第一单元 化学反应速率优质课一等奖

专题2 化学反应速率与化学平衡

教案14（专题2整合）

教学目的：

1．掌握化学反应速率和影响化学反应速率的因素。

2．掌握化学反应的方向与方向控制。

3．掌握化学反应的限度与化学平衡的移动。

4．掌握化学反应速率控制与限度控制的综合应用。

教学重点：

1．化学反应速率的表示方法和影响化学反应速率的因素。

2．化学反应的方向的判断。

3．化学平衡状态的建立与化学平衡的移动。

4．化学反应速率控制与限度控制的综合应用。

教学目的：

1．化学反应的限度与化学平衡的移动。

2．化学反应速率控制与限度控制的综合应用。

知识网络

本章主要内容有四项：

一、化学反应速率与速率控制（影响化学反应速率的因素）

⒈表示方法

⒉化学动力学基础

⒊影响因素

实验测定与数据处理，平均速率与瞬时速率，速率图线

有效碰撞、活化能、过渡态理论

浓度、压强、温度、催化剂、光、电、波、接触面、溶剂等

焓变（△H）与混乱度（△S）综合考虑

△H＜0、△S＞0，一定能自发进行

⒉化学反应方向的控制

△H＞0、△S＜0，一定不能自发进行

△H＜0、△S＜0，低温下能自发进行

△H＞0、△S＞0，高温下能自发进行

三、化学反应的限度与限度大小控制（化学平衡的移动）

化学平衡状态的特点

⒈化学反应的限度

化学平衡常数

物质转化率的计算

⒉化学平衡的移动

影响因素：浓度、压强、温度

平衡移动规律：勒夏特列原理

二、化学反应的方向与方向控制

⒈化学反应自发进行的方向

四、化学反应速率控制与限度控制的综合应用

1

以合成氨反应为例：N2(g)+3H2(g)⒈合成氨反应的特点

2NH3(g)

△H＝－92.4kJ·mol-1

气体分子数目减小、放热反应、速率慢、转化率小

通往过量的N2，提高H2的转化率

采用适当的催化剂，合理的温度（500℃）以使催化剂活性最大，速率最快

在高压下进行反应（1.3×107～3×107Pa），提高转化率

将生成物氨及时液化取出

⒉合成氨反应的条件

考点链接

本专题高考考点主要有：⒈化学反应速率的定性比较及定量计算

⒉化学平衡状态的判断，主要是判断是否处于平衡状态及是否等效平衡等内容

⒊化学平衡常数及转化率的计算

⒋化学平衡移动方向的表示方法（图线）及判断方法（勒夏特列原理）

⒌化学平衡移动的方向及转化率、百分含量、平均相对分子质量等的变化

例⒈反应2SO2+O2

2SO2经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1，则这段时间为（

）

A．0.1s B．2.5s C．5s D．10s 分析与解：因为不同物质的反应速率之比等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以由题目中O2的反应速率0.04mol·L-1·s-1，可推出SO3的反应速率为0.08mol·L-1·s-1；再由SO3的反应速率0.08mol·L-1·s-1及SO3的浓度增加值0.4mol·L-1，可推出反应持续的0.4molL5s

时间为0.08molL1s11评注：本题主要考查化学反应速率的计算以及不同物质间化学反应速率的换算，属于常规基础题。

例⒉（2005年上海高考题）在某一容积为2L的密闭容器内，

加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生

如下反应：

H2(g) + I2(g )

2HI(g)

△H＜0 反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：

⑴该反应的化学平衡常数表达式为____________。

⑵

根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率

v(HI)为______________。

⑶

反应达到平衡后，第8分钟时：

①

若升高温度，化学平衡常数K__________ （填写增大、减小或不变）；HI浓度的变化正确的是

_________。（用图2中的a—c的编号回答）

②

若加入I2，H2浓度的变化正确的是_______。

（用图2中的d—f的编号回答）

2

⑷

反应达到平衡后，第8分钟时，若把容器的体积

扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的

变化情况。

分析与解：

c2(HI)⑴

K = c(H)c(I2)

⑵根据图1可判断：反应在第3分钟时达到平衡，再往后

H2、

I2、HI的物质的量浓度都保持不变。

cv(HI)＝t0.5molL1-1-13min＝

0.167mol·L·min

⑶

①由于反应是放热反应，所以升高温度，化学平衡

向逆反应方向移动，化学平衡常数K减小，HI浓度

应减小，选

c。

②

若加入I2，化学平衡向正反应方向移动，H2浓度

应减小，选f。

⑷

由于

H2(g) + I2(g )

2HI(g)是气体分子数目不变的反应，所以若把容器的体积扩大一倍，并不能使平衡发生移动，物质的转化率也不变，但由于体积扩大，所以，HI浓度应由0.5mol·L-1减小为0.25mol·L-1。答案见右图

评注：本题考查了化学反应速率的求法、化学平衡常数以及外界条件对化学平衡的影响等。本题的特点是考查读图、识图的能力以及用图线表达化学过程的能力。

例⒊高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO（s）＋CO(g) Fe（s）＋CO2(g)

△H＞0 ，其平衡常数可表达为

K＝c(CO)

，已知1100℃时，K＝0.263 。

（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值

，平衡常数K值

（本小题空格均备选：“增大”、“减小”或“不变”）。

－

－（2）1100℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol·L1，

c(CO)＝0.1 mol·L1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态

（选填“是”或“否”），此时，化学反应速度是v正

v逆（选填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是

。 分解与解：⑴高炉练铁反应〔FeO（s）＋CO(g) Fe（s）＋CO2(g)

△H＞

0 〕是吸热反应，温度越高，反应程度越大（与“升高温度，平衡向正反应方向

移动”意义相同），CO反应掉越多，CO2生成越多，因此，高炉内CO2和CO的

体积比值增大；平衡常数K值（K＝c(CO)）增大。

（3）c(CO2)c(CO)c(CO2)c(CO2)0.025＝0.1＝0.25＜0.263，反应尚未处于平衡状态，反应仍在向正反应方向c(CO2)c(CO)进行。v正＞v逆。因为在同一温度下，平衡常数保持不变，要使增大为0.263，必须使c (CO2)增大，c (CO)减小。

3 的数值由0.25

评注：本题将平衡移动方向的定性判断与用平衡常数来定量讨论化学平衡的移动情况结合起来，便于对化学平衡移动的。利用平衡常数K来判断化学反应是否处于平衡状况并进一步判断反应进行的方向也是比较新颖的考查方式。

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