专题化学反应速率和化学平衡省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

高考化学二轮专题高考化学二轮专题复习课件复习课件专题七专题七 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第第1页页【考点要求考点要求】考点考点1：化学反应速率及其影响原因：化学反应速率及其影响原因 考点考点2：化学平衡特征及判断标志：化学平衡特征及判断标志 考点考点3：化学平衡移动化学平衡移动 考点考点4：等效平衡：等效平衡 考点考点5：化学平衡常数及转化率：化学平衡常数及转化率 考点考点6：化学平衡图像化学平衡图像 考点考点7：化学反应进行方向：化学反应进行方向第第2页页考点考点1：化学反应速率及其影响原因：化学反应速率及其影响原因1化学反应速率化学反应速率（1）概念：）概念：（2）注意：）注意：平均速率平均速率不能用固体或纯液体表示不能用固体或纯液体表示同一反应选取不一样物质浓度改变量表示速率，数同一反应选取不一样物质浓度改变量表示速率，数 值可能不一样，但表示意义相同值可能不一样，但表示意义相同化学反应速率之比等于化学方程式化学计量数之比化学反应速率之比等于化学方程式化学计量数之比比较反应速率大小：用同一个物质进行比较（依据比较反应速率大小：用同一个物质进行比较（依据 计量数转换），并注意单位统一计量数转换），并注意单位统一第第3页页考点考点1：化学反应速率及其影响原因：化学反应速率及其影响原因2影响化学反应速率原因影响化学反应速率原因（1）有效碰撞理论）有效碰撞理论（2）内因：）内因：（3）外因）外因：活化分子数分子总数活化分子数分子总数活化分子百分数活化分子百分数反应物本身性质反应物本身性质浓度浓度、压强、温度、催化剂、压强、温度、催化剂固体表面积、光、原电池等固体表面积、光、原电池等第第4页页考点考点2：化学平衡特征及判断标志：化学平衡特征及判断标志1可逆反应和不可逆反应可逆反应和不可逆反应2化学平衡状态特征：化学平衡状态特征：逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变3化学平衡判断：化学平衡判断：（1）等：）等：v正正v逆逆（意义上相等）（意义上相等）（2）定：）定：各组分质量、物质量、物质量浓度、各组分质量、物质量、物质量浓度、体积分数、质量分数、物质量分数以及反应物体积分数、质量分数、物质量分数以及反应物转化率等保持不变转化率等保持不变（3）对于全是气体反应，且前后计量数不相等对于全是气体反应，且前后计量数不相等（4）对于全是气体反应，且前后计量数相等对于全是气体反应，且前后计量数相等（5）颜色和温度等）颜色和温度等能变量保持不变即达平衡能变量保持不变即达平衡第第5页页考点考点3：化学平衡移动：化学平衡移动1勒夏特列原理：勒夏特列原理：2影响化学平衡原因影响化学平衡原因：浓度、压强、温度、催化剂浓度、压强、温度、催化剂第第6页页考点考点4：等效平衡：等效平衡1等效平衡等效平衡：2方法：方法：百分含量相同百分含量相同“一边倒一边倒”3类型：类型：（1）恒温恒容，反应前后气体计量数不等）恒温恒容，反应前后气体计量数不等（2）恒温恒容，反应前后气体计量数相等）恒温恒容，反应前后气体计量数相等（3）恒温恒压，与计量数无关）恒温恒压，与计量数无关极值等量即等效：极值等量即等效：极值等比即等效极值等比即等效极值等比即等效极值等比即等效这类等效平衡完全等同这类等效平衡完全等同（2）（）（3）两类等效）两类等效平衡，百分含量一样，平衡，百分含量一样，但物质量和物质量浓但物质量和物质量浓度与原始投料成倍数度与原始投料成倍数关系关系 第第7页页考点考点5：化学平衡常数及转化率：化学平衡常数及转化率1K表示式：表示式：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)2注意：注意：（1）K是一常数，只受温度影响，与反应物或生成物浓是一常数，只受温度影响，与反应物或生成物浓 度、度、p无关无关（2）K有单位，与表示式相关，但普通不写有单位，与表示式相关，但普通不写（3）表示式中，固体浓度、水）表示式中，固体浓度、水(纯液体纯液体)浓度不写浓度不写（4）K是指详细一个反应平衡常数，与方程式书写是指详细一个反应平衡常数，与方程式书写 和方向相关。和方向相关。第第8页页考点考点5：化学平衡常数及转化率：化学平衡常数及转化率3平衡常数应用平衡常数应用（1）K值大小能够表示反应进行程度值大小能够表示反应进行程度（2）利用）利用K能够判断某时刻反应进行方向能够判断某时刻反应进行方向浓度商浓度商Qc 和和 K关系关系4转化率：转化率：（1）由温度或压强改变使平衡正向移动，）由温度或压强改变使平衡正向移动，必定增大必定增大（2）由增大反应物浓度引发平衡正向移动）由增大反应物浓度引发平衡正向移动对于反应物有各种可逆反应对于反应物有各种可逆反应 对于反应物只有一个可逆反应对于反应物只有一个可逆反应 第第9页页考点考点6：化学平衡图像：化学平衡图像对于反应：对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，H 第第10页页考点考点6：化学平衡图像：化学平衡图像对于反应：对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，H 第第11页页考点考点6：化学平衡图像：化学平衡图像对于反应：对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，H 第第12页页考点考点7：化学反应进行方向：化学反应进行方向化学反应进行方向判据化学反应进行方向判据 1焓判据：焓判据：2熵判据：熵判据：自发过程将造成体系熵增大自发过程将造成体系熵增大S(g)S(l)S(s)3综合判据综合判据自由能改变自由能改变G（1）公式）公式GHTS（2）当）当G0，不自发进行，不自发进行 过程自发性只能用于判断过程进行方向，不能过程自发性只能用于判断过程进行方向，不能确定过程能否发生和反应速率确定过程能否发生和反应速率第第13页页【例例1】将将 4 mol A气体和气体和2 mol B气体在气体在2 L容器中容器中混合并在一定条件下发生以下反应：混合并在一定条件下发生以下反应：2A(g)B(g)2C(g)若经若经 2 s后测得后测得 C 浓度为浓度为 0.6 molL-1，现有以，现有以下几个说法：下几个说法：用物质用物质A表示反应平均速率为表示反应平均速率为 0.3 molL-1s-1用物质用物质B表示反应平均速率为表示反应平均速率为 0.6 molL-1s-12 s 时物质时物质A转化率为转化率为702 s 时物质时物质B浓度为浓度为 0.7 molL-1其中正确是（其中正确是（）A.B.C.D.第第14页页【例例2】反反应应A3B2C2D在在四四种种不不一一样样情情况况下下反反应应速速率率分分别别为为v(A)0.15 molL-1s-1；v(B)0.6molL-1s-1；v(C)0.4 molL-1s-1；v(D)0.45 molL-1s-1。该反应进行快慢次序为。该反应进行快慢次序为 。【例例3】在一定条件下，反应在一定条件下，反应N2+3H2 2NH3，在，在2L密密闭容器中进行，闭容器中进行，5min内氨质量增加了内氨质量增加了1.7g，则反应速率为，则反应速率为（）A.v(H2)0.03mol/(Lmin)B.v(N2)0.02mol/(Lmin)C.v(NH3)0.17g/(Lmin)D.v(NH3)0.01mol/(Lmin)第第15页页【例例4】可逆反应可逆反应N2+3H2 2NH3正、逆反应速率可正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度改变来表示。以下各关系中用各反应物或生成物浓度改变来表示。以下各关系中能说明反应已到达平衡状态是（能说明反应已到达平衡状态是（）A3v正正(N2)v正正(H2)Bv正正(N2)v逆逆(NH3)C2v正正(H2)3v逆逆(NH3)Dv正正(N2)3v逆逆(H2)第第16页页【例例5】可逆反应：可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体积，在体积固定密闭容器中，到达平衡状态标志是（固定密闭容器中，到达平衡状态标志是（）单位时间内生成单位时间内生成nmolO2同时生成同时生成2nmolNO2单位时间内生成单位时间内生成nmolO2同时生成同时生成2nmolNO用用NO2、NO、O2表示反应速率之比为表示反应速率之比为221状态状态混合气体颜色不再改变状态混合气体颜色不再改变状态 混合气体密度不再改变状态混合气体密度不再改变状态混合气体压强不再改变状态混合气体压强不再改变状态 混合气体平均摩尔质量不再改变状态混合气体平均摩尔质量不再改变状态A B C D全部全部第第17页页【例例6】在密闭容中发生以下反应在密闭容中发生以下反应aA(g)cC(g)dD(g)，反应到达平衡后，将气体体积压缩到原来二分，反应到达平衡后，将气体体积压缩到原来二分之一，当再次到达平衡时，之一，当再次到达平衡时，D浓度为原平衡浓度为原平衡1.8倍，以下倍，以下叙述正确是（叙述正确是（）AA转化率变小转化率变小 B平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动CD体积分数变大体积分数变大 Dacd第第18页页【例例7】在固定容积密闭容器中，可逆反应在固定容积密闭容器中，可逆反应2X+Y(g)Z(s)已已到到达达平平衡衡，此此时时升升高高温温度度则则气气体体混混合合物物密密度度增大。以下叙述正确是（增大。以下叙述正确是（）A若若X为非气态，则正反应为吸热反应为非气态，则正反应为吸热反应B正反应为放热反应，正反应为放热反应，X一定为气态一定为气态C正反应为放热反应，正反应为放热反应，X可能是气态、液态或固态可能是气态、液态或固态D若加入少许若加入少许Z，该平衡向左移动，该平衡向左移动第第19页页【例例8】如右下列图，向如右下列图，向A、B中均充入中均充入1molX、1molY，起始时，起始时A、B体积相等都等于体积相等都等于a L。在相同温度、外界。在相同温度、外界压强和催化剂存在条件下，关闭活塞压强和催化剂存在条件下，关闭活塞K，使两容器中各，使两容器中各自发生下述反应：自发生下述反应：X(g)Y(g)2Z(g)W(g)；H0 。达平衡时，。达平衡时，A体积为体积为1.4a L。以下说法错误是（。以下说法错误是（）A反应速率：反应速率：v(B)v(A)BA容器中容器中X转化率为转化率为80%C平衡时压强：平衡时压强：pBpA D平衡时平衡时Y体积分数：体积分数：AB第第20页页【例例9】有两只密闭容器有两只密闭容器A和和B，A容器有一个可移动活塞容器有一个可移动活塞能使容器内保持恒压，能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时间这两容器能保持恒容。起始时间这两只容器中分别充入等量体积比为只容器中分别充入等量体积比为2 1SO2和和O2混合气体，混合气体，并使并使A和和B容积相等，如图。在保持容积相等，如图。在保持400条件下使之发生条件下使之发生以下反应：以下反应：2SO2+O2 2SO3请填空以下空白请填空以下空白（1）到达平衡时所需时间）到达平衡时所需时间A容器容器比比B容器容器 (多、少多、少)A容器中容器中SO2转化率比转化率比B容器容器 (大、小大、小)。（2）到达（）到达（1）所述平衡后，若向两）所述平衡后，若向两容器中通入数量不多等量容器中通入数量不多等量H2，A容器中化学平衡容器中化学平衡 移动。移动。B容器中化容器中化学平衡学平衡移动。移动。(向左、向右、不移动向左、向右、不移动)。（3）到达（）到达（1）所述平衡后，若向两容器中再通入等量原）所述平衡后，若向两容器中再通入等量原反应气体，到达平衡时，反应气体，到达平衡时，A容器中容器中SO3百分含量百分含量 。B容容器中器中SO3百分含量百分含量 。(增大、减小、不变增大、减小、不变)。第第21页页【例例10】将将2.0 mol SO2气体和气体和2.0 mol SO3气体混合于气体混合于固定体积密闭容器中，在一定条件下发生反应：固定体积密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，到达平衡时，到达平衡时SO3为为n mol。在相同温度下，分别按以下配比在相同密闭容器中放在相同温度下，分别按以下配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时入起始物质，平衡时SO3等于等于n mol是（是（）A.1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3 B.4.0 mol SO21.0 mol O2C.2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3 D.3.0 mol SO20.5 mol O21.0 mol SO3第第22页页【例【例11】（高考理综四川卷】（高考理综四川卷13）向某密闭容器中充入）向某密闭容器中充入1 mol CO和和2 mol H2O(g)，发生反应：，发生反应：COH2O(g)CO2H2。当反应到达平衡时，。当反应到达平衡时，CO体积分数为体积分数为x。若维持容器。若维持容器体积和温度不变，超始物质按以下四种配比充入该容器中，体积和温度不变，超始物质按以下四种配比充入该容器中，到达平衡时到达平衡时CO体积分数大于体积分数大于x是（是（）A.0.5 mol CO2 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2B.1 mol CO1 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2C.0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.4 mol CO20.4 mol H2D.0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.5 mol CO20.5 mol H2第第23页页【例例12】在一个固定体积密闭容器中，加入在一个固定体积密闭容器中，加入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(g)B(g)2C(g)，到达平衡时，到达平衡时，C物质量浓度为物质量浓度为K mol/L。若维持容器体积和温度不变，按。若维持容器体积和温度不变，按以下配比作为起始物质：以下配比作为起始物质：A4 molA+2 molB B2 molC C2 molC+1 molB D2 molA+1 molB+2 molC E1 molA+0.5 molB+1 molC（1）到达平衡后，）到达平衡后，C物质量浓度仍是物质量浓度仍是K mol/L是（是（2）A项项平衡时，平衡时，c(C)与与2K mol/L关系为：关系为：c(C)2K mol/L；（3）平衡时各选项中）平衡时各选项中C平衡浓度平衡浓度c(C)大小次序为大小次序为 ；第第24页页（4）若令）若令a、b、c分别代表初始加入分别代表初始加入A、B、C物质量，假物质量，假如如a、b、c取不一样数值，它们必须满足一定相互关系，取不一样数值，它们必须满足一定相互关系，才能确保到达平衡时，反应混合物中三种气体百分含量仍才能确保到达平衡时，反应混合物中三种气体百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：跟上述平衡时完全相同，填写：若若a0，b0，则，则c_；若若a0.5，则，则b=，c ；a、b、c取值必须满足普通条件是（用两个方程式表示，取值必须满足普通条件是（用两个方程式表示，一个只含一个只含a、c，另一个只含，另一个只含b、c）：）：；。第第25页页【例例13】在恒温时，一固定容积容器内发生以下反应：在恒温时，一固定容积容器内发生以下反应：2NO2(g)N2O4(g)到达平衡时，再向容器内通入一定量到达平衡时，再向容器内通入一定量NO2(g)，重新到达平衡后，与第一次平衡时相比，重新到达平衡后，与第一次平衡时相比，NO2体体积分数（积分数（）A不变不变 B增大增大 C减小减小 D无法判断无法判断第第26页页【例【例14】（海南化学】（海南化学4）在）在25时，密闭容器中时，密闭容器中X、Y、Z三种气体初始浓度和平衡浓度以下表：三种气体初始浓度和平衡浓度以下表：物质物质XYZ初始浓度初始浓度/molL-10.10.20平衡浓度平衡浓度/molL-10.050.050.1以下说法错误是（以下说法错误是（）A反应到达平衡时，反应到达平衡时，X转化率为转化率为50B反应可表示为反应可表示为X+3Y 2Z，其平衡常数为，其平衡常数为1600C增大压强使平衡向生成增大压强使平衡向生成Z方向移动，平衡常数增大方向移动，平衡常数增大D改变温度能够改变此反应平衡常数改变温度能够改变此反应平衡常数第第27页页【例【例15】（江苏化学】（江苏化学20）联氨（联氨（N2H4）及其衍生物是一）及其衍生物是一类主要火箭燃料。类主要火箭燃料。N2H4与与N2O4反应能放出大量热。反应能放出大量热。（1）已知：）已知：2NO2(g)N2O4(g)H57.20kJmol-1。一定温度下，在密闭容器中该反应到达平衡。一定温度下，在密闭容器中该反应到达平衡。其它条其它条件不变时，以下办法能提升件不变时，以下办法能提升NO2转化率是转化率是 (填字母）。填字母）。A减小减小NO2浓度浓度B降低温度降低温度C增加增加NO2浓度浓度D升高温度升高温度（2）25时，时，1.00gN2H4(l)与足量与足量N2O4(l)完全反应生成完全反应生成N2(g)和和H2O(l)，放出，放出19.14kJ热量。则反应热量。则反应2N2H4(l)N2O4(l)3N2(g)4H2O(l)H=kJmol-1。第第28页页（3）17、1.01105Pa，密密闭闭容容器器中中N2O4和和NO2混混合合气气体体到到达达平平衡衡时时，c(NO2)=0.0300molL-1、c(N2O4)=0.0120 molL-1。计算反应。计算反应2NO2(g)N2O4(g)平衡常数平衡常数K。（4）现现用用一一定定量量Cu与与足足量量浓浓HNO3反反应应，制制得得1.00L已已到到达达平平衡衡N2H4和和NO2混混合合气气体体（17、1.01105Pa），理理论论上最少需消耗上最少需消耗Cu多少克？多少克？【例例16】在在557时，密闭容器中进行以下反应：时，密闭容器中进行以下反应：COH2O CO2H2;若若CO起始浓度为起始浓度为2mol/L，水蒸气密度为，水蒸气密度为3mol/L，到达平衡时测得，到达平衡时测得CO2浓度为浓度为1.2mol/L。求。求CO和和H2O转化率转化率第第29页页【例例17】工业合成氨反应为工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设。设在容积为在容积为2.0 L密闭容器中充入密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下到达平衡时，反应在一定条件下到达平衡时，NH3物质量分数物质量分数（NH3物质量与反应体系中总物质量之比）为物质量与反应体系中总物质量之比）为4/7。计算。计算该条件下该条件下N2平衡转化率；平衡转化率；该条件下反应该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)平衡常数。平衡常数。第第30页页【例例18】可可逆逆反反应应mA(s)nB(g)pC(g)qD(g)反反应应过过程程中中，当当其其它它条条件件不不变变时时，C质质量量分分数数与与温温度度（T）和和压压强强（P）关关系系如如图图,依依据据图图中中曲曲线线分分析析，判判断断以以下下叙叙述述中中正正确确是是A抵达平衡后，若使用催化剂，抵达平衡后，若使用催化剂，C质量分数增大质量分数增大B平衡平衡后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动C平衡后，平衡后，增大增大A量，有利于平衡向正反应方向移动量，有利于平衡向正反应方向移动D化学方程式化学方程式中一定中一定npq第第31页页【例【例19】（山东理综】（山东理综28）二氧化硫和氮氧化物是惯用化）二氧化硫和氮氧化物是惯用化工原料，但也是大气主要污染物。综合治理其污染是环境工原料，但也是大气主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前主要研究内容之一。化学当前主要研究内容之一。（1）硫酸生产中，）硫酸生产中，SO2催化氧化生成催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)SO3(g)某温度下，某温度下，SO2平衡转化率平衡转化率(a)与体系总压强与体系总压强(p)关系如右关系如右图所表示。依据图示回答以下问题：图所表示。依据图示回答以下问题：将将2.0mol SO2和和1.0mol O2置于置于10L密闭容器中，反应达平密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应平衡常数等于该反应平衡常数等于_。平衡状态由平衡状态由A变到变到B时，平衡常时，平衡常数数K(A)_ K(B)（填（填“”、“”或或“”）。）。ABP/MPa0.500.100.800.85第第32页页（2）用）用CH4催化还原催化还原NOx能够消除氮氧化物污染。比如：能够消除氮氧化物污染。比如：CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol-1 CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1160 kJmol-1若若用标准情况下用标准情况下4.48L CH4还原还原NO2至至N2整个过程中转移整个过程中转移电子总数为电子总数为_（阿伏加德罗常数值用（阿伏加德罗常数值用NA表示），放出热表示），放出热量为量为_kJ。（3）新新型型纳纳米米材材料料氧氧缺缺位位铁铁酸酸盐盐（MFe2Ox 3x4，MMn、Co、Zn或或Ni，由由铁铁酸酸盐盐（MFe2O4）经经高高温温还还原原而而得得，常常温温下下，它它能能使使工工业业废废气气中中酸酸性性氧氧化化物物分分解解除除去去。转化流程如图所表示：转化流程如图所表示：请写出请写出MFe2Ox分解分解SO2化学方程式化学方程式 （不（不必配平）必配平）MFe2O4 MFe2OxH2300500常温分解常温分解CO2、SO2、NO2等等第第33页页【例【例20】（宁夏理综】（宁夏理综27）氮化硅（）氮化硅（Si3N4）是一个新型陶）是一个新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温氮气流中，经过以下反瓷材料，它可由石英与焦炭在高温氮气流中，经过以下反应制得：应制得：SiO2 C N2 =Si3N4 CO（1）配平上述反应化学方程式）配平上述反应化学方程式（2）该反应氧化剂是）该反应氧化剂是 ，其还原产物是，其还原产物是 ；（3）该反应平衡常数表示式为）该反应平衡常数表示式为K ；（4）若知上述反应为放热反应，则其反应热）若知上述反应为放热反应，则其反应热H 零零（填（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）；升高温度，其平衡常数）；升高温度，其平衡常数值值 （填（填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”）；）；（5）若使压强增大，则上述平衡向）若使压强增大，则上述平衡向 反应方向移动反应方向移动（填（填“正正”或或“逆逆”）；）；（6）若已知）若已知CO生成速率为生成速率为v(CO)18molL-1min-1，则则N2消耗速速率为消耗速速率为v(N2)molL-1min-1。第第34页页