高二化学 反应速率和化学平衡重要知识点 精品课件.ppt

化学反应速率和化学平衡重要知识点 1 化学反应速率的相关知识及计算2 平衡的标志问题3 等效平衡问题4 化学平衡在不同条件下的比较问题5 化学平衡移动问题6 化学平衡的图像问题7 化学平衡的计算问题 升高温度 v增大 反之则相反 对气体 增加压强 v增大 反之则相反 增大气体或溶液浓度 v增大 反之则相反 固体或纯液体除外 加催化剂 v增大 1 化学反应速率的相关知识 化学反应速率 v 1 是用来衡量化学反应行快慢程度的 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 2 表示方法 v a c a t 练习 3 单位 mol l s 或mol l min 或mol l h 4 用不同物质表示的速率之比等于计量数之比 5 影响因素 温度 压强 浓度 催化剂 1 已知反应a 3b2c d在一分钟内a的物质的量浓度由2mol l降为1mol l 试分别求此一分钟内a和c的反应速率 解 v a c a t 2 1 mol l 1min 1mol l min v a v c 1 2 v c 2mol l min 2 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时 下列措施不能使氢气生成速率加大的是 a 对该反应体系加热b 不用稀硫酸 改用98 浓硫酸c 滴加少量cuso4d 不用铁片 改用铁粉 b 注意 真 变和 假 变 若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即 真 变 否则是 假 变 如 2so2 o22so3a 恒压时充入he 由于so2 o2 so3的物质的量不变 体积v变大 浓度降低相当于 减压 反应速率降低 b 恒容时充入he 由于反应物生成物浓度不变 体系压强不变相当于 假 变 化学平衡状态的判断 化学平衡的标志 速率关系 v正 v逆 各物质的百分含量 物质的量分数 体积分数 质量分数等 保持不变 混合气体的总物质的量 总压强 总体积不随时间的改变而改变 不一定 各物质的浓度不随时间的改变而改变 混合气体平均相对分子质量不随时间的改变而改变 不一定 混合气体的密度不随时间的改变而改变 不一定 反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变 直接因素 间接因素 2 化学平衡的标志 特征 例 可逆反应2no22no o2在恒定容积密闭容器中反应 达到平衡状态的标志是 a单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno2 b反应容器内 物质的分子总数不随时间的变化而变化c用no2 no o2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 2 1 d混合气体的颜色不再改变的状态 e混合气体的密度不再改变的状态 f混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 2 化学平衡的标志 abdef 1 等效平衡 一定条件下 恒温 恒容或恒温 恒压 对同一可逆反应 只是起始时加入的物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 任何相同组分的体积分数 或物质的量分数 均相同 这样的平衡互称为等效平衡 等效平衡的建立与途径无关 与外界条件和物质用量有关 1 什么是等效平衡 2 判断等效平衡的方法 注意外界条件 使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物 然后观察有关物质的数量是否相当 3 等效平衡问题 1 恒温 恒容下的等效平衡问题 对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应 对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应判断方法 使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物 然后观察有关物质的物质的量是否对应相等 对于气态物质反应前后分子数不变的可逆反应 判断方法 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物 然后观察有关物质的物质的量比是否相等 2 恒温 恒压下的等效平衡问题 判断方法 使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物 然后观察有关物质的物质的量比是否相等 等效平衡小结 等效平衡问题 1 05江苏 一定温度下 在恒容密闭容器中发生如下反应 2a g b g 3c g 若反应开始时充入2mola和2molb 达平衡后a的体积分数为a 其他条件不变时 若按下列四种配比作为起始物质 平衡后a的体积分数大于a 的是a 2molcb 2mola 1molb和1molhe 不参加反应 c 1molb和1molcd 2mola 3molb和3molc ab 2 在一个固定体积的密闭容器中 加入2mola和1molb 发生反应 2a 气 b 气 3c 气 d 气 达到平衡时 c的浓度为wmol l 若维持容器体积和温度不变 按下列四种配比作为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍为wmol l的是 a 4mola 2molbb 2mola 1molb 3molc 1moldc 3molc 1mold 1molbd 3molc 1mold d 4 化学平衡在不同条件下的比较问题 同一可逆反应在不同条件下 达到平衡时的比较 其方法常常要用到等效思维 等效假设 也就是建立一个可比的虚拟等效 然后去比较两平衡的关系 1 有体积相同的容器甲和乙 在甲充入1molo2 2molso2 在乙充入2molso3 密封后都加热至相同温度 达平衡后 下列说法正确的是 a 甲中有2molso3 乙中有2molso2和1molo2b 甲中so2转化率与乙中so3转化率一定相等c 甲 乙中平衡混合气的质量分数相同d 甲 乙两容器内气体压强相等 2 有甲 乙两容器 甲的容积固定 乙的容积可变 在一定温度下 向甲中通入3moln2和4molh2 反应达到平衡时 生成nh3物质的量为amol 2 相同温度下 若乙中通入6moln2和8molh2 且保持压强与甲相同 反应达到平衡时 生成nh3物质的量为bmol 则b与a的关系可表示为 3 若 2 中乙与甲的容积始终相等 达到平衡时 生成nh3物质的量为cmol 则c与a的关系可表示为 b 2a c 2a 3 有两只密闭容器a和b a能保持恒压 b能保持恒容 起始时向容积相等的a b中分别通入体积比为2 1的等量的so2和o2 使之发生反应 2so2 o22so3 并达到平衡 则 填 左 右 增大 减小 不变 达到平衡所需要的时间 t a t b so2的转化率 a a a b 起始时两容器中的反应速率 v a v b 反应过程中的反应速率 v a v b 达到平衡时 在两容器中分别通入等量的av气 a中的化学平衡向反应方向移动 b中的化学反应速率 达到平衡后 向两容器中分别通入等量的原反应气体 再次达到平衡时 a容器中so2的百分含量 b容器中so2的百分含量 4 化学平衡移动问题 化学反应的特点 1 可逆反应2 反应物 生成物的状态3 气态物质的计量数4 反应热 外界条件改变浓度 压强 温度等 物理量改变 1 速率2 浓度3 百分含量4 转化率5 压强6 相对平均分子质量等 结论 1 外界条件对化学平衡的影响是通过改变正反应速率和逆反应速率相对大小来实现的 2 化学平衡移动的方向取决于v正 v逆的相对大小 1 v正 v逆化学平衡向正反应方向移动 2 v正 v逆化学平衡不移动 3 v正 v逆化学平衡向逆反应方向移动 3 化学平衡不移动并不说明v正 v逆大小没有改变 1 在10 和4 105pa的条件下 当反应aa g dd g ee g 建立平衡后 维持温度不变 逐步增大体系的压强 在不同压强下该反应建立平衡后 物质d的浓度见下表 在增大压强的过程中无其它副反应发生 1 压强从4 105pa增加到6 105pa时平衡应向反应方向移动 填 正 或 逆 理由是 并且ad e 填 2 压强从1 106pa增加到2 106pa时 平衡向反应方向移动 填 正 或 逆 理由是 并且ad 填 2 在下列平衡体系中 保持温度一定时 改变某物质的浓度 混合气体的颜色会改变 改变压强时 颜色也会改变 但平衡并不移动 这个反应是a 2no o22no2b n2o42no2c br2 g h22hbrd 6no 4nh35n2 3h2o 3 04广东 在恒温时 一固定容积的容器内发生如下反应 2no2 g n2o4 g 达平衡是 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的体积分数a 不变b 增大c 减小d 无法判断若改成恒压 又是那个答案 c c c 4 某温度下 反应h2 g i2 g 2hi g 在密闭容器中达到平衡 缩小容器体积 增大压强 则 a 正反应速率增大b 平衡正向移动c 容器内气体颜色加深d 容器内h2的质量分数增大5 在ch3coohh ch3coo 的电离平衡中 要使电离平衡向右移动 应采取的措施是 a 加h2so4b 加盐酸c 加水d 加naoh ac cd 5 化学平衡图象题总汇 一 图象题的一般解题思路这类题目是讨论自变量x 如时间 温度 压强等 与函数值y 如物质的量 浓度 质量分数 转化率 之间的定量或定性关系 因此 要运用数学方法解决此类题目 1 分析纵横坐标及曲线表示的意义 2 分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系 3 分析特殊点 起点 拐点 终点 及其含义 4 有两个以上变量时 分别讨论两个变量的关系 此时确定其他量为恒量 图象题的类型 1 1 物质的量 或浓度 时间图象例1 某温度下 在体积为5 的容器中 三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示 则该反应的化学方程式为 2s内用 的浓度变化和用 的浓度变化表示的平均反应速率分别为 图1a b c三种物质的物质的量随时间变化的关系图 2 3 0 08mol s 0 12mol s 图象题的类型 2 2 速率 时间图象例2 把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中 发现氢气发生的速率变化情况如图2所示 其中t1 t2速率变化的主要原因是 t1 t2速率变化的主要原因是 答案 反应是放热反应 温度升高使化学反应速率提高 盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低 图2氢气发生速率变化曲线 例3 某温度下 在密闭容器里so2 o2 so3三种气态物质建立化学平衡后 改变条件 对反应2so2 o22so3 正反应放热 的正 逆反应速率的影响如图3所示 加催化剂对速率影响的图象是 升温对速率影响的图象是 增大反应容器体积对速率影响的图象是 增大o2的浓度对速率影响的图象是 d c a b 图象题的类型 3 3 速率 压强 或温度 图象例4 符合图象4的反应为 n2o3 g no2 g no g 3no2 g h2o l 2hno3 l no g 4no2 g 5o2 g 4no g 6h2o g co2 g c s 2co g 图4曲线图 d v正 v逆 图象题的类型 4 4 转化率 或质量分数等 压强 温度图象例5 有一化学平衡ma g nb g pc g qd g 如图5所示是a的转化率同压强 温度的关系 分析图5可以得出的正确结论是 正反应吸热 q 正反应吸热 正反应放热 正反应放热 图5曲线图 a 分析 解决这类图象题目 采用 定一论二 即把自变量 温度 压强 之一定为恒量 讨论另外两个变量的关系 例6 ma s nb g qc g 正反应为吸热反应 的可逆反应中 在恒温条件下 b的体积分数 与压强 p 的关系如图6所示 有关叙述正确的是 点 v正 v逆 点 v正 v逆 点比 点反应速率快 分析 点则未达平衡状态 反应要向 趋向于平衡状态方向 进行 以此判断某点 正 逆的大小关系 比较 两点的速率快慢则依据压强的高低 或温度的高低 图6曲线图 a c 例7 图7表示ma g nb g pc g qd g q 在不同温度下经过一定时间混合体系中c的质量分数与温度 的关系 图8表示在一定条件下达到平衡 v正 v逆 后 时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程 判断该反应是 m n p qq 0 m n p qq 0 m n p qq 0 m n p qq 0 分析 图7中 生成物的质量分数受同种外界条件的影响呈现两种变化趋势 则这两种趋势一定是平衡前 后的两种情况 故最高点时刚好建立平衡 其后 才为外界条件对平衡的影响 图7 图8 c v正 v正 v逆 v逆 图象题的类型 5 5 质量分数 时间图象例8 对于可逆反应ma g nb s pc g qd g 反应过程中 其他条件不变时 产物 的质量分数 与温度 或压强p的关系如图9所示 请判断下列说法正确的是 降温 化学平衡向正反应方向移动 使用催化剂可使d 有所增加 化学方程式中气体的化学计量数m p q b的颗粒越小 正反应速率越快 有利于平衡向正反应方向移动 a c 图象题的类型 5 例9 反应2 2 正反应放热 在不同温度 t 和t 及压强 p 和p 下 产物 的物质的量 与反应时间 的关系如图10所示 下述判断正确的是 t t p p t t p p t t p p t t p p c 分析 该题要综合运用 定一论二 先拐先平 解题 也可依据 定一论二 和外界条件对化学平衡的影响解题 一 有关的计算关系 1 三个量 起始量 转化量 平衡量 它们的单位必须统一 起始ab00转化 mx nx px qx平衡a mxb nxpxqx