高中化学竞赛-化学平衡
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高中化学平衡知识点
1、影像化学反应速率的因素
(1)内因(决定因素)
化学反应是由参加反应的物质的性质决定的。
(2)外因(影响因素)
①浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快。
注意:增加固体物质或纯液体的量,因其浓度是个定值,故不影响反应速率(不考虑表面积的影响)
②压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大压强,气体的体积减小,浓度增大,反应速率加快。
注意:由于压强对固体、液体的体积几乎无影响,因此,对无气体参加的反应,压强对反应速率的影响可以忽略不计。
③温度:当其他条件不变时,升高温度,反应速率加快。
一般来说,温度每升高10℃,反应速率增大到原来的2~4倍。
④催化剂:催化剂有正负之分。使用正催化剂,反应速率显著增大;使用负催化剂,反应速率显著减慢、不特别指明时,指的是正催化剂。
2、外界条件同时对V正、V逆的影响
(1)增大反应物浓度时,V正急剧增加,V逆逐渐增大;减小反应物的浓度,V正急剧减小,V逆逐渐减小 (2)加压对有气体参加或生成的可逆反应,V正、V逆均增大,气体分子数大的一侧增大的倍数大于气体分子数小的一侧增大的倍数;降压V正、V逆均减小,气体分子数大的一侧减小的倍数大于气体分子数小的一侧减小的倍数。
(3)升温,V正、V逆一般均加快,吸热反应增大的倍数大于放热反应增加的倍数;降温时,V正、V逆一般均减小,吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。
3、可逆反应达到平衡状态的标志
(1)V正=V逆,如对反应mA(g)+nB(g)======pC(g)
①生成A的速率与消耗A的速率相等。
②生成A的速率与消耗B的速率之比为m:n
(2)各组成成分的量量保持不变
这些量包括:各组成成分的物质的量、体积、浓度、体积分数、物质的量分数、反应的转换率等。
(3)混合体系的某些总量保持不变
对于反应前后气体的体积发生变化的可逆反应,混合气体的总压强、总体积、总物质的量及体系平均相对分子质量、密度等不变。
与平衡有关的试题
1 与平衡有关的试题
(2002年)7.(6分)
已知,CrO42-离子和Cr2O72-离子在水溶液中存在如下平衡:
2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(1),K=1422242242102.1][][][HOCrOCr
⑴ 要使平衡向左移动,可以加 ,或加 ,或加某些金属离子如Ba2+。
⑵ 请自行设计两个实验(简单说明实验操作和实验现象)来验证Ba2+确实能使平衡向左移动。
答案(共6分)
⑴ OH- Cr2O72- (各1分)
⑵ a.加入 Ba2+ 后,溶液的颜色从黄色变为橘红色 b.加入 Ba2+ 后,产生黄色 BaCrO4沉淀 c.加入 Ba2+后,pH值下降 d.其他任何对溶液或沉淀进行分析的方法
(答对一个 2 分,不超过 4 分)
(2003年)3.(共6分)
提出查理定律的查理很幸运,碰巧开始时没有以N2O4来研究气体行为,否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。
对于平衡N2O4(g)2NO2 (g),在 298K时其Kp= 0.1 pθ,而pKp2214,α为N2O4的离解度,p为平衡体系的总压。假设,298 K时,查理把0.015 mol的N2O4放于一只2.44×103m3的烧杯中,当离解达到平衡后,他将看到平衡压力等于0.205pθ。其对应的α = 0.33
⑴ 在保持体积不变的前提下,查理做把温度升高10%的实验,即把温度升高至328K。根据理想气体定律,其压力也应只增大10%,即等于0.226pθ,但查理发现这时的压力为0.240pθ。自然,问题是出在N2O4的离解度增加上了。试求此时的α和Kp。
⑵ 若NO2在298K下的标准摩尔生成自由能为51.463kJ·mol1,试计算N2O4在298K下的标准摩尔生成自由能。
高中化学知识点总结 第 1 页 共 3 页 高中化学知识点总结:化学平衡
1.化学平衡状态:指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度不变的状态。
2.化学平衡状态的特征
(1)“等”即 V正=V逆>0。
(2)“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行。
(3)“定”即反应混合物中各组分百分含量不变。
(4)“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡。
(5)与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效)。
3.化学平衡状态的标志
化学平衡状态的判断(以mA+nBxC+yD为例),可从以下几方面分析:
①v(B耗)=v(B生)
②v(C耗):v(D生)=x : y
③c(C)、C%、n(C)%等不变
④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定
⑤体系颜色不变
⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量
⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等
4.影响化学平衡的条件
(1)可逆反应中旧化学键的破坏,新化学键的建立过程叫作化学平衡移动。
(2)化学平衡移动规律——勒沙特列原理
如果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。
①浓度:增大反应物(或减小生成物)浓度,平衡向正反应方向移动。
②压强: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。
③温度:升高温度,平衡向吸热反应方向移动。降低温度,平衡向放热反应方向移动。
④催化剂:不能影响平衡移动。
5.等效平衡
在条件不变时,可逆反应不论采取何种途径,即由正反应开始或由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同;一次投料或分步投料,最后所处平衡状态是相同的。某一可逆反应的平衡状态只与反应条件(物质的量浓度、温度、压强或体积)有关,而与反应途径(正向或逆向)无关。
(1)等温等容条件下等效平衡。对于某一可逆反应,在一定T、V条件下,只要反应物和生成物的量相当(即根据系数比换算成生成物或换算成反应物时与原起始量相同),则无论从反应物开始,还是从生成物开始,二者平衡等效。
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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第7讲 化学反应速率与化学平衡
【竞赛要求】
反应速率基本概念。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等)。阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。标准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。平衡常数与转化率。利用平衡常数的计算。热力学分解温度(标态与非标态)。克拉贝龙方程及其应用(不要求微积分)。
【典型例题】
例1、把6 mol A气和5 mol B气混合后放入4 L密闭容器中,在一定条件下发生反应:
3 A(g) + B(g) 2C(g) + x D(g),经5 min生成C为2 mol,测定D的平均速率为0.1 mol·L-1min-1。求:
(1)A的平均反应速率;
(2)此时A的浓度;
(3)温度不变,体积不变,容器内压强与开始时压强比值;
(4)B的转化率。
分析:不同物质表示同一反应的反应速率,其比值等于方程式中各物质的化学计量数之比。同温、同体积时,气体的压强之比等于气体的物质的量之比。转化率则为转化的量与起始量之比值。
解:经5 min生成D的物质的量:n(D) = 0.1 mol·L-1min-1×4 L ×5min = 2 mol,
3 A(g) + B(g) 2C(g) + x D(g)
起始物质的量/mol 6 5 0 0
转化物质的量/mol 3 1
2
2
5 min后物质的量/mol 3 4
2 2
(1)(A) = min5·43Lmol