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文档简介

化学反应反应速率进行快慢化学平衡进行程度反应条件的选择化学反应速率、化学平衡

考点1:化学反应速率的概念,反应速率的表示方法,理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。1、表示方法: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。注意:(1)化学反应速率是指某段时间内浓度变化的平均速率;反应速率不能取负值。(2)浓度指对气体或溶液而言,固体、纯液体浓度视为常数。(3)同一反应在同一条件下,用不同物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。其速率值之比等于化学方程式中各种物质化学计量数之比(也等于浓度变化量之比)。例:aA+bB=cC+dD总结:某反应,用不同物质表示其反应速率,比较反应快慢时应将速率单位化成相同且化成用同种物质表示的反应速率。对于可逆反应

A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1D

D

2、影响反应速率的条件参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。(1)当其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率。注意:固体浓度无法改变,可改变其接触面积来提高反应速率。(2)在其他条件不变时,升高温度,会使反应速率增大。温度改变对吸热方向的反应速率影响尤为明显。(3)对有气体参与的反应,当温度一定时增大压强(缩小体积),就是增大反应物的浓度,因而化学反应速率增大。注意:压强改变对反应速率的影响归根结底是对物质浓度的影响。(4)催化剂能很大程度改变反应速率。3、有关反应速率的图示(1)根据图中数据进行计算和判断

(2)用图示表示外界条件对速率的影响t(min)υυ(逆)υ(正)t1例:右图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是A、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0B、4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g);△H<0C、H2(g)+I2(g)2HI(g);△H>0D、2A(g)+B(g)2C(g);△H>0Bt(min)υυ(正)υ(逆)t1讨论:1、若图像改为如右图所示,则符合示意图的反应是哪一个?2、对于C反应,升高温度或增大压强时,速率变化的图像如何表示?综上所述,外界条件对反应速率影响可归纳为:浓度(CB)改变压强(P)改变温度(T)改变使用催化剂改变单位体积内分子总数,不改变活化分子百分率改变单位体积内活化分子百分率显著改变单位体积内活化分子百分率改变分子活化所需能量改变单位体积内活化分子总数改变有效碰撞次数改变化学反应速率考点2:了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。2、化学平衡(1)化学平衡状态:

一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分百分含量保持不变的状态。(2)特征①等:V(正)=V(逆)≠0②动:化学反应仍在进行③定:各组分百分含量一定④变:条件改变,平衡状态可能改变1、可逆反应:注意:A、平衡的建立与途径无关:外界条件不变,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态。

B、化学平衡状态的标志

本质:υ(正)=υ(逆)

现象:各组分百分含量保持不变讨论:化学平衡状态的判断标准1、本质:v正=v逆(同一物质,消耗和生成相等)2、现象:浓度保持不变1、

vA耗

=vA生vB耗=vB生vC生=vC耗

vD生=vD耗

2、

vA耗

vB生=m﹕n……1、A、B、C、D各组分浓度不再改变。2、A、B、C、D各组分物质的量不再改变。3、A、B、C、D各组分百分含量不再改变。4、A、B、C、D各组分转化率不再改变。5、体系温度不再改变。6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。本质现象

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)12能够说明N2+3H22NH3反应在固定容积密闭容器中已达到平衡状态的是:①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2⑤tmin内,生成1molN2同时消耗3molH2⑥某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化√√√√对m+n

p+q

的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断:1、气体总物质的量不再改变。2、混合气体平均相对分子质量不再改变。3、若为恒容体系,体系的压强不再改变。4、若为恒压体系,体系的密度不再改变。注意:以上几条对m+n=p+q的反应不成立。

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)方法小结:混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的变化而变化适用前提反应前后气体分子个数不相等方法小结:某一物理量不变能否作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前是否发生变化。

若是则可;否则,不行。即变量不变即可一定温度下,可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是

。①单位时间内消耗nmolO2

,同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolNO

,同时生成nmolNO2③用NO2、NO、O2浓度变化的表示的反应速率的比为2:2:1④NO的体积分数不随时间变化⑤混合气体的颜色不再改变⑥NO2的转化率不随时间变化⑦混合气体的压强不再改变⑧容器内气体密度不随时间变化⑨混合气体的平均相对分子质量不再改变若反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

若反应为:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)

②④⑤⑥⑦⑨④⑥④⑥⑧⑨

【例】下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温下已达平衡状态的是()

(A)P、Q、R、S的浓度不再变化

(B)P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1(C)反应容器内P、Q、R、S共存

(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化A

【例】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是(其中只有B气体有颜色)A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色BCD多选

【例】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g)已达平衡状态的是()

A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量ABCD多选(1)浓度:在其它条件不变时增大反应物浓度或减少生成物浓度都可使平衡向着正反应方向移动;反之亦然。注意:浓度改变指气体、溶液的浓度改变。(2)温度:在其它条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热方向移动;降低温度,化学平衡向放热方向移动。(3)压强:在有气体参加的可逆反应里,在其它条件不变时,增大压强,平衡向气体总体积缩小的方向移动;反之亦然。注意:A、压强对反应前后气体体积无变化的反应,只能改变反应速率,不能使平衡移动。B、使用催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率,故催化剂不影响平衡。但可改变反应达平衡的时间。3、影响化学平衡的因素

改变条件速率不变:如容积不变时充入稀有气体速率改变程度相同v正=v逆程度不同v正≠

v逆使用催化剂或对气体体积无变化的反应改变压强平衡不移动浓度压强温度平衡移动4、勒沙特列原理(平衡移动原理):已达平衡的可逆反应,如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向着减弱这种改变的方向移动。注意:①压强的改变对化学平衡的影响只针对有

参加且气体体积在反应前后

的平衡体系。反应前后气态物质的总体积没有变化的可逆反应里,增大或减小压强都

使化学平衡移动。如果平衡混合物都是固体或液体,改变压强可认为

改变反应速率,则

使化学平衡移动。②增大压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定_____原平衡状态的速率;减小压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定_____原平衡状态的速率③稀有气体或与反应无关的气体加入平衡体系对化学平衡的影响,要具体分析平衡物质的浓度是否变化。如果恒温、恒容时充入,平衡______________;如果恒温、恒压时充入,平衡______________。(1)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN(2)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN+10mLH2O(3)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL1mol/LKSCN(4)20mL0.01mol/LFeCl3+20mL0.01mol/L

KSCN以上四组溶液颜色由深到浅的顺序为

。3>4=1>2思考:练习:对于任何一个平衡体系,采取下列措施一定会引起平衡移动的是()A、加入一种反应物B、增加体系的压强C、升高温度D、使用催化剂C练习:在高温下,反应2HBrH2(g)+Br2(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使混合气体颜色加深,可采取的方法是()A、减小压强B、缩小体积C、升高温度D、增大H2浓度BC多选练习:反应2A(g)2B(g)+E(g)(正反应是吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是:()A.加压B.减压C.减少E的浓度D.降温D讨论:在某容器中,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应达平衡,在温度、容器体积不变的情况下,向容器中充入一定量的H2,当建立新平衡时()A、CO、H2

的浓度都比原平衡时小B、CO、H2

的浓度都比原平衡时大C、H2O(g)、H2

的浓度都比原平衡时大D、H2O(g)、CO的浓度都比原平衡时大C讨论1:(12·全国)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是

()A增加压强

B降低温度

C增大CO的浓度

D更换催化剂

催化剂B

讨论1:试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。分析:

Cl2溶解于水,存在溶解平衡。溶解的部分Cl2能与水反应:

Cl2+H2OH++Cl-

+HClO增大减小平衡状态2与平衡状态1比较:H2的转化率______,

N2的转化率______。讨论2:

N2+3H22NH3

(恒T、V)起始1mol3mol达平衡状态1

改变条件增加1mol达平衡状态2应用:在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用。总结:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒T、V↑

↑↓↑↑↓↓↓新旧平衡比较CA

、CB

、CC

、CD

A的转化率

B的转化率

A%

、B%、C%、D%CA↑平衡移动方向瞬间速率变化V’正V正>

一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5,加热到200℃发生如下反应:

PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g)

反应达到平衡时,PCl5的转化率为M%,。若同一温度的同一容器中,最初投入2molPCl5,反应达平衡时,PCl5的转化率为N%。则M和N的关系是(

)(A)M>N(B)M=N(C)M<N(D)无法确定A

若是恒温恒压呢?B若是反应2NO2N2O4呢?若是反应2HI

H2+

I2呢?BC【注意】

1.不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来。只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。

2.不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来。当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,会使另一种反应物的转化率提高。

3.不要把增大反应物的浓度与反应物的转化率减小等同起来。

4.不要把平衡不移动和各组分浓度保持不变等同起来。讨论:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

若m+n

p+qP↑

平衡正向移动新旧平衡比较:CA

、CB

、CC

、CD

A的转化率

B的转化率A%、B%、C%

、D%

↑↑

↑↑↑↓

↑总结:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

(正反应是放热反应)若

T↑

平衡逆向移动新旧平衡比较:CA

、CB

、CC

、CD

A的转化率

B的转化率A%、B%、C%、D%↑↑

↓↓↑↑

↓↓讨论2:在密闭容器中有可逆反应:nA(g)+mB(g)pC(g)处于平衡状态(已知n+m>p,正反应为吸热反应),则下列说法正确的是()①升温,c(B)/c(C)的比值变小②降温时体系内混合气体平均分子量变小③加入B,A的转化率减小④加入催化剂,气体总的物质的量不变⑤加压使容器体积减小,A或B的浓度一定增大⑥若A的反应速率为vA,则B的反应速率vB=(n/m)vAA、①②④⑤B、①②③⑤C、①②③⑥D、③④⑤⑥A在425℃时,在1L密闭容器中反应H2+I22HI达到平衡,理解下列示意图所表示的涵义。1molH2+1molI22molHI相当等效化学平衡的建立,与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式。

在一定条件下的可逆反应,无论经过何种途径,但达到化学平衡时,只要同种物质的体积分数相同,这样的平衡称为等效平衡专题:等效平衡(1)恒温、恒容条件下的等效平衡(2)恒温、恒压条件下的等效平衡转化为与原状态相同的物质,各对应物质的量相等即可。转化为与原状态相同的物质,各对应物质的比相等即可。转化为与原状态相同的物质,各对应物质的比

相等即可。①对反应前后气体体积有变化的反应②对反应前后气体体积无变化的反应

起始:2mol1mol0平衡时体积分数:

a%b%c%

2SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态若起始:4mol2mol02molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%(1)恒温恒容下,SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%加压SO2<a%O2<b%SO3>c%△n(g)≠0.“等量”加料建立等效平衡若起始:2mol2mol0

起始:1mol1mol0平衡时体积分数:

a%b%c%H2(g)+I2(g)

2HI(g)

开始1molH2

1molI2平衡状态H2a%I2b%HIc%1molH2

1molI21molH2

1molI2H2a%I2b%HIc%H2a%I2b%HIc%H2a%I2b%HIc%平衡状态H2a%I2b%HIc%(2)恒温恒容下,△n(g)=0等比加料形成等效平衡2SO2+O2

2SO3

起始:2mol1mol0平衡时体积分数:

a%b%c%

开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO2

1molO2若起始:4mol2mol02molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%4molSO2

2molO2(3)恒温恒压下,按等比加料形成等效平衡SO2a%O2b%SO3c%(1)恒温、恒容条件下的等效平衡(2)恒温、恒压条件下的等效平衡转化为与原状态相同的物质,各对应物质的量相等即可。转化为与原状态相同的物质,各对应物质的比相等即可。转化为与原状态相同的物质,各对应物质的比

相等即可。①对反应前后气体体积有变化的反应②对反应前后气体体积无变化的反应小结2SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态

讨论(恒温恒容)D.1molSO2+0.5molO2+1molSO3(A、D)

A.2molSO3

B.4molSO2+2molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3

(21)(42)(42)(21)例:2SO2+O22SO3恒温、恒压起2mol1mol0起002mol等效起4mol2mol0abca+cb+c/20例:H2+I22HI①恒温、恒容②恒温、恒压起2mol1mol0起4mol2mol0等效等效恒温恒压呢?ADD

将3molA和1molB放入恒温恒容的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),达到平衡后C的含量为w%,若维持温度和体积不变,按下列4种配比投料,平衡后C的含量仍为w%的是

A.6molA+2molBB.3molA+1molB+2molCC.1molB+2molC+1molDD.2molC+1molD(6200)(3120)(3200)(3100)在一恒容的容器中充入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)x

C(g),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器中的容积和温度不变,按起始物质的量:A为0.6mol,B为0.3mol,C为1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x的值为()

A.只能为2B.只能为3C.可能是2,也可能是3D.无法确定C在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:

H2(g)+I2(g)2HI(g)已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol·L—1时,达平衡时HI的浓度为0.16mol·L—1。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol·L—1,则平衡时HI的浓度(mol·L—1)是

A.0.16B.0.08C.0.32D.0.02(C)

一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5,加热到200℃发生如下反应:

PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g)

反应达到平衡时,PCl5的转化率为M%,。若同一温度的同一容器中,最

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