第2章 化学反应的方向、限度与速率 复习课件

第2章化学反应的方向、限度与速率复习课件

例1：可逆反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（

）。①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2②单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI③用HI、H2、I2表示的反应速率的比为2∶1∶1时的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.④解析：本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析判断，需要对化学平衡的特征与化学平衡的关系进行全面分析才能顺利解答。单位时间内生成n

mol

H2的同时必生成n

mol

I2，必消耗2n

mol

HI。①不能说明达到平衡，②不能说明;③中，属于化学反应速率与化学方程式中化学计量数的一般关系，无论达到平衡与否，都符合化学计量数之比，③不能说明;④中，有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，能说明反应达到平衡;⑤中，体积固定，气体质量前后守恒，无论反应是否达到平衡，密度总不变，所以密度不变不能说明达到平衡;⑥中，由于反应前后气体分子数相同，反应是否达到平衡压强都不会变化，故压强不变不能作为平衡的标志;⑦中，由于气体总质量不变，反应前后气体的分子数不变，气体的平均相对分子质量在反应前后不会发生变化，不能说明反应已达平衡。答案：D。迁移训练1：一定条件下可逆反应：2NO2（g）2NO（g）+O2（g），在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（

）。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤ D.①②③④⑤⑥⑦答案：A专题二

平衡速率图像图像是外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响的形象表示。解题时要注意解题思路和分析方法。（1）看图像：一看轴（即纵坐标与横坐标的意义），二看点（即起点、拐点、交点、终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如浓度变化、温度变化等）。（2）想规律：看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。（3）定一议二：勒·夏特列原理只适用于一种条件的改变对化学平衡的影响，所以图像中有两种或两种以上变量时，如浓度（c）、温度（T）、压强（p）等，要先固定一种变量，再讨论另外一种或两种变量的关系。（4）作判断：通过对比分析，作出正确判断。一二三四例2：T

℃时在2L的密闭容器中X（g）与Y（g）发生反应生成Z（g）。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示;若保持其他条件不变，反应温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图2所示。一二三四下列结论正确的是（

）。A.反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v（X）=0.3mol·L-1·min-1B.容器中发生的反应可表示为：3X（g）+Y（g） 2Z（g）C.保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小D.若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强解析：根据图1可得：v（X）=0.1

mol·L-1·min-1，A项错误;根据物质的物质的量变化之比等于其化学计量数之比，则n（X）∶n（Y）∶n（Z）=0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2，B项正确;由图2可知，根据“先拐先平”的原则，T2>T1，温度升高，Y的体积分数减小，平衡正向移动，平衡常数K增大，C项错误;由图1和图3可知，平衡没有发生移动，仅仅是加快了反应速率，而该反应是一个气体体积变化的反应，增大压强，平衡会发生移动，故在这里应该是使用了催化剂，D项错误。答案：B。迁移训练2：某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应【可用aA（g）+bB（g）

cC（g）表示】的化学平衡的影响，得到如下图像（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数）。根据图像，下列判断正确的是（

）。A.反应Ⅰ：若p1>p2，则此反应只能在高温下自发进行B.反应Ⅱ：此反应的ΔH<0，且T1<T2C.反应Ⅲ：ΔH>0且T2>T1或ΔH<0且T2<T1D.反应Ⅳ：T1<T2，则该反应不易自发进行答案：B

说明：1.对于同一条件下，同一时间内的可逆反应，参加反应的各物质的物质的量之比与方程式前面的化学计量数成正比，由于可逆反应是在一定的容器中进行的，因此，反应所消耗（或生成）的物质的浓度之比也等于方程式前面的化学计量数之比。但平衡时的物质的量或浓度与方程式前面的化学计量数没有关系。2.平衡转化率是指达到平衡时反应物消耗的物质的量与原有总物质的量之间的比值，当反应物的起始物质的量之比等于方程式前面的化学计量数之比时，各物质的转化率也相同，否则不一样。3.由于可逆反应一段时间后达到平衡状态，因此，可逆反应不能进行完全，任何一种物质的物质的量不可能为0，反应物也不可能完全转化。例3：在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H2）=0.0080mol·L-1。（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2（g）各0.20mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。

答案：（1）该反应的平衡常数为0.25。（2）达平衡状态时，[H2]=0.016mol·L-1

、[I2]=0.016mol·L-1

、[HI]=0.0080mol·L-1。迁移训练3：在773K时，CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g）的平衡常数K=9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol·L-1，计算在这条件下，CO的转化率是（

）。A.60%

B.50%

C.75%

D.25%答案：C。专题四

等效平衡1.等效平衡原理

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，在达到化学平衡状态时，同种物质的物质的量分数（或体积分数）相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。也就是所谓的等效平衡原理。

由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件（温度、浓度、压强等）完全相同，则可形成等效平衡。如恒温、恒容下，可逆反应：2SO2+O2

2SO3（1）2mol 1mol 0mol（2）0mol 0mol 2mol（3）0.5mol 0.25mol 1.5mol（1）从正反应开始，（2）从逆反应开始，（3）正、逆反应同时开始，由于（1）、（2）、（3）三种情况如果按方程式的系数关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等【如将（2）（3）折算为（1）】，因此三者为等效平衡。2.等效平衡规律（1）在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体体积总数不相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，可通过可逆反应的系数比换算成同一方向的物质的物质的量与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。（2）在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体体积总数相等的可逆反应，改变起始加入情况，只要通过可逆反应的系数之比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。（3）在恒温、恒压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按系数换算成同一方向的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。3.运用等效平衡原理解题的关键（1）准确判断出两状态为等效平衡状态。（2）分清是恒温、恒容条件下的等效平衡还是恒温、恒压条件下的等效平衡。4.等效平衡的应用对于有气体参加的可逆反应，在恒温条件下，涉及容积、压强及平衡移动方向判断的问题时，可设计一些等效平衡的中间状态来求解，利用这些等效的过渡平衡状态来分析，能降低思维难度，具有变难为易、变抽象为直观的作用。例4向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是（

）。A.0.5molCO+2molH2O（g）+1molCO2+1molH2B.1molCO+1molH2O（g）+1molCO2+1molH2C.0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.4molCO2+0.4molH2D.0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.5molCO2+0.5molH2解析：这是一个气体体积不变的反应，加入CO和H2O的物质的量之比为1∶2时，即为等效平衡，CO的体积分数为x，由此可知A、D中CO的体积分数为x。B中相当于加入2

mol

CO和2

mol

H2O（g），即相当于在原平衡的基础上再加1

mol

CO，所以CO体积分数大于x。C相当于加入0.9

mol

CO和1.9

mol

H2O（g），即相当于在0.9

mol

CO和1.8

mol

H2O（g）的基础上（与原平衡等效）再加入0.1

mol

H2O（g），所以CO的体积分数小于x。答案：B。迁移训