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1、章末整合专题1专题2专题3专题4专题5专题1化学反应速率和化学平衡的相关计算化学反应速率和化学平衡相关计算的步骤和模式1.计算模式(三段式)专题1专题2专题3专题4专题5专题1专题2专题3专题4专题5【例题1】 将2molSO2和1molO2混合置于体积可变、压强恒定的密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0当反应进行到时间t1时达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol。试回答下列问题:(1)反应进行到t1时,SO2的体积分数为。(2)若在t1时充入一定量的氩气(Ar),SO2的物质的量将(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若在t1时升温
2、,重新达到平衡状态,新平衡混合物中气体的总物质的量(填“”或“=”)2.1mol,并简单说明原因:。专题1专题2专题3专题4专题5解析：(1)设参加反应的O2的物质的量为xmol。(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始(mol)210转化(mol)2xx2x平衡(mol)2-2x 1-x2x即:2-2x+1-x+2x=2.1,所以:x=0.9。平衡时n(SO2)=2mol-0.92mol=0.2mol,专题1专题2专题3专题4专题5(2)t1时充入氩气,由于保持压强不变,体积增大,等效于减压,平衡逆向移动,n(SO2)增大。(3)t1时升温,平衡逆向移动,因此新平衡体系中气体总物质
3、的量大于2.1mol。答案：(1)9.5%(2)增大(3)t1时升温,平衡逆向移动专题1专题2专题3专题4专题5专题2化学平衡状态的判断对于给出的某可逆反应,判断是否已达到平衡状态,关键是紧紧围绕“等”v(正)=v(逆)与“定”(条件一定,反应混合物中各组分的百分含量保持不变)这两个因素来判断。【例题2】 (1)下列方法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是(填序号)。单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂I2与HI的浓度相等时专题1专题2专题3专题4专题5c(HI)c(H2)c(I2)=211时温度和体积一定时,某一生成物浓
4、度不再变化时温度和体积一定时,容器内压强不再变化时条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化时温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化时温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化时(2)在上述的说法中,能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是。专题1专题2专题3专题4专题5解析：由第(1)题反应的特征可知:此反应在反应前后气体的体积不发生变化,即在反应的任何一个阶段,容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变,因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。由第(2)题反应的特征:反应前后气体体积发生改变,因此若平衡发生移动,则其平均相对分子质量、混合气体密度都发生改
5、变,当反应处于平衡状态时,这些都不再改变,此时c(NO2)恒定,颜色不再变化。答案：(1)(2)专题1专题2专题3专题4专题5点拨 判断化学平衡状态时要抓住“v(正)=v(逆)”和“各组分的百分含量保持不变”这两个核心判据。专题1专题2专题3专题4专题5专题3外界条件对反应物转化率的影响1.温度的影响若正反应是吸热反应,升高温度,反应物转化率增大;降低温度,反应物转化率减小;若正反应为放热反应,升高温度,反应物转化率减小;降低温度,反应物转化率增大。2.压强的影响对于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(1)若m+np+q时,压强增大,A、B的转化率增大;压强减小,A、B的转化率减小。
6、(2)若m+np+q时,A、B的转化率减小。若m+np+q时,A、B的转化率增大。若m+np+q时,A的转化率增大。若mp+q时,A的转化率减小。若m=p+q时,A的转化率不变。专题1专题2专题3专题4专题5【例题3】 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)HT2,升温,(C)增大,H0。由(2)可知,T2温度先达到平衡,故T1T2,升温,(C)减小,Hp2,加压,(C)增大,m+np+q。由(4)可知,p2先达平衡,故p1p2,加压,(C)减小,m+np1,m+n=p+q。由(6)中(A)、(B)两线可知,p1p2,m
7、+np+q;由(B)、(C)两线可知,T1T2,H0。在上述体积分数时间图像曲线中,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。专题1专题2专题3专题4专题5由(7)可知,加压,(C)减小,m+n0。由(8)可知,升温,(C)减小,Hp。专题1专题2专题3专题4专题5在上述体积分数温度(或压强)曲线中,图像中有三个变量,先确定其中一个量不变,再讨论另外两个量的关系(因化学平衡移动原理只适用于“单因素”的改变),即确定横坐标所表示的量后(通常可画一垂线),讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。专题1专题2专题3专题4专题5专题1专题2专题3专题
8、4专题5专题1专题2专题3专题4专题5专题1专题2专题3专题4专题5专题1专题2专题3专题4专题5点拨 解答平衡图像题可采用如下模式:(1)先分析反应的特点(是放热反应还是吸热反应,是气体体积增大的反应还是气体体积缩小的反应等)。一定要抓住图像中的改变条件瞬间所引起的浓度、压强、速率的变化,再针对改变各种条件引起变化的特征进行对照分析。(2)再分析图像所表达的各个量之间的关系(两个坐标轴各表示什么物理量,曲线的变化趋势如何,是单一曲线还是多条曲线,曲线上的关键点,如起点、拐点、交点、终点的含义是什么等)。专题1专题2专题3专题4专题5专题5关于“等效平衡”问题解等效平衡问题,应看清两点:一是看
9、清反应的条件:等温、等压或等温、等容;二是看清反应的特点。对于反应前后气体物质的量不变的可逆反应,无论在什么条件下,只要温度一定,配比与原来相同即可建立等效平衡;而对于反应前后气体物质的量发生变化的可逆反应,则要分两种情况讨论:等温、等压条件下化归原比值;等温、等容条件下化归原值。专题1专题2专题3专题4专题5【例题6】 将3molA和1molB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)2C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为molL-1。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m
10、olL-1的是。A.6molA和2molBB.3molA+1molB+2molCC.2molC+1molB+1molDD.1molC+2molD专题1专题2专题3专题4专题5(2)保持原起始温度和体积不变,要使平衡后C的浓度仍为molL-1,应按下列哪种配比向另一容器Q中充入有关物质。A.3molA+1molBB.4molC+2molDC.1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molDD.无法判断(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3molA和1molB配比在容器Q中发生反应,则平衡时C的浓度和molL-1的关系是。A.大于B.小于C.等于D.不能确定专题1专题2专题3专题4专题5解析：(1)在恒温、恒压下,只有n(A)n(B)=31或n(C)n(D)=21,达到平衡时才为同一平衡状态,即满足等效平衡的条件。(2)因容器P的容积可变,且正反应是体积缩小的反应,故相当于加压。而现在容器Q体积不变,条件不同,不属于等效平衡,故无法判断。(3)本题所述条件相当于减压,平衡向逆反应方向移动,C的浓度减小。答案：(1)A(2)D(3)B
