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文档简介
巴中西南大学第三实验学校
李向阳第三节
化学平衡一.可逆反应阅读教材P25,思考:一定温度下某溶质的饱和溶液,是不是该溶液中就不能再溶解该溶质?固体溶质
溶液中的溶质溶解结晶溶解速率=结晶速率溶液浓度不变或晶体质量不变1.可逆过程溶解平衡状态(饱和溶液)2.可逆反应(1)定义:
(2)特点:2SO2+O2
2SO3催化剂
△2H2O===2H2+O2电解2H2+O2===2H2O点燃①同一条件、同时进行(正逆反应)
②反应不能进行到底,反应物和生成物共存。在同一条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应结论:如果投料按照方程式系数比投料,则转化率一定相等。1.当反应刚开始时,正反应与逆反应哪个反应速率大?2.随着反应的进行,反应物和生成物浓度如何变化?3.随着反应的进行,v(正)与v(逆)怎样变化?4.反应进行到什么时候会“停止”?5.此时,反应物和生成物浓度如何变化?2SO2+O2
2SO3催化剂
△恒T恒V:正反应速率逆反应速率时间速率反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念—化学平衡状态t1V(正)=v(逆)正反应速率和逆反应速率随时间变化图示(1)0~t1:v(正)v(逆)(2)t1后:v(正)v(逆)>=≠0二.化学平衡状态(一)化学平衡状态②前提条件:①研究对象:密闭容器的可逆反应③平衡本质:V
正
=V
逆≠0④平衡标志:各组分的浓度保持不变T、VT、P一定条件化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。1.定义:2.化学平衡的特征②等:动态平衡①动:V正=V逆≠0③定:反应条件一定,反应混合物中各组分的浓度一定④变:条件改变,平衡将可能被破坏。3.化学平衡状态的判断标志本质:v正=v逆
物质的浓度不变物质的百分含量不变混合气体的密度气体的压强或体积不变溶液(气体)的颜色不变混合气体的平均分子量体系的温度(各组分的含量不变)1.一定温度下,反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内反应nmolA的同时生成nmol的DC.容器内的总压强不随时间的变化而变化B.单位时间内生成2nmolC的同时生成nmol的BD.单位时间内生成nmolA的同时生成nmol的BBC结论2:一正一负,符合系数结论1:对同一物质而言,该物质的消耗速率等于其生成速率C③④N2+3H22NH31.明确反应物和生成物的状态,从而确定反应特征2.明确条件:恒温恒压、恒温恒容3.变量保持不变③④⑤⑥⑦⑤⑥⑦⑧③⑥B、C、D、E定向爆炸是通过减少单位体积炸药用量,同时增大反应接触面积达到控制反应的目的。三.化学反应条件的控制定向爆炸:可通过控制温度、使用催化剂、改变反应物浓度、增大或减小反应物接触面积等方法控制反应条件。请仔细阅读教材,然后思考下列问题1.如何提高燃料的燃烧效率?燃料充分燃烧的条件是什么?2.如何控制化学反应条件?一般情况下,有哪些方法控制反应条件?1.提高燃料燃烧效率的措施:(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能,提高热能的利用率。2.燃料不充分燃烧的危害(1)产生热量少,浪费资源;(2)产生污染物,危害环境和人体健康
3.燃料充分燃烧的条件(1)燃烧时要有足够的空气(2)燃料与空气要有足够大的接触面积(1)消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。(2)在实验室里,硝酸、硝酸银等药品均必须用棕色试剂瓶保存,并应该存放在阴凉干燥处。为什么?(3)实验室中用碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳时,选择的试剂为块状碳酸钙而不是粉末状碳酸钙,为什么?
门一打开,可燃物与空气的接触面增大,迅速燃烧,可引发爆炸
因HNO3
、AgNO3
见光、受热均易分解,所以必须用棕色试剂瓶保存,并存放在阴凉处因为粉状CaC03
与盐酸反应速率太快,而难以控制生成的CO2的流速与流量第三节化学平衡-----影响化学平衡的因素思考与交流1.化学平衡的本质是什么?2.哪些条件会影响化学反应速率?V
正
=V逆≠0浓度、温度、压强、催化剂等3.如果上述条件对V正和V逆的影响程度不同,原化学平衡会发生什么改变?(二)化学平衡的移动条件改变引起速率改变v正’≠v逆
,:v正,=v逆,:若v正>v逆,若v正<v逆,平衡不发生移动平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动实验2-5(三)化学平衡的影响因素Cr2O72—+H2O2CrO42—+2H+橙色黄色0.1mol/LK2Cr2O7溶液操作滴加几滴浓硫酸滴加几滴6mol/LNaOH溶液现象结论橙色加深溶液变黄1.浓度对化学平衡的影响平衡逆向移动平衡正向移动实验2-6加入饱和FeCl3溶液加入1mol/LKSCN溶液溶液的红色加深溶液的红色加深加入NaOH溶液加入NaOH溶液溶液的颜色变浅溶液的颜色变浅Fe3++3SCN—Fe(SCN)3平衡正向移动平衡逆向移动结论:增大反应物或减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;
减小反应物或增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。(1)增加反应物的浓度改变条件时:
v正
v逆的关系:
平衡移动方向:
t2V’正=V’逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0
平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱv正增大;v逆不变
v正’
>v逆’正向移动(2)减少反应物的浓度改变条件时:
v正
v逆的关系:
平衡移动方向:v正减少;v逆不变v正’<v逆’逆向移动t2V’正=V’逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0
平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’(逆)V’(正)V’(正)=V’(逆)增大生成物的浓度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’(正)V’(逆)V’(正)=V’(逆)减小生成物的浓度平衡正向移动平衡逆向移动减小生成物浓度增大生成物浓度【图像分析】引起V正
>V逆引起V逆
>V正由以上四图可以得出结论:1)改变反应物浓度瞬间,只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间,只能改变逆反应速率2)改变浓度瞬间若v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动
若v(逆)>v(正),平衡向逆反应方向移动3)新旧平衡速率比较:增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率思考:可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在T、V一定条件下达平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动有()
①增大水蒸气浓度②加入更多的碳
③增加H2浓度改变条件后能使CO浓度有何变化?①③强调:气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化,纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变,化学平衡不移动1.饱和氯水中存在Cl2+H2OH++Cl—+HClO,加入下列物质,平衡向哪一方向移动,生成物的浓度如何变化?已知:碳酸酸性强于次氯酸
2.对于FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,加入少量KCl固体,溶液的颜色是否变化?课堂练习移动方向c(H+)c(Cl—)c(HClO)氯化钠固体碳酸氢钠固体
较浓硫酸氯气水1.改变固体、纯液体的用量或加入与反应无关物质,不影响化学平衡2.反应物的浓度越大,反应速率越快,达到平衡的时间越短3.增大反应物之一的浓度,可提高另一反应物的转化率,而自身转化率降低注意应用请根据表1和表2思考,压强的改变对化学平衡有什么影响?表1:可逆反应N2+3H22NH3
;4500C时N2与H2反应生成NH3的实验数据表2:可逆反应2SO32SO2+O2
,某温度下SO3
分解为SO2
和O2的实验数据思考与交流结论:增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。解释:加压→体积缩小→浓度增大→正反应速率增大逆反应速率增大→V正>V逆→平衡向正反应方向移动。说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大的程度不一样V正=V逆V正V逆t1t(s)t2V”正=V”逆V’逆V’正aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b
>c+d改变压强,对气体系数大的一方速率影响程度更大aA(g)+bB(g)cC(g)思考:对于反应
H2O+COH2+CO2如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动?高温催化剂V(molL-1S-1)T(s)0V正=V逆V’正=V’逆增大压强,正逆反应速率均增大,但增大的程度一样,V’正=V’逆,平衡不移动。t2aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
a+b
=
c+d增大压强,正逆反应速率均增大,但增大的程度一样,V’正=V’逆,平衡不移动。V(molL-1S-1)T(s)0V正=V逆V’正=V’逆t2V’正=V’逆练习1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?移动的根本原因是什么?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
②CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
④H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)正逆逆不移不移2、一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡时,测得B气体的浓度为0.6mol/L。恒温下,将密闭容器的容积扩大1倍,重新达到平衡时,测得B气体的浓度为0.4mol/L,则下列叙述中正确的是(
)A.平衡向右移动 B.重新达平衡时D的体积分数增大C.a+b>c+d D.重新达平衡时A的转化率增大C一般情况下,增压浓度均增,减压浓度均减1.改变压强的实质为改变浓度,对非气态反应,压强的改变不会使平衡移动.2.对同一反应,压强越大,反应速率加快,达到平衡的时间越短3.通入与反应无关的气体,恒温、恒容:恒温、恒压:4.同等倍数改变反应混合物各物质的浓度时,可视为压强的影响反应的速率不变,平衡不移动体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动
(对反应体系相当于减压)注意加压,使体系体积缩小为原来的①平衡移动方向(填“向左”、“向右”或“不移动”)
甲________;乙________;丙________。操作热水冷水现象结论2NO2(g)N2O4(g)
△H=-56.9kJ/mol红棕色无色实验2-73.温度对化学平衡的影响红色变深红色变浅温度升高,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动。
v正增大;v逆增大
v正’
>v逆’正向移动
(向吸热反应的方向移动)(1)升高温度(正反应吸热)改变条件时:
v正
v逆的关系:
平衡移动方向:
v正减小;v逆减小
v正’
<v逆’逆向移动
(向放热反应的方向移动)(2)降低温度(正反应吸热)改变条件时:
v正
v逆的关系:
平衡移动方向:2.对同一反应,温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短1.改变温度,对吸热反应一方速率影响程度更大。温度对化学平衡的影响(图像)升温升温降温降温达到化学平衡后,改变条件,按要求回答下列问题:(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”)甲________;乙________;丙________。此时反应体系的温度均比原来____(填“高”或“低”)混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)甲________;乙________;丙________。催化剂可缩短反应到达平衡所需要的时间。V(molL-1S-1)V正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆4.催化剂不影响化学平衡不移动
改变条件时:
v正
v逆的关系:
平衡移动方向:v正增大;v逆增大
v正’
=v逆’平衡
v正=v逆改变
条件速率不变:平衡不移动
速率改变程度相同(v正,
=v逆,):平衡不移动程度不同v正,
>v逆,平衡正移v正,<v逆,平衡逆移小结勒夏特列原理:改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。(四)平衡移动的原理①平衡移动方向与条件改变方向相反。②能减弱条件的改变,但不能完全抵消。③此原理适用于已达平衡的体系:注意:化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡例题1:下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A.由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深B.黄绿色的氯水光照后颜色变浅C.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去AC原理的具体理解反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:①若N2的平衡浓度为amol/L,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到bmol/L后平衡向——————方向移动,达到新平衡后,N2的浓度为cmol/L,则a、b、c的大小为———————;②若平衡体系的压强为P1,之后缩小反应体系体积使压强增大到P2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的压强为P3,则P1、P2、P3的大小为——————————;例题2:某温度下,N2O4(气)2NO2(气);△H>0。在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是()A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大,平衡向逆反应方向移动B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深D.保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深E.保持体积不变,充入He,压强增大,平衡向逆反应方向移动,NO2物质的量浓度减小F.保持压强不变,充入He,平衡不移动,NO2物质的量浓度减小
BEF一般情况下,增压浓度均增,减压浓度均减1.下列说法不能够用勒夏特勒原理来解释的是()A.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气B溴水中有下列平衡Br2+H2O
HBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后,溶液颜色变浅C.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率D.恒温、恒压条件下,在NO2和N2O4平衡体系中充入He后,体系颜色变浅练习D2.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)
ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是(
)A.①②④ B.①④⑥C.②③⑤ D.③⑤⑥B3.将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(
)
改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大练习B第三节化学平衡-----化学平衡常数(四)化学平衡常数1.定义
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)。2.表达式
cp(C)·
c
q(D)
cm(A)·c
n(B)
K=mA+nBpC+qD观察教材P29表,你可以得出什么结论?单位:[mol/L]△n注意:对于有固体或溶剂参加的反应它们不列入平衡常数表达式中
反应K11/2N2(g)+3/2H2⇌NH3(g)
2N2(g)+3H2⇌2NH3(g)
32NH3(g)⇌N2(g)+3H2
4FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)
5①:CO(g)+CuO(s)⇌CO2(g)+Cu(s)②:H2(g)+CuO(s)⇌Cu(s)+H2O(g)③:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)K1=K2=K3=对于一个反应,其平衡常数的表达式是唯一的吗?平衡常数的表达式与哪些因素有关?对于一个反应,其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系?存在叠加关系的化学方程式,K的表达式存在什么联系?①K只受温度影响,与起始浓度无关②正反应的K1与逆反应的K2满足:③若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数K等于分步平衡常数之乘积(商)小结
④对于一个可逆反应,化学计量数不一样,化学平衡常数表达式也不一样,但意义相同K1×K2=1课堂练习1.2000K时,反应CO(g)+1/2O2(g)⇌CO2(g)的平衡常数为K,则相同温度下反应2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g)的平衡常数K′为(
)2.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s)⇌H2S(g),K1;②S(s)+O2(g)⇌SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数是(
)一般来说:K>105认为正反应进行得较完全K<10-5
认为逆反应进行得较完全
10-5
≤K≤
105认为是可逆反应①判断反应进行的程度3.化学平衡常数意义298K:N2(g)+O2(g)
2NO(g)K=1×10-30(2)判断反应△H升高温度K值增大正反应是吸热反应△H>0降低温度K值增大正反应是放热反应△H<0正反应是放热反应△H<0下表为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(3)判断反应方向QC>K未达平衡,逆向进行,QC=K,
平衡状态,
QC<K,未达平衡,正向进行
t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.61.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示:回答下列问题:(1)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。(2)若1200℃时,在某时刻体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1,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>,<,=).课堂练习2.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:(1)该反应正反应为____热反应(填吸或放),温度为T5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T5℃时,该反应的平衡常数数值为____。(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应____(选填编号).a.一定向逆反应方向移动b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小c.一定向正反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(4)保持温度,体积不变,充入CO2气体达到新平衡时,则CaCO3的质量_____,CaO的质量____,CO2的浓度_____(填“增大”,“减小”或“不变”)(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因________________。2.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:4.平衡转化率与化学平衡常数的计算例1.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)。在500℃时,平衡常数K=9。若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol/L,则在此条件下CO的转化率为(
)A.25%B.50%C.75% D.80%例2.将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol。求:CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。例3.(2014·全国新课标Ⅰ,28节选)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。1.对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α=___%。平衡常数K343=___(保留2位小数)②比较a、b处反应速率大小:va__vb(填“大于”“小于”或“等于”)反应速率v=v正−v逆=,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处=_______(保留1位小数)拓展练习−3.一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。(3)计算该反应的平衡常数K=
(4)反应进行到20min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9mol/L。在图2中画出20min后达到新平衡的图像
已知反应:N2O4(g))⇌2NO2(g)(1)充2molNO2,NO2平衡转化率为a%。再充2molNO2,平衡
移动,新平衡NO2的转化率为b%
a%。(2)充1molN2O4,N2O4平衡转化率为a%。再充1molN2O4,平衡
移动,新平衡N2O4的转化率为b%
a%。拓展练习第三节化学平衡-----化学平衡图像1.速率、浓度—时间图像例1:已知一定条件下合成氨反应:N2(g)+3H2(g)
⇌2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。t1____________;t2______________;t3______________;t4____________。(一)基础图像练习:向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如附图一所示。附图二为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3-t4阶段为使用催化剂;图一中t0-t1阶段c(B)未画出。
(1)若t1=15min,则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=
。(2)t4-t5阶段改变的条件为
,B的起始物质的量为
。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:①K1=
(保留两位小数);②K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为
(用“>”、“<”或“=”连接);2.拐点图像先拐先平数值大,固定一个看其他mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g);
△H=QkJ/mol
C%时间0T1
T2Q
0>>判断:T1T2mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g);
△H=QkJ/mol
P2P1A转化率时间0t1t2判断:P1P2m+np+q<<判断:A转化率温度01.01107Pa1.01106Pa1.01105PaTmA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g);△H=QkJ/molm+n
p+q>Q
0等温线<3.等温、等压图像竖直做垂线判断:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g);△H=QkJ/mol300C转化率压强0P等压线200C100Cm+np+qQ0><1.可逆反应:A2(?)+B2(?)
⇌2AB(?),当温度和压强改变时n(AB)的变化如图,下列叙述正确的是() A.A2、B2及AB均为气体,ΔH<0B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,ΔH<0C.AB为气体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0(二)其他图像2.对于mA(s)+nB(g)⇌pC(g);ΔH<0的可逆反应,在一定温度下达平衡,B的百分含量与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是(
)A.m+n<p
B.n>pC.x点的状态是v正>v逆
D.x点比y点的反应速率快3.在容积相同的密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如右:(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是________。(2)此可逆反应的正反应是________反应。(填“放热”或“吸热”)。(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由。____________________________________________
。zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)
ΔH1(Ⅰ)4.一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“=”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。
5.2HI(g)H2(g)+I2(g)△H>0由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为______________(填字母)。1.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B.T2下,在0~t1时间内,
v(Y)=(a-b)/t1mol/L·minC.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小拓展练习2.向绝热恒容密闭器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)⇌
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.时,SO2的转化率:a—b段小于b—c段3.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)⇌2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示:下列说法中正确的是(
)A.30~40min间该反应使用了催化剂B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应C.30min时降低温度,40min时升高温度D.8min前A的反应速率为0.08mol·L-1·min-14.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)⇌N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题:(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线______表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________。(2)前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=__________mol·L-1·min-1;反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是_____________________。(3)若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是________。A.加入催化剂 B.缩小容器体积C.升高温度 D.加入一定量的N2O4第三节化学平衡-----等效平衡在425℃时,在1L密闭容器中进行的反应H2+I22HI达到平衡,分别说明下列示意图所表示的涵义,由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征。1molH2+1molI22molHI相当等效化学平衡的建立,与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式。1.定义:(1)相同条件:恒温、恒容或恒温、恒压(2)不同途径:(3)两平衡等效的标志:①正向建立:只加反应物;②逆向建立:只加生成物;③中间建立:反应物、生成物同时加入;一.等效平衡在相同的条件下通过不同的途径,达到的相同的平衡状态达到平衡时,各组分的含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)均对应相等。例:N2+3H22NH3①恒温、恒容起1mol3mol0起002mol
等效起0.9mol?
?
结论:起abca+0.5c=1b+1.5c=3就与原平衡互为等效平衡反应前后体积不等的反应2.7mol0.2mol前后气体体积改变的反应,只要转化到同一边后与起始的投料数值相同,则两平衡等效。130A.131B.0.51.51C.0.51.50D.132N2+3H22NH3A.1.54.50B.130C.0.51.50D.260abca+0.5cb+1.5c0a+0.5c=1b+1.5c=3就与原平衡互为等效平衡N2+3H22NH3讨论:在一有催化剂、恒温、恒容的密闭容器中,N2+3H22NH3已知加入1molN2和3molH2,达平衡时NH3的体积分数为m%,若初始分别加入下列各物质,NH3的体积分数仍为m%的是()A.1molN2+3molH2+1molNH3B.0.5molN2+1.5molH2+1molNH3C.0.5molN2+1.5molH2D.1molN2+3molH2+2molNH3B例:H2+I22HI起1mol2mol0起2mol4mol0结论:反应前后气体体积不变的反应,在恒温恒容下,若等价转换成相同状态同一边物质,两次物质的起始量之比相等,则两平衡状态相同。①恒温、恒容反应前后体积相等的反应起
?2mol2起abc
等效
极端假设法:只要转化到同一边后与起始的投料比值相同,则为等效平衡(a+0.5c):(b+0.5c)=1:2就与原平衡互为等效平衡0.5mol例:2SO2+O22SO3②恒温、恒压起2mol1mol0起002mol
等效起4mol2mol0起abca+cb+c/20结论:恒温恒压下,不论反应前后气体总体积是否变化的反应,若等价转换成相同状态同一边物质,两次物质的起始量之比相等,则两平衡状态相同。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)归零后与标态各物质对应成比例T、V一定m+n≠p+q归零后与标态各物质对应相等m+n=p+qT、P一定平衡时,各物质分数相同,物质的量也相同平衡时,各物质分数相同,物质的量不一定相同全等平衡等比平衡等比平衡1.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是(
)①2molC②2molA、1molB和1molHe(不参加反应)③1molB和1molC④2molA、3molB和3molCA.①②B.②③C.②④D.①④课堂练习2.如图所示,温度不变下某容器分隔成A、B两部分,A容器固定不变,B有可移动的活塞,现在A中充入2molSO2和1molO2,在B中充入2molSO3和1molN2,在相同条件下发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),根据下列要求填空:
固定活塞位置在3处不动,达到平衡后,设A中压强为PA,B中压强为PB,则PA与PB的压强是PA
PB(填“<”、“>”、“=”)。(2)若要使A中与B中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在
处。(3)若活塞右移到5处,达到平衡后,B中SO3为xmol,A中SO3为ymol,则x
y的(填“<”、“>”、“=”理由是
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