3A（g）
2C（g）＋B（g）则B起始浓度为0.05mol·
L－1－0.03mol·
L－1＝0.02mol·
（2）因升温，v（正）>
v（逆），平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学反应式为3A（g）
2C（g）＋B（g）ΔH＝＋100akJ·
mol－1。
（3）乙图中t3时刻v（正）、v（逆）以同等倍数增大，故应是增大压强或加入催化剂。
（1）0.02
（2）3A（g）
2C（g）＋B（g） ΔH＝＋100akJ/mol （3）ab
【变式2】对于N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）ΔH<
0反应平衡体系，下列叙述或表达正确的是（ ）
A.在恒温下，t0时刻减小容器的体积，其v-t关系如图
B.在恒温恒容条件下，充入He，v正和v逆均增大
C.在恒温恒容条件下，充入一定量N2，v正增大
D.升高温度，v正减小，v逆增大
【解析】本题主要考查外界条件对反应速率的影响。
A项减小体积，增大压强，v正>
v逆，A错；
B项浓度不变，v不变，B错；
C项增大反应物浓度v正增大，C正确；
D项升温，
v正、v逆均增大。
【答案】C
第3讲 平衡状态的判定及平衡的移动
第1课时 平衡状态的判定
考点一 化学平衡状态的判定
1.判断方法：
（1）速率判据（本质特征）
（2）含量判据（外部特征）
描述对象是个体的量不变如：
（3）其他外部特征
混合气体的平均相对分子质量，密度、颜色等不变的状态，要根据具体反应，具体条件结合它们的定义式来判断。
①对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，压强不变气体的平均相对分子质量不变，或恒温、恒压时，体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。
②对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。
③对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。
2.具体实例：
对于密闭容器中的反应mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况，是否达到平衡。
可能的情况举例
是否已达平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
②各物质的质量或各物质质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v正＝v逆
②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则v正＝v逆
③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆
④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指v逆
压强
①m＋n≠p＋q时，总压强一定（其他条件一定）
②m＋n＝p＋q时，总压强一定（其他条件一定）
混合气体平均相对分子质量
①
一定时，当m＋n≠p＋q时
②
一定时，当m＋n＝p＋q时
温度
任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他条件不变）
体系的密度
密度一定
其他
如体系颜色不再变化等
【例1】
（2013·
陕西宝鸡中学模拟）随着大气污染的日益严重，国家拟于“十二五”期间将氮氧化物（NOx）排放量减少10%。
在一定温度下，容器体积不变的密闭容器中用活性炭还原法处理氮氧化物的反应为C（s）＋2NO（g）
N2（g）＋CO2（g）。
下列选项不能作为判断该反应达到平衡状态的是（ ）
A．容器内压强保持不变
B．v正（NO）＝2v逆（N2）
C．容器内CO2的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
【思路点拨】解答时注意：
（1）该反应的特点是气体物质计量数之和不变的反应，外界条件是恒温恒容。
（2）平衡状态的判断依据：
v正＝v逆或变量不变时，达到平衡。
【解析】该反应过程中，气体物质计量数之和不变，因此容器内的压强始终保持不变，A项错误；
v正（NO）＝2v逆（N2）时，反应达到平衡，B项正确；
随着反应向正反应方向进行，容器内CO2的体积分数逐渐增大，混合气体的密度逐渐增大，因此C项和D项均能说明该反应达到平衡状态。
【变式1】
（2012·
上海卷）用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g）
Si3N4（s）＋12HCl（g）＋Q（Q>
0）。
一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（ ）
A.3v逆（N2）＝v正（H2）B.v正（HCl）＝4v正（SiCl4）
C.混合气体密度保持不变D.c（N2）∶c（H2）∶c（HCl）＝1∶3∶6
【解析】A项，正、逆反应方向且反应速率大小的比例与方程式中的物质前系数不相等，不能表示上述反应达到化学平衡状态；
B项，表示同一反应方向，不能表示上述反应达到化学平衡状态；
C项，由于反应混合物不全部都是气体且气体的物质的量不等，故其密度不变，能表示上述反应达到化学平衡状态；
D项，没有说明正、逆反应速率，不能表示上述反应达到化学平衡状态。
第2课时 化学平衡的移动
考点一 化学平衡移动的分析方法
1.外界条件对化学平衡的影响的分析
2.应用上述规律分析问题时应注意：
（1）不要把v（正）增大与平衡向正反应方向移动等同，只有v（正）＞v（逆）时，才使平衡向正反应方向移动。
（2）不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高。
当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率会降低。
（3）不要将平衡的移动和浓度的变化等同起来。
不要以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。
安徽卷）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：
MgSO4（s）＋CO（g）
MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g） ΔH>
0。
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项
x
y
A
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量（忽略体积）
CO的转化率
【思路点拨】解答本题应注意：
（1）分析反应特点：
正反应是气体物质的量增加且吸热的反应，MgSO4（s）和MgO（s）都是固体。
（2）参照图象，分析反应条件变化时（随着x的增加）平衡如何移动，从而引起有关量（y）如何变化。
【解析】该反应是正反应方向气体物质的量增加且吸热的可逆反应。
升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，密度增大，A项正确；
增加CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；
平衡常数只与温度有关，C项错误；
因MgSO4为固体，增加其量，平衡不发生移动，CO的转化率不变，D项错误。
全国大纲卷）反应X（g）＋Y（g）
2Z（g） ΔH＜0，达到平衡时，下列说法中正确的是（ ）
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c（X），X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
【解析】该反应为前后气体体积不变的反应，因此改变压强平衡不移动，A项错误；
催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，但不能改变平衡状态，产率应保持不变，B项错误；
增大一种反应物浓度，会使另一反应物的转化率增大，而本身的转化率会下降，C项错误；
降低温度，平衡向着放热方向即向右移动，因此Y的转化率增大，D项正确。
考点二 勒夏特列原理（平衡移动原理）的应用
1．判状态：
由压强的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。
2．判系数：
由压强的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物与生成物之间的计量数的大小关系。
3．判ΔH：
由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应（或逆反应）是吸热反应还是放热反应。
4．判转化率：
根据条件改变对化学平衡的影响，可以判断达到新平衡时某反应物转化率的提高或降低以及平衡体系中某组分百分含量的变化。
5．调控反应：
根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动的原理，可调控工业反应使之效益最大化。
【例2】
四川卷）在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X（g）＋Y（g）
2Z（g） ΔH<
0，一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表：
t/min
2
4
7
9
n（Y）/mol
0.12
0.11
0.10
下列说法中正确的是（ ）
A．2min前平均速率v（Z）＝2.0×
10－3mol/（L·
min）
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v逆>
v正
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大
【思路点拨】本题考查反应速率的计算、外界条件对平衡移动的影响、化学平衡常数、等效平衡等知识。
解答此题应根据表格中的
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