江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡专题优化总结课件 苏教版选修4.ppt

专题优化总结 专题2化学反应速率与化学平衡 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率 反应快慢 化学反应进行的方向 化学平衡 反应进行的程度 化学平衡常数 1 等效平衡含义同一可逆反应 在相同条件下 如气体反应在恒温 恒容或恒温 恒压下 初始加入的物质的物质的量不同 而达到平衡状态时 如果两个 或多个 平衡中 同种物质的百分含量相同 这样的平衡我们称为等效平衡 如 在一个密闭容器内 温度一定时 发生合成氨反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 若起始时n2 g h2 g nh3 g 投料量分别为 1mol3mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol1 5mol1 0mol 虽然 从正反应开始 从逆反应开始 从正逆反应同时开始 但相同条件下达到平衡时 对应各组分的物质的量均相等 即这三个平衡为等效平衡 2 等效平衡的类型及规律 1 恒温恒容 定t v 条件下的等效平衡 反应前后气体分子数改变的可逆反应 通过可逆反应的化学计量数极限转化后 即将各种情况按照化学方程式中计量系数的比例关系将生成物全部变换成反应物或将反应物全部变换成生成物 若投料相同 则平衡是等效平衡 称为等量等效 达到平衡后 各组分的百分含量及各组分的浓度都是相等的 对于反应前后气体体积不改变的反应 通过可逆反应的化学计量数极限转化后 若投料比相同 则是等效平衡 称为等比等效 达到平衡后 各组分的百分含量相同 但各组分的浓度并不一定相同 2 恒温恒压 定t p 条件下的等效平衡通过可逆反应的化学计量数极限转化后 若投料比相同 则是等效平衡 不管是等分子反应还是不等分子反应 称为等比等效 3 等效平衡原理的应用 1 判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态 2 求要达到等效平衡 两种不同状态下起始量之间的关系式 3 求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数 在恒温容器中加入1moln2和3molh2 达到平衡时nh3的体积分数为m 若n2 h2 nh3的起始加入量分别为x y zmol 达到平衡时nh3的体积分数仍为m 则 1 该容器恒容 则x y z应满足的关系是 2 该容器恒压 则x y z应满足的关系是 解析 本反应的特点是反应前后气体分子数不等 所以在恒温 恒容条件下 两起点建立等效平衡 nh3的体积分数相同 两种情况下n2与h2的物质的量应完全相同 这样两者达平衡时 n2 h2 nh3的物质的量 浓度 体积分数完全相同 若恒温 恒压 n2 h2的投料比按方程式中的化学计量数比即1 3进行时 达到平衡时 nh3的体积分数不变 可采用一边推法来解 在相同温度和压强下 对反应co2 g h2 g co g h2o g 进行甲 乙 丙 丁四组实验 实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表 上述四种情况达到平衡后 n co 的大小顺序是 a 乙 丁 丙 甲b 乙 丁 甲 丙c 丁 乙 丙 甲d 丁 丙 乙 甲 解析 本题主要考查等效平衡知识 甲和丙 乙和丁分别属于同温同压下的等效平衡 比较甲 乙可知乙中co2的加入量大于甲中co2的加入量 而h2的加入量二者相等 则乙中h2的转化率大于甲中h2的转化率 故平衡时乙中co的物质的量大于甲中co的物质的量 答案 a 变式训练1 在温度 容积相同的3个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的有关数据如下 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 下列说法正确的是 双选 a 2c1 c3b a b 92 4c 2p2 p3d 1 3 1解析 选bd a项 甲 乙是等效平衡 c1 c2 运用叠加原理比较乙 丙可得c3 2c2 即c3 2c1 b项 甲反应生成nh3的量加乙反应消耗nh3的量恰好为2mol 则a b 92 4 c项 将丙分两步完成 第一步将4molnh3加入2倍体积的容器 达到与乙一样的平衡状态 此时丙的压强p 3等于p2 第二步将丙的体积压缩至一倍体积 在这一时刻 丙的压强p 3 2p2 增大压强 平衡向右移动 压强减小 最终平衡时 2p2 p3 d项 甲 乙为等同平衡 1 2 1 丙的转化率小于 2 1 3 1 2 在一真空密闭容器中盛有1molpcl5 加热到200 发生反应 pcl5 g pcl3 g cl2 g 反应达到平衡时 pcl5在混合气体中的体积分数为m 若在相同的温度和相同的容器中 起始时加入2molpcl5 反应达到平衡时 pcl5在混合气体中的体积分数为n 则m和n的关系正确的是 a m nb m nc m nd 无法比较 解析 选b 设计如下等效平衡模型 在上述模型中 和 互为等效平衡 平衡混合气体中pcl5的体积分数为m 达到平衡时 pcl5体积分数为n 从 到 由于增大压强 平衡向逆反应方向移动 所以 pcl5在平衡混合气体中的体积分数增大 即 n m b选项正确 化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型 其特点是 图像是题目的主要组成部分 把所要考查的化学知识寓于图中曲线上 具有简明 直观 形象的特点 随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高 这种数形结合的试题将频频出现 1 常见类型 1 v t图像此类图像定性地揭示了v正 v逆随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了平衡的 动 等 定 变 的基本特征 以及平衡移动的方向 对于反应ma g nb g pc g qd g 若m n p q且 h 0 图 表示 该平衡向正反应方向移动 引起平衡移动的原因是增加反应物浓度 图 表示 该平衡向正反应方向移动 引起平衡移动的原因可能是升高温度 也可能是增大压强引起的平衡移动 2 温度 压强 转化率 时间等之间三重关系的图像对于反应ma g nb g pc g qd g 若m n p q 则图 表示a用催化剂 b不用催化剂 图 表示t2 t1 正反应为吸热反应 对于反应ma g nb g pc g qd g 图 表示t2 t1 正反应为放热反应 图 表示p1 p2 m n p q对于反应ma g nb g pc g qd g 下图中 为反应物的转化率 c表示反应物的平衡浓度 图 表示正反应为放热反应 若p1 p2 p3 则m n p q 若p1 p2 p3 则m n p q 图 表示m n p q 若t1 t2 则正反应为放热反应 若t1 t2 则正反应为吸热反应 3 其他图像对于反应ma g nb g pc g qd g 图 两曲线交叉点即为平衡点 平衡后 温度升高v正 v逆平衡逆移 所以正反应为放热反应 图 两曲线交叉点即为平衡点 平衡后 压强增大v正 v逆平衡正移 所以正反应为气体体积减小的方向 即m n p q 图 曲线最高点即为平衡点 平衡后 温度升高 平衡逆移 所以正反应为放热反应 图 曲线最低点即为平衡点 平衡后 压强增大 平衡逆移 所以正反应为气体体积增大的方向 即m n p q 2 解题思路 1 看图像 一看轴 即纵 横坐标的意义 二看点 即起点 拐点 交点 终点 三看线 即线的走向和变化趋势 四看辅助线 即等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化 转化率变化 物质的量的变化等 2 依据图像信息 利用平衡移动原理 分析可逆反应的特征 吸热还是放热 气体计量数增大 减小还是不变 有无固体或纯液体参加或生成等 3 先拐先平 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应先达到平衡 可能是该反应的温度高 浓度大 压强大或使用了催化剂 4 定一议二 勒夏特列原理只适用于一个条件的改变 所以图像中有三个变量时 先固定一个量 再讨论另外两个量的关系 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对反应 可用aa g bb g cc g 表示 的化学平衡的影响 得到如下图像 图中p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 表示平衡转化率 表示体积分数 根据图像 下列判断正确的是 a 反应 若p1 p2 则此反应只能在高温下自发进行b 反应 此反应的 h0且t2 t1或 hp2 由图像知 增大压强 a 升高 则a b c 该反应为熵减的反应 s 0 又因随温度升高 a 降低 则 h 0 由自发反应进行的条件分析 若 h t s 0 则温度应该取低温 c项 若 h 0 则升高温度 c 应该升高 即t1 t2 同理 ht1 d项 若t1 t2 即升高温度 a 降低 即平衡向左移动 则 h 0 又由图像知 增大压强 平衡不移动 则a b c 熵变应该不大 故该反应易于自发进行 答案 b 某密闭容器中充入等物质的量的气体a和b 一定温度下发生反应 a g xb g 2c g 达到平衡后 只改变反应的一个条件 测得容器中物质的浓度 反应速率随时间的变化如