高三化学总复习高三化学总复习化学反应速率化学反应速率和化学平衡和化学平衡一、化学反应速率一、化学反应速率1.1.定义：定义：2.2.数学表达式：数学表达式：cv = t衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。3.3. 用不同的物质来表示的反应速率，速率的数值之比用不同的物质来表示的反应速率，速率的数值之比等于化学方程式的计量系数之比等于化学方程式的计量系数之比对于反应：对于反应：mA mA + + nB nB = = pC pC + + qDqD比例关系：比例关系： V(A) (A) ：V(B) (B) ：V(C) (C) ：V(D) = m (D) = m ：n n ：p p ：q q等式关系：等式关系：1 1m m1 1n n1 1p p1 1q qV(A)V(A)V(B)V(B)V(C)V(C)V(D)V(D)= = = =4.4.影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：反应物的本性。浓度、温度、压强、催化剂反应物的本性。浓度、温度、压强、催化剂反应物的本性。浓度、温度、压强、催化剂反应物的本性。浓度、温度、压强、催化剂 4.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素浓度的影响：浓度的影响：增加一种物质的浓度，反应速率总是加快；增加一种物质的浓度，反应速率总是加快；降低一种物质的浓度，则减慢。降低一种物质的浓度，则减慢。注：固体（或纯液体）的浓度视为注：固体（或纯液体）的浓度视为常数常数，增加或减少，增加或减少固体（或纯液体）的量，化学反应速率和化学平衡均固体（或纯液体）的量，化学反应速率和化学平衡均不改变；故不能用它表示反应速率。不改变；故不能用它表示反应速率。但但 固体的颗粒越小，反应速率越快。固体的颗粒越小，反应速率越快。渐变与突变？渐变与突变？N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH 2NH3 3(g)(g) 4.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素压强的影响：压强的影响：（仅适用于有气体参加的反应仅适用于有气体参加的反应）压强增大，压强增大，正逆反应速率都增大，但增大的程度不一样。正逆反应速率都增大，但增大的程度不一样。压强对压强对平衡体系中气体的系数平衡体系中气体的系数_的方向影响的幅度大；的方向影响的幅度大；H2(g)+I2(g) 2HI(g)左右系数一样大时，压强的影响程度一样大。左右系数一样大时，压强的影响程度一样大。 4.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素温度的影响：温度的影响：升高温度，无论是放热反应或是吸热反升高温度，无论是放热反应或是吸热反应（正、逆反应），速率都加快，但温度对应（正、逆反应），速率都加快，但温度对_方向影方向影响的幅度大响的幅度大N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；0 催化剂催化剂催化剂催化剂对化学平衡移动无影响，正催化剂可以加快对化学平衡移动无影响，正催化剂可以加快对化学平衡移动无影响，正催化剂可以加快对化学平衡移动无影响，正催化剂可以加快反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。t1t2t产产物物含含量量使用催化剂使用催化剂使用催化剂使用催化剂 4.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素二、化学平衡状态的标志二、化学平衡状态的标志哪些标志可以说明一个可逆反应达到了平衡状态？哪些标志可以说明一个可逆反应达到了平衡状态？1 1、从速率来看，、从速率来看，、从速率来看，、从速率来看，V(B,V(B,正正正正) = ) = V(B,V(B,逆逆逆逆) )等式关系：等式关系：1 1m m1 1n nV(V(正，正，A)A)V(V(逆，逆，B)B)= =1 1p p1 1q qV(V(正，正，C)C)V(V(逆，逆，D)D)= =2、各物质的、各物质的m、n、c、质量分数、物质的量分数、转、质量分数、物质的量分数、转化率等保持不变。化率等保持不变。变量不变可以定，不变量不能定变量不变可以定，不变量不能定对于反应：对于反应：mA(g) + nBmA(g) + nBg) pC pCg) + qD+ qDg)二、化学平衡状态的标志二、化学平衡状态的标志当当m+np+q时，且容器体积固定时，哪些量？时，且容器体积固定时，哪些量？3、总物质的量、平均分子量、压强等不变时达到平衡、总物质的量、平均分子量、压强等不变时达到平衡4、总物质的量、平均分子量、密度不变时达到平衡状态、总物质的量、平均分子量、密度不变时达到平衡状态当当m+np+q时，且容器体积不固定时，哪些量？时，且容器体积不固定时，哪些量？对于反应：对于反应：mA(g) + nBmA(g) + nBg) pC pCg) + qD+ qDg)5、判断化学平衡状态、判断化学平衡状态项目项目mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) 是否是否平衡平衡混合混合体系体系中各中各组分组分的的含量含量各各物质的物质的量物质的物质的量或物质的量的分数一定或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定总总压强、总体积、压强、总体积、总物质的量一定总物质的量一定平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡项目项目项目项目mA(g)+nB(gmA(g)+nB(g) ) pC(g)+qD(gpC(g)+qD(g) ) 是否平衡是否平衡是否平衡是否平衡正逆正逆正逆正逆反应反应反应反应速率速率速率速率关系关系关系关系在在在在单位时间内消耗了单位时间内消耗了单位时间内消耗了单位时间内消耗了mmolAmmolA的同时生成了的同时生成了的同时生成了的同时生成了mmolAmmolA 在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolBnmolB的同时消耗了的同时消耗了的同时消耗了的同时消耗了pmolCpmolC在单位时间内生成了在单位时间内生成了在单位时间内生成了在单位时间内生成了nmolBnmolB的的的的同时消耗了同时消耗了同时消耗了同时消耗了qmolDqmolD(A) (A) (B) (B) (C) (C) (D)(D) =m =m n n p p q q5、判断化学平衡状态、判断化学平衡状态平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡项目项目项目项目mA(gmA(g) + ) + nB(gnB(g) ) pC(gpC(g) +) +qD(gqD(g) ) 是否是否是否是否平衡平衡平衡平衡压强压强压强压强 当当当当 m m + + n n p p + + q q 时，总压力一定时，总压力一定时，总压力一定时，总压力一定 ( (其它条件一定其它条件一定其它条件一定其它条件一定) )当当当当 m m + + n n = = = = p p + + q q 时，总压力一定时，总压力一定时，总压力一定时，总压力一定( (其它条件一定其它条件一定其它条件一定其它条件一定) )混合气混合气混合气混合气体的平体的平体的平体的平均相对均相对均相对均相对分子质分子质分子质分子质量量量量(M)(M)当当当当 m m + + n n p p + + q q 时，时，时，时，MM一定一定一定一定当当当当 m m + + n n = = = = p p + + q q 时，时，时，时，MM一定一定一定一定5、判断化学平衡状态、判断化学平衡状态平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡项目项目注意化学反应的特点注意化学反应的特点是否平衡是否平衡密度密度()C(s)+CO2(g) 2CO(g) (一定一定)（气体的质量一定）（气体的质量一定）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) (一定一定)H2(g)+I2(g) 2HI(g)(一定一定)5、判断化学平衡状态、判断化学平衡状态不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡三、化学平衡常数：三、化学平衡常数：1、书写平衡常数表达式、书写平衡常数表达式（1 1）固体和纯液体在反应中浓度为常数，不应写在）固体和纯液体在反应中浓度为常数，不应写在K K表表达式中；达式中；（2 2）稀溶液中进行的反应，若有水参加，水的浓度不必）稀溶液中进行的反应，若有水参加，水的浓度不必写写在在K K表达式中。但有机反应中水的浓度要写；表达式中。但有机反应中水的浓度要写；（3）对于同一反应，化学反应方程式式写法不同，）对于同一反应，化学反应方程式式写法不同，K表表达式和相应的数值也不同；达式和相应的数值也不同；2、对于可逆反应，其、对于可逆反应，其K值只随温度而改变。值只随温度而改变。1）若反应放热，）若反应放热， Q 0 ，T 时，时， K2 K1 。即：即： 放热反应放热反应K随随T的升高而减小；的升高而减小；2）若反应吸热，）若反应吸热， Q 0 ，T 时，时， K2 K1 。即：即： 吸热反应吸热反应K 随随T的升高而增大。的升高而增大。A(g)+2B(g) = 2C(g) +Q各阶段的平衡常数如下各阶段的平衡常数如下表所示：表所示：根据图根据图b判断，判断，K1、K2、K3、K4之间的关系为之间的关系为_(按按K值由小到大的值由小到大的顺序用顺序用“”和和“”连接连接)。t2 t3t 4 t5t5 t6t7 t8K1K2K3K43、 平衡常数的应用平衡常数的应用：判断可逆反应进行的程度：判断可逆反应进行的程度 定性地说：定性地说：K值越大，反应越完全，反应物转化率越值越大，反应越完全，反应物转化率越高；相反，高；相反，K值值越小，反应越不完全，转化率越低，越小，反应越不完全，转化率越低，甚至不反应。甚至不反应。 平衡常数和转化率有什么关系？平衡常数和转化率有什么关系？4 4、关于转化率、关于转化率一般规律：一般规律：可逆反应可逆反应a A( g) b B(g) c C(g) dD(g)达平衡后，达平衡后，若若只增大只增大A的浓度的浓度，平衡右移，达新平衡时，平衡右移，达新平衡时，B转化率转化率_，A转化率转化率_。某反应物的转化率某反应物的转化率()=该反应物已转化的量该反应物已转化的量该反应物的起始总量该反应物的起始总量100% 例例: 如图是合成氨的反应，如图是合成氨的反应，N2(N2(气气)+3)+3H2(H2(气气) 2) 2NH3NH3( (气气)+Q)+Q，速率随时间的变化关系图，速率随时间的变化关系图. .（1）t0时反应从哪方开始？时反应从哪方开始？（2）t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8分别改变的条件及平衡分别改变的条件及平衡移动的方向？移动的方向？ 氮气的转化率？氮气的转化率？K值？值？1n(或或c)t图象图象四、化学平衡图像分类讨论四、化学平衡图像分类讨论2V t 图象图象3. V P（或（或T）图象图象4. 转化率转化率(或质量分数等或质量分数等) 压强、温度图象压强、温度图象5质量分数质量分数时间图象时间图象在浓度在浓度 c c时间时间t t图象中图象中 改变温度瞬间改变温度瞬间，各物质浓度不变，故平衡虽破坏，各物质浓度不变，故平衡虽破坏，但各物质的但各物质的浓度均连续浓度均连续。 改变压强瞬间改变压强瞬间，各物质（气体）浓度，各物质（气体）浓度突变突变，加压加压突增，减压突增，减压突减。突减。 改变某一成分浓度改变某一成分浓度时，时，该成分浓度突变该成分浓度突变，其他，其他物质浓度不变，其变化是连续的。物质浓度不变，其变化是连续的。1n(或或c)t图象图象 例：例：某温度下，在体积为某温度下，在体积为5的容器中，、的容器中，、三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示，则三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示，则该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_D1n(或或c)t图象图象在到达平衡的某时刻在到达平衡的某时刻t1改变某一条件前后，改变某一条件前后，V正正、V逆逆的变化有两种：的变化有两种： V正正、V逆逆同时突变同时突变温度、压强、催化剂的影响温度、压强、催化剂的影响 V正正、V逆逆之一渐变之一渐变一种成分浓度的改变一种成分浓度的改变2速率速率时间图象时间图象 例：例：把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图2所所示，其中示，其中t1t2速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是 ；t2t3速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是_。 随随温温度度变变化化，正正、逆逆反反应应速速率率也也在在变变化化，T ， 吸吸 ， 放放 ，由由于于温温度度变变化化对对吸吸热热方方向向速速率率的的影影响响大大于于对对放放热热方方向向速速率率的的影影响响，表表示示吸吸热热方方向向速速率率的的曲曲线线的斜率应大些。的斜率应大些。 3. 3. 速率速率压强（或温度）图象压强（或温度）图象 例：例： 甲图中甲图中C%表示反应物的百分含量，表示反应物的百分含量，t表示反应时表示反应时间，间， T1、T2表示不同的温度，乙图中表示不同的温度，乙图中v表示反应速率，表示反应速率，p表示压强，下列反应中符合此图的是（表示压强，下列反应中符合此图的是（ ）C%甲甲 tT1T2v乙乙 pv正正v逆逆A. 2N2O3(g) 4NO(g)+O2(g)(吸热反应吸热反应)B. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)(放热反应放热反应)C. 3NO2(g)+H2O(g) 2HNO3(g)+NO(g)(放热反应放热反应)D. CO2(g)+C(s) 2CO(g)(吸热反应吸热反应)例例3 有一化学平衡有一化学平衡mA(g)+nB(g) PC(g)+qD(g),下图表示的是转下图表示的是转化率与压强、温度的关系。判断化率与压强、温度的关系。判断:(1)正反应是放热还是吸热反应正反应是放热还是吸热反应?(2)m+n与与p+q的大小的大小.图象中有三个量时图象中有三个量时, ,应固定应固定一个量来分别讨论另两个一个量来分别讨论另两个量之间的关系量之间的关系. .（定一议二）（定一议二）A转转化化率率T T (温度温度)106PaA转转化化率率T T (温度温度)106Pa固定压强固定压强, ,讨论讨论T T与与A A的转化率的关系的转化率的关系固定温度固定温度, ,讨论讨论P P与与A A的转化率的关系的转化率的关系104Pa105Pa4、转化率转化率( (或质量分数或质量分数)压强、温度图象压强、温度图象 浓度商与的大小判断反应的方向浓度商与的大小判断反应的方向H2(g) + I2(g) 2 HI (g) K = 50.3No.(H2)/mol.L-1(I2)/mol.L-1(HI)/mol.L-1Q = (HI)2 / (H2) (I2)Q与与K比较比较反应方向反应方向11.001.00 1.001.00Q K21.001.00 0.0011.0 10-6Q K30.220.22 1.5650.3Q =K40.220.22 2.56135Q K平衡平衡 2（3）可逆反应可逆反应A A2 2+2B+2B2 2(g) 2C(g)(g) 2C(g)在密闭容在密闭容器中进行，正反应是放热反应。器中进行，正反应是放热反应。 (1)(1)若若A A2 2为气体（在甲、丙坐标中作图）为气体（在甲、丙坐标中作图）. . (2)(2)若若A A2 2为固体为固体 ( (在乙坐标系中作图）在乙坐标系中作图）温度温度C%温度温度平均平均相对相对分子分子质量质量压强压强A2转转化化率率甲甲乙乙丙丙例例 2 在密闭容器中进行的可逆反应：在密闭容器中进行的可逆反应：A(g)+B(g) 2C(g)(正反应放热正反应放热),请画出请画出两条分别表示两条分别表示200和和400条件下条件下,从加入从加入反应物到反应达到平衡状态时反应物到反应达到平衡状态时,C的百分含量的百分含量与时间与时间(t)的曲线的曲线,并在曲线上注明温度并在曲线上注明温度.练习练习2