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2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 歸納與整理》教案 新人教版選修4 知識要點(diǎn)： 1、 化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表達(dá)方法； 2、 濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響； 3、 能描述化學(xué)平衡的建立，理解化學(xué)平衡的特征、標(biāo)志； 4、 理解影響化學(xué)平衡的因素，勒夏特列原理及應(yīng)用； 5、 化學(xué)平衡中的圖像問題； 6、 化學(xué)平衡的計(jì)算； 7、 知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義，并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算； 8、 能利用焓變和熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 知識重現(xiàn)： 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1、化學(xué)反應(yīng)速率 （1）概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢的物理量。 通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。 （2）表示方法： v＝△c／△t 固體或純凈液體v＝△n／△t （用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)比。） 2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 （1）內(nèi)因（主要因素）是指參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)。 （2）外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1）濃度：其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大，減小反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率減小。 有關(guān)解釋：在其他條件不變時(shí)，對某一反應(yīng)，活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)增大，單位體積內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應(yīng)增多，化學(xué)反應(yīng)速率增大。 2）壓強(qiáng)：對有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。 有關(guān)解釋：當(dāng)溫度一定時(shí)，一定物質(zhì)的量的氣體的體積與其所受的壓強(qiáng)成反比。若氣體的壓強(qiáng)增大到原來的2倍，體積就縮小到原來的一半，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增大到原來的2倍。故增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積里反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率相應(yīng)增大；相反，減小壓強(qiáng)，氣體的體積就擴(kuò)大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率隨之減小。 說明： ①若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液，由于壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 ②與化學(xué)反應(yīng)無關(guān)的氣體對化學(xué)反應(yīng)速率是否有影響，要分情況而定。在一定溫度下于密閉容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)： a、充入He并保持容器的容積不變時(shí)，雖容器內(nèi)氣體的總壓增大，但由于氣體的容積不變，反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)。 b、充入He并保持容器內(nèi)的總壓不變時(shí)，必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大，引起反應(yīng)物濃度的減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡左移。 3）溫度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度反應(yīng)速率增大；降低溫度反應(yīng)速率減小。 經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大2～4倍。 有關(guān)解釋：在濃度一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。溫度升高，分子的運(yùn)動(dòng)加快，單位時(shí)間里反應(yīng)物分子間碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)也相應(yīng)地加快，前者是反應(yīng)速率加快的主要原因。 說明：溫度對反應(yīng)速率的影響規(guī)律，對吸熱、放熱反應(yīng)都適用，且不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制。 4）催化劑：催化劑能參與反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞頻率，加快了反應(yīng)速率。 5）其他因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 例如，通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場、高速研磨等等?？傊蚍磻?yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。 二、化學(xué)平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理）：如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 1、濃度：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 2、壓強(qiáng)：對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。 ?。▽τ跊]有氣體參加的可逆反應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)化學(xué)平衡不移動(dòng)。） 3、溫度：升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng)。 　無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)速率都加快；降低溫度反應(yīng)速率則減慢。 三、等效平衡：在一定條件（定溫、定容或定溫、定壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的分?jǐn)?shù)（體積、物質(zhì)的量）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。 （1）定溫、定容： ①反應(yīng)前后氣體體積改變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡數(shù)值相同。 ②反應(yīng)前后氣體體積不變：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。 （2）定溫、定壓：轉(zhuǎn)化成平衡式同一邊物質(zhì)物質(zhì)的量與原平衡比值相同。 四、化學(xué)平衡常數(shù) Cm (A)C n (B) Cp (C)Cq (D) K= 1、定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），用符號K表示。 如：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) （注意：①對于有固體或純液體參加的反應(yīng)，它們的濃度不列入K的表達(dá)式。 ②K值與濃度無關(guān)，只受溫度影響。不指明溫度，K值無意義。 ③對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。） 應(yīng)用：①判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度：K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高。 ②判斷反應(yīng)熱效應(yīng)：T升高，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 T降低，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 五、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷 根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低”和“有序”的自然規(guī)律，由焓變和熵變判據(jù)組合的復(fù)合判據(jù)適合于所有的過程。即 ΔG=ΔH－TΔS <0， 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ΔG=ΔH－TΔS ＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài) ΔG=ΔH－TΔS <0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 反應(yīng)熱ΔH 混亂度ΔS ΔG=ΔH－TΔS 自發(fā)性 >0 >0 低溫>0，高溫<0 較高溫度能自發(fā) >0 <0 >0 任何溫度都不能自發(fā) <0 >0 <0 任何溫度都能自發(fā) <0 <0 高溫>0，低溫<0 較低溫度能自發(fā) 知識檢驗(yàn)： 1、對于反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)，下列各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率，其中反應(yīng)進(jìn)行得最快的是（ ） A、v(A)=0.01 mol/(L?s) B、v(B)=0.02 mol/(L?s) C、v(B)=0.60mol/(L?min) D、v(C)=1.0mol/(L?min) 2、在可逆反應(yīng)中，改變下列條件一定能加快反應(yīng)速率的是（ ） A、增大反應(yīng)物的量 B、升高溫度 C、增大壓強(qiáng) D、使用催化劑 3、在2L的密閉容器中發(fā)生下面反應(yīng)：A(g)+2B(g) 3C(g)，經(jīng)過3min后A的物質(zhì)由10mol變?yōu)?mol，則下面表示的反應(yīng)速率正確的是（ ） A、vA=1molL－1min－1 B、vB=1molL－1min－1 C、vC=2molL－1min－1 D、vB=2molL－1min－1 4、在氣體反應(yīng)中，能使反應(yīng)物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時(shí)增加的方法是（ ） ①增大反應(yīng)物濃度 ②升高溫度 ③增大壓強(qiáng) ④移去生成物 ⑤加入催化劑 A、①③ B、②⑤ C、②④ D、①⑤ 5、一定溫度下，下列敘述不是可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是（ ） ①C的生成速率與C的分解速率相等；②單位時(shí)間內(nèi)amol A生成，同時(shí)生成3amol B； ③A、B、C的濃度不再變化；④混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化；⑤混合氣體的物質(zhì)的量不再變化；⑥單位時(shí)間消耗amol A，同時(shí)生成3amol B；⑦A、B、C的分子數(shù)目比為1:3:2。 A、②⑤ B、①③） C、②⑦ D、⑤⑥ 6、在一定溫度不同壓強(qiáng)（p1＜p2）下，可逆反應(yīng)2X(g) 2Y(g)＋Z(g)中，生成物Z在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)（）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系有以下圖示，正確的是（ ） P1 P2 B P1 P2 C P1 P2 A P1 P2 D t t t t 7、某化學(xué)反應(yīng)其△H== —122 kJ/mol，?S== 231 J/(molK)，則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行（ ） A、在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 B、在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行 C、僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行 D、僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行 8、同質(zhì)量的鋅與鹽酸反應(yīng)，欲使反應(yīng)速率增大，選用的反應(yīng)條件正確的組合是：①鋅粒 ②鋅片 ③鋅粉 ④5%鹽酸 ⑤10%鹽酸 ⑥15%鹽酸 ⑦加熱 ⑧用冷水冷卻 ⑨不斷振蕩 ⑩迅速混合后靜置（ ） A、③⑥⑦⑨ B、③⑤⑦⑨ C、①④⑧⑩ D、②⑥⑦⑩ 9、在密閉容器內(nèi)，使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應(yīng)：3H2+N22NH3 △H＜0 （1）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的濃度比是______。 （2）保持體積不變，升高溫度時(shí)，混合氣體的平均式量___ __，密度_____。 （3）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入Ar氣，并保持體積不變，平衡將_______移動(dòng)。 （4）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入Ar氣，并保持壓強(qiáng)不變，平衡將______移動(dòng)。 （5）當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，將c（N2）、c（H2）、c（NH3）同時(shí)增大1倍，平衡將___移動(dòng)。 10、在體積相同的四個(gè)容器，按下列要求充氣體，并加入適當(dāng)催化劑，①1 mol N2+3 mol H2 ②2 mol N2+3mol H2 ③1 mol H2+4 mol H2 ④1mol N2+4mol H2+0.5mol NH3在700K時(shí)分別建立平衡，四種情況下H2的轉(zhuǎn)化率由大到小的順序是___ ____。 參考答案： 1、A 2、B 3、B 4、B 5、C 6、B 7、A 8、A 9、(1)1:3 (2)變小，不變 （3）不 （4）逆反應(yīng)方向 （5）正反應(yīng)方向 10、②>①> ③>④