高三化学化学反应速率和化学平衡复习课件.ppt

化学反应速率 mol l s或mol l min 反应速率只取正值 为平均值 表示反应速率时要注明是用某物质表示的 用不同物质来表示同一反应的反应速率 其数值不一定相同 但其数值之比值应等于化学方程式中相应物质的化学计量数比 化学反应速率 影响因素 浓度 对固体来讲 浓度可视为常数 压强 只对有气体参与的反应有效 温度 升高10度 速率成倍数提高 催化剂 对速率影响最大 表面积 主要对固体和液体反应时有效 2 反应a 3b 2c 2d在四种不同情况下的反应速率分别为 v a 0 15mol l s v b 0 6mol l s v c 0 4mol l s v d 0 45mol l s 该反应进行的快慢顺序为 提示 以同一物质为标准 将其他物质表示的反应速率换算为用该物质表示的速率 并比较 3 反应c s h2o g co g h2 g 在可变容积的密闭容器中进行下列的改变 对化学反应速率的影响如何 a 增加碳的量b 容器的体积缩小一半c 保持体积不变 充入n2 使体系的压强增大一倍d 保持压强不变充入n2 增加或减少固体的量对反应速率没影响 总压变化时要考虑浓度是否变化 才去判断对反应速率的影响 无 大 无 小 4 温度每升高10 反应速率增大为原来的a倍 现升高了50 现反应速率是原来的多少倍 a5 大 大 无 无 小 小 小 大 6 在一定温度下 容器内某一反应中m n的物质的量随反应时间变化的曲线如图 下列表述中正确的是 a 反应的化学方程式为 2mn b t2时 正逆反应速率相等 达到平衡c t3时 正反应速率大于逆反应速率d t1时 n的浓度是m浓度的2倍 d 7 将固体nh4 置于密闭容器中 在某温度下发生下列反应nh4 nh3 h h2 0 5mol 1 h 4mol 1则nh3的浓度为 a 3 5mol 1b 4mol 1c 4 5mol 1d 5mol 1 2hi h2 i2 当反应达到平衡时 d 8 某化学反应2a b d在四种不同条件下进行 b d起始浓度为0 反应物a的浓度 mol l 随反应时间 min 的变化情况如下表 根据上述数据 完成下列填空 1 在实验1 反应10至20分钟时间内平均速率为mol l min 2 在实验2 a的初始浓度c2 mol l 反应经20分钟就达到平衡 可推测实验2中还隐含的条件是 3 设实验3的反应速率为v3 实验1的反应速率为v1 则v3v1 填 且c31 0mol l 填 4 比较实验4和实验1 可推测该反应是反应 选填吸热 放热 理由是 0 013 1 0 催化剂 吸热 9 工业制取硫酸是一种一种连续的生产过程 今测知进入接触室时混合的气体 396k 8kpa 主要在成分为so2 o2 n2 的流量为1 0m3 s 1 从接触室导出气体 792k 8kpa 的流量为1 8m3 s 1 与此有关的以下说法中正确的是 a 单位时间内进入接触室的气体与从接触室导出的气体的物质的量之比为10 9 b 导出气体中so3所占的体积分数为9 2 c 此反应中so2的转化率一定为20 d so2催化气体反应是吸热反应 a b 10 将一定的固体硝酸银置于一容积不变的2l密闭容器中 在一定条件下发生如下反应 2agno3 固 2ag 固 2no2 气 o2 气 2no2 气 n2o4 气 2min末 测得固体减重6 20g 且c no2 0 04mol l 则下列说法正确的是 a 2min后容器内c no2 0 04mol lb 2min内v o2 0 0125mol l min c 混合气体的平均密度为3 1g ld 混合气体中no2的体积分数为11 11 某温度时 在2l密闭容器中x y z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示 由图中数据分析 该反应的n 化学方程式为 反应开始至2min后 z的平均反应速率为 z0 2x的转化率为 0 1 2 t 1 x z y 0 9 0 7 0 2 化学平衡 化学平衡状态 是指在一定条件下的可逆反应里 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 前提条件 正反应速率v正 逆反应速率v逆 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 可逆反应 实质 标志 2 化学平衡状态的特征 1 动 2 等 3 定 4 变 重要题型 判断可逆反应达到平衡状态 动态平衡 正逆反应仍在进行 正反应速率v正 逆反应速率v逆 反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的含量一定 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 化学平衡 例 在一定温度下 可逆反应a 气 3b 气 2c 气 达到平衡的标志是 a c的生成速率与c分解的速率相等b 单位时间内生成nmola 同时生成3nmolbc a b c的浓度不再变化d a b c的分子数比为1 3 2 ac 例2 下列说法中可以充分说明反应 p 气 q 气 r 气 s 气 在恒温下已达平衡状态的是 a 反应容器内压强不随时间变化b p和s的生成速率相等c 反应容器内p q r s四者共存d 反应容器内总物质的量不随时间而变化 b 例3 下列说法可以证明反应n2 3h22nh3已达平衡状态的是 a 1个n n键断裂的同时 有3个h h键形成b 1个n n键断裂的同时 有3个h h键断裂c 1个n n键断裂的同时 有6个n h键断裂d 1个n n键断裂的同时 有6个n h键形成 ac 3 等效平衡问题 化学平衡 外界条件相同时 可逆反应只要起始浓度相当 无论经过何种途径 都可以达到相同的平衡状态 3 平衡状态 终态 只与始态有关 而与途径无关 如 无论反应从什么方向开始 投料是一次还是分成几次 反应容器经过扩大 缩小或缩小 扩大的过程 只要起始浓度相当 就达到相同的平衡状态 2 相同的平衡状态 通常是指平衡混合物各组分的百分含量相同 但各组分的物质的量 浓度可能不同 1 外界条件相同 通常可以是 同t同v 同t同p 例如 在425 时 在1l密闭容器中进行反应 h2 i22hi 达到平衡 同t 同v 浓度 mol l 1 时间 s 0 00 1 00 2 00 1 58 0 21 浓度 mol l 1 t2 hi h2或i2 0 00 1 00 2 00 1 58 0 21 t1 时间 s hi h2或i2 从正反应开始 从逆反应开始 1molh2 1moli2 2molhi 相当于 例题4 在一个1l的密闭容器中 加入2mola和1molb 发生下述反应 达到平衡时 c的浓度为1 2mol l c的体积分数为a 1 维持容器的体积和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍是1 2mol l的是 a 3molc 1mold b 1mola 0 5molb 1 5molc 0 5mold c 1mola 0 5molb 1 5molc d 4mola 2molb a b 2 维持容器的压强和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍是1 2mol l 或c的体积分数仍是a 的是 a 3molc 1moldb 1mola 0 5molb 1 5molc 0 5moldc 1mola 0 5molb 1 5molcd 4mola 2molb a b d 一 同t同v下a 对于反应前后气体体积发生变化的反应来说 b 对于反应前后气体体积没有变化的反应来说 二 同t同p 即体积可变化 下 等效转化后 对应各物质起始投料的物质的量成比例 等效转化后 对应各物质起始投料的物质的量成比例 等效转化后 对应各物质起始投料的物质的量均相同 等效平衡的判断 例5 在一定温度下 把1molco和2molh2o通入一个密闭容器中 发生如下反应 co g h2o g co2 g h2 g 一定时间后达到平衡 此时 co的含量为p 若维持温度不变 改变起始加入物质的物质的量 平衡时co的含量仍为p 的是 a 1molco 2molh b 0 2molco 0 2molh 0 8molco 1 8molh2oc 1molco 1molh2od 1molco 1molh 1molh2o 例6 某温度下 向某密闭容器中加入1moln2和3molh2 使之反应合成nh3 平衡后测得nh3的体积分数为m 若t不变 只改变起始加入量 使之反应平衡后nh3的体积分数仍为m 若n2 h2 nh3的加入量用x y z表示应满足 1 恒定t v 1 若x 0 y 0 则z 2 若x 0 75 y z 3 x y z应满足的一般条件是 2 恒定t p 1 若x 0 y 0 则z 2 若x 0 75 则y z 3 x y z应满足的一般条件是 2mol 2 25mol 0 5mol 0 2 25mol 0 y 3x z 0 x z 2 1 y 3z 2 3 例7 在恒温 恒压的条件下 向可变容积的密闭容器中充入3la和2lb 发生如下反应 3a 气 2b 气 xc 气 yd 气 达到平衡时 c的体积分数为m 若维持温度压强不变 将0 6la 0 4lb 4lc 0 8ld作为起始物质充入密闭容器中 达到平衡时c的体积分数仍为m 则的值分别为 ax 3y 1bx 4y 1cx 5y 1dx 10y 2 cd 例8 在一固定容积的密闭容器中充入2mola和1molb 发生反应 2a 气 b 气 xc 气 达到平衡后 c的体积分数为w 若维持容器体积和温度不变 按0 6mola 0 3molb和1 4molc为起始物质 达到平衡后 c的体积分数仍为w 则x值为 a 1b 2c 3d 4 bc 例9 在一个固定体积的密闭容器中 保持一定温度 进行以下反应 h2 气 br2 气 2hbr 气 已知加入1molh2和2molbr2时 达到平衡后生成amolhbr 见下表已知项 在相同条件下 且保持平衡时各组分的百分含量不变 对下列编号 1 3 的状态 填写表中空白 2a 0 0 5 2 n 2m n m a 例10 在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中 保持一定温度压强 进行以下反应 n2 气 3h2 气 2nh3 气 已知加入1moln2和4molh2时 达到平衡后生成amolnh3 在相同条件下 且保持平衡时各组分的百分含量不变 填写表中空白 1 5a 0 0 5 2 n 4m n 3m a 例11 已知t pkpa时 往容积可变的密闭容器中充入2molx和1moly 此时容积为vl 保持恒温恒压 发生反应 2x 气 y 气 2z 气 达到平衡时 平衡气中z的体积分数为0 4 试回答下列有关问题 1 使温度和压强在上述条件下恒定不变 再往上述密闭容器内充入4molz 则反应达到平衡时 容器的容积为 平衡气中z的体积分数为 2 若另选一个容积固定不变的密闭容器 仍控制温度为t 使4molx和2moly反应 达到平衡状态时 平衡气中z的体积分数仍为0 4 则该密闭容器的容积为 3 若控制温度仍为t 另选一容积为vl的固定不变的密闭容器 往其中充入一定量的x和y 使反应达到平衡 这时平衡气中z的体积分数仍为0 4 则充入的x和y的物质的量应满足的关系是 an y n x bn y 其中a为 b为 2 5v 0 4 5 3v 1 2 5 例12 在一个1l的密闭容器中 加入2mola和1molb 发生下述反应 2a g b g 3c g d s 达到平衡时 c的浓度为1 2mol l c的体积分数为a 1 维持容器的体积和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍是1 2mol l的是 a 3molc xmold x 0 6 b 1mola 0 5molb 1 5molc xmold x 0 1 c 2mola 1molb xmold x 0 d 1mola 0 5molb 4 5molc xmold x 0 7 a b c 2 维持容器的体积和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 c的体积分数仍是a 的是a 3molc xmold x 0 6 b 1mola 0 5molb 1 5molc xmold x 0 1 c 3mola 1 5molb xmold x 0 d 1mola 0 5molb 3molc xmold x 0 4 3 维持容器的压强和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍是1 2mol l 或c的体积分数仍是a 的是a 6molc xmold x 0 6 b 1mola 0 5molb 1 5molc xmold x 0 1 c 3mola 1 5molb xmold x 0 d 1mola 0 5molb 3molc xmold x 0 4 a b c d b c d 化学平衡 平衡的移动 当改变影响平衡的一个条件 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 勒沙特列原理 注意 只适用于已建立平衡状态的体系 只改变一个条件 平衡移动的结果是 减弱 而不是 消除 这种影响 浓度对平衡的影响 压强对平衡的影响 温度和催化剂对平衡的影响 1 化学平衡移动不是由内因造成的 而是由外因 即条件的变化所引起 化学平衡移动实质上是外部条件的改变对平衡体系的正 逆反应速率不公正的影响 造成正 逆反应速率的均衡被打破的结果 因此 凡能不等同地改变正 逆反应速率的条件都能引起平衡移动 2 平衡移动 一般会造成速率 平衡浓度 百分含量等都发生变化 但速率 平衡浓度变了 并不意味着平衡一定发生移动 如催化剂的影响 以及对于反应前后气体无体积变化的反应中压强的影响 都有速率变化 而无平衡移动 因此 平衡移动与否应该看百分含量是否改变 3 物质的量浓度既与溶质物质的量有关 也与溶液体积有关 因此 只有定容时 平衡右移 生成物的浓度才增加 4 物质的百分含量既与本身物质的量 或气体体积 有关 也与总的物质的量 或气体总体积 有关 因此 只有不改变体系总质量时 平衡右移 生成物的百分含量才会增加 即此时物质的量 浓度 产率和百分含量才会有一致的关系 有关平衡移动的一些规律和注意问题 5 同一反应中不同反应物的转化率一般并不相等 相等只是偶然的巧合 但如果两反应物的起始浓度 或起始物质的量 或起始气体体积 之比刚好等于化学方程式中两反应物的系数之比 那末两反应物的转化率才相等 生成物的产率也类似于此 有关平衡移动的一些规律和注意问题 7 对气体反应来说 浓度和压强的影响是相同的 改变压强对反应速率的影响 实质上是浓度变化的影响 但二者又有区别 压强只对气体反应有影响 而浓度则对气体反应和溶液反应皆有影响 改变压强是对整个平衡体系而言 而浓度的改变可以是任意反应物或生成物 因此 在解释压强对化学平衡的影响时 要从浓度的变化去考虑 例2 一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应 xa 气 yb 气 zc 气 达平衡后测得气体的浓度为0 5摩 升 恒温下将容器扩大1倍 反应重新平衡 测得a浓度为0 25摩 升 下列叙述中正确的是 a x y z b 平衡向右移动 c b的转化率提高 d c的体积百分含量降低 例3 在c s co2 g 2co g 172kj的平衡体系中 下列说法中错误的是 a 减小压强 混合气体的平均分子的相对质量减小 b 保持温度和混合气体总体积不变 加入一定量co2 达到新平衡后 混合气体的平均分子的相对质量减小 c 保持温度和气体体积不变的条件下 加入一定量n2平衡不会移动 d 向平衡体系中加入一定量co2 并保持温度和压强不变 达到新的平衡后 混合气体的平均摩尔质量将增大 例4 反应so2 g no2 g no g so3 g 在一定条件下达到平衡 再向容器中通入一定量o2 下列说法正确的是 a 平衡向正反应方向移动 达到新平衡时容器内压强一定减小 b 平衡向逆反应方向移动 容器内压强一定不增大 c 平衡不移动 只增大容器内压强 d 平衡向正反应方向移动 容器内压强不一定增大 例5 有两只密闭容器a和b a容器有一个移动的活塞能使容器内保持恒压 b容器能保持恒容 起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为2 1的so2与o2的混和气体 并使a和b容积相等 见下图 在保持400 的条件下使之发生如下反应 2so2 o2 1 达到平衡时所需的时间a容器比b容器 a容器中so2的转化率比b容器 2 达到 1 所述平衡后 若向两容器中通入等量的氩气 a容器化学平衡 移动 b容器化学平衡 移动 3 达到 1 所述平衡后 若向两容器中通入等量的原反应气体 达到新平衡时 a容器中so3的百分含量 增大 减小 不变 下同 b容器中so3的百分含量 2so3 气 例7 一刚性容器内部有一个不漏气且可滑动的活塞将容器分成左右两个室 左室内充入一定体积的n2气体 右室充入a和b两种气体 且a和b的物质的量之比为3 2 右室内发生如下反应 反应开始前活塞停留在离左端1 4处 如图 反应在恒温下进行 当反应达平衡状态时 活塞处于容器中间 01234 试回答下列问题 右室气体反应前后的压强之比为 物质的量之比为 反应达平衡时气体a的转化率为 原容器中左右两室起始时充入的各物质的量均为原来的两倍 那反应前活塞相对于原来的1 4处将 填 偏左 偏右 或 不变 达平衡时 活塞相对于中间位置将 填 偏左 偏右 或 不变 a的转化率将 填 变大 变小 或 不变 n2 例8 在一个容积固定的反应器中 有一可左右滑动的密封隔板 两侧分别进行如图所示的可逆反应 各物质的起始加入量如下 a b和c均为4 0mol d为6 5mol f为2 0mol 设e为xmol 当x在一定范围内变化时 均可以通过调节反应器的温度 使两侧反应都达到平衡 并且隔板恰好处于反应器的正中位置 请填写以下空白 1 若x 4 5 则右侧反应在起始时向 填 正反应 或 逆反应 方向时进行 则x的最大取值应小于 mce96 31 2 若x分别为4 5和5 0 则在这两种情况下 当反应达平衡时a的物质的量是否相等 填 相等 不相等 或 不能确定 其理由是 化学平衡图象 图象问题包括利用图象解题和根据题意作图 前者图象是已知条件 要求明白坐标轴代表的是什么量 弄清图中曲线的形状和涵义 找出相关的化学规律和关系解题 后者图象是解答结果 要求通过相关条件找出 起点 终点和拐点 弄清图线是 直线 弧线和曲线 然后正确作图 例1 可逆反应nx g y g q q 0 的x 与温度关系如下图所示 图中曲线上a d点是代表平衡时x 与温度关系的两点 b c两点是反应混合物未平衡时的两点 若研究时于密闭容器中以定压进行反应 当v正 v逆时 则在右图中 表明此种情况下的点是 a a点b b点c c点d d点 mz g b 例2 反应2x g y g 热量 在不同温度 t1和t2 及压强 p1和p2 下 产物z的物质的量 nz 与反应时间 t 的关系如图所示 下述判断正确的是 b t1 t2 p1 p2c t1 t2 p1 p2d t1 t2 p1 p2 2z g a t1 t2 p1 p2 c 例3 可逆反应2a g nb g 在温度分别为t1 t2 压强分别为p1 p2的条件下 测得c的量与时间的关系如下图 根据图分析 p1 p2的大小关系为 反应式中系数m和n的关系是 该反应的逆反应是 热反应 mc g p2 p1 m 2 n 吸 例4 可逆反应 aa g bb g dd g q试根椐下图回答 1 压强p1比p2 填大 小 2 体积 a b 比 c d 填大 小 3 温度t1 比t2 填高 低 4 q值是 填正 负 cc g 1 小 2 小 3 高 4 负 例5 对于反应xa g b s d s a的百分含量与外压强有如下图的关系 容器体积 温度不变 则 1 p点左面曲线表示为 2 x y 其理由是 yc g 1 在未达平衡前的情况 2 达到平衡点p后加压 a 增加 说明平衡向左移动了 例6 相等物质的量的x气体和y气体混合后 一定条件下发生反应 x g y g nz g 保持压强不变 经时间t z气体在反应混合物中的体积分数与温度 t 的关系如图 所示 1 此反应的正反应方向是 填吸热或放热 反应 2 t1表示此反应在时间t内达化学平衡时的 填最高或最低 温度 若保持t1不变 此时间为t1 请在图 上描绘出z 与时间t的关系曲线 3 在t t1的某一温度时 该反应能否建立平衡 填能或不能 4 若在t2时增大压强 达新平衡时z 将增大 则化学方程式中n的取值为 1 放 2 最低 3 不能 4 1 例7 反应aa g bb g cc g q 生成物c的质量分数与压强p和温度的关系如图 方程式中的系数和q值符合图象的是 a a b cq 0 b a b cq 0 c a b cq 0 d a b cq 0 a 例8 某可逆反应l s g g 3r g q 本图表示外界条件温度 压强的变化对上述反应的影响 试判断图中y轴可以表示 a 平衡混合气中r的质量分数 b 达到平衡时g的转化率 c 平衡混合气中g的质量分数 d 达到平衡时l的转化率 c 例9 在可逆反应ma g nb g pc g q中m n p为系数 且m n pq 0 分析下列各图 在平衡体系中a的质量分数与温度toc 压强p关系正确的是 例10 由可逆反应测绘出图像 纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量 下列对该反应的判断正确的是 a 反应物中一定有气体 b 生成物中一定有气体 c 正反应一定是放热反应 d 正反应一定是吸热反应 化学平衡计算 计算模式 ma nbpc qd初始量abcd 注意 初始量 变化量和平衡量可以是物质的量 物质的量浓度 对于气体还可用相同条件下的体积 可为具体数值 也可为相对量 对反应物而言 变化量为消耗量 对生成物而言 变化量为增加量 变化量是平衡计算的关键 因为变化量始终是化学方程式中各物质的系数比 计算例题集锦 例1 温度每升高10 化学反应速率通常增加到原来的2 4倍 若反应在50 时需2h完成 当反应温度改在200 时进行 反应最多需要的时间约是 a 20sb 0 22sc 0 4sd 1s b 例2 若温度每升高10 反应速率增大到原来的2倍 10 时某反应的速率为0 1mol l s 为了把该反应速率提高到1 6mol l s 其它条件不变时反应温度应是 a 30 b 40 c 50 d 60 c 例3 把下列四种x的溶液分别加进四个盛有10ml2mol l盐酸的烧杯中 并均加水稀释至50ml 此时 x和盐酸和缓地进行反应 其中反应速率最大的是 a 20ml3mol lb 20ml2mol lc 10ml4mol ld 10ml2mol l a 例3 在容积分别为10l与5l的a b两恒容密闭容器中分盛同量so3 g 使a中so3在400 时分解 10s后测得so3分解率为20 使b中so3在500 时分解 5s后测得so2的体积分数为20 求a b两容器中so3的分解速率比 计算例题集锦 a 计算例题集锦 例5 在一定条件下 向2l密闭容器中充入3molx g 和1moly g 进行反应 2x g y g 3z g 2w g 某时刻测定产物的浓度 不可能的是 a z 0 75mol lb z 1mol lc w 1mol ld w 0 8mol l c 例6 在一定体积的密闭容器中放入3l气体r和5l气体q 在一定条件下发生反应2r g 5q g 4x g ny g 反应完全后 容器温度不变 混合气体的压强是原来的87 5 则化学方程式中的n值是 mce98 23 a 2b 3c 4d 5 a 计算例题集锦 例7 反应2a g b g xc g 在一定条件下达到平衡后 容器内压强增大了p a的转化率为2p 则x的值为a 1b 2c 3d 4 b 例8 反应2a g b g xc g 在一定条件下达到平衡后 容器内压强增大了a a的转化率为a 则x的值为a 1b 2c 3d 4 c 例9 在一定条件下 可逆反应 x