高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡 ppt.ppt

新课标人教版2008届高三化学第一轮复习 江苏省淮安中学张正飞2020年3月1日星期日 第六十七讲化学平衡常数 第八章 化学反应速率和化学平衡 2008年化学科 江苏卷 课标及考试说明 1 加深对化学平衡常数的理解2 利用化学平衡常数进行简单计算3 能用化学平衡常数计算反应物的转化率 例 现有反应 co g h2o g co2 g h2 g h 0 在850 时 k 1 1 若升高温度到950 时 达到平衡时k1 填 大于 小于 或 等于 2 850 时 若向一容积可变的密闭容器中同时充入1 0molco 3 0molh2o 1 0molco2和xmolh2 则 当x 5 0时 上述反应向方向进行 若要使上述反应开始时向正反应方向进行 则x应满足的条件是 3 在850 时 若设x 5 0和x 6 0 其他物质的投料不变 当上述反应达到平衡后 测得h2的体积分数分别为a b 则ab 填 大于 小于 或 等于 大于 逆反应 0 x 3 0 小于 1 定义 在一定温度下 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 这个常数称是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号k表示 由于该常数是以浓度幂之积的比值表示 故又称浓度平衡常数 用kc表示 一 化学平衡常数 符号为k 对于反应 ma g nb g pc g qd g 2 数学表达式 3 平衡常数的单位 浓度的单位为mol l 1 kc的单位为 mol l 1 n n p q m n 1 如果反应中有固体和纯液体参加 它们的浓度不应写在平衡关系式中 因为它们的浓度是固定不变的 化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度 如 caco3 s cao s co2 g co2 g h2 g co g h2o l 4 书写平衡常数关系式的规则 一 化学平衡常数 符号为k k co2 k co co2 h2 再如 稀溶液中进行的反应 如有水参加 水的浓度也不必写在平衡关系式中 如 cr2o72 h2o 2cro42 2h k cro42 2 h 2 cr2o72 又如 非水溶液中的反应 如有水生成或有水参加反应 此时水的浓度不可视为常数 必须表示在平衡关系式中 如酒精和醋酸的液相反应c2h5oh ch3cooh ch3cooc2h5 h2ok ch3cooc2h5 h2o c2h5oh ch3cooh 例n2 g 3h2 g 2nh3 g k1 1 60 10 51 2n2 g 3 2h2 g nh3 g k2 3 87 10 2k1 k2 k1 k22 2 同一化学反应 可以用不同的化学反应式来表示 每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数 4 书写平衡常数关系式的规则 3 多重平衡规则 若干方程式相加 减 则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积 商 例题 2no g o2 g 2no2k12no2 g n2o4k22no g o2 g n2o4 g k k1 k2 4 书写平衡常数关系式的规则 1 平衡常数k仅与温度有关 与浓度 压强 催化剂等均无关 由k随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热 若正反应是吸热反应 升高温度 k增大 若正反应是放热反应 升高温度 k减少 5 引入平衡常数kc的意义 通过改变温度 平衡常数大小的变化趋势可以判断该可逆反应的正方向是放热反应 2 平衡常数k值的大小 可推断反应进行的程度 k值越大 表示反应进行的最大程度越大 反应物的转化率越大 k值越小 表示反应进行的最大程度越小 反应物的转化率越小 3 反应的平衡常数与反应可能进行的程度 一般来说 反应的平衡常数k 105 认为正反应进行得基本完全 k 10 5则认为这个反应的正反应很难进行 逆反应较完全 5 引入平衡常数k的意义 4 在某温度下 某时刻反应是否达平衡 可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商q与k比较大小来判断 5 引入平衡常数k的意义判断某时刻反应是否达平衡及反应方向 qc kc 未达平衡 逆向进行 qc kc 达平衡 平衡不移动 qc kc 未达平衡 正向移动 5 引入平衡常数k的意义判断反应条件对化学平衡的影响 5 利用kc和qc的关系 分析改变条件化学平衡移动的规律 请你从qc和kc的关系分析 改变浓度 压强 温度和加入催化剂分别可能对平衡的影响 注意 平衡常数kc仅与温度有关 与浓度 压强 催化剂等均无关 若正反应是吸热反应 升高温度 kc增大 n p q m n 2 n 达到平衡后各物质的浓度变化关系 在计算中注意 2 生成物 平衡浓度 初始浓度 转化浓度生成物d c平 d c0 d c d 3 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比 c a c d a d 1 反应物 平衡浓度 初始浓度 转化浓度 反应物a c平 a c0 a c a 6 有关化学平衡常数的计算 平衡转化率 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观 常用平衡转化率 来表示反应限度 反应物a的平衡转化率 该条件最大转化率 可表示 例题1 在某温度下 将h2 g 和i2 g 各0 10mol混合物充入10l的密闭容器中 充分反应达到平衡时 测得c h2 0 0080mol l 求 1 反应的平衡常数和h2的转化率 2 其它条件不变 充入的h2 g 和i2 g 各0 20mol 求达平衡时各物质的平衡浓度 1 已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 h2 i22hi 起始浓度 mol l 转化浓度平衡浓度 0 010 010 0 008 0 002 0 002 0 004 0 004 0 008 kc 0 004mol l 2 0 008mol l 0 008mol l 0 25 1 2 0 016mol l0 016mol l0 008mol l 0 002mol l 1 0 01mol l 1 100 20 例题2 在2l的容器中充入1molco和1molh2o g 发生反应 co g h2o g co2 g h2 g 800 时反应达平衡 若k 1 求 1 co的平衡浓度和转化率 2 若温度不变 上容器中充入的是1molco和4molh2o g co和h2o g 的平衡浓度和转化率是多少 3 若温度不变 上容器中充入的是2molco和8molh2o g co和h2o g 的平衡浓度和转化率是多少 2 已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 0 25mol l50 co 0 1mol l80 h2o 1 6mol l20 co 0 2mol l80 h2o 3 2mol l20 1 温度一定时 对于一个化学反应 平衡常数虽然一定 但不同的反应物的平衡转化率可能不同 不能脱离具体的反应物谈平衡转化率 2 提高一种反应物的比例 该反应物的转化率将 小结 降低 2007年高考上海化学卷 一定条件下 在体积为3l的密闭容器中 一氧化碳与氢气反应生成甲醇 催化剂为cu2o zno co g 2h2 g ch3oh g 根据题意完成下列各题 1 反应达到平衡时 平衡常数表达式k 升高温度 k值 填 增大 减小 或 不变 2 在500 从反应开始到平衡 氢气的平均反应速率v h2 3 b c 4 cu2o co2cu co2 减小 mol l min 1 3 在其他条件不变的情况下 对处于e点的体系体积压缩到原来的1 2 下列有关该体系的说法正确的是a 氢气的浓度减少b 正反应速率加快 逆反应速率也加快c 甲醇的物质的量增加d 重新平衡时n h2 n ch3oh 增大 4 据研究 反应过程中起催化作用的为cu2o 反应体系中含少量co2有利于维持催化剂cu2o的量不变 原因是 用化学方程式表示 co g 2h2 g ch3oh g bc cu2o co2cu co2 2007年高考理综山东卷 平衡常数 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料 但也是大气的主要污染物 综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一 1 硫酸生产中 so2催化氧化生成so3 2so2 g o2 g 2so3 g 某温度下 so2的平衡转化率 a 与体系总压强 p 的关系如图所示 根据图示回答下列问题 将2 0molso2和1 0molo2置于10l密闭容器中 反应达平衡后 体系总压强为0 10mpa 该反应的平衡常数等于 平衡状态由a变到b时 平衡常数k a k b 800l mol 1 2 用ch4催化还原nox可以消除氮氧化物的污染 例如 ch4 g 4no2 g 4no g co2 g 2h2o g h 574kj molch4 g 4no g 2n2 g co2 g 2h2o g h 1160kj mol若用标准状况下4 48lch4还原no2至n2 整个过程中转移的电子总数为 阿伏加德罗常数的值用na表示 放出的热量为 kj 1 60na 或1 6na 173 4 3 新型纳米材料氧缺位铁酸盐 mfe2ox 3 x 4 m mn co zn或ni 由铁酸盐 mfe2o4 经高温还原而得 常温下 它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去 转化流程如图所示 请写出mfe2ox分解so2的化学方程式 不必配平 mfe2ox so2mfe2o4 s 2007年高考理综宁夏卷 氮化硅是一种新型陶瓷材料 它可由石英与焦炭在高温的氮气流中 通过以下反应制得 sio2 c n2 si3n4 co 1 配平上述反应的化学方程式 2 该反应中的氧化剂是 其还原产物是 3 该反应的平衡常数表达式为k 3 6 2 1 6 n2 si3n4 4 将知上述反应为放热反应 则其反应热 h 零 升高温度 其平衡常数值 5 若使压强增大 则上述平衡向 反应方向移动 填 正 或 逆 6 若已知co生成速率为v co 18mol l min 则n2消耗速率为v n2 mol l min 3sio2 6c 2n2si3n4 6co 小于 减小 逆 6 02年高考 如图所示 当关闭k时 向a中充入2molx 7moly 向b中充入4molx 14moly