化学反应速率和化学平衡重要知识点.ppt

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,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.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/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh) 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： 温度: 压强: 浓度: 催化剂:,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/L1min=1mol/(Lmin) v(A):v(C)=1:2 v(C)= 2mol/(Lmin) 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,注意“真”变和“假”变”: 若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。 如： 2SO2+O2 2SO3 A.恒压时充入He： 由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积V变大，浓度降低相当于“减压”，反应速率降低； B.恒容时充入He： 由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于“假”变。,化学平衡状态的判断(化学平衡的标志)：,速率关系：V正V逆,各物质的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数等)保持不变：,混合气体的总物质的量、总压强、总体积不随时间的改变而改变（不一定）,各物质的浓度不随时间的改变而改变,混合气体平均相对分子质量不随时间的改变而改变（不一定）,混合气体的密度不随时间的改变而改变（不一定）,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),例、可逆反应2NO2 2NOO2在恒定容积密闭容器中反 应，达到平衡状态的标志是： A 单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2。 B 反应容器内，物质的分子总数不随时间的变化而变化 C 用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为 2：2：1。 D 混合气体的颜色不再改变的状态。 E 混合气体的密度不再改变的状态。 F 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。,2.化学平衡的标志,ABDEF,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：,（2）判断等效平衡的方法：注意外界条件,使用极限转化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。,3、等效平衡问题,1.恒温、恒容下的等效平衡问题,对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应,对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应判断方法: 使用极限转化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。,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。,2.恒温、恒压下的等效平衡问题,判断方法: 使用极限转化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,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 A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不参加反应） C1 mol B和1 mol C D2 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.,1.有体积相同的容器甲和乙,在甲充入1mol O2、2mol SO2,在乙充入2mol SO3。密封后都加热至相同温度，达平衡后，下列说法正确的是（ ）。 A甲中有2mol SO3，乙中有2mol SO2和1mol O2 B甲中SO2转化率与乙中SO3转化率一定相等 C甲、乙中平衡混合气的质量分数相同 D甲、乙两容器内气体压强相等,2、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3molN2和4molH2，反应达到平衡时，生成NH3物质的量为amol。,（2）相同温度下，若乙中通入6molN2和8molH2，且保持压强与甲相同，反应达到平衡时，生成NH3物质的量为bmol，则b与a的关系可表示为_。,(3)若（2）中乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成NH3物质的量为Cmol，则C与a的关系可表示为_。,b=2a,C2a,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10和4105Pa的条件下，当反应 aA(g) dD(g) + eE(g)建立平衡后，维持温度不变，逐步增大体系的压强，在不同压强下该反应建立平衡后，物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其它副反应发生)： (1)压强从4105 Pa增加到6105 Pa时平衡应向 反应方向移动(填“正”或 “逆”)，理由是 。并且a d+e(填). (2)压强从1106 Pa 增加到2106 Pa时，平衡向 反应方向移动(填“正”或 “逆”)理由是 。并且a d(填).,2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 A2NOO2 2NO2 BN2O4 2NO2 CBr2(g)H2 2HBr D6NO4NH3 5N23H2O,3（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，NO2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,5.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5的 容器中，,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内用的浓度变化和用的浓 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,2 3,0.08mol/(s),0.12mol/(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t1t2速率变 化的主要原因是_； t1t2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3.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。 加催化剂对速率 影响的图象是( ) 升温对速率影响 的图象是( ) 增大反应容器体积 对速率影响的图象是 ( ) 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( )。 、N2O3(g) NO2(g) NO(g) 、3NO2(g) H2O (l) 2HNO3(l)NO(g) 、4NO2(g) 5O2 (g) 4NO(g) 6H2O(g) 、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5.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（ ）。 .正反应吸热，+q .正反应吸热，+ .正反应放热，+ .正反应放热，+,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6. 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（）与压强（p）的关系如图6所示，有关叙述正确的是（ ）。 点,v正v逆;点,v正v逆 点比点反应速率快,分析、点则未达平衡状态， 反应要向“趋向于平衡状态方向” 进行，以此判断某点正、逆的 大小关系。比较、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7.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的质量分数与温度的关系；图8表示在一定条件下达到平衡（v正=v逆）后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（ ）。 .m+np+q Q0 . m+np+q Q0 . m+np+q Q0 . m+np+q Q0,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，产物的质量分数与温度或压强p的关系如图9所示，请判断下列说法正确的是( ) 降温，化学平衡向正反应方向移动 使用催化剂可使D%有所增加 化学方程式中气体的化学计量数mpq 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2()+() 2()(正反应放热)，在不同温度(T和T)及压强(p和p)下，产物的物质的量()与反应时间()的关系如图10所示。下述判断正确的是（ ）。 TT，pp TT ，pp TT ，pp TT ，pp,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