【期中知识点归纳】（苏教版2019）2023-2024学年高二上册化学 选修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 讲义

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专题2 化学反应速率与化学平衡






必背知识清单01 化学反应速率
一、化学反应速率的表示方法
1．化学反应速率的表示方法
化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内____________________或_________ ___________来表示化学反应速率。
数学表达式：v＝__________。
Δc表示______________________________，常用单位__________。
Δt表示____________________，常用单位_____________。
常用单位：__________或__________。
用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于__________和__________。
2．平均速率与瞬时速率
根据求得的反应速率是在__________内化学反应的的平均速率。
若Δt非常小，则平均速率__________某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在__________________曲线上通过数学方法求得。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)
v(A)= __________，v(B)= __________，v(C)= __________，v(D)= __________
在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其__________可能相同也可能不相同，但表示的__________相同。
同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比__________物质的量浓度变化（Δc）之比__________物质的量变化（Δn）之比__________化学计量数之比。
二、化学反应速率的测定
1．测定原理
要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的__________，再进行适当的转换和计算。
2．常用方法
（1）测量在____________________下释放出来的体积的气体。
（2）用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与____________________的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。
三、化学反应速率的计算模式——三段式
1．计算步骤
(1)写出正确的化学方程式
(2)标出各物质的起始量、转化量、某时刻量
(3)按要求分别计算
2．应用举例
mA(g) + nB(g) = pC(g)
起始浓度（mol/L） a b c
转化浓度（mol/L） mx nx px
某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px
【归纳小结】化学反应速率大小的比较
在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，因此，在比较化学反应速率大小时，要进行一定的转换。
(1)换算成同一种物质来表示，同时注意单位的统一。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。

必背知识清单02 影响化学反应速率的因素
一、碰撞理论
1．碰撞理论
（1）碰撞理论要点：反应物分子间必须相互碰撞才有__________发生反应，反应速率的大小与______ ________________________成正比。
（2）有效碰撞的定义：能__________的碰撞。
（3）发生有效碰撞的条件：
①分子必须具有__________的能量；
②分子在________________发生碰撞。
2．活化分子与活化能
（1）活化分子：能量__________，有可能发生__________的分子。
（2）活化能：活化分子的__________与所有分子的__________之差称为活化能。
3．基元反应
（1）基元反应：反应物分子经过一__________就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何__________生成。
（2）复杂反应：经过____________________步骤完成的反应。
（3）基元反应的活化能与反应速率的关系
每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就__________，化学反应速率__________。
二、影响化学反应速率的主要因素和外部因素
1．主要因素
影响化学反应速率的主要因素是____________________。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。
2．外部因素
影响反应速率的外部因素有：__________、__________、__________、__________及________________________________________等。
三、浓度对化学反应速率的影响
1．浓度对反应速率的影响规律
其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率_________；减小反应物浓度，反应速率________。
2．微观解释
增大反应物浓度，单位体积内活化分子数__________，反应物放生有效碰撞次数__________，反应速率__________ (注意：浓度改变引起了活化分子浓度的改变，而活化分子百分数不变。)
③适用对象：在溶液中的化学反应或气体反应
对于固体或纯液体，其浓度可视为__________，因而其物质的量的改变不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与________有关，固体颗粒越小，固体反应物总表面积________，反应速率就________。
对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。
四、压强对化学反应速率的影响
1．压强对反应速率的影响规律
对有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积__________，相当于__________反应物的浓度，反应速率__________；减小压强，气体体积__________，相当于__________反应物的浓度，反应速率__________。
2．微观解释
压强对反应速率的影响，可以归结为__________改变对反应速率的影响。
3．适用对象
针对有气体参加的反应。
由于固体、液体粒子间的空隙很小，改变压强几乎不能改变它们的__________，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
4．改变压强对反应速率影响的本质
压强的影响其本质是改变了气体的__________，从而引起化学反应速率的变化。
要注意改变压强后浓度的变化：通过改变容器的体积改变压强，反应物和生成物的浓度同时发生了改变。
如增大压强，反应物和生成物的浓度都__________，正反应速率和逆反应速率都__________；减小压强，反应物和生成物的浓度都__________，正反应速率和逆反应速率都__________。
5．不同条件下改变压强对反应速率的影响
（1）恒温恒容条件下：
①充入气体反应物→反应物浓度__________（总压__________）→反应速率__________；
②充入“惰气”（即不与反应体系中物质反应的气体）引起总压__________，但各气体的分压__________，即各气体的浓度__________，反应速率__________。
（2）恒温恒压条件下：
充入“惰气” →体积__________→各反应物浓度__________→反应速率__________。
（3）实例分析：
对于反应N2＋3H22NH3，不同条件下，压强对化学反应速率的影响
(1)恒温恒容密闭容器
①充入N2，压强__________，c(N2) __________，化学反应速率__________。
②充入He(注He与反应无关)，压强__________，但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都__________，化学反应速率__________。
(2)恒温恒压密闭容器
充入He，体积__________，c(N2)、c(H2)、c(NH3)都__________，化学反应速率__________。
五、用碰撞理论解释浓度和压强对反应速率的影响
1．基元反应
（1）基元反应发生的条件
研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。
如H2(g)+I2(g)===2HI(g)，经历了两步基元反应：I2===2I H2+2I===2HI
每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI= H2+ I2 的反应历程。反应历程又称反应机理。
基元反应发生的条件就是要发生__________碰撞。
（2）反应物、生成物的能量与活化能的关系

如图所示，是基元反应反应物和生成物的能量与活化能的关系，其中：E1表示__________的活化能，E2表示__________的活化能；E1-E2表示__________。
2．碰撞理论解释浓度和压强对反应速率的影响
（1）浓度对反应速率的影响

在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是__________的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度__________。当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数__________，单位体积内的活化分子数目__________，有效碰撞次数__________，反应速率__________。
增大浓度，单位体积内的活化分子数__________，活化分子的百分数__________。
（2）压强对反应速率的影响

对气体来说，若其他条件不变，增大压强，气体体积减小，就是__________单位体积里活化分子数，即__________反应物的浓度，因而__________化学反应的速率。
对于压强的改变，只有引起反应体系中气体反应物浓度的变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实质是改变了气体反应物的__________。
3．可逆反应的反应速率
可逆反应是指既向正反应方向进行，同时又向逆反应方向进行的反应，正反应的速率是反应物生成生成物的速率，逆反应速率是指生成物生成反应物的速率。
对于可逆反应来说，若增大反应物浓度，正反应速率__________，随着反应的进行，生成物浓度也__________，因此逆反应速率也__________。
若增大生成物浓度，逆反应速率__________，随着反应的进行，反应物浓度也__________，因此正反应速率也__________。即不管增大反应物浓度还是增大生成物浓度，正反应速率和逆反应速率都__________，反之亦然。
若增大压强，体积缩小，反应物和生成物浓度都________，因此正反应速率和逆反应速率都_______。反之亦然。
六、温度对反应速率的影响
1．温度变化对化学反应速率的影响
其他条件相同时，升高温度，反应速率__________；降低温度，反应速率__________。
2．用活化能理论解释：
在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增大，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而__________了反应物分子中活化分子的百分数，使单位体积内活化分子数目__________，因而使反应速率__________。
此外，由于温度升高，会使分子的运动速率__________，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数__________，反应速率也会相应地__________。但前者是反应加快的主要原因。
3．适用对象：
温度对反应速率的影响，对放热反应和吸热反应都适用，且不受反应物状态的限制。
温度每升高10K，反应速率通常增大到原来的__________倍。
七、其他因素对化学反应速率的影响
（1）增大反应物之间的接触面积，反应速率__________。如硫酸工业中，硫铁矿在焚烧前先____________________，以增大矿石与氧气的接触面积，加快燃烧；三氧化硫吸收阶段，吸收塔填装__________，增大气液接触面积。
（2）____________________等因素，也会对化学反应速率产生影响。
八、催化剂对反应速率的影响——过渡态理论
1．过渡态理论的要点
过渡状态理论认为，化学反应不只是通过反应物分子之间简单碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要经过一个__________的过渡状态，然后再分解为产物。
过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的__________， Ea为__________的活化能，Ea'为__________的活化能。
在过渡状态理论中，活化能的实质为反应进行所必须克服的势能垒。由此可见，过渡状态理论中活化能的定义与分子碰撞理论不同，但其含义实质上是一致的。
2．基元反应模型
（1）反应历程：一个化学反应自开始后____________________称为反应历程。
（2）基元反应的逆反应也是__________，并且经过__________过渡状态。
（3）复杂反应中的__________步骤决定了该反应的速率。
3．加入催化剂后反应历程
如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行：

①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应）
②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应)
总反应：A+BAB 活化能为Ea1
可以看出，加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。仔细分析这两步反应可以看出：由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。
4．酶的催化作用
(1)酶的定义：酶是一种__________的、具有__________的生物催化剂。
(2)酶的催化原理

酶的催化作用是酶与反应物先形成__________，然后__________分解成产物并释放酶。
(3)酶的催化特点
①____________________；
②____________________；
③____________________。

必背知识清单03 化学反应的方向
一、自发过程和自发反应
1．自发过程
（1）自发过程是在一定条件下，____________________而自发进行的过程。
（2）特点：
①体系趋向于从__________状态转变为__________状态(体系对外部做功或者__________热量)。
②在密闭条件下，体系有从__________自发转变为__________的倾向。
2．自发反应
（1）在一定条件下能____________________的反应。
（2）特点：
具有__________，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定_______的。
一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。
二、化学反应自发进行的判据
1．焓变与反应的自发性的关系
（1）焓判据：
放热反应(ΔH<0)在反应过程中体系能量__________，因此具有自发进行的倾向。
（2）自发反应与焓变的关系
①多数能自发进行的化学反应是__________反应。
如NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH <0
②有不少__________反应也能自发进行。如：
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH >0
③还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在__________下则能自发进行。如：
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH >0
（3）焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。多数自发进行的化学反应是__________反应，但也有很多__________反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2．熵变与反应的自发性的关系
（1）熵的概念
自发过程的体系趋向于由__________转变为__________，体系的混乱度__________。
体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是衡量一个体系__________的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的__________越大。
（2）影响熵大小的因素
①同一条件下，不同的物质熵值__________。
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)_______S(l)_______S(s)。
（3）熵判据
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵__________，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
若化学反应为熵增（ΔS>0）反应，反应过程中反应体系的混乱度__________，在一定条件下能自发进行。
（4）自发反应与熵变的关系
①许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。如：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) ΔS＞0
②有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔS＞0
③少数熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行。如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) ΔS<0
（5）反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
3．复合判据
（1）复合判据（ΔH-TΔS）
体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。
①ΔH-TΔS<0 反应____________________
②ΔH-TΔS=0 反应____________________
③ΔH-TΔS>0 反应____________________
（2）用复合判据判断反应方向的有关规律
焓变ΔH
熵变ΔS
ΔH-TΔS
反应能否自发进行
<0
>0
<0

>0
<0
>0

<0
<0
低温时<0

>0
>0
高温时<0

【归纳小结】对反应自发性的理解
(1)ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。
(2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。
(3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。
(4)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。

必背知识清单04 化学平衡状态
一、可逆反应
1．可逆反应
可逆反应是指在__________条件下，既能向__________方向进行，又能向__________方向同时进行的化学反应。
2．可逆反应的特征
(1)同一条件下，正反应和逆反应__________发生、__________存在。
(2)反应__________进行到底，反应物__________实现完全转化。
(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质__________同一反应体系。
(4)反应达到限度时，反应__________。
3．证明一个反应是否可逆反应的方法
（1）如果有两种以上的反应物，其中一种反应物必须__________，一般容易检验的反应物__________，另一种反应物过量。
（2）分别检验__________的反应物和其中一种__________是否存在，如果都存在，说明该反应时可逆反应。
二、化学平衡状态
1．化学平衡状态的建立

在反应物转化为生成物的一瞬间，__________开始进行。
反应开始时，反应物的浓度__________，正反应速率__________，由于生成物浓度很小，逆反应速率__________。
随着反应的进行，反应物浓度逐渐__________，正反应速率随着反应物浓度的__________逐渐__________；生成物浓度逐渐__________，逆反应速率随着生成物浓度的__________不断__________。
当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种__________状态，反应物的浓度和生成物的浓度__________，正反应和逆反应都__________。
2．化学平衡状态
（1）化学平衡状态的概念
当__________条件不变时，可逆反应进行到__________，正、逆两个方向的反应速率__________，反应物和生成物的浓度不再随时间的变化而__________的状态称为化学平衡状态。
（2）化学平衡状态的特征
①研究的对象是__________反应。
②化学平衡的条件是v正和v逆__________。
③化学平衡是一种__________平衡，此时反应并未__________。
④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为__________。
⑤若外界条件改变，平衡可能__________，并在新条件下建立__________。
【归纳小结】化学平衡状态的判断方法
1．判断依据
（1）正反应与逆反应速率相等：v正＝v逆
①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
（2）反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。
可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足)，则就达到了化学平衡状态，否则就没达到。
2．判断方法
（1）v正＝v逆：
以容积不变的密闭容器中的反应N2+3H22NH3为例：
在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应达到平衡状态。
①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如有m mol N2消耗同时生成m mol N2。
②不同的物质：不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即必须是一个v正一个是v逆，且两者之比等于化学计量数之比，如有m mol N≡N键断裂就有3m mol H-H键生成。
（2）对于体系中的各组成成分：
以容积不变的密闭容器中的反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例：
在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应一定达到平衡状态。
①质量或质量分数不变。
②物质的量、物质的量浓度、物质的量分数或体积分数不变。
（3）对于体系中的混合物
以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例：
①若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。
②若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。
（3）对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)：
A．气体质量不变，达到平衡状态；
B．若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态；
C．若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。

必背知识清单05 化学平衡常数
一、化学平衡常数
1．化学平衡常数的定义
对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，在__________一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式：
K=__________
该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为__________，其浓度不列入平衡常数表达式。
2．化学平衡常数的意义
（1）K值的大小反映了化学反应的__________ (即反应限度)。K值越大，说明正反应可以进行得越__________；K值越小，说明正反应可以进行得越__________。
（2）K只受__________的影响，与反应物或生成物的__________变化无关。
3．平衡常数的表达式的书写
（1）纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。
例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝__________；
FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝__________。
（2）书写形式与化学方程式的书写有关。例如：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=__________；
N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=__________；
NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=__________。
则K1和K2的关系式为K1=__________；K2和K3的关系式为：__________；K1和K3的关系式为：K1=__________。
二、平衡转化率
1．平衡转化率的概念
某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的__________，可表示为：
α = ______________________________×100%
2．平衡转化率的意义
反应的平衡转化率表示在一定__________和一定__________浓度下反应进行的限度。
三、化学平衡的有关计算
化学平衡的有关计算一般采用“三段式：
1．计算模式
　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)cC(g)＋dD(g)
c(初)(mol·L－1) x y 0 0
Δc(mol·L－1) am bm cm dm
c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm
2．解题思路
（1）设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。
（2）确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。
（3）解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。
3．注意以下问题：
（1）变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。
（2）进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。
必背知识清单06 化学平衡的移动
一、化学平衡的移动
1．化学平衡移动的概念
从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。化学平衡的移动，就是改变__________，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。
2．化学平衡移动的实质
(1)当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。
(2)实质：改变条件后，①v正__________v逆，②各组分的百分含量__________。
3．化学平衡移动的过程分析

新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。
4．化学平衡移动的方向判断
条件改变
二、浓度变化对化学平衡的影响
1．探究浓度对化学平衡移动的影响
按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，填写下表：
实验原理

实验步骤
实验1　向试管中加入4 mL 0.1 mol·L－1 K2Cr2O7溶液，再滴加数滴1 mol·L－1 NaOH溶液，观察溶液颜色的变化。
实验2　将上述溶液分成两份，向其中一份中滴加1 mol·L－1 HNO3溶液，观察溶液颜色的变化，并和另一份溶液作对比。
实验现象
实验1中溶液____________________，实验2中加入HNO3的试管中溶液____________________，另一份__________
实验结论


2．浓度变化对化学平衡的影响规律
（1）其他条件不变，增大__________浓度或减小__________浓度，平衡向正反应方向移动；减小__________浓度或增大__________浓度，平衡向逆反应方向方向移动。
（2）仅增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡__________移动。
（3）在溶液中进行的反应，改变未参加反应的离子的浓度，化学平衡__________移动。
3．浓度变化的v-t图像
已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变浓度，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下：
发生变化的条件
增大反应物浓度
减小生成物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
平衡移动方向
正反应方向
正反应方向
逆反应方向
逆反应方向
v-t图像




三、用浓度商判断化学平衡移动的方向
1．浓度商的意义
（1）浓度商的表达式：
对于可逆反应：aA+bBcC+dD，浓度商表示为：
Qc=____________________
（2）计算浓度商Qc只需代入各物质在__________（不一定是平衡状态）的物质的量浓度，计算平衡常数K必须代入各物质在__________的物质的量浓度。
2．利用浓度商判断平衡移动的方向
在一定温度下、任意时刻，比较浓度商与平衡常数的相对大小，可以判断反应体系平衡移动情况。
Qc Qc＝K，体系__________；
Qc>K，平衡向__________方向移动。
四、压强变化对化学平衡的影响
1．压强变化对化学平衡的影响原因
若将有气体参加的可逆反应简单表示为：aA(g)bB(g)，则平衡常数K=
减小容器的体积以增大压强，反应物和生成物的浓度同时增大。
若a>b，Qc__________K，平衡__________移动；
若a=b，Qc__________K，平衡__________移动；
若a 2．压强变化对化学平衡的影响规律
增大压强，平衡向____________________的方向移动；
减小压强，平衡向____________________的方向移动。
对于反应前后气体分子数目不变的反应，增大压强时，改变反应体系的压强，平衡__________移动。
3．充入“惰气”对化学平衡的影响
恒温恒容条件下，充入“惰气”，体系中各物质的浓度__________变化，化学平衡__________移动；
恒温恒压条件下，充入“惰气”，体系所占的体积增大，各物质的浓度__________，化学平衡向__________方向移动
4．压强变化的v-t图像
已知反应mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达到平衡后，改变条件，当反应达到平衡后，改变压强，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下：
发生变化的条件
m+n>p
m+n m+n=p
增大压强
减小压强
增大压强
减小压强
增大压强
减小压强
平衡移动方向
正反应方向
逆反应方向
逆反应方向
正反应方向
不移动
不移动
v-t图像






五、温度变化对化学平衡的影响
1．实验探究温度变化对化学平衡的影响
实验步骤
①取一支试管向其中加入少量CoCl2晶体，加入浓盐酸使其全部溶解；
②加水至溶液呈紫色；
③将上述溶液分别装于三支试管中，分别置于热水、冰水和室温下
实验现象
室温下试管内液体呈__________；热水中试管内液体呈__________，冰水中试管内液体呈__________
结论(平衡移动的方向)
室温平衡__________，温度升高平衡向__________方向移动(即吸热方向)，降低温度平衡向__________方向移动(即放热方向)
2．温度变化对化学平衡影响的规律
mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：

(1)图①表示的温度变化是__________，平衡移动方向是__________方向。
(2)图②表示的温度变化是__________，平衡移动方向是__________方向。
(3)正反应是__________热反应，逆反应是__________热反应。
温度升高，平衡向__________方向移动；温度降低，平衡向__________方向移动。
3．改变温度对平衡常数的影响
(1)改变温度可以使化学平衡发生移动，化学平衡常数也会发生改变，通过分析以下两个反应，总结出温度对化学平衡常数的影响规律。
①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
化学平衡常数K1＝____________________，升温化学平衡向逆向移动，K1__________(填“增大”或“减小”，下同)，ΔH__________0(填“>”或“<”，下同)。
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
化学平衡常数K2＝____________________，升温化学平衡向正向移动，K2__________，ΔH__________0。
(2)判断反应的热效应
①升高温度：K值增大→正反应为__________反应；K值减小→正反应为__________反应。
②降低温度：K值增大→正反应为__________反应；K值减小→正反应为__________反应。
4．温度变化的v-t图像
已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变温度，平衡移动的方向和条件改变后的v-t图像如下表：
发生变化的条件
ΔH>0
ΔH＜0
升高温度
降低温度
升高温度
降低温度
平衡移动方向
正向
逆向
逆向
正向
v-t图像




六、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）
1．探究外界条件变化化学平衡的影响
向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。
(1)若增大N2的浓度，平衡移动的方向是__________；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是__________。
(2)若升高温度，平衡移动的方向是__________；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是__________。
(3)若增大压强，平衡移动的方向是__________；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是__________。
2．化学平衡移动原理（勒夏特列原理）
（1）改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够__________这种改变的方向移动。
（2）明确“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。
（3）勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。
3．催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的__________。
4．化学平衡移动原理的适用范围
勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释。
①使用催化剂__________使化学平衡发生移动；
②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但__________使化学平衡发生移动；
③发生的化学反应本身不是可逆反应；
④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。
【归纳小结】分析化学平衡的一般思路


必背知识清单07 化学反应速率与化学平衡图像
一、化学反应速率与化学平衡图像的类型及特点
1．速率—时间图像(v－t图像)

（1）正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是____________________，使正反应速率突变，且平衡__________移动。
（2）v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡__________移动，说明该反应的正反应可能是__________或____________________的反应，改变的条件是__________或__________。
（3）v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡__________移动，可能是____________________，也可能是______________________________。
2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像

（1）T2__________T1，温度升高，平衡__________移动，正反应是__________反应。
（2）p2__________p1，压强增大，A(反应物)的转化率__________，说明正反应是__________的反应。
（3）生成物C的百分含量不变，说明平衡__________移动，但反应速率a__________b，故a可能__________；若该反应是反应前后气体分子数目的可逆反应，a也可能是__________。
3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像

压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐__________，说明正反应是__________反应；
温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强__________，生成物C的百分含量__________，说明正反应是____________________的反应。
4．物质的量 (浓度)—时间图像(n/c－t图像)
在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：

(1)横坐标表示反应过程中__________，纵坐标表示反应过程中____________________。
(2)该反应的化学方程式是____________________。
(3)在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是__________。
(4)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是__________。
二、化学平衡图像解题方法
1．判断平衡移动方向和改变的条件
(1)根据v′正、v′逆的相对大小即可判断平衡移动方向，若v′正>v′逆，则平衡__________移动；v′正 (2)判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的条件是__________；若两个都发生了“突变”，则为改变的条件是__________或__________；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为__________或等体反应__________。
2．“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)＋bB(g)__________cC(g)在不同温度下(T1
(1)T1为一条等温线，随着压强的增大，C%__________，化学平衡__________移动，a＋b__________c。
(2)在压强一定时(如p3)，温度升高，C%__________，化学平衡__________移动，正反应是__________反应。
3．“先拐先平”原则
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图1)或表示的压强较大(如图2)[仍以aA(g)＋bB(g)__________cC(g)为例]。

根据图像回答下列问题：
(1)图1中，温度T1、T2的大小关系是__________，温度升高，C%(C的含量)的变化是__________，化学平衡__________移动，正反应是__________反应。
(2)图2中，压强p1、p2的大小关系是__________，压强增大，C%(C的含量)的变化是__________，化学平衡__________移动，a＋b__________c。



【典例1】利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．B点处NO2的转化率为3%
B．E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小
C．E、H两点对应的正反应速率大小为vH D．B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB＞ME

【典例2】甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋85.2 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH3OH(g)＋O2(l)HCHO(g)＋H2O(g)　 ΔH2
反应Ⅲ：H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
副反应：
反应Ⅳ：CH3OH(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)　 ΔH4＝－393.0 kJ·mol－1
(1)计算反应Ⅱ的反应热ΔH2＝____________。
(2)750 K时，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，若起始压强为p0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强p平＝____________(用含p0和α的式子表示)；当p0＝101 kPa，测得α＝50.0%，计算反应平衡常数Kp＝________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，忽略其他反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：
历程ⅰ：CH3OH―→·H＋·CH2OH
历程ⅱ：·CH2OH―→·H＋HCHO
历程ⅲ：·CH2OH―→3·H＋CO
历程ⅳ：·H＋·H―→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题：

①从平衡角度解析550～650 ℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因：
________________________________________________________________。
②反应历程ⅰ的活化能____(填“>”“<”或“＝”，下同)CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能。
③650～750 ℃，反应历程ⅱ的速率________反应历程ⅲ的速率。
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v＝0.042 3c(mg·L－1·h－1)表示(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度/ (mg·L－1)
10 000
8 000
4 000
2 000
1 000
吹脱时间/h
0
7
23
39
55
则当甲醛浓度为2 000 mg·L－1时，其吹脱速率v＝______ mg·L－1·h－1。

【典例3】在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L－1，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题：

(1)该反应的ΔH________(填“＜”“＞”或“＝”)0。
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________；压强为p2时，b点处v正______(填“＜”“＞”或“＝”)v逆。
(3)a点时CH4的转化率为________。
(4)为探究速率与浓度的关系，根据相关实验数据，粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线：v正—c(CH4)和v逆—c(CO)，如图2。

①与曲线v正—c(CH4)相对应的是图中曲线________(填“甲”或“乙”)。
②降低温度，反应重新达到平衡时，v正、v逆相应的平衡点分别为________(填字母)。

【典例4】在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：
(1)反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为__________ mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为_____________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T_____(填“大于”或“小于”)100 ℃，判断理由是_________________________________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2：___________________________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_________________________________________________。