化学：高三一轮复习课件 化学平衡

化学平衡 1 化学平衡状态的概念 特征2 平衡常数 转化率3 化学平衡状态的判断依据与方法4 等效平衡原理5 化学平衡移动6 化学平衡图像题 计算题 化学平衡状态 就是在一定条件下可逆反应里 当正反应速率与逆反应速率相等时 反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态 1 定义 强调四点 条件 一定条件 温度 浓度与压强 本质 正反应速率 逆反应速率 现象 各组分百分含量 或质量 浓度 或体积分数 等保持不变 对象 可逆反应 一 化学平衡状态的概念与特征 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 0 4 定 反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的百分含量一定 5 变 条件变化 化学平衡状态将被破坏 直到在新的条件下建立新的平衡 1 逆 研究对象可逆反应 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 二 化学平衡常数与转化率 对于反应 mA g nB g pC g qD g 2 数学表达式 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 注意 书写平衡常数关系式的规则 K c CO2 K c CO c CO2 c 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 H2O2CrO42 2H K c CrO42 2c H 2 c 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 CH3COOHCH3COOC2H5 H2OK c CH3COOC2H5 c H2O c C2H5OH c 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 用不同的化学反应方程式表示时 其对的平衡常数的表达式亦不同 但它们之间相互关联 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 2NO22NO2 g N2O42NO g O2 g N2O4 g 平衡常数的单位浓度的单位为mol L 1K的单位为 mol L 1 n 对于反应 mA g nB g pC g qD g 3 平衡常数的单位 1 平衡常数K与温度有关 与浓度无关 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 通过改变温度 平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应 4 影响平衡常数的因素及平衡常数的意义 2 平衡常数K值的大小 可推断反应进行的程度 K值越大 表示反应进行的程度越大 反应物的转化率越大 K值越小 表示反应进行的程度越小 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 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 5 有关化学平衡常数的计算 例 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 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 方法 三段式答案 1 H2 I22HIK 0 25 2 0 016mol L 0 016mol L 0 008mol L 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 6 转化率与平衡转化率 转化率 反应进行的过程中已反应掉了的反应物占反应物总量的百分比 注意 1 反应物A的平衡转化率是该条件最大转化率 2 反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度 3 反应物的转化率受外界条件 温度和浓度 的影响 4 当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时 该反应的各反应物的转化率相等 例 一定条件下 将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中 反应达到平衡后 测得X Y转化率与起始时两种物质的量之比 n X n Y 的关系如下图 则X和Y反应的方程式可表示为 A X 3Y2ZB 3X Y2ZC 3X 2YZD 2X 3Y2Z B 1234 标志 1 比正逆 v正 v逆 0 2 比前后 反应混合物中各组分的体积分数 物质的量分数 质量分数不再发生变化 3 比K Qc 三 化学平衡的标志 QC k 未达平衡 逆向进行 QC k 达平衡 平衡不移动 QC k 未达平衡 正向移动 例1 在一定温度下 反应A2 g B2 g 2AB g 达到平衡的标志是 A 单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的ABB 容器内的压强不随时间变化C 单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D 单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B2 C 例2化学平衡状态的判断 平衡 平衡 平衡 不一定 平衡 不一定 不一定 不一定 平衡 不一定 平衡 不一定 平衡 不一定 例3 能够说明N2 3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 容器内N2 H2 NH3三者共存 容器内N2 H2 NH3三者浓度相等 容器内N2 H2 NH3的浓度比恰为1 3 2 tmin内生成1molNH3同时消耗0 5molN2 tmin内 生成1molN2同时消耗3molH2 某时间内断裂3molH H键的同时 断裂6molN H键 容器内质量不随时间的变化而变化 容器内压强不随时间的变化而变化 容器内密度不再发生变化 容器内的平均相对分子质量不再发生变化 在一定温度下 向aL的密闭容器中加入1molX气体和2molY气体 发生如下反应 X g 2Y g 2Z g 此反应达到平衡的标志是A 容器内压强不随时间变化B 容器内各物质的浓度不随时间变化C 容器内X Y Z的浓度之比为1 2 2D 单位时间内消耗0 1molX同时生成0 2molZ AB 练习 2 一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应A s 2B g C g D g 当下列物理量不发生变化时 能表明该反应达到平衡的是 混合气体的密度 容器内气体的压强 混合气体总物质的量 B的物质的量浓度A B C D 只能 A 3 在一定温度下 向aL的密闭容器中加入2molNO2 g 发生如下反应 2NO2 g 2NO g O2 g 不能作为此反应达到平衡的标志的是A 混合气体的密度不再变化B 混合气体的颜色不再变化C 混合气体的相对分子质量不再变化D 容器内的压强不再变化 A 四 等效平衡状态 1 等效平衡状态涵义 某一可逆反应 在一定条件 T c p 下 经过不同的途径建立平衡时 各组分的百分含量 质量百分含量 体积分数 物质的量分数 对应相等的状态互称为等效平衡状态 简称等效平衡 2 等效平衡的类型及判断等同平衡 T V 量相等 等效平衡 T P 量倍比 等同 效平衡的判断 等效平衡 同一可逆反应若从反应开始 虽然中间反应状态或反应途径不同 但到达到化学平衡时 平衡体系中各成分的百分含量都相等 这样建立的不同的平衡就称之为等效平衡 等同平衡 不仅平衡体系中各成分的百分含量都相等 而且各物质的量 物质的量浓度亦相同的平衡 即完全一致 称为等同平衡 在恒温 恒容下 从不同的物质作起始物或起始物的量配比不同时 但只要物质的总量相当 则达到平衡时 物质的体积分数均相等 平衡为等同平衡 恒容建立起等同平衡恒压建立起等效平衡 1 恒容等同平衡 条件1 例1 在等温等容积的条件下 可逆反应 2SO2 O2 2SO3由以下三种情况建立平衡 2摩SO2 1摩O2 平衡 2摩SO3 平衡 a摩SO2 b摩O2 c摩SO3 平衡 问 1 前两种反应 和 达到平衡时 体系中各物质的体积分数是否相等 2 若 达到平衡时 体系中各物质的体积分数与 相同 则a b c应满足什么条件 答案 相同 答案 a c 2 b c 2 1 例2 一定温度下 将1molN2和3molH2通入一个一定容积的密闭容器中发生如下反应 N2 3H2 2NH3 当反应达到平衡时 测得NH3的物质的量为amol 现在该容器中 维持温度不变 按以下几种方式加入反应物 最终达平衡时 NH3的物质的量不为amol的是 A 先加入1molN2和2molH2 达平衡后 再加入1molH2 B 先加入2molN2和3molH2 达平衡后 再取出1molN2 C 先加入2molN2和6molH2 达平衡后 再取出2molNH3 D 先加入2molN2和4molH2 达平衡后 再取出2molNH3 答案 在恒温恒压下 对气体物质参加的反应 只要起始反应物之间物质的量之比相等 达到平衡时 各物质在体系中的体积百分数相等 即平衡为等效平衡 2 恒压等效平衡 例3 在恒压容器中 当温度一定时 充入氢气和氮气 发生如下反应 N2 3H2 2NH3 在温度和压强相同的条件下 分别往该容器中充入 3molH2和1molN2 6molH2和2molN2充分反应达到平衡时 这两种情形下 氮气的转化率是否一样 答案 一样 思考 对于反应前后气体相同的可逆反应 如H2 I2 2HI 其等同平衡与等效平衡的变化 总论 恒容建立起等同平衡恒压建立起等效平衡注意特殊情况 前后气体体积相等可逆反应 等容也可以等效 1molH22molI2 2molH24molI2 2molH24molI2 恒温恒容 平衡1 恒温恒压 平衡2 恒温恒容 平衡3 练1 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 若按下列配比作为起始物质 平衡后A的体积分数等于a 的是 平衡后A的体积分数大于a 的是 A 2molCB 1molB和3molCC 2molA 1molB和1molHe 不参加反应 D 1molB和1molCE 1molA 1 5molB和1 5molC A C B E 小于a 2 在一个1L的密闭容器中 加入2molA和1mo1B 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 维持容器的容积和温度不变 按下列配比加入起始物质 达到平衡后 C的浓度不是1 2mol L的是A 3molC xmolD x 0 6 B lmolA 0 5molB 1 5mo1C xmolD x 0 1 C 2molA 1molB xmolD x 0 D lmolA 0 5molB 4 5mo1C xmolD x 0 7 D 3 对于平衡体系mA g nB g pC g qD g H 0 有下列判断 其中正确的是A 若温度不变 将容器的体积增大为原来的两倍 此时A物质的浓度变为原来的0 48倍 则m n p qB 若平衡时A B的转化率相等 说明反应开始时A B的物的量之比为n m C 若温度不变而压强增大为原来的两倍 则达到新的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的1 2D 若平衡体系共有amol气体 再向其中加入bmolB 当达到新平衡时共有 a b mol气体 则m n p q AD 0 0 5 2a 2 n 2m n m a 4 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 g Br2 g 2HBr g 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物质的量分数不变 对下列编号 1 3 的状态 填写表中的空白 改为恒压条件 五 化学学平衡移动 当改变已经达到化学平衡的可逆反应的条件时 平衡状态被破坏 随反应的进行重新达到新平衡的过程叫做化学平衡移动 勒夏持列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强和温度等 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 其中包含 影响平衡的因素 浓度 压强 温度三种 原理的适用范围 只适用于一项条件发生变化的情况 即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 不可能抵消 外界条件的变化 平衡移动 是一个 平衡状态 不平衡状态 新的平衡状态 的过程 一定条件下的平衡体系 条件改变后 可能发生平衡移动 1 化学平衡移动的概念 平衡移动原理 只改变一个条件 化学平衡状态 正 逆 外界条件改变引起速率变化 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 向右移动 不移动 向左移动 原因 方向 结果 过程分析 结果分析 2 从正 逆反应速度是否相等判断 3 从浓度商和平衡常数分析 对于一个一般的可逆反应 mA nBpC qD 在平衡状态时 平衡常数K大于105时 反应基本完全 非平衡状态时有浓度商当Q K时 平衡 当QK时 逆移 欲破坏化学平衡状态 必须使Q K 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 上述平衡向方向移动 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 小于 逆反应 0 x 3 0 小于 起始只有C s 和H2O g 当气体平均相对分子质量不变时 是否处于平衡状态 起始有C s H2O g CO g 和H2 g 且气体平均相对分子质量为12 当气体平均相对分子质量不变时 是否处于平衡状态 小结 若有非气体参加的反应 当起始只有反应物时 Mr一定 平衡 不一定 平衡 4 影响化学平衡的条件 浓度 压强 温度 催化剂等 c 反应物 增大 v正突增为v 正 v逆不变 出现v 正 v 逆 平衡正移 使v 正渐减 v 逆渐增 直至v 正 v 逆时平衡 且此时有v 正 v 逆 v正 v逆 转化率 对于反应mA g nB g pC g qD g 若增大的是c A 则A的转化率减小 B的转化率增大 1 浓度 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 t3 平衡状态 增大反应物浓度 速率 时间关系图 原因分析 增加反应物的浓度 V正 V逆 平衡向正反应方向移动 结论 在其他条件不变 增大反应物浓度 平衡朝正反应方向移动 减小反应物浓度 平衡朝逆反应方向移动 在其他条件不变 减小生成物浓度 平衡朝正反应方向移动 增大生成物浓度 平衡朝逆反应方向移动 注意 影响化学平衡移动的浓度 而不是质量 物质的量或体积 对于溶液中进行的离子反应 改变不参加反应的离子浓度 化学平衡一般不移动 浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动 如 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl 增加c K 或c Cl 不会影响化学平衡 如 对气体分子数不变的反应 同等程度地增大或减小各物质的浓度 化学平衡不移动 注意 增加固体或纯液体的量不能改变其浓度 也不能改变速率 所以V 正 仍等于V 逆 平衡不移动 例 CO g H2O g CO2 g H2 g 起始时各加入1mol的CO g 和H2O g 平衡时 四种物质的物质的量相等 求平衡常数K和CO g H2O g 的转化率 若再加入2molH2O g 求平衡后CO g H2O g 的转化率 速率 时间关系图 小结 正在上向向正移动 逆在上向逆向移动 图象连续 为什么 增大反应物 减少生成物 减少反应物 增大生成物 2 压强 其他条件不变 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时 化学平衡才有可能移动 平衡移动过程中速率的变化情况 结合平衡移动方向分析 对于某些物质 压强的变化可能改变其聚集状态 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 速率 时间关系图 压强对化学平衡的影响 注意 对于反应前后气体总体积相等的反应 改变压强对平衡无影响 例 对如下平衡A 气 B 气 2C 气 D 固 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 加压对化学平衡的影响 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 减压对化学平衡的影响 压强对化学平衡的影响 注意 对于反应前后气体总体积相等的反应 改变压强对平衡无影响 平衡混合物都是固体或液体的 改变压强不能使平衡移动 压强的变化必须改变混合物浓度 即容器体积有变化 才能使平衡移动 3 温度 注 升高温度同时加快正逆反应速率 但吸热反应的速率增加的更多 故升温使可逆反应向吸热反应方向移动 即温度对吸热反应的速率影响更大 2NO2 g N2O4 g H 0 升高温度 平衡向吸热方向移动 降低温度 平衡向放热方向移动 温度对化学平衡的影响 速率 时间关系图 催化剂同等程度改变化学反应速率 V 正 V 逆 只改变反应到达平衡所需要的时间 而不影响化学平衡的移动 例 对如下平衡A 气 B 气 2C 气 D 固 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 正的对化学平衡的影响 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 负的对化学平衡的影响 4 催化剂 外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响 可逆反应mA g nB g pC g qD g H QkJ mol 1 加快 加快 加快 加快 正反应方向 加快 加快 加快 加快 加快 加快 减慢 减慢 减慢 减慢 逆反应方向 逆反应方向 平衡不移动 正反应方向 正反应方向 逆反应方向 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响 可逆反应mA g nB g pC g qD g H QkJ mol 1 减慢 减慢 减慢 减慢 逆反应方向 加快 加快 减慢 减慢 减慢 减慢 减慢 加快 减慢 加快 平衡不移动 正反应方向 正反应方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 5 难点分析 如果平衡向正反应方向移动 反应物转化率一定会增大吗 不一定 这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的 如果是通过改变温度 压强或减小生成物浓度引起的平衡右移 则反应物的转化率一定增大 如果是向体系中增加某种反应物的量 造成平衡向正反应方向移动 则转化率的变化要具体分析 如果平衡向正反应方向移动 正一定增大吗 不一定 因为平衡向正反应方向移动的原因是 正 逆 尽管 正减小 但只要满足 正 逆平衡就向正反应方向移动 转化率变化具体分析 恒容 反应物只有一种 aA g bB g cC g 反应物不止一种 aA g bB g cC g dD g 若m n p q 则化学平衡不受压强影响 上述恒温恒压 恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动 对于一个已达到平衡的可逆反应 向其反应体系中充入惰性气体 平衡发生移动吗 恒温恒容条件下 充入惰性气体 压强虽然增大 但各物质的浓度均不变 故平衡不移动 恒温恒压条件下 充入惰性气体 压强虽然不变 但体积增大 各物质的浓度减小 平衡向气体体积增大的方向移动 解析 以乙 丙为基准 先比较它们两组A B转化率的大小 再与甲 丁两组比较 丙组的A B都为乙组的两倍 两容器的体积相等 所丙容器压强比乙容器的大 此反应正反应为气体体积增大的反应 压强增大平衡向逆反应方向移动 所以丙组A B的转化率都比乙组的小 A的转化率 乙 丙B的转化率 乙 丙 甲 乙相比 B相同 甲中A比乙中多1mol A的转化率 乙 甲 B的转化率 甲 乙 甲 丙相比 A相同 甲中B比丙中少1mol A的转化率 丙 甲 B的转化率 甲 丙 乙 丁相比 A相同 丁中B比乙中多1mol A的转化率 丁 乙 B的转化率 乙 丁 丙 丁相比 B相同 丙中A比丁中多1mol A的转化率 丁 丙 B的转化率 丙 丁 A的转化率 丁 乙 丙 甲 B的转化率 甲 乙 丙 丁 BC 2 已建立化学平衡的某可逆反应 当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时 下列有关叙述正确的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂A B C D 注 化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系 1 下列事实中不能用平衡移动原理解释的是 A 密闭 低温是存放氨水的必要条件 B 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 C 硝酸工业生产中 使用过量空气以提高NH3的利用率 D 在FeSO4溶液中 加入铁粉以防止氧化 练习 3 对已达化学平衡的反应2X g Y g 2Z g 减小压强时 对反应产生的影响是A 逆反应速率增大 正反应速率减小 平衡向逆反应方向移动B 逆反应速率减小 正反应速率增大 平衡向正反应方向移动C 正 逆反应速率都减小 平衡向逆反应方向移动D 正 逆反应速率都增大 平衡向正反应方向移动 C 4 体积相同的甲 乙两个容器中 分别都充有等物质的量的SO2和O2 在相同温度下发生反应2SO2 O22SO3 并达到平衡 在此过程中 甲容器保持体积不变 乙容器保持压强不变 若甲容器中SO2的转化率为p 则乙容器中SO2的转化率 A 等于p B 大于p C 小于p D 无法判断 B 5 反应FeCl3 3NH4SCNFe SCN 3 3NH4C1达到平衡后 可使其颜色变深的措施是A 滴入少量饱和FeCl3溶液B 加大压强C 滴入少量较浓的NH4SCN溶液D 加入NH4Cl晶体 AC 6 一定条件下 向一个带活塞的密闭容器中充入2molSO2和lmolO2 发生下列反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 达到平衡后改变下述条件 SO3气体平衡浓度不改变的是 A 保持温度和容器体积不变 充入1molSO2 g B 保持温度和容器内压强不变 充入lmolSO3 g C 保持温度和容器内压强不变 充入lmolO2 g D 保持温度和容器内压强不变 充入1molAr g B 7 下述实验能达到预期目的的是 BC 8 碘钟 实验中 3I S2O82 I3 2SO42 的反应速率可以用I3 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量 t越小 反应速率越大 某探究性学习小组在20 进行实验 得到的数据如下表 回答下列问题 1 该实验的目的是 2 显色时间t2 研究反应物I 与S2O82 的浓度对反应速率的影响 29 3s 3 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律 若在40 下进行编号 对应浓度的实验 显色时间t2的范围为 填字母 A 22 0sB22 0 44 0sC 44 0sD数据不足 无法判断 4 通过分析比较上表数据 得到的结论是 A 反应速率与反应物起始浓度乘积成正比 或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比 化学平衡中的图像问题 化学平衡中的常见图像浓度 时间图速率 时间图某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图 六 化学学平衡中的图像题 五看图像 一看面 即明确横纵坐标的意义 有几个变量 二看线 了解线的走向和变化趋势 三看点 即起点 交点 终点 拐点与极值点 等 四看辅助线 如等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度 温度 压强的变化等 分析判断 根据到达平衡的时间长短 结合化学反应速率理论判断温度的高低或压强的大小 根据图像中量的变化判断平衡移动的方向 结合平衡移动原理 分析可逆反应的特点 是气体分子数增大还是减小的反应 或是吸热还是放热反应 定一议二 若图像中有三个量 要先固定一个自变量 再讨论另外两个量之间的关系 思维要全面 要注意变换定量与变量 最后下综合结论 图像题是化学平衡中的常见题型 这类题目是考查自变量 如时间 温度 压强等 与因变量 如物质的量 浓度 百分含量 转化率 之间的定量或定性关系 1 浓度 时间图 可用于 1 写出化学反应方程式 2 求反应物的转化率 A 2B3C A的转化率 33 3 B的转化率 66 7 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 62 5 浓度 时间图的关键 写出反应方程式A 何为反应物 生成物B 反应物 生成物计量数关系C 是否为可逆反应 计算反应物的转化率 计算某物质的化学反应速率 2 速度 时间图 可用于 1 表示反应速率的变化和化学平衡的移动 2 已知反应 判断引起平衡移动的因素 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 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化 则温度的变化是 升高或降低 平衡向反应方向移动 正反应是热反应 升高 正 吸 对于mA g nB g pC g qD g 改变压强时有如下图变化 则压强变化是 增大或减小 平衡向反应方向移动 m n p q 增大 逆 对于反应A g 3B g 2C g D g 正反应放热 有如下图所示的变化 请分析引起平衡移动的因素可能是什么 并说明理由 由于v正 v逆均有不同程度的增大 引起平衡移动的因素可能是a 升高温度b 增大压强 根据反应方程式 升高温度平衡向逆反应方向移动 与图示相符 增大压强平衡向正反应方向移动 与图示不相符 故此题中引起平衡移动的因素是升高温度 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时的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 t1时的改变因素可能是a 加入 正 催化剂b 当m n p q时增大压强 平衡没有移动 速率 时间图的关键 看出反应速率的变化 判断化学平衡的移动方向 判断影响化学反应速率和化学平衡的因素 3 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 对于反应mA g nB g pC g qD g T1 T2 P1 P2 正反应吸热 m n p q 对于反应mA g nB g pC g qD g P1 P2 m n p q 对于反应mA g nB g pC g qD g P1 P2 T1 T2 m n p q 正反应吸热 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图的关键 判断温度 或压强 的大小 学会 定一议二 法 4 某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图 对于反应mA g nB g pC g qD g 正反应放热 正反应吸热 m n p q m n p q 在以密闭容器中进行的反应 mA g nB g pC g qD g m n p q 正反应吸热 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 某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图的关键 学会 定一议二 法 找出条件改变对平衡的影响 在一固定体积的容器中 在一定条件下发生反应A s 2B g 2C 且达到化学平衡 当升高温度时 容器内气体的密度随温度的变化如图所示 A 若C是气体 正反应是放热反应B 若C是气体 正反应是吸热反应C 若C是非气体 正反应是放热反应D 若C是非气体 正反应是吸热反应 5 其它 正反应吸热 正反应吸热 正反应放热 m n p q 对于反应mA g nB g pC g qD g 在容积固定的密闭容器中存在如下反应 A g 3B g 2C g H 0某研究小组研究了其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 并根据实验数据作出下列关系图 下列判断一定错误的是A 图I研究的是不同催化剂对反应的影响 且乙使用的催化剂效率较高B 图 研究的是压强对反应的影响 且甲的压强较高C 图 研究的是温度对反应的影响 且甲的温度较高D 图 研究的是不同催化剂对反应的影响 且甲使用的催化剂效率较高 AB 人工固氮技术 合成氨 反应的特点 正反应体积缩小 放热反应 N2 3H22NH3 H 92kJ mol 工业生产中的基本问题一 根据反应原理确定生产过程二 生产中原料的选择三 反应条件的选择四 生产中三废处理 选修1 化学与技术 P10 达到平衡时混合气中氨的含量 体积百分含量 氮气和氢气的体积比1 3 升温氨的含量降低 升压氨的含量增大 一选择合成氨的适宜条件 压强 10 30MPa 温度 400 500 C 催化剂 铁触媒 循环操作过程 N2与H2浓度比为1 3 二合成氨工业简述 1 原料气的制备 净化和压缩 制备 液化 蒸发N2N2 空气O2 CCO2N2H2 水 燃料 煤 石油 天然气 C H2O g CO H2CO H2O g CO2 H2CH4 H2O g CO 3H2CH4 2H2O g CO2 4H2 B 净化 清除杂质 防止催化剂 中毒 C 压缩 2 氨的合成3 氨的分离 合成氨简要流程示意图 氮的固定1 定义 将游离的氮 N2 转变为氮的化合物的过程2 方法 1 自然固氮 2 工业固氮 雷雨固氮 生物固氮 豆科植物的根瘤菌 合成氨工业等 25 1 在标准状况下 某混合气中含有N2和H2 其密度为0 554g L 取0 5mol此混合气体在体积固定的容器中发生反应N2 3H2NH3 达平衡时 容器中的压强是同温度时反应前压强的0 8倍 则此平衡混合气中NH3的体积分数为 2 把氮气和氢气以物质的量比1 1混匀后分成四等份 分别同时充人A B C D四个装有催化剂的真空容器中 容器的容积固定 在保持相同温度的条件下 四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态 分析下表中实验数据后回答问题 用A B C D填空 1 都达到平衡时 容器中NH3的物质的量所占的比例最大 2 达到平衡时所需时间最长的容器是 3 四个容器容积由小到大的排列次序是 A C A D B C 3 在容积相同的不同密闭容器中 分别充入等量的N2和H2 在不同温度下 任其发生反应N2 3H22NH3 并分别在ts时测定其中NH3的体积分数并绘成如图曲线 1 A B C D E五点中 尚未到达化学平衡状态的点是 2 此可逆反应的正反应是反应 填 放热 或 吸热 3 A C段曲线是增函数曲线 C E段曲线是减函数曲线 试从化学反应速率和化学平衡的角度说明理由 A B 放热 N2与H2反应时 随着温度升高 反应速率加快 NH3 随之增大 到C点达到最高值 说明此温度时反应达到平衡 温度继续升高后 平衡时NH3 反而减小 说明此反应为放热反应 升高温度 平衡向逆方向移动 导致NH3 减小 1 反应3A g 3B C H 0 随着温度的升高 气体平均相对分子质量有变小趋势 则下列判断正确的是A B和C可能都是固体B B和C一定都是气体C 若C为固体 则B一定是气体D B和C可能都是气体 2 在一个固定容积的密闭容器中充入2molNO2 一定温度下建立如下平衡 2NO2N2O4 此时平衡混合气中NO2的体积分数为x 若再充入1molN2O4 在温度不变的情况下 达到新的平衡时 测得NO2的体积分数为y 则x和y的大小关系正确的是A x yB x yC x yD 不能确定 CD A 常见易错题讲解 3 反应NH4HS s NH3 g H2S g 在某温度下达到平衡 下列各种情况下 不能使平衡发生移动的是A 恒温 恒容时通入SO2气体B 移走一部分NH4HS固体C 容积不变 充入氮气D 充人氮气 保持压强不变 BC 4 可逆反应mA g nBpC g qD中 A和C都是无色气体 达平衡后 下列叙述正确的是 A 若增加B的量 平衡体系颜色加深 说明B必是气体 B 增大压强 平衡不移动 说明m n一定等于p