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化学反应速率和化学平衡---复习学案

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化学反应速率和化学平衡---复习学案_第1页
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第2章化学反应速率和化学平衡--复习学案【知识体系】专题 1:化学反应速率和化学平衡的有关计算1.此类化学计算都遵循以下共同的步骤:(1)写出有关反应的化学方程式;(2)找出或设定“三个量”(起始量、转化量、某时刻量);(3)根据已知条件列方程或代入表达式进行计算例如:反应mA+nB-pC起始浓度/mol·L1abcnxpx-转化浓度/mol·L1xmmnxpx-某时刻浓度/mol·L1a-xb-c+mm2.计算中注意以下量关系:1 (1)对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)(2)对生应物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)c转化(3)转化率=×100%c起始例 1 (2014·高考四川卷)在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g),发生反应 X(g)+Y(g)实验编号①②③④M(g)+N(g),所得实验数据如下表:温度(℃)700800800900起始物质的量/moln(X)0.400.100.200.10n(Y)0.100.400.300.15平衡时物质的量/moln(M)0.0900.080ab下列说法正确的是()A.实验①中,若 5 min 时测得 n(M)=0.050 mol,则 0 至 5 min 时间内,用 N 表示的平均反应速率 v(N)=1.0×10-2 mol/(L·min)B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中,达到平衡时,X 的转化率为 60%D.实验④中,达到平衡时,b>0.060【变式训练】1.工业上制 备 H2的一种重要方 法是: CO(g)+H2O(g)-1CO2(g)+H2(g)ΔH=Q kJ·mol1。

已知该反应的平衡常数 K 与温度的关系如图-所示 若在一固定的密闭容器中, 850℃时发生上述反应, 并测得容器内各物质的浓度(mol·L)随时间的变化关系如下表:时间/min0234CO(g)0.2000.138c1c1H2O(g)0.3000.238c2c2CO2(g)00.062c3c3H2(g)00.062c4c4已知:850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0请回答下列问题:(1)根据下列叙述可以判断该反应已达到化学平衡状态的是__________A.单位时间内 CO(g)减少的浓度等于生成CO2(g)的浓度B.反应容器内的压强不发生变化C.混合气体中 H2(g)的浓度不再发生改变D.氢气的生成速率等于水的消耗速率(2)Q__________0(填“>”、“=”或“<”)3)若在 850℃时向反应容器中充入 H2O(g),K 值__________(填“增大”、“减小”或“不变”),工业上在反应容器中通入过量H2O(g)的作用是__________4)上表中 c2 为__________,CO(g)的转化率为__________ ________ 2 专题 2 化学反应速率和化学平衡图像1.速率—时间图像(v-t 图像)这类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间而变化的规律,体现了平衡的“逆、动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动的方向等。

对于化学反应 mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)温馨提示:只改变反应物或生成物的浓度时, v-t 曲线与原平衡线相连接;而温度、压强、催化剂的改变,其 v-t曲线与原平衡线是不连续的2.物质的量浓度与时间图像此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻), 各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况由这类图像可判断化学方程式由此可知:2C≒2A+3B3.转化率或百分含量与时间、压强、温度的图像对于化学反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例分析:由(1)可知, T1温度先达到平衡, 故 T1>T2, 升温 C%增加,ΔH>0由(2)可知,T2温度先达到平衡,故 T1p2,加压,C%增加,m+n>p+q由(4)可知,p2先达平衡,p1p2,m+n=p+q 或使用了催化剂由(6)中(A)、(B)两线可知,p1

在上述含量—时间曲线中, 先出现拐点的则先达到平衡, 说明该曲线表示的温度较高或压强较大温馨提示: 在此类图像中, 转化率或百分含量改变是平衡移动的标志若含量或转化率未变,则平衡未移动对于化学反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)由(7)可知,加压,C%减少,m+n0由(8)可知,升温,C%减少,ΔH<0;由(A)线可知,加压,C%增加,m+n>p由(9)可知:m+n=p,ΔH>0温馨提示:解决平衡图像问题的基本思路:“先拐先平,数值大”和“定一议二”例 2 (2015·试题调研)合成氨反应为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0; 图 1 表示在 2 L的密闭容器中 N2的物质的量随时间的变化曲线图2 表示在其他条件不变的情况下,改变H2的物质的量对此化学平衡的影响下列说法正确的是()A.图 1 中,0~10 min 内,v(N2)是不断增大的B.图1 中,从11 min 起保持其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为dC.图 2 中 a、b、c 三点所处的平衡状态中,N2 转化率最高的是 b 点D.图 2 中 T1 和 T2 表示温度,对应温度下的化学平衡常数为K1、K2,则 T1>T2,K1>K2【变式练习】2.已知反应X(g)+Y(g)nZ(g)ΔH<0,将X 和 Y 以一定比例混合通入 2 L 密闭容器中进行反应, 各物质的物质的量随时间的改变如图所示。

下列说法正确的是()4 A.反应方程式中 n=2B.该反应的ΔS>0C.10 min 时,曲线发生变化的原因是增大压强D.0~5 min 内,平均反应速率v(X)=0.04mol·L-1·min-1专题 3 根据化学平衡移动方向进行有关判断勒夏特列原理指出, 改变影响平衡的一个条件,平衡就向减弱这种改变的方向移动反之如果知道了化学平衡移动的方向, 也可以推测使化学平衡移动的条件1.根据化学平衡移动方向,判断物质的聚集状态如可逆反应:2A(g)+nB2C(g)达到化学平衡后,若只增大压强,平衡又向正反应方向移动,由此可判断B 为气体;若增大压强,平衡并不移动,由此可判断B 为固体或液体2.根据化学平衡移动方向,判断化学方程式中气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小如可逆反应aA(g)+bB(g)变化的曲线如图所示:由图示可知:a+b>c+d又如可逆反应:A(g)+nB(g)的转化率与压强的关系如图所示:由图示可知:增大压强,平衡不移动,则n=23.根据化学平衡移动方向,判断化学反应的能量变化如可逆反应:A(g)+B(g)2C(g)达到平衡后,升高温度,C 的体积分数增大,由此可判断正反应为吸热反应。

4.根据化学平衡移动方向,判断混合气体的平均相对分子质量m混合气体的平均相对分子质量为 Mr= ,对于反应物和生成物都是气体的可逆反应,n当外界条件改变时,不管平衡怎样移动,混合气体的质量始终不变, 故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比5.根据化学平衡移动方向,判断反应物的平衡转化率由于外界条件改变, 引起化学平衡移动, 根据平衡移动的方向可以判断某反应物的平衡转化率1)温度、压强对平衡转化率的影响在其他条件不变的情况下,改变温度或改变气体反应的容器体积(改变压强),若化学平衡向正反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定增大, 若平衡向逆反应方向移动,则反应物的平衡转化率一定减小2)浓度对平衡转化率的影响5cC(g)+dD(g)在反应过程中A的百分含量[w (A)]随压强(p)3C(g),在恒温下,反应物 B ①减小生成物的浓度,反应物的平衡转化率一定增大②对于多种物质参加的反应, 增加某一反应物的浓度, 其他反应物的平衡转化率一定增大,而该反应物本身的平衡转化率一般是减小的③视反应前后物质的化学计量数而定 在恒温恒容条件下, 若反应前后气体分子总物质的量相等,如 2HI(g)H2(g)+I2(g),不论如何改变反应物的浓度, 反应物的平衡转化率都N2O4(g),增加反应物的浓度,则反应N2(g)+3H2(g),增大反应不变;若反应后气体分子数是减少的,如2NO2(g)物的浓度,则反应物的平衡转化率减小。

例 3 在一定条件下, 向两个体积固定的密闭容器中分别充入一定量的PCl5(g)和 NO2(g),两个容器中的反应 PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)和 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡, PCl5和 NO2的转化率均为 a% 保持温度、 容积不变, 向两个容器中分别再充入1 mol PCl5和 1 mol NO2,又达到平衡,PCl5和 NO2的转化率分别为 b%和 c%下列关系中正确的是()A.b>a>cC.a>b>c例 4 (2015·经典题选萃)可逆反应 A(g)+B是()A.若增大 A 的浓度,平衡体系颜色加深,D 不一定是具有颜色的气体B.增大压强,平衡不移动,说明B、D 必是气体C.升高温度,C 的百分含量减小,说明正反应是放热反应D.若 B 是气体,增大 A 的浓度会使 B 的转化率增大【变式训练】3.向 2 L 密闭容器中通入 a mol 气体 A 和 b mol 气体 B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)1a已知:平均反应速率v(C)= v(A);反应 2 min 时,A 的浓度减少了 ,B 的物质的量减23a少了mol,有 a mol D 生成。

2回答下列问题:(1)反应 2 min 内,v(A)=__________,v(B)=__________;(2)化学方程式中,x=______、y=______、p=______、q=______;(3)反应平衡时,D 为 2a mol,则 B 的转化率为___________ ___________;(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D 为 1.5a mol,则该反应的ΔH______0(填“>”、“<”或“=”);(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:①反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________________;②平衡时反应物的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________________专题 4 关于“等效平衡”问题解等效平衡问题,应看清两点:一是看清反应的条件:等温、等压或等温、等容;二是看清反应的特点对于反应前后气体的物质的量相等的可逆反应, 无论在什么条件下, 只B.c>a>bD.a=b=cC(g)+D 达到平衡时,下列说法不正确的物的平衡转化率增大;若反应后气体分子数增加,如2NH3(g)6 要温度一定, 配比与原来相同即可建立等效平衡; 而对于反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应,则要分两种情况讨论:①等温、等压条件下化归原比值;②等温、等容条件下化归原值。

例 5(2015·经典习题选萃) 将 3 mol A和 1 mol B 混合于一体积可变的密闭容器P 中, 以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:3A(g)+B(g)达到平衡时 C 的浓度为 ω mol·L1试回答下列问题:(1) 保持温度和压强不变, 按下列四种配比充入容器P 中, 平衡后 C 的浓度仍为 ω mol·L-1-2C(g)+D(g),的是()A.6 mol A和 2 mol BB.3 mol A+1 mol B+2 mol CC.2 mol C+1 mol B+1 mol DD.1 mol C+2 mol D(2)保持原起始温度和体积不变,要使平衡后C 的浓度仍为ω mol·L-1,应按下列哪种配比向另一容器 Q 中充入有关物质()A.3 mol A+1 mol BB.4 mol C+2 mol DC.1.5 mol A+0.5 mol B+1 mol C+0.5 mol DD.以上均不能满足条件(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3 mol A 和 1 mol B 配比在容器 Q 中发生反应,则平衡时 C 的浓度和ω mol·L-1 的关系是()A. 大于ωB.小于ωC.等于ωD.不能确定【变式训练】4.Ⅰ.恒温、恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)(1)若开始时放入 1 mol A 和 1 mol B,到达平衡后,生成 a mol C,这时 A 的物质的量为__________mol。

2)若开始时放入 3 mol A和 3 mol B,到达平衡后,生成C 的物质的量为______mol3)若开始时放入 x mol A 和 2 mol B 和 1 mol C,到达平衡后,A 和 C 的物质的量分别是 y mol 和 3a mol, 则 x=______, y=______, 平衡时, B 的物质的量______(选填一个编号)甲)大于 2 mol(乙)等于 2 mol(丙)小于 2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是____________________________4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次到达平衡后,C 的物质的量分数是__________Ⅱ.若维持温度不变,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 1 mol A 和 1 mol B,到达平衡后生成 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__________________________。

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