第 节 总序第 节 课 题 化学反应速率和化学平衡（4课时） 编写时间 月 日 执行时间 月 日 教学目标 重点、难点 学具准备 教具准备 见下面的考纲要求。 外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响及相关计算 多媒体课件 教 学 设 计 一、考纲解读 新课标考纲要求 三年高考 Ⅰ卷28题（3）（4） Ⅱ卷 27题 Ⅲ卷 28题（3） Ⅰ卷11题28题（3） Ⅱ卷11题27题 Ⅲ卷11题28题（4） Ⅰ卷 11题 27题（2） Ⅱ卷 11题27题（1）（2） Ⅲ卷11题27题（2）（3） 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（α）。 2.了解反应活化能的概念，，了解催化剂的重要作用。 3. 了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 4.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 5.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 6.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。 二、走进高考： 【2018年 全国Ⅰ卷 28题节选（2）】F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应： 2016 2017 2018 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O4(g)完全分解）： mol−1 ①已知：2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1 mol−1。 则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH =_______ kJ·N2O5(g)分解的反应速率v=2*10—3*PN2O5min-1）t =62 min时，②研究表明，（kPa·。测得体系中pO2=2.9 kPa，则此时的PN2O5=________ kPa，v =_______kPa·min−1。 ③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。 1 2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa④25℃时N2O4(g)（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。 （3）对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程： NO2+NO3 快速平衡 第一步 N2O5第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应 第三步 NO+NO3→2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号)。 A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 三、关于化学反应速率和化学平衡高考什么？怎么考？ 本部分内容考查的知识点和题目形式比较明确，知识考查包括定性和定量两个方面。定性方面包括：①化学反应速率和化学平衡概念的分析；②确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；③外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡移动方向和结果的判断；④化学平衡常数的含义及其表达式。定量方面包括：①有化学反应速率的计算和比较；②化学平衡常数的计算和利用化学平衡常数计算反应物的转化率等，这类题多以图像、图表等形式呈现。通过对近几年高考试题的分析，本部分题目每年都考，难度一般属于中等及中等偏上，多侧重于各知识点的综合考查，在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系。 1.必备知识： （1）了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（α）； （2）了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立； （3）理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律； （4）了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用； （5）掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算； 2.关键能力，核心素养 （1）运用外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响及立夏特例原理分析问题、解决问题的能力； （2）理解化学反应速率和化学平衡常数的含义进行相关的计算； （3）提取信息，处理信息及解读图像、图表的能力； 3．核心价值 理解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 四、突破高频考点： 考点一：化学反应速率及相关计算 1．定义 化学反应速率：在容积不变的反应器中，常用单位时间里反应物浓度的_______或生成物浓度的_______来表示。它的常用单位是__________。 2．注意事项 （1）同一反应里用不同物质的浓度变化来表示反应速率时，其数值_____________，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是________，均表示该化学反应的快慢。 （2）同一反应里，各物质表示的反应速率之比等于________________________________，也等于同一时间内________________________。化学反应速率在不同的时间间隔内_____相等。 （3）化学反应速率是一段时间内的平均速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 （4）在一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量不影响化学反应速率。 （5）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。
2
【练习】 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 （1）对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 ( ) （2）甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5分钟后两者各反应掉NO21 mol和2 mol，则说明乙中反应速率大 ( ) （3）化学反应速率一定随着时间的延长而减小 ( ) 2．(2015·广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下： t/min n(Cl2)/103 mol －0 0 2.0 1.8 4.0 3.7 6.0 5.4 －8.0 7.2 计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min1为单位，写出计算过程)。 3．已知反应4CO＋2NO2 N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 （ ） －－－－A．v(CO)＝1.5 mol·L1·min1 B．v(NO2)＝0.7 mol·L1·min1 －－－－C．v(N2)＝0.4 mol·L1·min1 D．v(CO2)＝1.1 mol·L1·min1 4．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋aQ(g)，－2 min达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L1，下列叙述错误的是 ( ) －A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.2 mol·L1 －C．Y的转化率为60% D．反应速率v(Y)＝0.3 mol·(L·min)1 【方法总结】“三段式”法计算化学反应速率的答题模板 (1)基本步骤 ①准确写出化学方程式。 ②找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)。 ③根据已知条件建立等式关系进行解答。 (2)基本模式 m A ＋ n Bp C＋q D －起始(mol·L1) a b 0 0 －转化(mol·L1) mx nx px qx －t min末(mol·L1) a－mx b－nx px qx 考点二：影响化学反应速率的外界条件 1．内因(主要因素)： 反应物本身的性质。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 浓度：增大反应物浓度，反应速率 ，反之 ； 压强：对于有气体参加的反应，增大压强反应速率 ，反之 ； 温度：升高温度反应速率 ，反之 ； 催化剂：使用催化剂能改变化学反应速率，且正逆反应速率的改变程度 ； 其他因素：反应物的 、光辐射、放谢线辐射、超声波等。 3．理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 (2)①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图 图中：E1为____________________，使用催化剂时的活化能为_____，反应热为__________。(注：E2为逆反应的活化能)
3
③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 【练习】 5.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 （1）决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂 ( ) （2）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大 ( ) （3）同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律 ( ) （4）二氧化锰能加快所有化学反应的速率 ( ) （5）锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快 ( ) （6）恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢 ( ) 6.(2015·福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是 ( ) A.a＝6.00 B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C．b<318.2 D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 7.反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，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．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【方法总结】外界条件对化学反应速率的影响 （1）增减反应物的量并不一定能改变反应速率，如固体和纯液体在反应中可视为浓度不变，故增加其量并不能加快反应速率。 （2）不论是吸热反应还是放热反应，温度对反应速率的影响具有一致性。升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数可能不同；降低温度，正、逆反应速率都减小，不会出现v正增大，同时v逆减小的情况。 气体反应体系中充入“惰性气体”不参加反应时对反应速率的影响结果。 （3）恒温恒容：充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。
4
（4）恒温恒压：充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小。 【题型分析】 题型一：探究浓度对化学反应速率的影响 1.(2014·广东卷)H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。 ＋某小组拟在同浓度Fe3的催化①下，探究H2O2浓度②对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂－与仪器：30%H2O2、0.1mol·L1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器 ①设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定______________________________________________________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小③)。 ③参照下表格式④，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。 【题目信息分析】 关键信息 信息① 信息② 信息③ 信息④ 信息分析与迁移 Fe3是反应的催化剂 H2O2浓度是唯一变量 直接体现反应速率大小，需时间相同测浓度或浓度相同测时间 保证混合液体积相同而H2O2浓度不同 ＋ 【题型二】 探究溶液酸碱性对化学反应速率的影响 2.(2013·安徽卷)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-＋转化为Cr3。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下： (1)在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同①，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量②，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验编号 初始pH 废水样品体积/mL 草酸溶液体积/mL 蒸馏水体积/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 ________ ________ －测得实验①和②溶液中的Cr2O2 7浓度随时间变化关系如图所示③。(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。 (3)实验①和②的结果表明______________________________；3＋－1－1实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr)＝_____mol·L·min(用代数式表示)。 (4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用④的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三： 2＋假设一：Fe起催化作用；
5
假设二：_____________________________； 假设三：_____________________________； …… 【题目信息分析】 关键信息 信息分析与迁移 信息① 信息② 信息③ 信息④ 光照强度、废水样品浓度和催化剂条件相同 初始pH和草酸浓度变化 ①中Cr2O27浓度比②下降较快，①速率大 Fe2或Al3或SO24起催化作用 ＋＋－－ 题型三、探究原电池反应对化学反应速率的影响 3.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液①可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： (1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________________ _ _____________________________________________________。 (2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用②的是__________________。 (3)为了进一步研究硫酸铜的量③对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表④中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体。记录获得相同体积的气体所需的时间。 实验混合溶液 A B C D E F 4mol·LH2SO4/mL 饱和CuSO4溶液/mL H2O/mL －130 0 V1 0.5 V2 2.5 V3 5 V4 V6 10 V5 20 0 V7 V8 V9 V10 请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。 【题目信息分析】 关键信息 信息分析与迁移 信息① 信息② 信息③ 信息④ 硫酸铜溶液与锌反应置换出铜，锌、铜和电解质溶液形成原电池 也能形成原电池，加快反应速率 只改变硫酸铜的量，即只改变硫酸铜溶液的浓度，其他条件不变 分析表中数据，混合溶液的总体积为50 mL 题型四：探究温度及催化剂对化学反应速率的影响 4.利用催化剂可使NO和CO发生反应：2NO(g)＋2CO(g)== 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0①。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积②对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在实验设计表③中。 实验编号 T(℃) NO初始浓度(mol·L1) CO初始浓度(mol·L1) 催化剂的比表面积(m2·g1)
－－－Ⅰ 280 1.2×10－3 5.8×103 82 6
－Ⅱ 1.2×10－3 124 Ⅲ 350 82 (1)请填全表中的各空格。 (2)实验Ⅰ中，NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ④中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线，并标明各曲线的实验编号。 【题目信息分析】 关键信息 信息分析与迁移 信息① 信息② 信息③ 信息④ 反应为放热反应 温度、催化剂比表面积变化，其他条件不变 Ⅰ、Ⅲ温度不同，其他条件必相同； Ⅰ、Ⅱ催化剂比表面积不同，其他条件必相同 Ⅱ催化剂比表面积大，速率快，平衡不移动； Ⅲ温度高，速率快，平衡左移 五、牛刀小试： －1. (2015•海南卷)10 mL浓度为1 mol·L1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是 ( ) A．K2SO4 B．H2SO4 C．CuSO4 D．Na2CO3 2.(2015·上海卷)白云石的主要成分是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、消化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2、Mg2的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下： Ca(OH)2＋Mg(OH)2＋3CO2 == CaCO3＋Mg(HCO3)2＋H2O 完成下列填空： (1)碳化温度保持在50～60 ℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是 ____________________ ________ ______________；温度偏低也不利于碳化反应， 原因__________ _____________________。 (2)已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为____________________。15 min之后钙离子浓度增大，原因是___ ______ (用化学方程式表示)。 考点三：化学平衡 1.可逆反应： （1）定义:在 条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 （2）特点： 2.化学平衡状态 （1）定义:在一定条件下,某一可逆反应的正、逆两个方 向的反应速率 ,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。
7
＋＋（2）建立过程 化学平衡状态与 有关,与建立平衡的 无关。因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则平衡相同。 （3）特征 逆—— 反应 动——化学平衡是一种动态平衡，v≠0 等—— 定——反应物和生成物的质量或浓度保持不变 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 （4）化学平衡的移动 ①化学平衡移动的根本原因:外界条件的改变引起v(正)≠v(逆)。 当v(正)>v(逆)时,平衡向 方向移动； 当v(正) 8 ①当物质M、N、P的体积分数比为1∶1∶1时； ②混合气体的密度不变时； ③体系的温度不变时； ④反应速率v正(N)=v逆(Q)时； ⑤体系的压强不变时； ⑥气体的平均相对分子质量不变时。 A.①③④ B.③⑤⑥ C.③⑥ D.③④⑤ 考点五：化学平衡的移动——勒夏特列原理 1.内容:改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 2.原理解读: 改变的条件 升温 减弱条件的改变 阻止体系温度升高 移动方向 向吸热方向移动 向右移动 增大反应物浓度 阻止反应物浓度增大 加压 阻止气体的物质的量增多 向气体体积减小的方向移动 【温馨提示】化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,不能完全抵消外界条件的变化,更不能超过外界条件的变化。 【练习】 11.一定温度下,某容器中加入足量的碳酸钙,发生反应: CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),达到平衡,下列说法正确的是 A.将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍 B.CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),ΔS<0 C.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体的密度变小 D.保持容器体积不变,充入He,平衡向逆反应方向进行 考点六：过程假设思想在化学平衡移动中的应用 过程假设法常是将复杂、抽象的问题假设为若干个简单、具体的过程,从而分析得出结论。如对于平衡体系N2O4(g)2NO2(g)可以采用如下假设过程: 1.向平衡体系中加入N2O4或NO2:相当于对原容器加压,如图Ⅰ和Ⅱ表示两个容器中各自存在平衡:N2O4(g)2NO2(g),可假设为将中间隔板抽掉,并将其体积压缩为一半(或压缩为任意大小),即图中Ⅲ,平衡向气体体积减小的方向(向左)移动。不论向平衡体系中加入的是N2O4还是NO2,重新平衡后NO2的百分含量都会减小。 2.从容器中取出一定量的N2O4或NO2:相当于对原容器减压,如图可假设为将图Ⅰ体积扩大1倍,设法在中间装入隔板,取其中一部分体积来研究,则相当于从体系中取出了部分N2O4或NO2,平衡向气体体积增大的方向移动。不论取出的是N2O4还是NO2,重新平衡后NO2的百分含量都会增大。 【练习】 12.有一真空密闭容器中,盛有a mol PCl5,加热到200 ℃时,发生如下反应: PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反应达平衡时,PCl5所占体积分数为M%,若在同一温度下,同一容器中,最初投入2a mol PCl5,反应达平衡时,PCl5所占体积分数为N%,则M与N的关系正确的是 A.M 10 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容