化学反应方向和限度

1、 第第1616课时课时1.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C(金刚石、金刚石、s)+O2(g)CO2(g) H1= - 395.41 kJ/molC(石墨、石墨、s)+O2(g)CO2(g) H2= - 393.51 kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量高石墨比金刚石能量高D.金刚石比石墨能量低金刚石比石墨能量低2.一

2、定条件下，可逆反应一定条件下，可逆反应X(g)+3Y(g)22Z(g)，若，若X、Y、Z起始起始浓度分别为浓度分别为c1、c2、c3(均不为均不为0)，当达平衡时，当达平衡时X、Y、Z的浓度的浓度分别为分别为0.1 mol/L，0.3 mol/L，0.08 mol/L，则下列判断，则下列判断不合不合理理的是的是A. c1 c2=1 3B. 平衡时，平衡时，Y和和Z的生成速率之比为的生成速率之比为3 2C. X、Y的转化率不相等的转化率不相等D. c1的取值范围为的取值范围为0c1”、“p1B.图图可能是不同压强对反应的影响，且可能是不同压强对反应的影响，且p1p2C.图图可能是不同温度对反应的

3、影响，且可能是不同温度对反应的影响，且T1T2D.图图可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，催化剂效果可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，催化剂效果12D【例例1】在一个密闭容器中充入在一个密闭容器中充入1 mol CO2和和3 mol H2，在，在850时，气体混合物达到下式所示平衡：时，气体混合物达到下式所示平衡：CO2+H2CO+H2O。已知达。已知达到平衡时生成到平衡时生成0.75 mol CO。那么当。那么当H2改为改为9 mol，在上述条件下，在上述条件下平衡时生成平衡时生成CO和和H2O的物质的量之和可能为（的物质的量之和可能为（ ） A. 1.2 mol B. 1.5 m

4、ol C. 1.8 mol D. 2.5 mol典例精析典例精析典例精典例精析析C【例例2】 将不同量的将不同量的H2O(气气)和和CO气体分别通入到一体积为气体分别通入到一体积为1 L的的恒容密闭容器中进行反应：恒容密闭容器中进行反应： H2O(g)+CO(g)催化剂催化剂加热加热CO2(g)+H2(g) 得到以下三组数据，据此回答下列问题：得到以下三组数据，据此回答下列问题：(1)由以上数据，由以上数据，实验实验1中以中以v(CO2)表示的反应速率为表示的反应速率为实验实验组组 温度温度 起始量起始量 平衡量平衡量 达到平衡达到平衡所需时间所需时间 H2O CO H2 CO1650 1 m

5、ol 2 mol 0.8 mol 1.2 mol 5 min 22900 0.5 mol 1 mol 0.2 mol 0.8 mol 3min 33900 abcdt0.16 molL- -1min- -1【例【例2】 将不同量的将不同量的H2O(气气)和和CO气体分别通入到一体积为气体分别通入到一体积为1 L的的恒容密闭容器中进行反应：恒容密闭容器中进行反应： H2O(g)+CO(g)催化剂催化剂加热加热CO2(g)+H2(g) 得到以下三组数据，据此回答下列问题：得到以下三组数据，据此回答下列问题：(1) 该反应在该反应在650时平衡常数数值为时平衡常数数值为 8/3 ，该反应的逆反应，该

6、反应的逆反应为为(填填“吸吸”或或“放放”) 放热放热热反应。热反应。典例精析典例精析实验实验组组 温度温度 起始量起始量 平衡量平衡量 达到平衡达到平衡所需时间所需时间 H2O CO H2 CO 1650 1 mol 2 mol 0.8 mol 1.2 mol 5 min 22900 0.5 mol 1 mol 0.2 mol 0.8 mol 3min 33900 abcdt 8/3 吸吸【例例2】 将不同量的将不同量的H2O(气气)和和CO气体分别通入到一体积为气体分别通入到一体积为1 L的的恒容密闭容器中进行反应：恒容密闭容器中进行反应： H2O(g)+CO(g)催化剂催化剂加热加热CO

7、2(g)+H2(g) 得到以下三组数据，据此回答下列问题：得到以下三组数据，据此回答下列问题：(1) 若实验若实验3要达到与实验要达到与实验2相同的平衡状态相同的平衡状态(即各物质的质量分即各物质的质量分数分别相等数分别相等)，且，且t1 。 典例精析典例精析实验实验组组 温度温度 起始量起始量 平衡量平衡量 达到平衡达到平衡所需时间所需时间 H2O CO H2 CO 1650 1 mol 2 mol 0.8 mol 1.2 mol 5 min 22900 0.5 mol 1 mol 0.2 mol 0.8 mol 3min 33900 abcdt2a=b1【例例2】 (2)下图下图1、2表示

8、上述反应在时刻表示上述反应在时刻t1达到平衡，在时刻达到平衡，在时刻t2因因改变某个条而发生变化的情况：改变某个条而发生变化的情况：图图1中时刻中时刻t2发生改变的条件可能是发生改变的条件可能是增大压强增大压强 (写一条即可，下写一条即可，下 同同)。图图2中时刻中时刻t2发生改变的条件可能是发生改变的条件可能是降低温度降低温度 。 典例精析典例精析典例精析典例精析增大压强增大压强降低温度降低温度【例例2】 (3)在在850时，其平衡常数时，其平衡常数K=1，850时在该容器中同时在该容器中同时充入时充入1.0 moI CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2，5.0 mol H2

9、，此时反应向此时反应向 逆反应逆反应 (填填“正反应正反应”或或“逆反应逆反应”)方向进行，平方向进行，平衡时衡时CO2的物质的量为的物质的量为 0.8 mol。典例精析典例精析典例精析典例精析逆反应逆反应 0.8 mol【备选题备选题】在一容积为在一容积为2 L的密闭容器内加入的密闭容器内加入0.2 mol的的N2和和0.6 mol的的H2，在一定条件下发生如下反应：，在一定条件下发生如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：的物质的量浓度的变化的情况如下图：(1)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率根据上图，计

10、算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)为为 0.025 mol/(Lmin) 。典例精析典例精析0.025 mol/(Lmin)【备选题备选题】在一容积为在一容积为2 L的密闭容器内加入的密闭容器内加入0.2 mol的的N2和和0.6 mol的的H2，在一定条件下发生如下反应：，在一定条件下发生如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：的物质的量浓度的变化的情况如下图：(2)该反应的化学平衡常数表达式为该反应的化学平衡常数表达式为K=c(NH3)2/c(N2)c(H2)3 。典例精析典例精析K=c(NH3)2/c(N

11、2)c(H2)3【备选题备选题】在一容积为在一容积为2 L的密闭容器内加入的密闭容器内加入0.2 mol的的N2和和0.6 mol的的H2，在一定条件下发生如下反应：，在一定条件下发生如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：的物质的量浓度的变化的情况如下图：(3)反应达到平衡后，第反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若改变反应分钟末，保持其他条件不变，若改变反应温度，则温度，则NH3的物质的量浓度不可能为（的物质的量浓度不可能为（ ）A.0.20 mol/L B.0.12 mol/L C.0.10 mol/L D

12、.0.08 mol/L 典例精析典例精析AC【备选题备选题】在一容积为在一容积为2 L的密闭容器内加入的密闭容器内加入0.2 mol的的N2和和0.6 mol的的H2，在一定条件下发生如下反应：，在一定条件下发生如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：的物质的量浓度的变化的情况如下图：(4)反应达到平衡后，第反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若只把容器分钟末，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡的体积缩小一半，平衡向正反应方向移动向正反应方向移动(填填“向逆反应方向向逆反应方向”、“向正反应方向向正

13、反应方向”或或“不不”)，化学平衡常数，化学平衡常数K不变不变 (填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。 典例精析典例精析向正反应方向移动向正反应方向移动不变不变【备选题备选题】在一容积为在一容积为2 L的密闭容器内加入的密闭容器内加入0.2 mol的的N2和和0.6 mol的的H2，在一定条件下发生如下反应：，在一定条件下发生如下反应： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：的物质的量浓度的变化的情况如下图：(5)在第在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新分钟末达到

14、新的平衡的平衡(此时此时NH3的浓度约为的浓度约为0.25 mol/L)，请在上图中画出第，请在上图中画出第5分钟分钟末到此末到此平衡时平衡时NH3浓度的变化曲线浓度的变化曲线。典例精析典例精析方法指导方法指导1.化学平衡状态的判断方法：化学平衡状态的判断方法：举例反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质 的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 方法指导方法指导1.化学平衡状态的判断方法：化学平衡状态的判断方法：举例反应

15、mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正正=v逆逆平衡 在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，均指v正正不一定平衡vA vB vC vD=m n p q，v正不一定等于v逆逆不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆逆不一定平衡 方法指导方法指导1.化学平衡状态的判断方法：化学平衡状态的判断方法：举例反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 压强 m+np+q时，总压力一定(其他条件一定)平衡m+n=p+q时，总压力一定(其他

16、条件一定)不一定平衡混合气体的平均分子量(Mr) Mr一定时，且m+np+q时平衡 Mr一定，但m+n=p+q时不一定平衡 方法指导方法指导1.化学平衡状态的判断方法：化学平衡状态的判断方法：举例反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在绝热容器中进行反应，当体系温度不再改变时平衡体系的密度密度一定不一定平衡方法指导方法指导1.化学平衡状态的判断方法：化学平衡状态的判断方法： 注意：注意：(1)化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果，可逆反应有达到化学平衡状态的可能，但可逆反应在未进行到最大限度之前还不是化学平衡状态，一经建立了化学平

17、衡状态，就不会因时间的改变而变化。(2)化学平衡状态的判断，要抓住正、逆反应速率相等，注意压强对气体等体积变化的影响。掌握常见化学平衡的判断方法。(3)正逆反应速率相等是化学平衡的本质，各组分的浓度不变是现象。 方法指导方法指导2.改变压强的实质改变压强的实质 改变压强的实质是改变压强的实质是使体系中各种气体的物质的量浓度同时改使体系中各种气体的物质的量浓度同时改变相同倍数变相同倍数；凡是能使反应混合物中各种气体的浓度同时改变；凡是能使反应混合物中各种气体的浓度同时改变相同倍数的方法均可以看成是压强发生改变；反之，都不能认相同倍数的方法均可以看成是压强发生改变；反之，都不能认为是压强改变的影响

18、。为是压强改变的影响。高考回放高考回放1. (2007上海上海)一定条件下，在体积为一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为催化剂为Cu2O/ZnO)： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：根据题意完成下列各题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式反应达到平衡时，平衡常数表达式K= ，升高温度，升高温度，K值值减小减小(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。(2)在在500，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率 v(H2)=2nB/3tB mo

19、l(Lmin) -1。c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)减小减小v(H2)=2nB/3tB mol(Lmin) -1高考回放高考回放1. (2007上海上海)一定条件下，在体积为一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为催化剂为Cu2O/ZnO)： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：根据题意完成下列各题：(3)在其他条件不变的情况下，对处于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点的体系体积压缩到原来的的1/2，下列有关该体系的说法正确的是，下列有关该体系的说法正确的是( bc )a.氢气的浓度减少氢气的浓度减少b.正反应速率加快，逆反应速率也加快正反应速率加快，逆反应速率也加快c.甲醇的物质的量增加甲醇的物质的量增加d.重新平衡时重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大增大 bc高考回放高考回放1. (2007上海上海)一定条件下，在体积为一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为催化剂为Cu2O/ZnO)： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：根据题意完成下列各题：(4)据研究，反应过程中起催化作用的为据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反