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文档简介
化学平衡第一课时化学反应速率1一、化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生物浓度的增加来表示
V=△C/△t1、概念:(1)数学表达式:①平均速率②速率比=化学计量数之比③一般不用固体或纯液体物质表示
(2)特点:知识梳理:=浓度的变化21、将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列几种说法,其中正确的是()①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol.L-1.s-1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol.L-1.s-1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol/LA.①③
B.①④
C.②③
D.③④B32、在反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)中,经2min,B的浓度减少0.6mol•L-1,对此反应速率的表示正确的是()A.用A表示的反应速率为0.4mol•L-1•min-1B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1C.B在2min末的反应速率是0.3mol•L-1•min-1D.B在2min内的平均反应速率是0.3mol•L-1•min-1BD4①浓度:增加反应物的浓度,可以增大反应速率
②压强:增大气体反应的压强,可以增大反应速率
③温度:升高温度,可以增大反应的速率
④催化剂:加正催化剂,可以增大反应速率
⑤其它因素:光、辐射、溶剂、反应物颗粒大小等
反应物的性质
(2)外因:
(1)内因(主要因素):2、影响因素5例1:把下列金属分别投入0.1mol/L盐酸中,能发生反应但反应最缓慢的是()A.FeB.AlC.Mg
D.CuA例2:实验室用铁与盐酸制取氢气时,采用哪些方法,可以增大铁与盐酸反应速率?
(1)增大盐酸浓度(2)将铁片改为铁粉(3)升温(4)加入少量的CuSO4粉末6★有效碰撞理论:(1)有效碰撞:(2)活化分子:(3)活化分子百分数:能够发生化学反应的碰撞能够发生有效碰撞的分子活化分子在反应物分子中所占的百分数(即活化分子数与分子总数的比值)3、用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响71、升高温度能加快反应速率的主要原因是()A.活化分子能量明显增加B.降低活化分子的能量C.增大了活化分子百分数D.降低反应所需的能量C练习:2、下列说法正确的是()①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应;②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应;③加入催化剂增大了反应的活化能④化学反应的实质是原子的重新组合;⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程;⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。A.①③④⑤
B.②③⑥
C.④⑤⑥
D.②④⑤C81、反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)在一可变体积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A.增加C的量B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变,充入N2
使体系压强增大D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大AC巩固练习:92、在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,下列各表示该反应的速度最快的是()A.V(A)=0.4mol/(L·min)B.V(B)=0.4mol/(L·min)C.V(C)=0.9mol/(L·min)D.V(D)=1.2mol/(L·min)B103、如下图所示,相同体积的a、b、c三密闭容器,其中c容器有一活塞,a、b两容器为定容容器,起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等,一定条件下发生2SO2+O22SO3的反应。问:③如起始在a、c两容器中通入同量的N2,则此时三容器起始压强为Pa___Pb___Pc;①起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va___Vc;②反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va___Vc=<>==>起始反应速率关系为Va___Vb___Vc。11归纳:1、浓度:固体反应的反应速率与表面积大小有关,与反应物的量无关。2、压强:①只影响气体参加的化学反应速率;②压强对反应速率的影响是通过浓度的改变来实现的,否则对反应速率无影响。3、形成原电池可加快反应速率。121、乙醛发生分解反应:CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)在一定温度下有:v=kc(CH3CHO)m,其中k为常数,测得数据如下表试求:(1)m和k的值(2)c(CH3CHO)=0.15mol/L时的反应速率乙醛浓度(mol/L)0.100.200.300.40反应速率mol/(L·s)0.0200.0800.1800.318m=2K=2v=0.045mol/(L·s)132、“碘钟”实验中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:回答下列问题:(1)该实验的目的是
。(2)显色时间t2=
。实验编号①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t2研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响29.3s14实验编号①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t2(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为
(填字母)
A<22.0sB22.0~44.0sC>44.0sD数据不足,无法判断(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是
。A反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)15①S(g)>S(1)>S(s);◆化学反应进行的方向1、熵(1)概念:衡量体系混乱度的物理量称为熵,用符号“S”(J·mol-1.K-1)表示(2)意义:物质的熵值越大,混乱度越大(3)规律:②压强增大,熵减小;③温度升高,熵增大。二、化学平衡16熵判据:可以判断与外界隔离体系(孤立体系)过程的方向2、熵变(1)应用:①求反应的熵变:△S=ΣS(生成物)-ΣS(反应物)生成气体的反应熵增大(即△S>0);气体物质的量增大的反应,熵增大。规律:②熵增原理(熵判据):自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增大。17②
△S<0:少数自发;△S>0:多数自发或高温时自发(2)规律:①
△S只是影响反应自发性的一个因素熵增有助于过程的自发结论:3、焓变(1)应用:①
△H是影响反应自发性的一个重要因素②
△H<0:多数自发;△H>0:少数自发或高温时自发(2)规律:放热(△H<0)有助于过程的自发18②(△H-T.△S)=0:反应达到平衡状态4、方向判据(1)概念:焓变、熵变和温度共同影响反应方向:△G(吉布斯自由能变化)=△H-T.△S(2)规律:①(△H-T.△S)<0:反应能自发进行③(△H-T.△S)>0:反应非自发进行适用于定温、定压过程的自发性判断(3)范围:19反应方向判断表:201、下列过程是非自发性的是()A、水由高处向低处流B、天然气的燃烧C、铁在潮湿空气中生锈D、室温下水结成冰2、碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是()A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大。B、碳铵分解是因为外界给予了能量C、碳铵分解是吸热反应,根据能量判据不能自发分解D、碳酸盐都不稳定,都能自发分解。DA练习:213、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO,科学家很早就提出构想:利用NO的氧化性和CO的还原性使NO转化为无毒的N2。现已知此转化过程的△H=-113.0kJ/mol,△S=-145.3J·mol-1·K-1,请写出此转化过程的化学方程式,并判断此构想能否实现?
4、判断反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的自发方向以及发生自发反应时所需的最低温度。已知:△H=178.2KJ/mol;△S=196.6J.mol-1.K-12NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H-T.△S=-113.0–298×(-145.3×10-3)<0,反应自发进行,能够实现汽车尾气中污染物的常温转化。△H-T.△S=178.2–298×196.9×10-3>0,反应不自发进行。反应自发的最低温度T>△H/△S=906.4K221、可逆反应◆化学反应的限度在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。向正反应方向进行的反应称为正反应;向逆反应方向进行的反应称为逆反应。232、化学平衡(1)概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。注意:它的建立与反应途径无关,从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态(2)特征:“逆”、“动”、“等”、“定”、“变”、(3)化学平衡的标志与判断依据
241、有两个均在密闭容器中进行的反应:Ⅰ:2HI(g)H2(g)+I2(g)Ⅱ:2NO2(g)N2O4(g)下列各情况中可以说明I达到平衡的是____;
可以说明II达到平衡的_____________。①定温定容时,气体压强不变;②定温定容时,气体颜色不变;③混合气体的平均相对分子质量不变;④定温定压时,气体密度不变;⑤混合气体的物质的量不变②①②③④⑤练习:252、能够说明N2+3H2
2NH3反应在体积固定的密闭容器中已达到平衡状态的是()①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2⑤tmin内,生成1molN2同时消耗3molH2⑥某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均相对分子质量不再发生变化⑤⑥⑧⑩263、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)
C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应达到平衡的是()①混合气体的密度②容器内气体的压强③混合气体总物质的量④B的物质的量浓度A、①④B、②③C、②③④D、只能④A274、在一定温度下,向aL的密闭容器中加入2molNO2(g)发生如下反应:2NO2(g)2NO
(g)+O2(g),不能作为此反应达到平衡的标志的是()A、混合气体的密度不再变化B、混合气体的颜色不再变化C、混合气体的相对分子质量不再变化D、容器内的压强不再变化A28勒夏特列原理:——化学平衡移动判定原理:若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。3.影响平衡移动的因素29练习:1、在密闭容器中的可逆反应:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)+Q(Q>0
)。达到平衡后,只改变下列的一个条件,填写有关的空白:①增大容器的体积,平衡
,c(NO2)将
,反应混合物的颜色
。②升高温度,平衡
,体系的压强
。
③加入催化剂,平衡
,NO2的物质的量
。④通入O2,反应体系的颜色
,NO的物质的量
。⑤通入N2,体系压强
,平衡
。不移动减小变浅逆向移动增大不移动不变先变深,后变浅先减少,后增多增大不移动判断平衡移动的一般思路:①反应的特点:物态、吸热或放热、体积如何变化②条件改变是否能引起V正≠V逆③运用勒夏特列原理进行判断303、右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)
Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是()A.升高温度B.加大X的投入量C.加催化剂D.增大体积C2、在一定条件下,下列可逆反应达到化学平衡:H2(g)+I2(g)2HI(g)△H<0,要使混合气体的颜色加深,可以采用的方法是()A、降低温度B、升高温度C、增大压强D、减小压强E、加入I2F、加入HIG、加入H2BCEF314、在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2(g)O2(g)+2NO(g);ΔH>0,达到平衡。当改变其中一个条件X,Y随X的变化符合图中曲线的是()A、当X表示温度时,
Y表示NO2的物质的量B、当X表示压强时,
Y表示NO2的转化率C、当X表示反应时间时,
Y表示混合气体的密度D、当X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量0xyXY0AB325、在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g)
N2O4(g)。达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比, NO2的体积分数()A.不变 B.增大 C.减小D.无法判断6、一定温度下,反应2SO2+O2
2SO3,达到平衡时,n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,此时SO2的物质的量应是()A.0.4mol B.0.6mol C.0.8mol D.1.2molCA333、化学平衡常数(1)定义:
平衡时生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值(2)表达式:(3)影响因素:随温度的改变而改变,与浓度和压强无关。单位:
∵浓度的单位为mol·L-1∴K的单位为(mol·L-1)n34①如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)(4)书写平衡常数关系式的规则K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]再如:
稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中,如:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如:非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(c[C2H5OH]c[CH3COOH])35例:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102
K1
K2
,
K1=K22②同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。③多重平衡规则:若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例:2NO(g)+O2(g)2NO2
K12NO2(g)N2O4
K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2
36①平衡常数K与温度有关,与浓度无关。由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少。(5)引入平衡常数K的意义例如:不同温度时,反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下:△温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断上述可逆反应的正方向是______反应。(放热或吸热)放热37②平衡常数K值的大小,可推断反应进行的程度。
K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;K值越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。③反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说,反应的平衡常数K≥105,认为正反应进行得基本完全;K≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)。④在某温度下,某时刻反应是否达平衡,可用该时刻产物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。38对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)QC>k,,未达平衡,逆向进行QC=k,,达到平衡,平衡不移动QC<k,,未达平衡,正向移动391、高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是()A.该反应的焓变为正值B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小C.升高温度,逆反应速率减小D.该反应化学方程式为CO+H2O=CO2+H2练习:A402、现有反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。在850℃时,K=1。(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K
1(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则:①当x=5.0时,上述平衡向
方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
。(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a
b(填“大于”“小于”或“等于”)。小于
逆反应
0≤
x<3.0
小于
41(1)平衡移动过程图示:一定条件下的化学平衡V正=V逆各组分含量一定条件改变V正≠V逆各组分含量发生变化一段时间后,V正′=V逆′各组分含量达到新的一定建立新条件下的平衡(2)平衡移动的根本原因:(3)平衡移动方向的判断:①若条件改变,引起V正>V逆,则平衡移动。②若条件改变,引起V正=V逆,则平衡移动。③若条件改变,引起V正<V逆,则平衡移动。正向不逆向4、化学平衡移动条件改变造成V正≠V逆42注意:1、压强、平均相对分子质量、密度不变则不一定达到平衡
3、平衡移动的方向和转化率不一定同步如:反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,平衡右移,该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。
2、混合气体平均相对分子质量变化应以M=m总n总来分析4、浓度改变,平衡不一定移动(如:等体积的反应增大压强)6、应用勒夏特列原理应该注意:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化5、条件改变→反应速率改变,且改变程度不等(即V正≠V逆)→
平衡才会移动(如增加固体反应的量,平衡不移动)7、勒夏特列原理适用范围:化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等432、如果平衡向正反应方向移动,反应物转化率一定会增大吗?不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移,则反应物的转化率一定增大。1、如果平衡向正反应方向移动,υ正一定增大吗?不一定。因为平衡向正反应方向移动的原因是:υ正>υ逆,尽管υ正减小,但只要满足υ正>υ逆平衡就向正反应方向移动。难点分析如果是向体系中增加某种反应物的量,造成平衡向正反应方向移动,则转化率的变化要具体分析:44条件特点A的转化率B的转化率增加A的量可逆反应按原比例同时增加A、B的物质的量a+b>c+da+b=c+da+b<c+d(恒容)反应物只有一种:aA(g)bB(g)+cC(g)反应物不止一种:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)条件特点A的转化率增加A的量a>b+ca=b+ca<b+c增大不变减小减小减小减小增大增大增大不变不变即a≠b+c时,增大或减小反应物浓度,平衡按加压或减压处理451、在一固定体积的密闭容器中盛有1molPCl5,加热2000C时发生如下反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,PCl5的转化率为α1,若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2molPCl5,平衡时PCl5的转化率为α2,则α1、α2的正确关系为()A.α1
>α2
B.α1<α2
C.α1
=α2
D.无法确定A例题:462、相同容器的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:2A(g)+B(g)
3C(g)+2D(g)起始时四个容器所装A、B的量分别为:A:2molA:1molA:2molA:1molB:1molB:1molB:2molB:2mol在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为()A.A的转化率:甲<丙<丁<乙B.A的转化率:甲<丙<乙<丁C.B的转化率:甲>乙>丙>丁D.B的转化率:丁>乙>丙>甲甲{乙{丙{丁{BC47例题1、相同容器的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:2A(g)+B(g)
3C(g)+2D(g)起始时四个容器所装A、B的量分别为:
A:2molA:1molA:2molA:1molB:1molB:1molB:2molB:2mol在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为:A、A的转化率:甲<丙<丁<乙B、A的转化率:甲<丙<乙<丁C、B的转化率:甲>乙>丙>丁D、B的转化率:丁>乙>丙>甲甲{乙{丙{丁{例题解析:以乙、丙为基准,先比较它们两组A、B转化率的大小,再与甲、丁两组比较。丙组的A、B都为乙组的两倍,两容器的体积相等,所丙容器压强比乙容器的大,此反应正反应为气体体积增大的反应,压强增大平衡向逆反应方向移动,所以丙组A、B的转化率都比乙组的小。A的转化率:乙>丙B的转化率:乙>丙甲、乙相比:B相同,甲中A比乙中多1mol,A的转化率:乙>甲;B的转化率:甲>乙;甲、丙相比:A相同,甲中B比丙中少1mol,A的转化率:丙>甲;B的转化率:甲>丙;乙、丁相比:A相同,丁中B比乙中多1mol,A的转化率:丁>乙;B的转化率:乙>丁;丙、丁相比:B相同,丙中A比丁中多1mol,A的转化率:丁>丙;B的转化率:丙>丁;A的转化率:丁>乙>丙>甲;B的转化率:甲>乙>丙>丁BC48若m+n=p+q,则化学平衡不受压强影响,上述恒温恒压、恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动。
3、对于一个已达到平衡的可逆反应,向其反应体系中充入惰性气体,平衡发生移动吗?⑴恒温恒容条件下,充入惰性气体,压强虽然增大,但各物质的浓度均不变,故平衡不移动;⑵恒温恒压条件下,充入惰性气体,压强虽然不变,但体积增大,各物质的浓度减小,平衡向气体体积增大的方向移动。492、已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是()①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A.①②B.②⑤C.③⑤D.④⑥1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是()A.密闭、低温是存放氨水的必要条件B.实验室用排饱和食盐水法收集氯气C.硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3利用率D.在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化练习:DB注:化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系50
3、对已达化学平衡的反应2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是()A、逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动B、逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动C、正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动D、正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动C4、反应FeCl3+3NH4SCN
Fe(SCN)3+3NH4C1达到平衡后,可使其颜色变深的措施是()A、滴入少量饱和FeCl3溶液B.加大压强C、滴入少量较浓的NH4SCN溶液D、加入NH4Cl晶体AC515、一定条件下,向一个带活塞的密闭容器中充入2molSO2和lmolO2,发生下列反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是()A、保持温度和容器体积不变,充入1molSO3(g)B、保持温度和容器内压强不变,充入lmolSO3(g)C、保持温度和容器内压强不变,充入lmolO2(g)D、保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)B526.下述实验能达到预期目的的是()编号实验内容实验目的A将SO2通入酸性KMnO4溶液中证明SO2具有氧化性B将Cl2通入NaBr溶液中比较氯与溴的氧化性强弱C将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷却降温研究温度对化学平衡的影响D分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2研究催化剂对H2O2分解速率的影响BC53四、常用解题方法化学平衡图象题的解题方法:(1)速率~时间图54例题1:右图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(△H<0)的平衡移动图象,影响该平衡的原因可能是()D、升温,同时加压C、减压,同时降温B、增大反应物浓度,并使用催化剂A、增大反应物浓度,同时减小生成物浓度Vt0V(正)V(逆)A55在一个密闭容器中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(△H<0
),右图是某一时间段中反应速率与反应进程的关系图,试回答下列问题:①处于平衡状态的时间段是
。②t1、t3、t4分别是什么条件发生了变化?③下列各时间段,氨的体积分数最高的是
。A、t0~t1B、t2~t3C、t3~t4D、t5~t6υt/st0t1t2t3t4t5t6υ(正)υ(逆)υ(逆)υ(正)例题2:t1:压强增大;t3:使用正催化剂;t4:压强减小BC56(2)浓度~时间图57(3)三个变量的图象mA(g)+nB(g)qC(g)+pD(g);△H解答时遵守两个原则:①定一议二;②先拐先平,数值大。58例题4:
对于mA(g)+nB(g)pC(g)+Q有如图所示的变化,则:①p1与p2
的关系是
;②m+n与p的关系是
;③T1
与T2的关系是
;④Q与0的关系是
。P2>P1T2<T1m+n>p0<QC%t0T2P2T1P2T1P159例题5:可逆反应:aX(s)
+bY(g)cZ(g)+dW(g)达到平衡,混合物中Y的体积分数随压强(P)与温度T(T2>T1)的变化关系如图示。⑴当压强不变时,升高温度,Y的体积分数变----------,平衡向----------------方向移动,则正反应是———热反应。⑵当温度不变时,增大压强,Y的体积分数变————,平衡向————方向移动,则化学方程式中左右两边的系数大小关系是———————。Y的体积分数压强T1T2小正反应吸大逆反应b<(c+d)601、化学反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)+Q(Q>0),达到平衡状态时,图2—12中各曲线符合平衡移动原理的是()AC练习612、对可逆反应AB3(g)
A(g)+3B(g);△H>0
,f反应从正向建立,下列图象正确的是()(图中AB3%为百分含量,V为反应速率,T为温度,t为时间)D624、下列图中能适用于可逆反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g);△H<0
的是()B635、已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2(g);△H=-1025kJ/mol。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是()C64五、化学平衡计算对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(1)浓度变化之比=化学计量数之比(2)对于反应物:n(平)=n(始)-n(变)对于生成物:n(平)=n(始)+n(变)(3)转化率α(A)=A的变化量A的起始量×100%(量:物质的量、浓度、体积、质量等)(4)各组分的体积分数φ(A)=混合物中A的量混合物的总量×100%(5)平衡常数(K)=Cp(C)
·Cq(D)Cm(A)
·Cn(B)几个基本关系:65例题:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃时反应达平衡,若k=1.求:(1)CO的平衡浓度和转化率。(2)若温度不变,上容器中充入的是1molCO和2molH2O(g),CO和H2O(g)的平衡浓度和转化率分别是多少?(3)若温度不变,要使CO的转化率达到90%,在题干的条件下还要充入H2O(g)物质的量为多少?0.25mol/L50%0.167mol/L、0.66mol/L66.67%、33.33%8mol661、用“平衡模式法”解题:例:在一定条件下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0。达到平衡后,测得n(SO2):n(O2):n(SO3)=3:4:6若保持其他条件不变,降低温度后达到新的平衡时,n(O2)=1.1mol,n(SO3)=2.0mol,此时n(SO2)应为()A、0.7molB、1.0molC、1.1molD、1.3molA672、极端假设法例:密闭容器中进行如下反应:X2(气)+3Y2(气)2Z(气),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L,当平衡时,下列数据肯定不对的是()A.X2为0.4mol/L,Y2为1.2mol/LB.Y2为1.0mol/LC.X2为0.3mol/L,Z为0.2mol/LD.Z为1.0mol/LAD68(等效平衡原理及规律)平衡一2SO2+O2=2SO3210平衡二2SO3=2SO2+O22003、等效关系法2SO2+O2=2SO30.50.251.5平衡四平衡三2SO2+O2=2SO3①1
0.5
0②1
0.5
0等效平衡69等效平衡的定义:在一定条件下,对于同一可逆反应,以不同的反应途径达到相同的平衡状态。相同的平衡状态是指:各组分的
相同A百分含量B物质的量C物质的量的浓度建立平衡的途径:①正向建立②逆向建立③从中间某状态建立④反应物分批加入百分含量一定条件是指:恒温恒容或者恒温恒压而物质的量、物质的量浓度可能相同也可能不同70等效平衡的分类和判断方法:分类判断方法结果恒温恒容△n(g)≠0恒温恒容△n(g)=0恒温恒压一边倒后,物质的量相同一边倒后,物质的量比例相同一边倒后,物质的量比例相同百分含量、n、c相同百分含量相同,n、c成比例变化百分含量、c相同,n成比例变化第一种情况也称为等同平衡一边倒百分含量相同71讨论:1.第二、三种情况,判断等效的方法是一边倒后比值相同,那能不能是一边倒后物质的量完全相同?
能一边倒后物质的量相同即为等同平衡2.第二、三种情况,平衡后各组分的物质的量是成比例变化,要求一边倒后,对于同一反应物质反应过程有什么值是相同的?同一反应物转化率相同3.为什么第三种情况n的量成比例变化,而c的量是相同的?
压强不变、物质的量改变了、体积跟着变化72AB1、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气)xC(气),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为()
A、2B、3C、4D、5典型例题:恒温恒压,X值为?大于0的任意值732.在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数为a%是()A、3molC+xmolD(x>0.6)B、1molA+1molB+1.5molC+xmolD(x>0.1)C、2molA+2molB+xmolD(x≥0)D、1molA+0.5molB+4.5molC+xmolD(x>0.7)AD改为达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的?A74B3、在相同的A、B密闭容器中分别充入2mol的SO2和1molO2,使它们在一定温度下反应,并达新平衡:2SO2(g)+O2
(g)2SO3(g)。若A容器保持体积不变,B容器保持压强不变。当A中SO2的转化率为25%时,B中SO2的转化率为:()A、25%B、大于25%C、小于25%D、无法判断754、恒温恒压下,在容积可变的器皿中,加入一定量NO2,反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,再向容器内通入一定量NO2,又达到平衡时,N2O4的体积分数()A.不变B.增大C.减小D.无法判断条件为恒温恒容?A
B765.在恒温、恒压和使用催化剂的条件下,已知:在容积可变的密闭容器中,充入1L含3molH2和1molN2的混合气体,反应达平衡时有amolNH3生成,N2的转化率为b%。(1)若在恒温、恒压和使用催化剂的条件下,在体积可变的密闭容器中充入xmolH2和ymolN2,反应达平衡时有3amolNH3生成,N2的转化率仍为b%,则x=
;y=
。(2)在恒温、恒压和使用催化剂的条件下,在体积可变的密闭容器中充入xmolH2和ymolN2和zmolNH3,若平衡时N2的转化率仍为b%,则x、y的关系为
;z的取值范围为
。(3)在恒温【与(1)温度相同】、和使用催化剂的条件下,在容积不可变的密闭中,充入1L含3molH2和1molN2的混合气体,反应达平衡时N2的转化率为c%,则b、c的关系为
(用“<”“=”或“”>“表示)。93X=3y
b>c>077等效平衡方法小结:1.审清题意2.根本方法:一边倒3.固体的量不影响平衡的移动,一边倒不用考虑固体4.对于气体分子数减少的反应:反应物的比值相同,压强大,转化率大
5.平衡后加入,等同于起始时加入6.一边倒后同一物质转化率相同78在一定条件下:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①210②004③10.51
②
420③
210恒温恒容:恒温恒压:①②③①③792SO2(g)+O2
(g)2SO3(g)初状态BA2molSO21molO2恒T恒V条件下达到平衡SO2的转化率为25%恒T恒P条件下恒温增大压强达到平衡SO2的转化率大于25%平衡的建立与途径无关,只与初始条件状态有关80课堂练习:恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(气)+B(气)C(气)(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为
mol。(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为
mol。(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则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作出此判断的理由是
。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是
。1-a3a23-3a丁a的值不能确定a/(2-a)81练习:1.在固定体积的密闭容器中,一定温度下,加入2molBr2,1molH2,发生反应:Br2(g)+H2(g)2HBr,达到平衡时,HBr的质量分数为w%。在相同条件下,按下列情况充入物质,达到平衡时,HBr的质量分数仍为w%的是()A.2molHBrB.3molHBrC.4molBr2+2molH2
D.1molBr2+2molHBrCD822.某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)达到平衡时,C的体积分数为w%,若维持温度、压强不变,将0.6LA、0.4LB,4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为w%,则x,y的值分别为()A.x=3,y=1B.x=4,y=1C.x=5,y=1D.x=2,y=3C833、已知700K时,N2+3H22NH3+Q,现有甲、乙两个容积相等的密闭容器。保持700K条件下,向密闭容器甲中通入1molN2和3molH2,达平衡时放出热量Q1;向密闭容器乙中通入0.5molN2和1.5molH2,达平衡时放出热量Q2。则Q、Q1、Q2的大小关系是()A、Q=Q1=1/2Q2B、Q>Q1>2Q2C、Q>2Q2>
Q1D、Q=Q1=Q2B844.在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2时,达平衡后生成amolHBr(见下表已知项),在相同条件下,且保持平衡时各组分百分含量不变,对下列编号(1)~(3)的状态,填写表中的空白。编号起始状态(mol
)平衡时HBr物质的量(mol
)H2Br2HBr已知120a(1)240(2)10.5a(3)mn(n≥2m)2a00.52n-4m(n-m)a855.有两只密闭容器A和B。A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如下图所示)。在保持400℃的条件下使之发生如下反应:2SO2+O22SO3。试填写下列空格:(1)A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________;平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______;(2)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气,A容器中化学平衡
移动,B容器中化学平衡
;(3)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数
。短大向逆方向不移动不变增大866.在一定的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件以下反应:A(g)+2B(g
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