2018_2019学年高中化学第2章化学反应速率和化学平衡练习新人教版选修4.doc
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1、- 1 -第二章化学反应速率和化学平衡一 外界条件对化学反应速率的影响规律影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是指反应物本身的性质;外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如下:1.浓度(1)浓度增大,单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变),有效碰撞的几率增加,化学反应速率增大。(2)浓度改变,可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数,它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化,但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化,故影响化学反应速率。2.压强改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的
2、改变。对于有气体参加的反应体系,有以下几种情况:(1)恒温时:增大压强 体积缩小 浓度增大 反应速率增大。 引 起 引 起 引 起 (2)恒容时充入气体反应物 反应物浓度增大 总压强增大 反应速率增大。 引 起 引 起 引 起 充入“稀有气体” 总压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变。 引 起 (3)恒压时:充入“稀有气体” 体积增大 各物质浓度减小 反应速率减小。 引 起 引 起 引 起 3.温度(1)温度升高,活化分子百分数提高,分子间的碰撞频率提高,化学反应速率增大。(2)温度升高,吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得,温度每升高 10 ,化学反应速率通常增大为原来的 24 倍
3、。4.催化剂(1)催化剂对反应过程的影响通常可用下图表示(加入催化剂, B 点降低)。催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率,但不影响反应的 H。- 2 -(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大,反应速率才达到最大。(3)对于可逆反应,催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡状态无影响,生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。特别提示 在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时,逐一改变一个因素而保证其他因素相同,通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论,这种方法叫变量控制法。【例 1】 某探究小组用 HNO3
4、与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素,所用 HNO3浓度为 1.00 molL1 、2.00 molL 1 ,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为 298 K、308 K。请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:实验编号 T(K) 大理石规格 HNO3浓度(molL 1 ) 实验目的 298 粗颗粒 2.00 粗颗粒()实验和探究 HNO3浓度对该反应速率的影响()实验和_探究温度对该反应速率的影响()实验和_探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响【答案】298 粗颗粒 1.00 308 2.00298 细颗粒 2.00 () ()二 化学平衡
5、状态的特征及其判断方法1.化学平衡状态具有的“五大特征”(1)逆:指化学平衡状态只适用于可逆反应,同一可逆反应,在同一条件下,无论反应从正反应方向开始还是从逆反应方向开始,或同时从正、逆反应方向开始,以一定的配比投入反- 3 -应物或生成物,则可以达到相同的平衡状态。(2)动:指动态平衡,即化学反应处于平衡状态时,正、逆反应并未停止,仍在进行,只是正、逆反应速率相等。(3)等:指“ v 正 v 逆 0” 。即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓度和生成的物质的量浓度相等,也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等。(4)定:指参加反应的各组分的含量保持不变,即各组分的浓度、质
6、量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。(5)变:指平衡移动。可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的,当外界某一条件改变时,原平衡被破坏,化学平衡向着减弱这种改变的方向移动,在新的条件下达到新的平衡状态。理解感悟 “一定条件” 、 “可逆反应”是前提, “相等”是实质, “保持不变”是标志。【例 2】 一定温度下,向某容积恒定的密闭容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,经充分反应后达到如下平衡:N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g),下列有关说法中正确的是( ) 高 温 、 高 压 催 化 剂A.达平衡后再加入一定量的 N2,体系内各物质含量不变B.N2
7、、H 2、NH 3的浓度一定相等C.反应没有达到平衡时,NH 3会不断地分解,达到平衡时则不会再分解D.平衡时,N 2、H 2物质的量之比为 13【答案】D2.化学平衡状态判断的“四大依据”(1)对于普通可逆反应,以 2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)为例: 催 化 剂 若各组分的物质的量、浓度不发生变化,则反应已达到平衡状态。若用反应速率关系表示化学平衡状态,式中既要有正反应速率,又要有逆反应速率,且两者之比等于化学计量数之比,就达到化学平衡状态。(2)对于有有色气体存在的反应体系,如 2NO2(g)N 2O4(g)等,若体系的颜色不再发生改变,则反应已达平衡状态。(3)对于有气体存
8、在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应,如 N2(g)3H 2(g)2NH3(g),若反应体系的压强不再发生变化、平均相对分子质量不再变化,则说 高 温 、 高 压 催 化 剂明反应已达平衡状态。对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生改变的反应,反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量都不变,故压强、气体的总物质的量、平均相对- 4 -分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。(4)从微观的角度分析,如反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g),下列各项均可说明该反 高 温 、 高 压 催 化 剂应达到了平衡状态。断裂 1 mol NN 键的同时生成 1 mol
9、 NN 键。断裂 1 mol NN 键的同时生成 3 mol HH 键。断裂 1 mol NN 键的同时断裂 6 mol NH 键。生成 1 mol NN 键的同时生成 6 mol NH 键。特别提示 (1)从反应速率的角度来判断反应是否达到平衡时,速率必须是一正一逆(不能同是 v 正 或 v 逆 ),且反应速率之比等于化学计量数之比。(2)在可逆反应过程中,能发生变化的物理量(如各组分的浓度、反应物的转化率、混合气体密度、颜色、平均摩尔质量等),若保持不变,说明可逆反应达到了平衡状态。【例 3】 在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应 A(g)2B(g)C(g)
10、D(g)已达到平衡状态的是( )混合气体的压强 混合气体的密度 B 的物质的量浓度 混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与 v(D)的比值 混合气体的总质量 混合气体的总体积 C、D 的分子数之比为 11A. B.C. D.【答案】B三 化学平衡移动及其移动方向的判断1.化学平衡移动的分析判断方法- 5 -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,反应物转化率才提高;当增大一种反应物
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