第二章 化学反应速率和化学平衡

归纳与整理

化学反应速率和化学平衡重要知识点1. 化学反应速率的相关知识及计算

2. 平衡的标志问题

3. 等效平衡问题

4. 化学平衡在不同条件下的比较问题

5. 化学平衡移动问题

6. 化学平衡的图像问题

7. 化学平衡的计算问题

1. 化学反应速率的相关知识

※ 化学反应速率 (v):1、是用来衡量化学反应行快慢程度的，通常用单位时间内

反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

2、表示方法： v(A)=△c(A)/△t (练习)3、单位： mol/(L·s)或 mol/(L·min)或 mol/(L·h)4、用不同物质表示的速率之比等于计量数之比。5、影响因素：①温度:②压强:③浓度:

④催化剂 :

升高温度 , v增大 ;反之则相反。 ( 对气体 )增加压强 , v增大 . 反之则相反。 增大气体或溶液浓度 ,v增大 , 反之则相反。 ( 固体或纯液体除外 ) 加催化剂 ,v增大。

1 、已知反应 A+3B 2C+D 在一分钟内 A的物质的量浓度由 2mol/L 降为 1mol/L ，试分别求此一分钟内 A和C的反应速率。

解 : v(A)=△c(A)/△t =(2-1)mol/L÷1min=1mol/(L·min) v(A):v(C)=1:2 ∴ v(C)= 2mol/(L·min)

2 、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ）。

A 、对该反应体系加热 B 、不用稀硫酸，改用 98% 浓硫酸 C 、滴加少量 CuSO4 D 、不用铁片，改用铁粉

B

化学平衡状态的判断 ( 化学平衡的标志 ) ：

以 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例

①速率关系： V 正＝ V 逆

③各物质的百分含量保持不变：④混合气体的总压强、总物质的量不随时间的改变而改变

②各物质的浓度不随时间的改变而改变

⑤混合气平均相对分子质量不随时间的改变而改变⑥混合气体的密度不随时间的改变而改变

⑦反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变

直接因素：

间接因素：

2 、化学平衡的标志 ( 特征 )

1 、等效平衡

一定条件下 ( 恒温、恒容或恒温、恒压 ) ，对同一可逆反应，只是起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，任何相同组分的体积分数 ( 或物质的量分数 ) 均相同，这样的平衡互称为等效平衡。等效平衡的建立与途径无关，与外界条件和物质用量有关。

（ 1 ）什么是等效平衡：

（ 3 ）判断等效平衡的方法：注意外界条件

使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。

（ 2 ） 分类：“等同”平衡和“等效”平衡 . 二者关系是等效平衡包含等同平衡 , 等同平衡一定是等效平衡 , 等效平衡不一定是等同平衡 .

3 、等效平衡问题

1.恒温、恒容下的等效平衡问题⑴ 对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应

恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是 : 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。

⑵ 对于气态物质反应前后分子数不变的可逆反应判断方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。

如：对于 H2+I2 （ g ） 2HI ，在恒温、恒容下，按下列不同量反应等效的有 。

H2 I2 HI

起始物质的量 1 4 0

起始物质的量 0 1.5 1

起始物质的量 1 1 2

起始物质的量 0.1 0.1 1.8

起始物质的量 0 0 a

2.恒温、恒压下的等效平衡问题

判断方法 :与可逆反应气态物质的化学计量数无关 , 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。

等效平衡小结

条件 等效条件 结果恒温恒容( n(g)≠0) △

投料换算成相同物质表示时量相同

两次平衡时各组分百分量、 n 、c 均相同

恒温恒容( n(g)=0) △

投料换算成相同物质表示时等比例

两次平衡时各组分百分量相同，n 、 c 同比例变化

恒温恒压 投料换算成相同物质表示时等比例

两次平衡时各组分百分量、 c 相同， n 同比例变化

等效平衡问题

1 （ 05 江苏）．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应： 2A(g) + B(g) 3C(g) ，若反应开始时充入 2 mol A 和 2 mol B ，达平衡后 A 的体积分数为 a % 。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后 A 的体积分数大于 a % 的是 A ． 2 mol C B ． 2 mol A 、 1 mol B 和 1 mol He （不参加反应） C ． 1 mol B 和 1 mol C D ． 2 mol A 、 3 mol B 和 3 mol C

AB

2. 在一个固定体积的密闭容器中，加入 2molA 和 1molB ，发生反应：

2A( 气 ) + B( 气 ) 3C( 气 ) + D( 气 ) 达到平衡时， C 的浓度为 Wmol/L ，若维持容器体

积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后， C 的浓度仍为 Wmol/L 的是（ ）

A. 4molA+2molB B. 2molA+1molB+3molC+1molD C. 3molC+1molD+1molB D. 3molC+1molD

D

4. 化学平衡在不同条件下的比较问题

同一可逆反应在不同条件下 , 达到平衡时的比较 , 其方法常常要用到等效思维 , 等效假设 . 也就是建立一个可比的虚拟等效 ,然后去比较两平衡的关系 .

11 、有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。、有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入在一定温度下，向甲中通入 3molN3molN22 和和 4molH4molH22 ，反，反应达到平衡时，生成应达到平衡时，生成 NHNH33 物质的量为物质的量为 amolamol 。。

（（ 22 ）相同温度下，若乙中通入）相同温度下，若乙中通入 6molN6molN22 和和 8molH8molH22 ，，且保持压强与甲相同，反应达到平衡时，生成且保持压强与甲相同，反应达到平衡时，生成 NHNH33

物质的量为物质的量为 bmolbmol ，则，则 bb 与与 aa 的关系可表示为的关系可表示为 ____________ 。。

(3)(3) 若（若（ 22 ）中乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，）中乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成生成 NHNH33 物质的量为物质的量为 CmolCmol ，则，则 CC 与与 aa 的关系可表示的关系可表示为为 ______________________ 。 。

b=2ab=2a

C>2aC>2a

4. 化学平衡移动问题

化学反应的特点 :

1. 可逆反应

2. 反应物、生成物的状态

3. 气态物质的计量数

4. 反应热

外界条件改变

浓度、压强、温度等

物理量改变：

1. 速率

2. 浓度

3. 百分含量

4. 转化率

5. 压强

6. 相对平均分子质量等结论 :1 、外界条件对化学平衡的影响是通过改变正反应速率和逆反应速率相对大小来实现的。2 、化学平衡移动的方向取决于 v正、 v逆的相对大小。(1) v正＞ v逆 化学平衡向正反应方向移动。(2) v正 = v逆 化学平衡不移动。(3) v正＜ v逆 化学平衡向逆反应方向移动。3 、化学平衡不移动并不说明 v正、 v逆 大小没有改变

1 ．在下列平衡体系中，保持温度一定时，改变某物质的浓度，混合气体的颜色会改变；改变压强时，颜色也会改变，但平衡并不移动，这个反应是A ． 2NO＋ O2 2NO2 B ． N2O4 2NO2

C ． Br2(g)＋ H2 2HBr D ． 6NO＋ 4NH3 5N2＋ 3H2O2 ．（ 04广东）在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反

应： 2NO2(g) N2O4(g) ，达平衡是，再向容器内通入一定量的 NO2(g) ，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比， NO

2 的体积分数 A 、不变 B 、增大 C 、减小 D 、无法判断若改成恒压 ,又是那个答案 .

(C)

(C)

C

3.某温度下，反应 H2(g)＋ I2(g) 2HI(g) 在密闭容器中达到平衡，缩小容器体积，增大压强，则（　　）

A ．正反应速率增大 B ．平衡正向移动 C ．容器内气体颜色加深 D ．容器内 H2 的质量分数增大

4. 在 CH3COOH　　 H ＋＋ CH3COO －的电离平衡中，要使电离平衡向右移动，应采取的措施是（　　）

A ．加 H2SO4 B ．加盐酸 C ．加水 D ．加 NaOH

AC

CD

5.电离平衡 --化学平衡图象题总汇 一、图象题的一般解题思路 这类题目是讨论自变量 x（如时间、温度、压强

等）与函数值 y（如物质的量、浓度、质量分数、转化率）之间的定量或定性关系，因此，要运用数学方法解决此类题目。

1. 分析纵横坐标及曲线表示的意义。 2. 分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系。 3. 分析特殊点（起点、拐点、终点）及其含义。 4. 有两个以上变量时，分别讨论两个变量的关系，此时

确定其他量为恒量。

图象题的类型（ 1 ）1 ．物质的量 ( 或浓度 )- 时间图象 例 1.某温度下，在体积为 5Ｌ的容器中，Ａ ,Ｂ ,Ｃ三种物质物质的量随着时间变化的关系如图 1所示，则该反应的化学方程式为____________________________ ，2s内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓度变化表示的平均反应速率分别为______________ 、 ______________ 。

图 1 A 、 B 、 C三种物质的物质的量随时间变化的关

系图

2Ａ 3Ｂ＋Ｃ

0.08mol/(Ｌ·s)

0.12mol/(Ｌ·s)

图象题的类型（ 2 ） 2. 速率—时间图象例 2.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 2所示，其中 t1～ t2速率变化的主要原因是 ____________ ；t1～ t2速率变化的主要原因是________________ 。[ 答案 ] 反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高；盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低。

图 2 氢气发生速率变化曲线

例 .某温度下，在密闭容器里 SO2 、O2 、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应 2SO2 + O2 2SO3 （正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图 3所示。

①加催化剂对速率影响的图象是 ( )②升温对速率影响的图象是 ( )③增大反应容器体积对速率影响的图象是( )④增大 O2的浓度对速率影响的图象是（ ）

D

C

A

B

图象题的类型（ 3 ） 3. 速率—压强 ( 或温度 ) 图象 例 4. 符合图象 4的反应为 ( ) 。 Ａ、 N2O3(g) NO2(g) ＋ NO(g)

Ｂ、 3NO2(g) ＋ H2O (l)

2HNO3(l) ＋ NO(g)

Ｃ、 4NO2(g) ＋ 5O2 (g)

4NO(g) ＋ 6H2O(g)

Ｄ、 CO2(g) ＋ C(s) 2CO(g) 图 4 曲线图

D v 正 v 逆

图象题的类型（ 4） 4 ．转化率 ( 或质量分数等 )- 压强、温度图象例 .有一化学平衡 mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) ，如

图 5所示是 A的转化率同压强、温度的关系，分析图 5可以得出的正确结论是（　　）。

Ａ .正反应吸热，ｍ +ｎ＞ｐ +q Ｂ .正反应吸热，ｍ +ｎ＜ｐ +ｑ Ｃ .正反应放热，ｍ +ｎ＞ｐ +ｑ Ｄ .正反应放热，ｍ +ｎ＜ｐ +ｑ

图 5 曲线图

A

[分析 ]解决这类图象题目，采用“定一论二”，即把自变量（温度、压强）之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。

例 . mA(s)+nB(g) qC(g)正反应为吸热反应）的可逆反应中，在恒温条件下， B的体积分数（Ｂ％）与压强（ p）的关系如图 6所示，有关叙述正确的是（　 ）。 Ａ．ｎ＜ｑ Ｂ．ｎ＞ｑ

Ｃ．Ｘ点 ,v 正＞ v 逆;Ｙ点 ,v 正＜ v 逆

Ｄ．Ｘ点比Ｙ点反应速率快

[分析 ] Ｘ、Ｙ点则未达平衡状态，反应要向“趋向于平衡状态方向”进行，以此判断某点ｖ正、ｖ逆的大小关系。比较Ｘ、Ｙ两点的速率快慢则依据压强的高低（或温度的高低）。

图 6 曲线图

A、 C

例 .图 7表示 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q ，在不同温度下经过一定时间混合体系中 C的质量分数与温度Ｔ的关系；图 8表示在一定条件下达到平衡（ v 正=v 逆）后ｔ时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程，判断该反应是（　　）。

Ａ .m+n＞ p+q  Q＞ 0 Ｂ . m+n＞ p+q    Q＜ 0 Ｃ . m+n＜ p+q    Q＞ 0 Ｄ . m+n＜ p+q   Q＜ 0 [分析 ]图 7中，生成物的质量分数受同种外界条件的影响呈现

两种变化趋势，则这两种趋势一定是平衡前、后的两种情况，故最高点时刚好建立平衡，其后，才为外界条件对平衡的影响。

图7

图8

C

v 正v 正

v逆

v逆

图象题的类型（ 5） 5 ．质量分数—时间图象例 8.对于可逆反应 mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g) 反应过

程中，其他条件不变时，产物Ｄ的质量分数Ｄ％与温度Ｔ或压强 p的关系如图 9所示，请判断下列说法正确的是 ( )

Ａ．降温，化学平衡向正反应方向移动 Ｂ．使用催化剂可使 D%有所增加 Ｃ．化学方程式中气体的化学计量数 m＜ p＋ q Ｄ． B 的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动

A,C

图象题的类型（ 5） 例 9. 反应 2Ｘ (ｇ )+Ｙ (ｇ ) 2Ｚ (ｇ )(正反

应放热 )，在不同温度 (T １和 T ２) 及压强 (p １和p ２) 下，产物Ｚ的物质的量 (ｎ２) 与反应时间(ｔ ) 的关系如图 10所示。下述判断正确的是（　 ）。

Ａ． T １＜T ２， p １＜ p ２ Ｂ． T １＜T ２ ， p １＞ p ２ Ｃ． T １＞T ２ ， p １＞ p ２ Ｄ． T １＞T ２ ， p １＜ p ２

C

分析 :该题要综合运用“定一论二”、“先拐先平”解题；也可依据“定一论二”和外界条件对化学平衡的影响解题。

一、有关的计算关系：1．三个量：起始量、转化量、平衡量 (它们的单位必须统一 )　 　　　　　　 　　起始 　 a 　　 b 　　　　　 0 　　 0 　　　　 转化 -mx 　 -nx　　　　 +px　　 +qx 　　平衡 a-mx 　 b-nx　　　 px 　 qx

注 : 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。

再见