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文档简介
第1节化学反应的热效应
放热反应与吸热反应:
类型比较放热反应吸热反应
定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应
形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
总能量
与化学键强生成物分子成键时释放出的总能量大于生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分
弱关系反应物分子断裂旧键时吸收的总能量子断裂旧键时吸收的总能量
常见的放热反应:
①活泼金属与水或酸的反应②酸碱中和反应③燃烧反应
④多数化合反应(C02+C=塾匚2co除外)
常见的吸热反应:
①多数分解反应,如CaC03""‘温'CaO+CO2t
②2NH4a(s)+Ba(OH)2-8H2O(s)=BaCI2+2NH3-T+10H20
③C(s)+H20(g)"'温CO+H2④CO2+C温2C0
注意:化学反应是放热还是吸热,与反应条件(加热或不加热)没有关系。放热反应和吸热反应我们还可
以借助下面的图像来理解。
【练习】1、下列对化学反应热现象的说法不正确的是()
A.放热反应时不必加热B.化学反应一定有能量变化
C.一般地说,吸热反应加热后才能发生D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关
(')反应热
1、定义:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,
简称反应热。
【练习】2、50mlOSOmoHJ1盐酸与50mL0.55moM?NaOH溶液在如下图所
示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可
计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)若大烧杯上不盖硬纸板,求得的反应热数值______
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中该用60mLe).50moH?盐酸跟50mLe).55mol-L"NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的
热量__________(填"相等"或"不相等"),简述理由:O
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会:
用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述验,测得的放出的热量数值可能会(填“偏大”“偏小”
或“无影响”)。
1、烯(H):用来描述物质所具有的能量的物理量。
2、焰变(AH):反应产物的总焰与反应物的总焰之差,称为反应焰变。是用来描述反应热的物理量。
(1)单位:J・mo「'或kJ,mo|T
(2)表达式:AH=H(反应产物)-H(反应物)
从能量角度分析焰变与吸热反应、放热反应的关系:
△H>0或“+”反应放热
(3)AH
'AHvO或“一”反应吸热
(4)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热等于熔变,
表示为:Qp=AH(Qp为等压反应热)
我们可以借助于反应焰变示意图来理解反应焙变与反应热之间的关系。
(-)热化学方程式
1、定义:表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。
2、含义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
11
【举例】出值)+5。2值)="。(1)△”(298K)=—285.8kJ・mo厂1的意义:lmolH?和5molc)2反应生成lmol液态
H20时放出285.8kJ的热量。
2、观察下面三个热化学方程式:
①山值)+5。2值)=匕。间AH(298K)=-241.8kJ«moF1
-11
1
②H2(g)+2O2(g)=H2O(l)AH(298K)=—285.8kJ«moF
③2H2值)+。2值)=2%。(1)AH(298K)=-571.6kJ»mol-1
试回答:为什么①中的的值要比②中的△,值要大?
③中的△”的值为什么是②中的值的2倍?
3、298K,lOlkPaH寸,合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.38kJ/moL在该温度
下,取lmolNz(g)和3m01%值)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少
于92.38kJ,其原因是什么。
热化学方程式的书写要点:
①注明各物质的聚集状态;气体用“g”,液体用“I”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不标
反应条件,也不用个和J。
②注意反应热AH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明AH的测定条件。绝
大多数AH是在298K、101325Pa下测定的,可不注明温度和压强。
③的单位J・mo厂1或kJ・mo「\
④注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子
数或原子数。因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。
⑤△,的的值与方程式中的物质前的系数成正比,若反应逆向进行,的数值改变符号,但绝对值不变。
⑥△”的的值指的是反应物完成转化为产物所放出的热量.
【练习】1、比较下列各组热化学方程式中△名与的大小,并说明理由。
⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△Hi2H2(g)+5(g)=2出0(I)AH2
I
(2)S(g)+O2(g)=SO2(g)△HS(s)+02(g)=S02(g)AH2
△u△
f
(3)H,g+Cl2g=2HCIg1
=co(g)AH,Cs+O2(g=CO,(g)AH.
2、在101325Pa和298K条件下,2mo旧2生成水蒸汽放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是()
A.2H2+O2=2H2O,AH=-484kJ/molB.H2O(g)=H2(g)+02(g)AH=+242kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),AH=-484kJ/molD.H2(g)+02(g)=H2O(g)AH=+242kJ/mol
3、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2Q和液态水,放出649.5U热量,乙硼
烷燃烧的热化学方程式为:
三、反应焰变的计算
盖斯定律:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焰变都是一样的。
这就说明对于化学反应,只要其反应物和反应产物确定了,不管它中间经历了多少步,反应婚变总是一定
的。
理解要点:反应焰变(反应热效应)只与始态(反应物)、终态(生成物)有关,与反应过程无关。
△H==△/^3++AH5
(-)焙变的计算方法
1、利用已知婚变求未知婚变一一热化学方程式相加减
【例1】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下P4(s,白磷)=4P(s,红磷)的反应焰变。
P4(s,白磷)+5。2(g)=P4O10(S)△%=-2983.2kJ・mo|T
51
P(s,红磷)+-02(g)=.PQio(S)△”2=-738.5kJ・mo「i
【练习11试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下
2N2H,g)+2NO2(g)==3N2(g)+4电0值)的反应给变。
1
N2(g)+2。2(g)==2NO2(g)△%=4-67.7kJ.moF
N2H4(g)+02(g)==N2(g)+H20(g)△"?=-534kJ・mo「i
2、利用化学键的键能求熔变:(2)△"=£(反应物的键能)一W(反应产物的键能)
【例】以下是部分共价键键能数据:H-S364kJ・mo厂IS-S266kJ・mo「\S=。522kJ・mo「\H-0
464kJ・mo|T。试根据这些数据计算下面这个反应的始变。
2H2S(g)+SO2(g)==3S(g)+2H2O(g)△”=?
S8分子结构
【模拟试题】
1、已知25℃、lOlkPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为()
①C(石勘+C)2(g)==CO2(g)AH=-393.51kJ/mol>②C(金刚石)+O2(g)==CC)2(g)
△H=-395.41kJ/mol据此判断,下列说法正确的是()
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
2、已知X+Y==M+N为吸热反应,对该反应的下列说法中正确的是()
A.X的能量一定低于M的能量B.Y的能量一定低于N的能量
C.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
D.因该反应为吸热反应,故该反应一定要加热才可发生
3、某短跑运动员体重70kg,,其跑时以1/7秒冲出1m远,消耗的能量为6860J,其能量全部由消耗体内葡
萄糖提供,热化学方程式为C6Hl2。6($)+65(g)错误!未定义”自动图文集”词条。6CO2(g)+6H2O(l);
AH=-2804kJ/mol,则所消耗葡萄糖的质量为(C)
A.0.22gB.0.55gC.0.44gD.0.66g
4、下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的是()
A.氢气在氧气中燃烧B.铁丝在氧气中燃烧
C.硫在氧气中燃烧D.焦碳在高温下与水蒸气反应
5、下列反应为吸热反应的是()
6、热化学方程式中化学式前的化学计量数表示()
A.分子个数B.原子个数C.物质的质量D.物质的量
7、下列变化属于吸热反废的是()
①液态水汽化②将胆研加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解
⑤生石灰跟水反应
A.②④B.①④C.②③D.①④⑤
8、磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)在3.2g氧气中燃烧,至反应物耗尽,
并放出XkJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是—,其相应的质量(g)为。
(2)已知单质磷的燃烧热为YkJ/mol,则ImolP与。2反应生成固态P2O3的反应热AH=。
(3)写出lmolP与02反应生成固态P2O3的热化学方程
9、发射卫星时可用明(N2H/为燃料,用二氧化氮为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知;
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)AHl=+67.7kJ/mol①
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△II2=-534kJ/mol②
试计算lmol股和二氧化氮完全反应时放出的热量为kJ,写出阴和二氧化氮反应的热化学方程
式_____________________________O
-第2节化学反应的限度
(-)化学平衡常数
1.定义:对于给定化学方程式的可逆反应,温度一定,不管反应物和产物的初始浓度多大,达到平衡时,
产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方乘积的比值是一个不变的常数。
2.表达式:对于aA(g)+bB(g)'dD(g)+eE(g),
有K=(D)d•(E)e/(A)a•(B)b
3.注意事项:
(1)在平衡常数的表达式中,纯固体或纯液体(包括溶剂液体)的浓度视为常数,不在表达式上列
出。
(2)化学平衡常数的表达式与方程式的书写有关,系数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次
方,单位也发生相应的变化。
(3)正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)对于给定化学反应方程式的可逆反应,平衡常数仅是温度的函数。
4.平衡常数的意义:
(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的(也叫)。
K值越大,表示反应进行得,反应物转化率;
K值越小,表示反应进行得,反应物转化率o
(2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行:
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成
pqmn
物的浓度有如下关系:Qc=C(C)-C(D)/C(A).C(B),叫该反应的浓度商。
Q<K,反应向进行
Q=K,反应______________________
Qc>K,反应向进行
(3)利用K可判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为反应(填"吸热"或"放热")。
若升高温度,K值减小,则正反应为反应(填"吸热"或"放热
(二)平衡转化率
指定反应物A的平衡转化率表示为:
a(A)=(A的初始浓度一A的平衡浓度)/A的初始浓度X100%
={c()(A)-(A)}/c0(A)X100%
注意:①多种反应物参加反应时,提高其中一种物质的浓度,可以提高其它物质的转化率,而其自身
转化率会降低。
②平衡常数和平衡转化率虽然都可以表示可逆反应进行的程度,但是平衡转化率随着反应物起始浓度
的不同而变化,而平衡常数却不受起始浓度的影响。因此平衡常数更能反映出反应的本质。平衡常数与某
反应物的平衡转化率之间是可以互相求算的。
(三)反应条件对化学平衡的影响
化学平衡状态的移动
1.定义:对于已达平衡的可逆反应,如果改变影响平衡的外界条件并保持不变,可逆反应会达到一个新
的平衡状态,从原平衡状态到新平衡状态的变化过程称为平衡状态的移动。
2.方式:(1)正向(向右)移动:反应的净结果使反应物减少而生成物增加。
(2)逆向(向左)移动:反应的净结果使生成物减少而反应物增加。
3.结果:反应混合体系中各物质的百分含量发生变化了
4.外界条件对平衡的影响
(1)温度
①结论:升温,平衡向吸热方向移动;降温,平衡向放热方向移动。
②解释:放(吸)热反应的平衡常数随温度的升高而降低(增大)。
对于放热反应,升温,K值变小,使Q>K,平衡逆向(吸热方向)移动;
对于吸热反应,升温,K值变大,使Q<K,平衡正向(吸热方向)移动。
(2)浓度
①结论:c(反)增大或c(产)减小,平衡正向移动;c(反)减小或c(产)增大,平衡逆向移动。
②解释:c(反)增大或c(产)减小,QVK,平衡正向移动:
c(反)减小或c(产)增大,平衡逆向移动。
(3)压强
①结论:加压,平衡向△珀减小的方向移动;减压,平衡向avg增大的方向移动。
②解释:加压,各气体物质的浓度同种程度的增大。
若正向△Vg<0,Q<K,平衡正向(^VgO的方向=移动,其它情况类似推导。
③注意:“加压”一般指的是减小容器的体积而导致的压强增大。
5、平衡移动原理
(1)内容:对于已达平衡的可逆反应,如果改变影响平衡的一个外界条件,平衡向着减弱这个改变
的方向移动。
(2)要点:研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应;只适用于改变影响平衡的一个条件;平衡的
移动结果只能“减弱”而不能“消除”这种改变。
6、化学平衡计算的基本模式一一平衡“三步曲”
例:mA+nB—-pC+qD
起始:ab00
转化:mxnxpxqx
平衡:a-mxb-nxpxqx
注意:①转化量与方程式中各物质的系数成比例;
②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。
③对反应物:平=始一转对生成物:平=始+转
【典型例题】
例1.关于化学平衡常数的叙述中,正确的是()
A.只与化学反应方程式本身和温度有关
B.只与反应的温度有关
C.只与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.只与化学反应本身有关,与其它任何条件无关的•个不变的常数
解析:大量试验证明,化学平衡常数决定于两个方面的因素:化学反应本身和反应体系的温度,与起
始浓度等其它外界条件没有任何关系。
答案:A
例2.2000K时,反应CO(g)+1/202(g)'C02(g)的平衡常数为K,则相同温度下反应2c
(g)、2C0(g)+02(g)的平衡常数K为()
A.1/KB.(K)2C.1/(K)2D,1/(K)1/2
解析:因为本题给定的化学方程式中各物质化学式前系数是原来化学方程式中各物质化学式前系数的
-2倍,因此其平衡常数是原来平衡常数的-2次方,因此C选项应该是正确的。答案:C
点评:本题考查化学平衡常数的应用——即与方程式的书写密切相关。
i
例3.气态PCIj的分解反应为2PCI5(g)2PCI3(g)+2CI2(g),在473K达到平衡时气态PCI5W48.5%
分解,在573K达到平衡时气态PCb有97%分解,则此反应是()
A.吸热反应B,放热反应
C.反应的婚变为零的反应D.无法判断是吸热反应还是放热反应
解析:对于气态PCk的分解反应,升高温度使气态pels的分解率升高,即温度由473K升高到573K
时,在473K下建立的化学平衡向右移动,根据升高温度化学平衡向吸热方向移动,降低温度化学平衡向
放热方向移动的规律,气态PCk的分解反应为吸热反应,即选A。答案:A
点评:本题考查温度对化学平衡的影响规律,应该注意灵活运用。
例4.在相同的A和B两个带活塞的玻璃容器中,注入1A容积颜色相同的N02(存在2NO2、N2O4平
衡)和瓦2蒸气,然后将活塞同时向外拉到或处(快速),过一会可以看到()
A.A中颜色比B中浅B.A中颜色比B中深
C.A中颜色和B中相同D.A和B中颜色都比开始时浅
解析:对A、B容器来说,将活塞向外拉至比处,B容器只是溟蒸气浓度减小一倍,颜色变浅为原来
一倍;而A容器开始是浓度减小一倍,颜色变浅•倍,但随后平衡向“体积增大”的方向移动,使NO?的
浓度“有所增加”,据勒夏特列原理,平衡向“减弱”方向移动,故使A容器中颜色比B容器中深,但都
比开始浅。答案:BD
点评:勒夏特列原理的具体应用是广泛考查的对象,要深刻理解其含义。
【模拟试题】
选择题
1.一定温度下,可逆反应X(g)+3Y(g)"'2Z(g)达到平衡的标志是()
A.Z生成的速率与Z分解的速率相等B.单位时间内生成nmolX,同时生成3nmolY
C.X.Y.Z的浓度不再发生变化D.X.Y.Z的分子数之比为1:3:2
2.可逆反应mA(气)+nB(固)『三4(气)+qD(气)在反应过程中,其他条件不变,D的百分含量
和T或P关系如图所示,下列叙述中正确的是()
A、温度降低,化学平衡向逆反应方向移动B、使用催化剂,D的物质的量分数增加
C、化学方程式系数m<r+qD、无法根据图像确定改变温度后化学平衡向正哪个反应方向移动
3.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是()
A.H2(g)+b(g)、、2HI(g)B.3H2(g)+N2(g)'2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)'2CO(g)
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。2,在相同温度下发生反应2SC)2(g)
并达到平衡。该过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容
+02(g)"2SO3(g),
器中S02的转化率为p%,则乙容器中S02的转化率()
A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断
时反应的",当各气体物质的量浓度
5.1000KC(s)+2H2(g)CH4(g)K=8.28X1()7(mol.I?)
分别为11时,上述反应()
H20.7mol•L,CH40.2mol•L-,N20.1mol•L”
A.正向移动B.逆向移动C.达到平衡D.不一定
6.对于mA(g)+nB(g)'pC(g)+qD(g)的平衡体系,当温度升高时,体系中混合气体的平
均相对分子量由38变为34。下列有关判断中,正确的是()
A.m+n>p+q,正反应为放热反应B.m+n>p+q,正反应为吸热反应
C.m+n<p+q,逆反应为放热反应D.m+n<p+q,逆反应为吸热反应
7.放热反应X(g)+2Y(g)(g)在某温度、压强下达到平衡,采取一定措施后,平衡向右移
动,则所采取的措施是()
A.降低温度和减小压强B.降低温度和增大压强
C.升高温度和减小压强D.升高温度和增大压强
可逆反应(气)(气)(气),在不同压强[、下,测得的体积分数跟反应时间
8.A+2BdnC(PP2)C
的关系如图所示,以下结论正确的是()
、、、
A、Pi>P2,n>3BPi>P2,n<3CPi<P2,n>3DP1<P2,n<3
9.在•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
()A.2B.3C.4D.5
不同温度时反应、&的平衡常数如下:时为时为
10.2Hl(g)、(g)+l2(g)350℃66.9,425℃54.4,
490℃时为45.9.HI的转化率最高是在()
A.490℃B.425℃C.350℃D.无法确定
在一定条件下,其密闭容器中发生了如下反应:(气)(气)(气)反应达平
11.2SO2+02^^2SO3AHvO
衡后,S5、。2、SO3的物质的量之比为3:2:5。保持其它条件不变,升温后达到新平衡时,SOZ、5的
物质的量分别为1.4mol和0.9mol,此时容器内SO3的物质的量应为()
A、1.8molB、2molC、2.2molD、2.4mol
在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器里充入发生如下反应:
12.amolNO22NO2(g)^^N2O4(g),
达到平衡后,再向该容器充入amoINCh,达平衡后与原平衡比较正确的是
A、平均相对分子质量减小B、N5的转化率提高
C、压强为原来的2倍D、颜色变浅
13.在密闭容器中发生如下反应:mA(气)+nB(气)QpC(气)达到平衡后,温度一定时、将气体体
积压缩到原来的1/2,当达到平衡时,C的浓度的为原来的1.9倍,若压缩时温度不变,则下列说法中不
正确的是()
A、m+n>pB、A的转化率降低
C、平衡向逆反应方向移动D、C的体积百分含量降低
14.在密闭容器中于一定条件下进行下列反应:2so2+O222SO3当达到平衡时通入1七2,再次平衡时,
18。存在于()
A、SO2、。2B、SO2、SO3
C、SO2、。2、SO3D、。2、SO3
二.填空题
15.在一定条件下xA+yBL^zC可逆反应达到平衡,试填空:
(1)已知A.B.C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x.y.z的关系是.
(2)已知C是气体且x+y=z,在加压时化学平衡如发生移动,则平衡必定向方向移动。
(3)已知C.B是气体,现增加A物质的量(其它条件不变),平衡不移动,说明A是态。
16.在一定体积的密闭容器中,进行化学反应C5(g)+H2(g)(g)+C0(g),其化学平衡常
数K和温度16向关系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=.
(2)该反应为反应。(选填“吸热”或“放热”)
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的根据是(多选扣分)。
A.容器中压强不变B.混合气体中c(C0)不变
C.ViE(H2)=\I迫(H20)D.c(C02)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(C02)-c(H2)=C(CO)-c(H20)可判断此时的温度为
_____________℃.
(5)若在830c时进行上述反应,各物质以不同的物质的量(单位:mol)组合分别投入恒容反应器,
则向正反应方向移动的有__________________(填字母编号)
ABCDE
C0231011
上21012
co1230.53
H2O32321
17.高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)==Fe⑸+CO2(g)AH<0
⑴该反应的平衡常数表达式K=
(2)已知1100℃时,K=0.263温度升高,平衡常数K(增大,减少或不变)
(3)1100℃时,测得高炉中c(CC>2)=0。25mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下
该反应是否处于平衡状态(填是或否),此时反应速率是v正_____v逆(填>,<,=)
三.计算题
△、
18.已知可逆反应:CO+hCf^82+H2,达到平衡时,K=[CO2nH是常数,只与温度有
关,与浓度无关。
(l)830K时,若起始时,C0为2moi•1/1出2。为3moi•I?,平衡时CO的转化率为60%,计算水蒸
气的转化率及K值。
(2)830K,若只将起始时出0改为6moi•!?,计算水蒸气的转化率。
(3)若830K时,CO起始浓度为amol•L”,出0起始浓度为bmol•1,平衡时“浓度为cmol•昌
计算:①a、b、c的关系式
②当a=b时,a=c
速率和平衡复习
(-)化学反应速率
1.定义公式:»=AC/At(△(:—浓度变化量;At—反应时间)
△C=An/V(△n—某物质的物质的量;V—反应容器体积)
2.•个重要规律:不同物质的速率的比值等于化学方程式中相应的系数比。
如对:mA+nB«_spC+qD
有:u(A):u(B):u(C):u(D)=m:n:p:q
3.浓度变化量计算:K=u-At
4.反应时间的计算:Z=XC/V
5.反应方程式系数的确定:系数比等于各物质反应速率比
6.影响反应速率因素:
①浓度:浓度越大,反应速率越快(固体不能改变其浓度)
②温度:温度越高,反应速率越快(注意:正逆反应速率同时增大)
③压强:增大压强(减小体积),反应速率增大
④催化剂:加快或减慢反应速率;(正逆反应速率同时同倍数增大或减小)
(二)化学平衡
1.化学平衡状态一一在一定条件下可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的质
量分数保持不变的状态。
2.化学平衡的特征:
动一一动态平衡;等一一正逆反应速率相等;
定一一各物质含量保持不变;变一一条件改变,平衡移动。
3.平衡状态的标志:
①V,i:=V逆(任何一种物质的生成速率等于其消耗速率)
②各成分含量保持不变
a、混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间而变(不适用于前后无体积变化的反应)
b、各物质的物质的量、物质的量浓度不随时间而变化。
4.化学平衡的移动:
勒沙特列原理:
如果改变影响化学平衡的某一条件,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
①浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动;
减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡逆向移动。
②温度:升温,平衡向吸热方向移动;
降温,平衡向放热方向移动。
③压强:加压,平衡向气体体积缩小方向移动;
减压,平衡向气体体积扩大方向移动。
④催化剂:对化学平衡无影响,但能缩短到达平衡所需的时间.
5.合成氨条件选择:
①温度:500℃(为什么?)
②压强:2X1C>7~5X107Pa(为什么?)
6.化学平衡计算的基本模式一一平衡“三步曲”
例:tiiA+iiB——-pC+qD
起始:ab00
转化:mxnxPXqx
平衡:a-mxb-nxpxqx
注意:①转化量与方程式中各物质的系数成比例;
②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。
③对反应物:平=始一转对生成物:平=始+转
7.解答图象题常用的几条重要规律:
①定点分析;(固定某一条件,观察另某一条件的改变对反应的影响)
②温度越高0到达平衡所需时间就越短;(同压强时)
③压强越大<=>到达平衡所需时间就越短;同温度时)
④使用催化剂U>到达平衡所需时间就越短;
8.惰气对化学平衡的影响:
(1)压强不变,充入惰气,(实质:体积增大)平衡向气体体积增大方向移动;
(2)体积不变,充入惰气,平衡不移动。
实质:(看体积是否变化)①体积增大,平衡向气体体积增大方向移动;
②体积减小,平衡向气体体积减小方向移动.
【典型例题】
例1.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的S02和在相同温度下发生反应:
2so2+。2=25。3,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中
S02的转化率为P%,则乙容器中SC)2的转化率................()
A、等于p%B、大于p%C、小于p%D、无法判断
解析:山于:2s02+5Q2s。3随着反应的进行,容器内气体数量减小,乙容器体积减小,所以乙的平
衡状态可以认为是在甲的平衡状态基础之上加压实现的.因为加压平衡右移,所以乙容器中S02的转化率比
甲大.答案:B
例2.可逆反应mA(气)+nB(固)QrC(气)+qD(气)在反应过程中,其他条件不变,D的百分含
量和T或P关系如图所示,下列叙述中正确的是()
A、温度降低,化学平衡向逆反应方向移动
B、使用催化剂,D的物质的量分数增加
C、化学方程式系数mVr+q
D、无法根据图像确定改变温度后化学平衡向正哪个反应方向移动
解析:根据左图,时达到平衡所需时间短,说明丁2比Ti高,因此降低温度平衡正向移动.
催化剂的加入,不会移动平衡。
根据右图,P2时达到平衡所需时间短,说明P2比P1大,因此降低压强平衡正向移动。答案:C
例3.设反应C+CC>2-三28AH>0反应速率为V[;N2+3出『42NH3>AH<0反应速率为
V—对上述反应,当温度升高时,Vi和V2的变化情况为()
A、同时增大B、同时减小
C、Vi增大,V2减少D、Vi减小,V2增大
解析:当温度升高时,体系中所有分子的运动速率都增大,单位忖间单位体积内碰撞的次数增加,所
以任何反应的速率都增大。答案:A
例4.在一-定温度下,向容积固定不变的密闭容器里充入amolNC)2发生如下反应:2NC)2(g)
(g),达到平衡后,再向该容器充入amolNO2,达平衡后与原平衡比较正确的是
A、平均相对分子质量减小B、NO2的转化率提高
C、压强为原来的2倍D、颜色变浅
解析:假定将amolNO?充入另一完全相同的容器,达平衡后,与原平衡等效.
实际上为此平衡加压后再达新平衡,所以平衡向右移动,造成平均相对分子质量增大,压强小于原2
倍,二氧化氮浓度增大,其转化率提高。答案:B
【模拟试题】
一.选择题
1.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氯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%的浓硫酸
C、滴加少量CuSG溶液D、不用铁片,改用铁粉
2.在2s。2(气)+。2(气)02so3(气)反应中,反应物消耗速率、生成物的生成速率之间的关系不
正确的是()
A、V(S02)=V(02)=V(S03)B、V(02)=1/2V(S02)
C、V(S02)=V(S03)D、V(S03)=2V(02)
3.NO和CO都是汽车尾气里有害的物质,它们能缓慢地起反应生成M和CO?,对此反应,下列叙述中
正确的是()
A、使用催化剂不能改变反应速率B、降低压强能使反应速率加快
C、改变压强对反应速率没有影响D、升高温度能加快反应速率
4.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2N0(气)+。2(气)Q2N5(气)+热量,不能说明已达到
平衡状态的是()
A、正反应生成NO2的速率和逆反应生成5的速率相等
B、反应器中压强不随时间变化而变化
C、混合气体颜色深浅保持不变
D、混合气体平均分子量保持不变
5.在一定温度下,反应A?(气)+B2(气)n2AB(气)达到平衡的标志是()
A、单位时间生成的nmol的A?同时生成nmol的AB
B、容器内的总压强不随时间变化
C、单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2
D、单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B2
6.下列叙述表示可逆反应冲+3%Q2NH3一定处于平衡状态的是()
A、*、出、NH3的百分含量相等
B、单位时间,消耗amolN2的同时消耗3moiH2
C、单位时间,消耗amolN2的同时生成amol出
D、反应若在定容的密器中进行,温度一定时,压强不随时间改变
7.在密闭容器中发生如下反应:mA(气)+nB(气)QpC(气)达到平衡后,温度-定时,将气体体
积压缩到原来的1/2,当达到平衡时,C的浓度的为原来的1.9倍,若压缩时温度不变,则下列说法中不
正确的是()
A、m+n>pB、A的转化率降低
C、平衡向逆反应方向移动D、C的体积百分含量降低
8.在密闭容器中于•定条件下进行下列反应:2S5+02n2s当达到平衡时通入再次平衡时,
180存在于()
A、SO2、。2B、SO2、SO3
C、SO2、。2、SO3D、。2、SO3
9.等温下,在两相同密闭容器甲、乙中分别加入lgSCh、lgO2和2gse>2、2gO20下列叙述错误的是
()
A、化学反应速率:乙〉甲B、平衡后。2的浓度:乙〉甲
C、SO2转化率:乙〉甲D、平衡后SO2的体积分数:乙〉甲
10.在一恒定的容器中充入2moiA和ImolB发生反应:2A(气)+B(气)xC(气),达到平衡后,C
的体枳分数为W%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mokB:0.3mol、C:1.4mol充
入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为()
A、只能为2B、只能为3C、可能是2,也可能是3D、无法确定
11.在一定温度下,反应1/2%值)+l/2X2(g)==HX(g)的平衡常数为10。若将l.Omol的HX(g)通入体积为
1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()
A.5%B.17%C.25%D.33%
12.X、Y、Z三种气体,把amoIX和bmolY充入密闭容器中,发生反应X+2Y『-2Z,达到平衡时,若它们
的物质的量满足n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率是()
A、(a+b)/5X100%B、2(a+b)/5bX100%
C、2(a+b)/5X100%D、(a+b)/5aX100%
13.在2A+B=#3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)=0.5mol/(L-s)B.u(B)=0.3mol/(L-s)
C.u(C)=0.8mol/(L-s)D.u(D)=1mol/(L-s)
14.在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol,
在前10秒钟A的平均反应速度为0.12mol/(L.s),则10秒钟时,容器中B的物质的量是
A.1.6molB.2.8molC.2.4molD.1.2mol
15.在一定温度不同压强(P1〈P2=下,可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中
的体积分数(小)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是
16.在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是
A,增大反应物的量B.升高温度
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