广东省惠东县高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡第1-3讲化学反应速率与平衡课件.ppt

第七章化学反应速率与平衡 考点 一 化学反应的速率1 定义2 计算公式3 影响因素及本质原因二 化学反应的限度 化学平衡1 可逆反应2 化学平衡状态及其特征3 达到化学平衡状态的标志 判断依据4 等效平衡及其规律5 反应条件对化学平衡的影响6 化学平衡常数和平衡转化率7 有关化学平衡的计算8 关于化学反应速率和化学平衡的综合应用三 合成氨条件的选择 一 化学反应速率 1 意义 表示化学反应进行快慢的物理量2 表示方法 1 可用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化来表示 即 2 对于反应体系的体积不变的化学反应 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 即 单位 mol L s mol L min mol L h 注意 化学反应速率无负值 是平均速率 不是瞬时速率 任一反应 mA nB PC qD用不同的物质表示时 V A V B V C V D m n p q 固体或纯液体的浓度可看作常数 所以不用固体和液体表示速率 同一反应用不同的物质表示反应速率时 其数值可能不同 但意义相同 所以表示反应速率时必须说明是那种物质 同一反应快慢的比较时 转化为同一物质速率进行比较 统一单位 一 化学反应速率 3 影响化学反应速率的因素 1 内因 主要因素 物质的结构 性质 2 外因 次要原因 浓度 浓度增大 反应速率加快 浓度减小 反应速率减慢 注意 1 浓度对反应速率的影响 只适用于气体与溶液 不适用于固体和纯液体 2 反应速率快慢与浓度有关 而与物质的总量无关 3 相同量的固体参加反应 表面积越大 反应速率越快 压强 只影响有气体参加的化学反应 恒温时 p增大 V减小 c增大 v增大恒温 恒容时 充入不反应的气体 V不变 c不变 v不变恒温 恒压时 充入不反应的气体 V增大 c减小 v减小 对于无气体参与 但有气体生成的非可逆反应 压强改变不影响反应的速率 催化剂 催化剂能同时 同等程度 成千上万倍 改变正 逆反应的速率 加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂 减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂 温度 温度每升高10 速率增加2 4倍 固体表面积 当其它条件不变时 增大固体反应物的表面积 化学反应速率增大 减小固体反应物的表面积 化学反应速率减慢 溶剂的性质 光 超声波 磁场等其它因素 能够发生化学反应的碰撞 有足够能量 能发生有效碰撞的分子 活化分子比普通分子多出的那部分能量E1 活化能越低 单位体积内活化分子数越多 化学反应速率就会越快 有效碰撞 活化分子 活化能 活化能和反应速率的关系 用化学反应的碰撞理论来解释 碰撞理论解释 浓度对反应速率的影响 浓度增大 单位体积内n总 单位体积内n活 单位体积内有效碰撞次数 反应速率 增加固体物质或纯液体的量 因其浓度是个定值 故不影响反应速率 不考虑表面积的影响 压强对反应速率的影响 碰撞理论解释 压强增大 浓度增大 单位体积内n活 单位体积内有效碰撞次数 反应速率 注意 恒容时加入稀有气体使压强增大 反应物和生成物的浓度都没有变化 所以化学反应速率不变 恒压时加入稀有气体使体积增大 反应物和生成物的浓度都减小 所以化学反应速率减小 压强的 真变 与 假变 压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的 若压强变化之后 气体的浓度未变 其化学反应速率不变 温度对反应速率的影响 碰撞理论解释 升高温度 一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子 使得活化分子百分数提高 活化分子间的有效碰撞频率变大 故反应速率增大 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 反应热 没加催化剂 加了催化剂 催化剂对反应速率的影响 可逆反应中 外界条件同时对V正 V逆影响 增大反应物浓度 V正急剧增大 V逆逐渐增大 减小反应物浓度 V正急剧减小 V逆逐渐减小 加压对有气体参加或生成的可逆反应 V正 V逆均增大 气体分子数大的一侧增大的倍数大于气体分子数小的一侧增大的倍数 降压V正 V逆均减小 气体分子数大的一侧减小的倍数大于气体分子数小的一侧减小的倍数 可逆反应中 外界条件同时对V正 V逆影响 升温 V正 V逆一般均加快 吸热反应增大的倍数大于放热反应增加的倍数 降温 V正 V逆一般均减小 吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数 加催化剂可同倍地改变V正 V逆 2010福建 12 化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应 反应物浓度随反应时间变化如右图所示 计算反应4 8min间的平均反应速率和推测反应16min反应物的浓度 结果应是A 2 5 mol L 1 min 1和2 0 mol L 1B 2 5 mol L 1 min 1和2 5 mol L 1C 3 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1D 5 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1 B 2010全国卷1 27 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 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 H 0 判断其理由是 4 该反应进行到4 0min时的平均反应速率 实验 实验 二 化学平衡 1 可逆反应 1 可逆反应 在相同条件下 既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应 用 表示 2 可逆反应的特征 在同一条件下同时向两个方向进行 可逆是绝对的 不可逆是相对的 可逆反应不能进行到底 不能实现完全转化 反应物 生成物同时共存 3 常见可逆反应I2 Cl2 Br2 CO2 SO2 NH3与H2O反应 水解 1化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应中 当正 逆两个方向的反应速率相等时 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定 这时的状态也就是在给定条件下 反应达到了 限度 称之为化学平衡状态 二 化学平衡 构成化学平衡体系的基本要求是 反应物和所有产物均处于同一化学体系中 反应条件 温度 压强 保持不变前提条件 可逆反应实质 正反应速率 逆反应速率标志 所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定 强调三点 2 化学平衡状态的特征 2 动 动态平衡 正逆反应仍在进行 3 等 正反应速率 逆反应速率 4 定 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定 5 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 1 逆 可逆反应 6 同 不同途径可以达到相同的化学平衡状态 速度 直接的 间接的 3 化学平衡到达的标志问题 以xA yBzC为例 化学平衡到达的标志有 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定 V正 V逆 VA 耗 VA 生VA 耗 VC 耗 x zVB 生 VC 生 y zVA 耗 VB 生 x y 反应过和中如果哪个量在变 一旦它不变了就可以作为判断化学反应达到平衡的标志 1 对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应 如2SO2 O22SO3 来说 可利用混合气体的总压 总体积 总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡 2 对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应 如H2 I2 g 2HI 不能用此标志判断平衡是否到达 因为在此反应过程中 气体的总压 总体积 总物质的量都不随时间的改变而改变 3 对于不同类型的可逆反应 某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志 取决于该物理量在平衡到达前 反应过程中 是否发生变化 若是则可 否则 不行 例如 4 反应条件对化学平衡的影响 1 平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变一个影响化学平衡的条件 平衡就向能减弱这种改变的方向移动 2 影响化学平衡的因素 浓度 压强 温度 浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 化学平衡向逆反应方向移动 化学平衡向正反应方向移动 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 减小生成物浓度 浓度对化学平衡移动的几个注意点 对平衡体系中的固态和纯液态物质 其浓度可看作一个常数 增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正 V逆的大小 所以化学平衡不移动 只要是增大浓度 不论增大的是反应物浓度 还是生成物浓度 新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态 减小浓度 新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态 反应物有两种或两种以上 增加一种物质的浓度 该物质的平衡转化率降低 而其他物质的转化率提高 2 压强 增大压强 减小压强 化学平衡向体积增大的方向移动 化学平衡向体积减小的方向移动 2 压强对化学平衡的影响 2NO2 气 N2O4 气 现象 2体积 红棕色 1体积 无色 A 加压混和气体颜色先深后浅 B 减压混和气体颜色先浅后深 增大压强 2NO2N2O4 减小压强 速率 时间关系图 V 正 V 逆 增大压强 正逆反应速率均增大 但增大倍数一样 V 正 V 逆 平衡不移动 t2 注意 在容积不变的密闭容积中 气体反应已达到平衡 若向该容器中充入一种稀有气体或不反应的气体 但各物质的浓度没变 平衡不移动 在容积可变的恒压容器中 若向该容器中充入一种稀有气体或不反应的气体 尽管总压不变 但各物质的分压减小 平衡可能会发生移动 向气体体积增大的方向移动 3 温度 升高温度 降低温度 化学平衡向放热的方向移动 化学平衡向吸热的方向移动 升高温度 红棕色 无色 2NO2N2O4 H 56 9kJ mol 降低温度 2NO2N2O4 H 56 9kJ mol 4 催化剂对于化学平衡的影响 请用v t图来表示催化剂对化学平衡的影响 加入正催化剂 加入负催化剂 结论 加入催化剂不会使化学平衡发生移动 可见 要引起化学平衡的移动 必须是由于外界条件的改变而引起V正 V逆 平衡移动的本质 化学平衡为动态平衡 条件改变造成V正 V逆 化学反应体系的平衡状态是可以通过改变反应条件 温度 浓度 气体的压强 而发生变化的 这种现象称作平衡状态的移动 简称化学平衡移动 5 化学平衡移动 研究对象 已建立平衡状态的体系 平衡移动的标志 1 反应混合物中各组分的浓度发生改变 2 V正 V逆 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如 浓度 压强或温度等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 这个规律叫勒夏特列原理 不能完全抵消外界条件的影响 解释1收集氯气为什么用饱和食盐水 2氢氧化钙的溶解度为什么随温度的升高而降低 勒夏特列原理其中包含 影响平衡的因素只有浓度 压强 温度三种 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况 温度或压强或一种物质的浓度 当多项条件同时发生变化时 情况比较复杂 平衡移动的结果只能减弱 但不可能完全抵消 外界条件的变化 1 定义 在一定温度下 当一个可逆反应达到平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 2 表达式 6 化学平衡常数 1 K值越大 表示反应进行的程度越大 反应物转化率也越大 3 化学平衡常数的意义 定量的衡量化学反应进行的程度 2 一般当K 105时 该反应进行得基本完全 4 判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 1 QC K 反应向正方向进行 2 QC K 反应处于平衡状态 3 QC K 反应向逆方向进行 5 利用 可判断反应的热效应 若升高温度 值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 值减小 则正反应为放热反应 6 使用平衡常数应注意的几个问题 2 在平衡常数表达式中 水 l 的浓度 固体物质的浓度不写 3 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如 N2 3H22NH3的K1值与1 2N2 3 2H2NH3的K2值不一样 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 CaCO3 s CaO s CO2 g CO2 g H2 g CO g H2O l K c CO2 K c CO c CO2 c H2 K1 K22 6 使用平衡常数应注意的几个问题 4 同一条件下 正 逆反应的平衡常数互成倒数关系 K1 1 K2 概念理解 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 平衡常数 2010北京 12 某温度下 H2 g CO2 g H2O g CO g 的平衡常数K 9 4 该温度下在甲 乙 丙三个恒容密闭容器中 投入H2 g 和CO2 g 其起始浓度如右表所示 下列判断不正确的是A 平衡时 乙中CO2的转化率大于60 B 平衡时 甲中和丙中H2的转化率均是60 C 平衡时 丙中c CO2 是甲中的2倍 是0 012mol LD 反应开始时 丙中的反应速率最快 甲中的反应速率最慢 2010安徽卷 10 低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物 发生的化学反应为 2NH3 g NO g 2N2 g 3H2O g H 0在恒容的密闭容器中 下列有关说法正确的是A 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大B 平衡时 其他条件不变 增加NH3的浓度 废气中氮氧化物的转化率减小C 单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1 2时 反应达到平衡D 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大 答案 C 2010上海 17 据报道 在300 70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实 2CO2 g 6H2 g CH3CH2OH g 3H2O g 下列叙述错误的是A 使用Cu Zn Fe催化剂可大大提高生产效率B 反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C 充入大量CO2气体可提高H2的转化率D 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O 可提高CO2和H2的利用率 B 对于同一可逆反应 当外界条件一定时 该反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 或是从中间状态 既有反应物又有生成物的状态 开始 只要达到平衡时条件保持不变 加入的物质的量相当 则可达到相同的平衡状态 这便称为等效平衡 三 等效平衡 1 等效平衡的分类和判断方法 1 定温 定容条件下的等效平衡 判断方法 若改变起始加入物质的量 通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量 若物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 1 对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应 例 对于合成氨反应 按A C三种情况加入物质 恒容 恒温下 N2 3H22NH3A1mol3mol0molB0mol0mol2molC0 5mol1 5mol1mol 例题1 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 1molDB 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molDC 1molA 0 5molB 1 5molCD 4molA 2molB A B 2 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 判断方法 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学计量数换算成同一边的物质的量 若物质的量的比与原平衡相同 则达到的平衡与原平衡等效 例 CO g H2O g CO2 g H2 g A2mol2mol0mol0molB0mol0mol4mol4molC1mol1mol1mol1molD4mol4mol2mol2mol 2 定温 定压条件下的等效平衡 判断方法 在定温定压下 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量 若物质的量的比与原平衡相同 则达到平衡后与原平衡等效 N2 3H22NH3A1mol3mol0molB0mol0mol1molC0 5mol1 5mol2mol 例 对于合成氨反应 按A C三种情况加入物质 定温定压下 1 恒温 恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是 若改变起始加入物质的量 通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量 若物质的量与原平衡对应相同 则二平衡等效 等效平衡的建成条件 判断方法及产生结果 归纳总结 产生结果 各组分百分量 n c均相同 2 恒温 恒容下对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的判断方法是 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学计量数换算成同一边的物质的量 若物质的量的比与原平衡相同 则达到的平衡与原平衡等效 产生结果 各组分百分量相同 n c同比例变化 与可逆反应气态物质的化学计量数无关 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 3 恒温 恒压下等效平衡的判断方法是 产生结果 各组分百分量 c相同 n同比例变化 练习1 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的体积分数为a 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的体积分数为a 是A 3molC 1molDB 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molDC 1molA 0 5molB 1 5molCD 4molA 2molB A B 练习2 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时 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 2mol 2 25mol 0 5mol X Z 2 1 Y 3Z 2 3 练习3 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 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 0 2 25mol 0 Y 3X Z 0 练习4 对于H2 I2 g 2HI 在恒温 恒容下 按下列不同量反应等效的有 1 2是等效 3 4 5是等效 练习5 在固定体积的密闭容器内 加入2molA 1molB 发生反应 A 气 B 气 2C 气 达到平衡时 C的质量分数为W 在相同 T V 条件下 按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是A 2molCB 3molCC 4molA 2molBD 1molA 2molC CD 练习6 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 练习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X Y的值分别为 Ax 3y 1Bx 4y 1Cx 5y 1Dx 10y 2 CD 练习8恒温 恒压下 在一个可变容积的容器中发生如下发应 A 气 B 气 C 气 1 若开始时放入1molA和1molB 到达平衡后 生成amolC 这时A的物质的量为 2 若开始时放入3molA和3molB 到达平衡后 生成C物质的量为mol 3 若开始时放入xmolA 2molB和1molC 到达平衡后 A和C的物质的量分别是ymol和3amol 则x mol y mol 3a 1 a mol 2 3 3a 练习9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4mol 2mol和4mol 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1molD 均减少1mol C 练习10在一定温度下 一个容积固定的密闭容器中发生反应 2A g B g 3C g D g 根据下表有关数据分析恒温 恒容下等效平衡建成的条件 a b c d的大小关系是什么 a b c d 练习11 在一个1L的密闭容器中 加2molA1molB 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 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 ABD 练习12 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 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的浓度仍为1 2mol L的是A 0 3molC 0 1molDB 1 6molA 0 8molB 0 6molC 0 2molDC 3molC 1molD 1molBD 4molA 2molB B 等效平衡小结 投料换算成相同物质表示时量相同 两次平衡时各组分百分量 n c均相同 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量相同 n c同比例变化 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量 c相同 n同比例变化 2010江苏 14 在温度 容积相同的3个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的有关数据如下 已知N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 下列说法正确的是 A B C D BD 等效平衡小结 投料换算成相同物质表示时量相同 两次平衡时各组分百分量 n c均相同 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量相同 n c同比例变化 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量 c相同 n同比例变化 可用于 判断引起平衡移动的因素及判断平衡移动的方向 引起平衡移动的因素是 平衡将向方向移动 增大反应物浓度 正 引起平衡移动的因素是 平衡将向方向移动 减小生成物浓度 正 1 速率 时间图 四 化学平衡图象 对于反应mA g nB g pC g qD g 有如下图所示的变化 请分析t1时平衡移动了吗 改变因素可能是什么 并说明理由 由于v正 v逆相同程度的增大 则t1时的改变因素可能是 a 加入催化剂 b 当m n p q时增大压强 即 n 0的体系 平衡没有移动 1 速率 时间图 例1 在一密闭体系中发生 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1右图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图 回答下列问题 1 处于平衡状态的时间段是 2 t1 t3 t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化 3 下列各时间段时 氨的体积分数最高的是 A t0 t1 B t2 t3C t3 t4 D t5 t6 t0 t1 t2 t4 t5 t6 t1 升温 t3 加催化剂 t4 减压 A 1 速率 时间图 解题注意 外界条件对速率及平衡移动的影响 1 确定反应物和生成物 2 确定反应方程式各物质化学计量数 想一想 由下图可以得到什么信息 由图可知 反应为可逆反应 方程式为 化学计量数之比 物质的量的变化量之比 物质的量浓度的变化量之比 反应速率之比 图像含义 解题注意 曲线的起点 终点及变化趋势 43210 ABC t C 2 浓度 C 时间 t 图 可用于 首先判断反应物 生成物 再确定计量数 1 写出化学反应方程式 2 求反应物的转化率 A 2B3C 转化率 变化量 起始量 100 1 写出化学反应方程式 2 求反应物的转化率 例 练 5A3B 2C A的转化率 0 25 0 4 100 62 5 3 速率 温度 压强 图像 正反应是反应 放热 吸热 m np q 吸热 4 含量 时间t 压强P 或温度T 图 小结 1 判断非平衡态 斜线 和平衡态 水平线 且遵循 先拐先平 数值大 的原则 2 判断反应特征 如压强大小 反应前后体积变化等 读图判断该图中P1与P2及a与b的大小 P1b 解题原则一 先出现拐点的先达到平衡 则其压强数值大 4 百分含量 转化率 时间 温度 压强 图像 1 T1T2 正反应是反应 放热 吸热 2 T1T2 正反应是反应 放热 吸热 放热 放热 1 P1P2 2 P1P2 4 百分含量 转化率 时间 温度 压强 图像 思考与交流 根据前面几类图像的分析 总结图像类习题的解题思路与方法 解题思路 1 看图象 看面 即纵坐标与横坐标的意义 看点 即起点 拐折点 终点 看线 即线的走向和变化趋势 看清图像中的定量关系2 想规律 联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作判断 根据图像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 定一议二 原则 先拐先平 数值大 原则 例题1 对于mA g nB g pC g 有如图所示的变化 则 p1与p2的关系是 m n与p的关系是 T1与T2的关系是 正反应是 典型例析 P2 P1 T2 T1 m n p 放热反应 例题2 在某一容积一定的密闭容器中 可逆反应 A g B g xC g 符合下列图象 I 所表示的关系 由此推断对图象 II 的正确说法是 A P4 P3 Y轴表示A的转化率 B P4 P3 Y轴表示B的百分含量 C P3 P4 Y轴表示混合气体密度 D P4 P3 Y轴表示混合气体平均分子量 AD II I 例3 可逆反应 aA g bB g dD g eE g H在一定条件下达平衡状态时 A的转化率与温度 压强的关系如图所示 则在下列空格处填写 大于 小于 或 等于 1 a b c d 2 H0 A的转化率 T 1 01 105Pa 2 01 105Pa 3 01 105Pa T1 小于 大于 例4 对于反应mA g nB g pC g qD g 正反应热m np q 正反应热m np q 放 放 对于反应mA g nB g pC g qD g 正反应热m np q 正反应热m np q 吸 吸 对于2A g B g C g 3D g 正反应吸热 有如下图所示的变化 图中Y轴可能表示 A B物质的转化率B 正反应的速率C 平衡体系中的A D 平衡体系中的C A D 正反应热 正反应热 正反应热 m np q 对于反应mA g nB g pC g qD g 吸 吸 放 例5 mA g nB g xC g 判断正反应是放热还是吸热反应 T A转化率 T 平衡向逆反应方向移动 变一变 若将纵坐标改为A 或C 情况如何 练习1 2008全国高考 已知 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2 g H 1025KJ mol该反应是一个可逆反应 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 A D B C 2 2005年北京 在一定温度不同压强 p1 p2 可逆反应2X g 2Y g 十Z g 中 生成物Z在反应混合物中的体积分数 与反应时间 t 的关系有以下图示 正确的是 B 3 反应2X 气 Y 气 2Z 气 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 下列判断正确的是 A T1 T2 P1 P2B T1 T2 P1 P2C T1 T2 P1 P2D T1 T2 P1 P2 C 五 有关化学平衡的计算 1 浓度 起始浓度 浓度的变化 平衡浓度 2 转化率 3 反应速率 4 反应速率之间的关系 速率之比 计量数之比 5 平衡常数 6 在一定温度 压强下体积分数 物质的量分数起始状态和平衡状态的体积比平衡后气体体积缩小的百分率 7 在一定温度 容积时 起始状态与平衡状态压强之比达到平衡时压强改变了几分之几 8 混合物的密度对于反应物 生物物全部是气体的反应在恒温 恒容条件下 在恒温 恒压条件下 密度不变 9 平均相对分子质量 对于反应物 生成物全部是气体的反应 10 产率 例 1996年全国卷 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 若x 4 5 则右侧反应在起始时向 填 正 或 逆 反应方向进行 欲使起始反应维持向该方向进行 则x的最大取值应小于 欲使起始反应维持向另一方向进行 则x的最小值应大于 反应物总能量 生成物总能量 高能状态 低能状态 体系能量趋于降低物质存在趋于稳定 放热反应 有利于反应自发进行 六 化学反应进行的方向 判断放热反应自发进行的判据 自发过程的体系 趋向于从高能状态转变为低能状态 这时体系会对外部做功或释放热量 这一经验规律就是焓判据 一 能量判据 焓判据 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放热反应 H 0 一 能量判据 焓判据 能量判据 体系趋向于从高能状态转变为低能状态 H 0 对于化学反应而言 绝大多数的放热反应能自发进行 且放出的热量越多 体系能量降低越多 反应越完全焓变 H 是决定反应能否自发进行的因素之一 但不是唯一因素 吸热反应有时也能自发地进行 结论 H 0 有利于反应自发进行 但自发反应不一定 H 0 1 多数能自发进行的化学反应是放热反应 2 有不少吸热过程也能自发进行 注意 有序 混乱 二 熵判据 混乱度 表示体系的不规则或无序状态 混乱度的增加意味着体系变得更加无序 体系的变化趋向于混乱度增加 二 熵 熵增原理 熵判据 1 熵 在密闭条件下 体系有由有序自发地转变为无序的倾向 这种推动体系变化的因素称作熵 2 熵判据 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵增大 这一经验规律叫做熵增原理 是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据 3 同一物质在不同状态时熵值大小 S g S l S s 体系混乱度有增加的倾向 G H T S 三 复合判据 自由能变化 当 G 0时 反应自发进行 当 G 0时 反应不自发进行 当 G 0时 可逆反应到达平衡状态 NH3 g HCl g NH4Cl s H 0 S