专题七化学反应速率和化学平衡.doc

专题七 化学反应速率和化学平衡【考点分析】1.根据化学方程式，确定各物质的反应速率，并能进行简单的计算；2.通过化学反应速率的测定方法，考查数学(数据)处理的能力；3.理解化学平衡的含义，确定某种情况下化学反应是否建立平衡；4.勒夏特列原理在各类平衡中的应用，有关转化率、消耗量、气体体积变化等有关计算；5.用图象表示外界条件对化学平衡的影响，或者根据图象推测外界条件的变化。化学反应速率和化学平衡是每年高考的必考内容，出现的题目类型有选择题和填空题。在选择题部分中，以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主，化学平衡计算的考查也时有出现。而在卷中，常出现思维强度较高的题目，以考查考生的思维判断能力。【主干知识】1.外界条件对可逆反应速率的影响 温高压大，物浓催化速度快2.改变条件对化学平衡的影响(1)平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增加。而生成物的浓度、生成物的质量分数以及反应物的转化率都不一定增加或提高。 (2)在其他条件不变时，如将已达平衡的反应容器体积缩小到原来的一半，压强将大于原来的压强，但小于或等于原来压强的2倍。3.反应物用量的改变对平衡转化率的影响规律（1）若反应物只有一种时，如：a(g) b(g)cC(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动，但该反应物A的转化率的变化与气体物质的计量数有关：（用放缩法分析）若abc，的转化率不变；若abc，A的转化率增大；若abc，A的转化率减小（2）若反应物不止一种时，如：a(g)b(g) cC(g)d(g)若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，而A的转化率减小，B的转化率增大。若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物转化率与气体反应物计量数有关。如abcd，A、B的转化率都不变；如abcd，A、B的转化率都减小；如abcd，、的转化率都增大。（用放缩法分析）4.解答化学平衡问题的重要思维方法(1)可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。(2)“过渡态”方法思路：各种反应物的浓度增加相同倍数，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况。(3)“放缩法” (4)“分断思考法”5.等效平衡(1)定温、定容条件下的等效平衡a、反应前后气体体积变化（两边气体总系数不等）的可逆反应：对某一可逆反应，在一定T、V条件下，只要反应物和生成物的量相当（即根据方程式中物质的系数比换算成生成物或反应物时与原起始量相同），则无论从反应物开始，还是从生成物开始，二平衡等效。（即等温、等容，量相等）b、反应前后气体体积不变（两边气体总系数相等）的可逆反应：在一定T、V条件下，只要反应物（或生成物）的量的比例与起始状态相同，则二者平衡等效。(2)定温、定压条件下的等效平衡在一定的T、P条件下，改变起始加入量，只要按方程式中物质的系数换算成左右两边同一物质的量之比与原状态相同，则达到平衡后与原平衡等效（即等温、等压，比相等）6.化学平衡状态的判断举例反应温度容积一定mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) DH是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定（m+n和p+q的关系不定）不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC，则v正=v逆平衡vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了n molB，同时消耗q molD，因均指v逆不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气的一定时，只有当m+np+q时，平衡一定，但m+n=p+q时不一定平衡温度在其他条件不变的条件下，体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡7.化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应：mA（气）+n B（气）= p C（气）+qD（气）DH =+Q（千焦）通式为例来讨论浓度，温度，压强，催化剂等对三者的影响极其规律。反应特征改变条件vt图象改变条件瞬间达到平衡前平衡移动方向达到新平衡v正v逆v正与v逆的关系A转化率B转化率Q0升高温度降低温度m+nV变小增大压强减小压强m+n=p+q加入惰性气体V不变=V变大=V变小增大压强减小压强m+np+q加入惰性气体V不变=V变大V变小增大压强减小压强 注:用“=”表示相等 “”表示升高或增加 “”表示降低或减少 “”表示无关或不变 “V”表示体积 “v”表示速率画出上表中各v t的典型图象：8、化学平衡的移动勒沙特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。具体见表6-1。外界条件对化学平衡的影响改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动结果增大反应物浓度向正反应方向移动反应物浓度减小，但比原来大减小反应物浓度向逆反应方向移动反应物浓度增大，但比原来小增大生成物浓度向逆反应方向移动生成物浓度减小，但比原来大减小生成物浓度向正反应方向移动生成物浓度增大，但比原来小增大体系压强向气体体积减小的反应方向移动体系压强减小，但比原来大减小体系压强向气体体积增大的反应方向移动体系压强增大，但比原来小升高温度向吸热反应方向移动体系温度降低，但比原来高降低温度向放热反应方向移动体系温度升高，但比原来低6.有关图象分析(1)认清坐标系，横纵坐标所代表的饿意义，并与勒夏特列原理联系；(2)紧扣可逆反应特征，弄清正反应是吸热还是放热、气体体积变化情况等；(3)看清速率变化及变化量的大小，与反应的条件联系； (4)看清起点、拐点、终点及曲线的变化趋势；(5)先拐先平，温高压大。先出现拐点的曲线先达到平衡，该变化的温度高、压强大、浓度高。(6)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。【精典题例】(2004年全国理综一，29)恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻t时，n(N2)=13 mol，n(NH3)=6 mol,计算a的值。(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)n(平)=_。(4)原混合气体中，ab=_。(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，a(N2)a(H2)=_。(6)平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3)=_。答案：a = 16n平(NH3) = 716.8L -1 25% = 32mol25% = 8mol 54 23 12 332【达标测试】1（8分）在一定体积的密闭容器中，进行化学反应CO2 (g)+H2 (g)CO (g)+H2O (g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t / 70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式为K=_。 （2）正反应为_反应（填“吸热”或“放热”）。 （3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_（多选扣分）。A容器中压强不变 B混合气体中c (CO)不变Cv正(H2)=v逆(H2O) Dc (CO2)=c (CO) （4）某温度下，平衡浓度符合下式：c (CO2)c (H2)=c (CO)c (H2O)。可判断此时的温度为_。2（10分)反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”); (2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”)，原因是_；(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_，原因是_：(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小、”“不变”)。3（14分）373 K时，某1 L密闭容器中生如下可逆反应：A (g)2B (g)。某中物质B的物质的量变化如图所示。 （1）已知373 K时60 s达到平衡，则前60 s内A的平均反应速率为_。 （2）若373 K时B的平衡浓度为A的3倍，473 K时（其他条件不变），B的平衡浓度为A的2倍，请在上图中画出473 K时A的物质的量随时间的变化曲线。 （3）若反应在373 K进行，在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol He，达到平衡时B的转化率应_。A等于60% B等于40% C小于40% D介于40%60%之间 （4）已知曲线上任意两点之间边线的斜率表示该时段内B的平均反应速率（例如直线EF的斜率表示20 s60 s内B的平均反应速率），试猜想曲线上任意一点的切线斜率的意义_。4、（10分）将气体A、B置于容积为2L的密闭容器，发生如下反应：4A（g）+B（g）=2C（g）反应进行到4S末，测得A为0.5mol，B为0.4mol，C为0.2mol，(1)则vA= _ vB= _ vC= _ (2)反应前A有 _ mol，反应前B有 _ mol【参考答案】1（1） （2）吸热 （3）B、C （4）830点拨 K随温度的升高而增大，说明正反应为“吸热”反应。正逆反应速率相等，浓度保持不变是平衡状态，而容器中压强不变，及两物质浓度相等都不能判断是否为平衡状态，应选B、C。由于c (CO2)c (H2)=c (CO)c (H2O)，查表知为830。2、(1)放热 (2)减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动；(3)不影响；催化剂不改变平衡的移动。 (4)减小、减小3（1）0.005 mol / (Ls)（2）见答图。（曲线注意两点：A的起始及平衡时的物质的量；达到平衡所需时间应小于60 s） （3）B （4）某一时刻的反应速率（或即时速率、瞬时速率）点拨 由图可知反应A (g)2B (g)，在60 s达到平衡，生成B物质0.6 mol，则有0.3 mol A发生反应，则A的反应速率为