专题四 化学反应速率和化学平衡.ppt

1、专题四 化学反应速率和化学平衡,考试大纲对这部分内容的具体要求是： （1）了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。 （2）了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。 （3）理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。 （4）以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件。,考纲要求及命题趋势：,高考试题经常会从以下几个角度进行考查： 第一，考查化学反应速率、化学平衡的概念，要求考生用这些基本概念对有关的叙述的正确与否作出判别。 第二，根据化学方程式计算

2、化学反应速率。 第三，判断化学反应是否处于平衡状态。判断外界条件变化对化学速率、化学平衡的影响情况。也会用转化率、原用利用率等概念来考查化学平衡移动情况。 第四，用“等效问题”问题来考查有关化学平衡的计算能力。 高考中经常出现的题型是选择题，有的年份也会出现大题。,知识网络：,题型示例：,例1 已知反应A+3B 2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol.L-1min-1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（2000年全国高考题） A.0.5 mol.L-1min-1 B.1 mol.L-1min-1 C.2 mol.L-1min-1 D.3 mol.L-1mi

3、n-1,1.有关反应速率的计算和比较,C,要点提示：,速率可以用不同的物质表示，比较要换算成统一标准 比较计算都要注意单位 填空题要注意写单位,练习1 (2010福建理综，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下图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是 A2.5 mol/(Lmin)和2.0 mol/L B2.5 mol/(Lmin)和2.5 mol/L C3.0 mol/(Lmin)和3.0 mol/L D5.0 mol/(Lmin)和3.0 mol/L,B,2.化学平衡标志的判断,例2.判

4、断N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中能达到平衡状态的是,容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 容器内N2、H2、NH3三者浓度不在变化 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 容器内的平均摩尔质量不再发生变化, ,3.外界条件对化学反应速率和化学平衡状态的影响,例3(2010重庆理综，10)COCl2(g) CO(g)Cl

5、2(g)H0。当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO的浓度减压加催化剂 恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是 () A B C D,B,误区警示 1.涉及外界条件对速率的影响时，影响最大的是催化剂；其次是温度，温度越高，速率越快；然后是浓度和压强。若是可逆反应，外界条件对v正和v逆的影响趋势是一样的。即若升温或增大压强(有气体参与体系)，v正、v逆均加快；若增大反应物浓度，瞬时速率v逆不变，但最终v正和v逆均加快。 2.不要把外界条件对化学反应速率的影响与化学平衡移动的方向及建立平衡的时间混为一谈。,3.平衡移动就是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条

6、件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：,4.平衡移动与转化率的变化：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：,练习2（08年天津理综8）对平衡CO2(g) CO2(aq) .H=-19.75kJmol1，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是 A升温增压B降温减压 C升温减压D降温增压 练习3（2010上海卷）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3

7、00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,D,B,练习4（08年广东化学8）将H2(g)和Br2 (g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2 (g) +Br2 (g) 2HBr (g) H0，平衡时Br2 (g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2 (g)的转化率为b。a与b的关系是 AabBa=b CabD无法确定,A,4.化学反应速率和化学平衡图象,例4. 一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示： (1)从反应开始到1

8、0 s，用Z表示的 反应速率为 。 X的物质的量浓度减少了 ， Y的转化率为 。 (2)该反应的化学方程式为 。 (3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图象如图所示： 则下列说法符合该图象的是 。 At1时刻，增大了X的浓度 Bt1时刻，升高了体系温度 Ct1时刻，缩小了容器体积 Dt1时刻，使用了催化剂,0.079 mol/(Ls),0.395 mol/L,79.0%,X(g)Y(g) 2Z(g),CD,提示：对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：,（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。 （2）紧扣可逆反应的特征，搞清

9、正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。 （3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 （4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 （5）先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 （6）定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。,C,练习6（09年重庆理综13）各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是,D,练习7（2010四川理综卷）13.反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数y(M)

10、与反应条件的关系如图所示。其中：Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是 A.同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加 B.同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加 C.同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加 D.同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加。,B,练习8(09年广东)取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应： 2NO2(g) N2O4(g)H0 反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T )变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 A B C D,D,练习9

11、、(07年高考全国理综卷I13)如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是 A反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等 B该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II C该反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II D同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等,C,5.有关等效平衡问题,概念: 相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，建立平衡后，各相同组分的百分含量相同，这就是所谓的等效平衡。 特征：任何相同组分的百分含量相同。 关键：审清条件。 方法：“一边倒”的方法，把生成物

12、或反应物全部转变成反应物或生成物。,B,BD,I.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g) + B(g) C(g) （1）若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_mol （2）若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为_mol （3）若开始时放入x mol A、2molB和1molC，达到平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，x=_mol 、y=_mol 平衡时，B的物质的量_（选填一个编号） （甲）大于2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（丁）可能大于、等于或小于2mol 作出此判

13、断的理由是:_ （4）若在（3）的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达平衡后，C的物质的量分数是_ .若在维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。 （5）开始时放入1mol A和1molB达到平衡后，生成b mol C，将b与（1）小题中的a进行比较_（选填一个编号） （甲）ab（丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小 作出此判断的理由是_,6.有关化学平衡的计算,明确起始量、变化量、平衡量及其相互关系 掌握计算模式（三步分析法） 熟练的应用阿伏加德罗定律,例6、在373K时，把0.5molN2O4气体通入为5L的真空密闭容器中，立即出现棕色，反应

14、进行到2s时，NO2的浓度为0.02mol/L，在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，下列说法正确的是 A. 前2s，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度为0.01mol/(Ls) B. 在2s时体系内压强为开始时压强的1.1倍 C. 在平衡体系内含N2O4 0.25mol D. 平衡时，如果压缩容器体积，则可提高N2O4的转化率,B,练习11：(07年理综北京卷10)一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)Y(g) Z(g)，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z，下列说法正确的是 A以X浓度变化表示的反应速率为

15、0.001mol/(Ls) B将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2 C若增大压强，则物质Y的转化率减小 D若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的H0,A,练习12（08年海南）X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y 2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于 A33%B40%C50%D66% 练习13 (07年理综宁夏卷13)一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是 A16.7%B20

16、.0%C80.0%D83.3%,D,A,(07年高考江苏卷13)一定温度下可逆反应：A(s)2B(g) 2C(g)D(g)；H0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是 A保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍 B保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大 C保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙

17、中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍 D保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略),BD,X2Y 2Z,45%,（5）如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线、（如右图所示）则曲线、所对应的实验条件改变分别是： 。,升高温度 加入催化剂 增大压强,（2010全国卷1）27.（15分）在溶液中，反应A+2B C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)=0。反应物A的浓度随时间的变化