湖南省高考化学二轮复习 化学平衡图象与计算课件 新人教版.ppt

1 第9课时化学平衡图象与计算 2 从历年高考不难看出 这是高考每年都涉及的内容 从高考的试题来看 考查的知识点主要是 速率 转化率 平衡移动等多种图像的分析 等效平衡的简单计算等 从题型上看主要是选择题和填空题 3 1 在相同温度下 对有气体参加的反应而言 压强越大到达平衡所需的时间越短 在相同压强下 温度越高 到达平衡所需的时间越短 即 先拐先平 2 平衡向正反应方向移动 生成物的产量增加 但生成物的浓度 生成物的百分含量 反应物的转化率都不一定增加 3 加入催化剂 只能同等倍数比改变正 逆反应速率 改变达到平衡所需的时间 但不影响化学平衡 1 解化学平衡图象题的技巧 4 1 定义 在一定温度时 当一个可逆反应达到平衡状态时 生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数 这个常数称为化学平衡常数 简称平衡常数 2 化学平衡常数 注意的几个问题 平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 是一定温度下一个反应本身所固有的内在性质的定量体现 在平衡常数表达式中 所有浓度必须是各物质的平衡浓度 而纯液体的浓度 固体物质的浓度可看作1 5 2 应用 定量地衡量化学反应进行的程度 a k值越大 表示反应进行的程度越大 反应物转化率也越大 b 一般当k 105时 该反应进行得基本完全 判断可逆反应进行方向 与浓度商作比较 qck 反应向逆方向进行 3 判断反应的热效应若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 反之亦然 6 3 反应方向判断 焓判据和熵判据的应用 由焓判据知 放热反应 dh 0 常常容易自发进行 由熵判据可知 许多熵增加 ds 0 的过程是自发的 注 焓变和熵变只能用于判断过程的方向 不能确定过程是否一定能发生 而且在讨论过程的方向时 指的是没有外界干扰时体系的性质 如果允许外界对体系施加某种作用 就可能出现相反的结果 即反应的自发性还受外界条件的影响 复合判据 自由能dg dh tdsdg 0 则反应自发进行 dg 0反应不能自发进行 7 一 图像类型 例1 图中表示800 时a b c三种气体物质的浓度随时间的变化情况 t1是到达平衡状态的时间 试回答 1 浓度 时间图 8 1 该反应的反应物是 2 反应物的转化率是 3 该反应的化学方程式为 9 2 速率 时间图 10 解析 压强对反应速率的影响仅限于气态物质 由图可知 压强改变 正逆反应速率均发生了改变 故反应物和生成物中均有气体物质 增大压强平衡逆移故只有a满足题意 答案 a 11 3 含多个变量的图像 例三 反应am g bn g cp g dq g 达到平衡时 m的体积分数y m 与反应条件的关系如图所示 其中 z表示反应开始时n的物质的量与m的物质的量之比 下列说法正确的是 12 a 同温同压同z时 加入催化剂 平衡时q的体积分数增加b 同压同z时 升高温度 平衡时q的体积分数增加c 同温同z时 增加压强 平衡时q的体积分数增加d 同温同压时 增加z 平衡时q的体积分数增加 13 解析 本题借助图像考查外界条件对化学平衡的影响等知识 同温同压同z时 加入催化剂 平衡不移动 y q 不变 a错 由图像知 温度升高 y m 减小 则平衡右移 该反应为吸热反应 故同压同z时 升高温度 平衡右移 y q 增加 b对 由两图像知 同温同z时 增大压强 y m 增大 说明平衡左移 则y q 减小 c错 同温同压时 增加z 相当于可能增加n 也可能减小m 故y q 可能增加也可能减小 d错 答案 b 14 变式练习1 同压 不同温度下的反应 a g b g c g dh qa的含量和温度的关系如图所示 下列结论正确的是 a t1 t2 qt2 q 0d t10 a 15 二 平衡常数的应用 例4 下列各表述与示意图一致的是 16 a 图 表示25 时 用0 1mol l 1盐酸滴定20ml0 1mol l 1naoh溶液 溶液的ph随加入酸体积的变化b 图 中曲线表示反应2so2 g o2 g 2so3 g dh 0正 逆反应的平衡常数k随温度的变化c 图 表示10ml0 01mol l 1kmno4酸性溶液与过量的0 1mol l 1h2c2o4溶液混合时 n mn2 随时间的变化d 图 中a b曲线分别表示反应ch2ch2 g h2 g ch3ch3 g dh 0使用和未使用催化剂时 反应过程中的能量变化 17 解析 酸碱中和在接近终点时 ph会发生突变 曲线的斜率会很大 故a错 正逆反应的平衡常数互为倒数关系 故b正确 反应是放热反应 且反应生成的mn2 对该反应有催化作用 故反应速率先加快后减慢 c错 反应是放热反应 但图像描述的是吸热反应 故d错 答案 b 18 答案 b 三 反应方向的判断 例五 下列说法中正确的是 a 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的b 自发反应在恰当条件下才能实现c 自发反应在任何条件下都能实现d 自发反应一定是熵增大 非自发反应一定是熵减小或不变 19 变式练习2 在溶液中 反应a 2bc分别在三种不同实验条件下进行 它们的起始浓度均为c a 0 100mol l c b 0 200mol l及c c 0mol l 反应物a的浓度随时间的变化如下图所示 20 请回答下列问题 1 与 比较 和 分别仅改变一种反应条件 所改变的条件和判断的理由是 2 实验 平衡时b的转化率为 实验 平衡时c的浓度为 3 该反应的dh0 其判断理由是 4 该反应进行到4 0min时的平均反应速率 实验 vb 实验 vc 加催化剂 达到平衡的时间缩短 平衡时a的浓度未变 温度升高 达到平衡的时间缩短 平衡时a的浓度减小 40 或0 4 0 06mol l 升高温度平衡向正方向移动 故该反应是吸热反应 0 014mol l min 1 0 009mol l min 1 21 解析 1 使用了 正 催化剂 理由 因为从图像可看出 两者最终的平衡浓度相同 即最终的平衡状态相同 而 比 所需要的时间短 显然反应速率加快了 故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入 正 催化剂 升高温度 理由 因为该反应是在溶液中进行的反应 所以不可能是改变压强引起速率的改变 又由于各物质起始浓度相同 故不可能是改变浓度影响反应速率 再由于 和 相比达平衡所需时间短 平衡时浓度更小 故不可能是改用催化剂 而只能是升高温度来影响反应速率的 2 不妨令溶液为1l 则 中达平衡时a转化了0 04mol 由反应计量数可知b转化了0 08mol 所以b转化率为 100 40 0 同样在 中a转化了0 06mol 则生成c为0 06mol 体积不变 即平衡时c c 0 06mol l 3 dh 0 理由 由 和 进行对比可知升高温度后a的平衡浓度减小 即a的转化率升高 平衡向正方向移动 而升温是向吸热的方向移动 所以正反应是吸热反应 dh 0 23 从图上读数 进行到4 0min时 实验 的a的浓度为0 072mol l 则dc a 0 10 0 072 0 028mol l 0 007mol l min 1 所以v b 2va 0 014mol l min 1 进行到4 0min实验 的a的浓度为0 064mol l 0 10 0 064 0 036mol l 0 009mol l min 1 所以 0 009mol l min 1 24 四 化学平衡的相关计算 例六 在3l的密闭容器中 1moln2和3molh2在一定条件下反应 2s后反应达到平衡 测得平衡混合气为3 4mol 下列计算结果正确的是 a 混合气体物质的量之比为n n2 n h2 n nh3 1 3 2b n2的转化率为30 c nh3的体积分数为15 d 2s内用h2的浓度变化表示的平均反应速率为1 5mol l 1 s