(共12张PPT)
化学反应速率与平衡专题（一）
高中化学
学习目标
1. 通过对典型例题的研究， 进 一 步加深外界条件（浓度 、 温度 、 压强 、 催化剂等） 对反应速率的影响的理解， 并能用相关理论解 释其 一般规律。
2. 学会调控化学反应速率， 体会化学反应速率的调控在生产 、 生 活和科学研究领域中的重要作用。
3.提升解决综合复杂问题的能力， 发展 “ 变化观念与平衡思想 ”、 “证据推理与模型认知 ” 的化学学科核心素养。
高中化学
例1 ．化学反应 4A(s)＋3B(g) 、 2C(g)＋D(g) ，经 2 min，
B的浓度减少 0.6 mol/L ， 对此反应速率的表示正确的是( B )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol ·(L ·min)－1
B ．分别用B、 C、 D表示的反应速率其比值是 3﹕2﹕1
C ．2 min 末的反应速率用B表示是 0.3 mol ·(L ·min)－1
D ．2 min 内 ， v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
v(B)﹕v(C)﹕v(D) ＝ 3﹕2﹕1。
υ = Δc Δt
选项 金属的物质的量 (大小、 形状相同的粉末) 酸的浓度及体积
反应温度/℃
A Mg 0. 1 mol 6 mol ·L－1的硝酸10 mL
60
B Mg 0. 1 mol 3 mol ·L－1的盐酸10 mL
30
C Fe 0. 1 mol 3 mol ·L－1的盐酸10 mL
60
D Mg 0. 1 mol 3 mol ·L－1的盐酸10 mL
60
高中化学
例2． 已知下列各组反应的反应物（表中的物质均为反应物） 及温度， 则反应开始时 ，放出H2速率最快的是( D )
影响速率的因素： 内因和外因。
i. 得有浓度； ⅱ .浓度的改变不应引起反应本质的改变。
i.压强与体积关联； ⅱ . 注意稀有气体的影响。
改变单位 体积内活 化分子百 分数
改变单位 体积内活 化分子数
高中化学
示意图
高中化学
关注影响因素的转换
10 mL 0 .01 mol/L KMnO4 酸性溶液 与过量的0 . 1 mol/L H2 C2 O4 溶液混 合时 ， c(Mn2+)随时间的变化示意图
铝箔与一定量稀盐酸反应 ， 绘
制产生氢气体积和反应时间的
c(Mn2+)
高中化学
关注影响因素的转换
例3【 2018北京高考节选】 H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除， 同时自身也会发生分解。 相同投料比、 相同反应时间 ，不同温度下 的有机碳脱除率如图所示。 80 ℃后脱除率变化的原因： 。
80 ℃后 ， H2O2分 解速率大 ， 浓度显 著降低
研究温度对反 应速率的影响
高中化学
关注影响因素的转换
例4. 探究加入硫酸铜溶液的量对Zn与稀硫酸反应 ， 氢气生成速率的影响。 实验 中Zn粒过量且颗粒大小相同 ，饱和硫酸铜溶液用量0~4.0 mL ，保持溶液总体积 为100.0 mL ， 记录获得相同体积(336 mL)的气体所需时间 ， 实验结果如图 (气体 体积均转化为标况下)。
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
形成 原电池
表面积
高中化学
例5．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化 ， 当NaHSO3完全消 耗即有 I2析出 ， 依据 I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。 将浓
度均为0.020 mol ·L－1 的NaHSO3溶液（含少量淀粉） 10.0 mL、 KIO3(过量) 酸性溶液40.0 mL 混合 ， 记录10～55 ℃间溶液变蓝时间 ， 55 ℃时未观察 到溶液变蓝 ， 实验结果如下图。 据图分析 ， 下列判断不正确的是( )
A ．40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间 随温度的变化趋势相反
B ．图中b、 c两点对应的NaHSO3反应速率 相等
C ．图中a点对应的NaHSO3反应速率为 5.0×10－5 mol ·L－1 · s－1
D ．温度高于40 ℃时 ， 淀粉不宜用作该实 验的指示剂
高中化学
例7． 在一定条件下 ， 二氧化硫和氧气发生反应：
2SO2(g)＋O2(g) 、 2SO3(g)
600 ℃时 ， 在一容积为2 L的密闭容器中 ，将二
氧化硫和氧气混合 ， 在反应进行至10 min和
20 min 时 ，分别改变了影响反应的一个条件。
（1） 图中反应进程 ， 表示正反应速率与逆反应速
率相等的时间段是 15~20 min
（2）根据如图判断 ， 10 min时改变的反应条件可能 是 a b ； 20 min 时改变的反应条件可能是 d 。
b． 缩小容器容积
d ．增加O2的物质的量
a ．加入催化剂
c． 降低温度
Δc
υ = Δt
迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO 去除反
x
应速率迅速增大； 上升缓慢段主要是温度升高引起的NO 去除反应速率
x
增大催化剂活性下降。NH3与O2反应生成了NO。
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例8． 在有氧条件下 ， 新型催化剂 M能催化 NH3与 NOx反应生成 N2。
将一定比例的O2、NH3和 NOx的混合气体 ， 匀速通入装有催化剂 M的反应器中反应。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示 ，在50～250 ℃范围
内随着温度的升高 ，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ；
当反应温度高于380 ℃时 ，NOx的去除率迅速下降的原因可能是 。
O2+NH3+NOx —→ N2+H2O
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化学反应速率与平衡专题（二）
高中化学
学习目标
1. 通过对典型例题的研究， 进 一 步加深外界条件（浓度 、 温度 、 压强等） 对化学平衡的影响的理解， 认识并能用相关理论解释其 一般规律 。
2. 学会调控化学反应速率和化学平衡， 体会速率 、 平衡的调控在 生产 、 生活和科学研究领域中的重要作用。
3.提升解决综合复杂问题的能力， 发展 “ 变化观念与平衡思想 ”、 “证据推理与模型认知 ” 的化学学科核心素养。
可逆反应： 在同一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。
（4）NH3 ·H2O NH4++ OH－ NH4++ OH－ ＝ NH3 ·H2O
Kb= 1.8×10-5
一、对可逆反应的理解
2H2 ↑ +O2 ↑
（3） Cl2+2OH－ ＝ Cl－+ ClO－+ H2O K＝1.5×1016
任何化学反应都有一定的可逆性。
（2） Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
（1）2H2O 通电
点燃
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
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放电
充电
一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下 ， 同一可逆反应体系 ，不管是从正反应开始，
还是从逆反应开始 ， 或是正、 逆反应同时投料 ， 若最终达到相同的化学平衡状态
（各组分的百分含量均相同)。 我们称之为等效平衡。
二、化学平衡的建立
高中化学
高中化学
例1.恒温时 ， 某固定容积的容器中按以下4种方式投料 ， 发生如下反应：
O2(g) 、
1 mol
0
0.25 mol
b
(a+c) ＝2 (b+ ) ＝1 0
2SO3(g)
0
2 mol
1.5 mol
c
恒温、 恒容条件下反应前后气体体积改变的反应——极值等量即等效。
极限法，
“一边倒”策略
2SO2(g) +
① 2 mol
固定
容积
0
0.5 mol
a
②
③ ④
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例2.恒温、 恒压时 ， 某容器中按以下几种方式投料 ， 发生如下反应：
2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g)
极限法
① 2 mol 3 mol 0 “一边倒”，策略 恒压
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
②平衡
①平衡
③
1 mol 1.5 mol
③平衡
n(SO2) n(O2)
①
2 mol 3 mol
移走隔板
A
B
③平衡
①平衡
4.5 mol
叠加
3 mol
0
2
3
=
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例2.恒温、 恒压时 ， 某容器中按以下几种方式投料 ， 发生如下反应：
2SO2(g) ＋ O2(g) 、 2SO3(g)
极限法
① 2 mol 3 mol 0 “一边倒”，策略 恒压
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a b c
(a+c) (b+ ) 0 ＝
恒温、 恒压条件下反应前后气体体积改变的反应——极值等比即等效。
例3 ．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 、 、2SO3(g) ΔH<0已达平衡 ， 如果其他条件不
变时 ，分别改变下列条件 ， 对化学反应速率和化学平衡产生影响 ， 下列条件与 图象不相符的是(O～t1： v正＝ v逆 ； t1时改变条件 ， t2时重新建立平衡)( C )
分析时要注意改变条件瞬间 v正、 v逆 的变化。
三、化学平衡的移动
高中化学
c(氨水) / (mol ·L-1) 0.1
0.01
pH 11.1
10.6
例4． 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
t / ℃ 25 50
100
Kw / 10-14 1.01 5.47
55.0
三、化学平衡的移动
高中化学
A.
D.
C.
B.
高中化学
例5． 乙醇是重要的有机化工原料 ， H2O(g) +C2H4 C2H5OH(g) 法生产。
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、 压强的关系
(2)气相直接水合法常用的工艺条件为 ：磷酸/硅藻土为催化剂 ，反应温度290 ℃、
压强6.9 MPa ， n(H2O)﹕n(C2H4)＝0.6﹕1 ， 乙烯的转化率为5% ， 若要进一步提高 乙烯转化率 ， 除了可以适当改变反应温度和压强外 ，还可以采取的措施有 。
[其中n(H2O)﹕n(C2H4)＝ 1﹕1]
(1)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小
顺序为： p1
理由是： 。
反应分子数减少 ， 相同温度下， 压强升高 ， 乙烯转化率提高
增加n(H2O) ∶n(C2 H4)的比
将产物乙醇液化移去
高中化学
四、正确区分平衡问题和速率问题
例6.以丙烯、 氨、 氧气为原料 ，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛
(C3H4O)的热化学方程式如下：
① C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g) ＝ C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=－515 kJ/mol
② C3H6(g)+ O2(g) ＝ C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=－353 kJ/mol
（ 1 ） 两 个 反 应 在 热 力 学 上 趋 势 均 很 大 ， 其 原 因 是 ；
有 利 于 提 高 丙 烯 腈 平 衡 产 率 的 反 应 条 件 是 ； 提 高 丙 烯 腈 反 应 选 择 性 的 关 键 因 素 是 。
两个反应均为放热量大的反应； 降低温度、 降低压强； 催化剂
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例6.以丙烯、 氨、 氧气为原料 ，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛
(C3H4O)的热化学方程式如下：
① C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g) ＝ C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=－515 kJ/mol
② C3H6(g)+ O2(g) ＝ C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=－353 kJ/mol
（2） 右图为丙烯腈产率与反应温度的关系
曲线 ， 最高产率对应温度为460℃。
低于460℃时 ， 丙烯腈的产率 （填
“是”或者 “不是” ）对应温度下的平衡产
率 ， 判断理由是 ；
高于460℃时 ， 丙烯腈产率降低的可能原因
是 。
A ．催化剂活性降低 B． 平衡常数变大
C． 副反应增多 D ．反应活化能增大
平衡状态的特征及定性判断 平衡移动及影响因素：
T 、c 、P
定量描述：K、转化率
判据：反应焓变(ΔH）
反应熵变(ΔS）
影响规律：ΔH — TΔS
定量描述：化学反应速率 v
影响因素：c 、P、T、cat、S
高中化学
化学动力学
化学热力学
化学反 应条件 的优化
认识化学反应
平衡
方向
速率
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