高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡章末总结 新人教版选修4.doc

第二章 化学反应速率和化学平衡章末总结专题一关于“根据化学平衡移动方向进行有关判断”的问题勒夏特列原理指出，改变影响平衡的一个条件，平衡就向减弱这种改变的方向移动。反之如果知道了化学平衡移动的方向，也可以推测使化学平衡移动的条件。1根据化学平衡移动方向，判断物质的聚集状态如可逆反应：2a(g)nb(g)2c(g)达到化学平衡后，若只增大压强，平衡向正反应方向移动，由此可判断b为气体；若增大压强，平衡并不移动，由此可判断b为固体或液体。2根据化学平衡移动方向，判断化学方程式中气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小如可逆反应aa(g)bb(g) cc(g)dd(g)在反应过程中a的百分含量w(a)随压强(p)变化的曲线如图所示。由图示可知：增大压强，a的百分含量逐渐变小，即平衡向正反应方向移动。又因增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，故abcd。 根据化学平衡移动方向还可以判断方程式中某气体物质的化学计量数。如可逆反应：a(g)nb(g)3c(g)，在恒温下，反应物b的转化率与压强的关系如图所示。由图示可知：增大压强，b的转化率不变，即平衡不移动，则1n3，n2。 3根据化学平衡移动方向，判断化学反应的能量变化如可逆反应：a(g)b(g)2c(g)达到平衡后，升高温度，c的体积分数增大，由此可判断正反应为吸热反应。4根据化学平衡移动方向，判断混合气体的平均相对分子质量的变化混合气体的平均相对分子质量为m，对于反应物和生成物都是气体的可逆反应，当外界条件改变时，不管平衡怎样移动，混合气体的质量始终不变，故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比。若平衡向气体物质的量减小的方向移动，混合气体的平均相对分子质量将变大，反之，平均相对分子质量将变小。5根据化学平衡移动方向，判断反应物的平衡转化率(1)温度、压强对平衡转化率的影响：在其他条件不变的情况下，改变温度或改变气体反应物的容器体积(改变压强)，若化学平衡向正反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定增大；若平衡向逆反应方向移动，则反应物的平衡转化率一定减小。(2)浓度对平衡转化率的影响：在其他条件不变的情况下，改变浓度，反应物的平衡转化率有可能增大，也有可能减小或不变。减小生成物的浓度，反应物的平衡转化率一定增大。对于多种物质参加的反应，增加某一反应物的浓度，其他反应物的平衡转化率一定增大，而该反应物本身的平衡转化率一般是减小的。对于分解反应(即反应物只有一种)，其平衡转化率要视反应前后物质的化学计量数而定。如对于可逆反应：ma(g)nb(g)pc(g)，增加反应物a的浓度，a的转化率变化情况有如下几种：a若mnp，a的转化率不变；b若mnp，a的转化率增大；c若mnp，a的转化率减小。根据化学平衡移动还可以进行其他方面的判断，如正逆反应速率、各物质的平衡浓度(或百分含量)、产物的产率、体系的压强等。【例】(2014高考北京卷)nh3经一系列反应可以得到hno3，如下图所示。 (1)中，nh3 和o2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_。(2)中，2no(g)o22no2(g)。在其他条件相同时，分别测得no的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如下图)。比较p1、p2的大小关系：_随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。解析：(1)氨气和氧气在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成no和水。(2)该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动，即向正反应方向移动，即压强越高，no的平衡转化率越大，根据图示知，相同温度下，压强p1时no的转化率小于p2时no的转化率，故p1p2；其他条件不变时，升高温度，平衡向着吸热反应方向移动，又根据图示知，相同压强下，随着温度的升高，no的转化率降低，即升高温度，平衡向逆反应方向移动，故逆反应方向为吸热反应，则正反应方向是放热反应，则随着温度的升高，该反应的平衡常数减小。答案：(1)4nh35o24no6h2o(2)p1p2减小跟踪训练1如图所示是温度和压强对xy 2z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中z的体积分数。下列叙述正确的是() a上述可逆反应的正反应为放热反应bx、y、z均为气态cx和y中只有一种为气态、z为气态d上述反应的逆反应的h0解析：根据题意，在压强不变的情况下，例如1 000 kpa时，随着温度的升高，z的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，h0；逆反应为放热反应，h0；所以a、d错误。同样，在温度不变的情况下，从1 000 kpa100 kpa10 kpa，随着压强的减小，z的体积分数增大，即随着压强的减小，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，所以c正确。答案：c化学反应速率和化学平衡的有关图象是中学化学中基础图象知识的一个重要方面，它能把抽象的化学反应速率和化学平衡理论形象、直观地表达出来。学生能熟练地解答化学图象问题，是现行考纲的要求。分析解答化学平衡图象问题要注意如下几点：1解题步骤(1)看图象一看面：即纵坐标与横坐标的意义；二看线：即线的走向和变化趋势；三看点：即起点、折点、交点、终点；四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化：如浓度变化、温度变化等。(2)想规律联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断将图象中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。2解题方法(1)“定一议二”在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在讨论过程中常确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。(2)“先拐先平，数值大”对于同一化学反应在化学平衡图象中，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(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)。如： 甲表示：t2t1，正反应放热。乙表示：p1p2，正反应为气体总体积缩小的反应。【例】在容积固定的密闭容器中存在如下反应：a(g)3b(g)2c(g)h0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图： 下列判断一定错误的是()a图i研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高b图研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高c图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高d图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高解析：图研究的不可能是催化剂对反应的影响，因为使用催化剂，化学平衡不移动，甲、乙的平衡浓度应当相同，故a错，同理可知d正确；若图研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高，因为乙先达到化学平衡状态，并且乙中b的转化率较高(增大压强平衡向正反应方向移动)，故b正确；若图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高，因为甲先达到化学平衡状态，并且甲中b的转化率较小(升高温度平衡向逆反应方向移动)，故c正确。答案：a跟踪训练2(2014高考福建卷)在一定条件下，n2o分解的部分实验数据如下：反应时间/min0102030405060708090100c(n2o)/mol/l0.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是() (注：图中半衰期指任一浓度n2o消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示n2o初始浓度且c1c2) 解析：要从表中的数据去分析n2o的浓度与反应速率、半衰期、转化率的数据关系。从表中的数据说明每个时间段内v(n2o)相等，故a项图像正确；b项图像错误；c项从表中数据分析可知半衰期与浓度的关系如右图所示，错误；d项从表中数据分析可知不同浓度下的转化率不同(浓度大转化率小)，在相同浓度条件下的转化率相同，故d项图像错误。答案：a【例】(2015四川成都市高新区高三月考)可逆反应ma(g)nb(s)rc(g)qd(g)在反应过程中，其他条件不变，d的体积百分含量和温度t或压强p关系如图所示，下列叙述中正确的是() a温度降低，化学平衡向正反应方向移动b使用催化剂，d的物质的量分数增加c化学方程式系数mn rqd物质b的颗粒越小，反应越快，有利于平衡向正反应方向移动解析：a项，由左图知，温度t2为先到达平衡，故t2t1，升高温度，d%减小，则平衡向逆反应移动，a正确；b项，使用催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，d%的不变，b错误；c项，由右图可知，压强为p2先到达平衡，故p2p1，增大压强，d%不变，则平衡不移动，反应中b为固体，故mrq，c错误；d项，b为固体，物质b的颗粒越小，接触面积越大，反应越快，但对平衡移动没有影响，d错误。答案：a1极限思维法可逆反应可以看成是处于完全反应和完全不反应的中间状态，那么在解题时，可以利用完全反应与完全不反应这两个极端点，求出可逆反应达到某一平衡状态时的取值范围或取值。【例】在一定条件下，将1 mol 的co和水蒸气通入容器中发生下述反应：coh2oco2h2，达到平衡后，测得co2为0.6 mol，再通入4 mol水蒸气，又达到平衡后，co2的物质的量是()a等于0.6 molb等于1 molc大于0.6 mol小于1 mold大于1 mol解析：增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，故co2的物质的量一定大于0.6 mol，但1 mol co完全转化也只能生成1 mol co2，所以co2物质的量小于1 mol，故选c。答案：c跟踪训练3在一定温度下，将co和水蒸气分别为1 mol、3 mol，在密闭容器中反应：coh2o(g)co2h2，达到平衡后测得co2为0.75 mol，再通入6 mol水蒸气，达到新的平衡后，co2和h2的物质的量之和可能为()a1.2 molb1.5 molc1.8 mol d2.5 mol解析：由题意知，平衡时n(co2)0.75 mol，则n(h2)0.75 mol，所以n(h2)n(co2)1.5 mol，再通入6 mol水蒸气，平衡向生成co2和h2方向移动，n(co2)值增大，n(h2)值也增大，但n(co2)最大值小于1 mol，n(h2)n(co2)1 mol，所以n(h2)n(co2)2 mol，故1.5 moln(h2)n(co2)2 mol，故选c。答案：c2假设思维法在解题时，会碰到这样的问题：把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较。在解这类题时，可以假设一个中间转换过程，便于比较。【例】(双选)一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xa(g)yb(g) zc(g)。该反应达到平衡后，测得a气体的浓度为0.5 mol/l。在恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得a的浓度为0.3 mol l1，则下列叙述正确的是()a平衡向正反应方向移动bxy zcc的体积分数降低 db的转化率提高解析：假设容积扩大到原来的2倍时，平衡不移动，则此时a的浓度为0.25 mol/l，但平衡时a的浓度为0.3 mol/l，说明平衡向生成a的方向移动，即压强减小，平衡向逆反应方向移动，因而xyz，c的体积分数降低，b的转化率减小。答案：bc跟踪训练4某温度下，在一容积可变的容器中，反应2a(g)b(g)2c(g)达到平衡时，a、b和c的物质的量分别为4 mol、 2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()a均减半b均加倍c均增加1 mol d均减少1 mol解析：这是一个气体体积减小的反应。对于a、b选项来说，在保持温度和压强不变的条件下，对所有物质的改变等倍率，实质上只是简单的增加或减少反应体系的体积，平衡不发生移动。对于c、d选项的判断则可以运用等效平衡原则来判断，均增、减1 mol，可以等效为a、b、c分别增、减1 mol、0.5 mol、1 mol和增、减0.5 mol b两个过程，参照a、b选项可以容易得出分别改变a、b、c 1 mol、0.5 mol、1 mol不会发生平衡的移动，这样问题就变成了增、减b 0.5 mol的问题了，故不难选出正确的答案为c。答案：c3虚拟容器法解答这类题可以采用虚拟容器法：将被通入的物质先通入一个虚拟的容器，达到相同的平衡后，如果是恒容过程采用并而挤之，如果是恒压过程采用并而不挤。然后分析最终有关物理量的变化。【例】在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应2no2(g)n2o4(g)；达平衡时，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(g)的体积分数()a不变 b增大 c减小 d无法判断解析：对于反应2no2(g) n2o4(g)是一种反应物和一种生成物的特殊反应，对于这类反应，定容情况下加入反应物或加入生成物都相当于增压，体系达到平衡后，增压，平衡向着体积减小的方向移动，no2的体积分数减小。答案：c跟踪训练5体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的so2和o2，在相同温度下发生反应：2so2o22so3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中