2010高中化学反应速率和化学平衡(讲练综合)
- 格式:doc
- 大小:443.50 KB
- 文档页数:16
化学反应速率和化学平衡【考试大纲要求】1.了解化学反应的可逆性.理解化学平衡的涵义。
掌握化学平衡与反应速率之间的内在联系.2.理解勒沙特列原理的涵义.掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
3.能够通过对图形、图表的观察,获取有关的感性知识和印象,并对这些感性知识进行初步加工和记忆。
【知识规律总结】化学反应速率概念:用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
1.表示方法:v=△c/△t2.单位:mol/(L·s);mol/(L·min);mol/L·H。
3.相互关系:4NH3+5O24NO+6H2O(g)v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6影响化学反应速率的因素1.内因:反应物本身的性质(如:硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同).2.外内:(1)浓度:浓度越大,分子之间距离越短,分子之间碰撞机会增大,发生化学反应的几率加大,化学反应速率就快;因此,化学反应速率与浓度有密切的关系,浓度越大,化学反应速率越快。
增大反应物的浓度,正反应速率加快。
(2)温度:温度越高,反应速率越快(正逆反应速率都加快)。
(3)压强:对于有气体参与的化学反应,通过改变容器体积而使压强变化的情况:PV=nRT, P=CRT.压强增大,浓度增大(反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,相反,亦然).(4)催化剂:改变化学反应速率(对于可逆的反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
化学平衡的概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组在成分的含量保持不变的状态叫做化学平衡.1.“等”—-处于密闭体系的可逆反应,化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等.即v(正)=v(逆)≠0。
这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
2.“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时,在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量,物质的量浓度,质量分数,体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变).这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题附答案一、化学反应速率与化学平衡1.黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:现称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,终读数如图所示。
请回答下列问题:(1)称量样品所用的仪器为_____,将样品研细后再反应,其目的是_______。
(2)装置a的作用是________。
a.有利于空气中氧气充分反应 b.除去空气中的水蒸气c.有利于气体混合 d.有利于观察空气流速(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是___________。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为_________mL。
判断滴定已达终点的现象是_______。
通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(5)若用右图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是____。
(填编号)(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,假设实验操作均正确,可能的原因主要有____________________。
【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d装置中,使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色,且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;BaSO3被氧化成BaSO4【解析】【分析】(1)根据称量黄铜矿样品1.150g,选择精确度较高的仪器;将样品研细,增大了接触面积;(2)浓硫酸可以将水除去,还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速;(3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收;(4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积,根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点;先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2~2SO2~2I2,再根据题中数据进行计算;(5)图2中的②中通入二氧化硫,反应生成了硫酸钡沉淀,可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量;(6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2,另外BaSO3易被空气中氧气氧化,这些原因均能引起测定误差。
高考化学专题《化学反应速率与化学平衡》综合检测试卷及答案(1)一、化学反应速率与化学平衡1.草酸224H C O ()溶液与酸性4KMnO 溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快,某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因,过程如下: (查阅资料)4KMnO 溶液氧化224H C O 的反应历程为:(提出假设)假设1:该反应为放热 假设2:反应生成的Mn 2+对该反应有催化作用 假设3:K +对该反应有催化作用该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设,原因是______。
(设计、完成实验)1()称取______g 草酸晶体2242H C O 2H O ⋅(),配置500mL 0.10mol /L 224H C O 溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和______。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是______(填下列选项的字母序号)。
A 称取草酸晶体时,将草酸晶体放在托盘天平右盘B 定容时俯视刻度线C 将烧杯中溶液转移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸馏水D 摇匀后,发现溶液液面低于刻度线,立即用胶头滴管加水再定容 2()完成探究,记录数据 实验 编号 烧杯中所加试剂及用量mL ()控制条件溶液褪色时间s ()0.10mol /L 224H C O 溶液 等浓度 4KMnO 溶液 2H O0.50mol /L 稀硫酸1 30 20 30 2018 230203020水浴控制温度65℃153 30 20 30 20加入少量4MnSO 固体3.64 30 20 x 20加入5mL 0.10mol /L 24K SO 溶液18则x =______,假设______成立。
3()由于4KMnO 能氧化水中有机物等因素,配置好稳定的4KMnO 溶液,其浓度需标定.取10.00mL 0.10mol /L 224H C O 溶液于锥形瓶中,加入10mL 0.50mol /L 稀硫酸,用2()中4KMnO 溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色,且半分钟不褪色,记录数据,平行三次实验,平均消耗4KMnO 溶液40.00mL ,则草酸溶液与酸性4KMnO 溶液反应的离子方程式为:______,上述实验中4KMnO 溶液的物质的量浓度为______。
高中化学《化学反应速率与化学平衡》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.对于在恒容密闭容器中进行的反应()()()()22C s +H O g CO g +H g ,下列说法错误的是 ( )A .其他条件不变,充入少量He ,则反应速率增大B .若()()2正逆v CO =v H O ,则反应达到平衡状态C .其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变D .若混合气体的质量不再改变,则反应达到平衡状态 2.下列反应中,熵减小的是( ) A .2HI (g)=H 2 (g)+I 2 (g)B .NH 4NO 3爆炸:2NH 4NO 3 (s)=2N 2 (g)+4H 2O (g)+O 2 (g)C .2O 3 (g)=3O 2 (g)D .4NH 3 (g)+5O 2 (g)=4NO (g)+6H 2O (1)3.aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g) ΔH=Q ,同时符合两图中各曲线规律的是( )A .a+b>c+d T 1>T 2 Q>0B .a+b>c+d T 1>T 2 Q<0C .a+b>c+d T 1<T 2 Q<0D .a+b <c+d T 1<T 2 Q<04.某对于平衡体系xA(g)+yB(g)mC(g)+nD(g),其他条件不变增大压强,C 的百分含量减少,则下列关系中正确的是( ) A .x +m<n B .x +y<m +n C .m +n>xD .m +n<y +x5.已知某反应中各物质的浓度数据如下: ()()-1-1mA g +nB g qC g /mol L 3.6 2.4 2.42s /mol L 2.41.64.0⋅⋅()起始浓度末浓度则m:n:q等于()A.3:2:2 B.3:2:3 C.3:2:4 D.3:2:56.化学知识和技术发展离不开伟大化学家,下列人物与其贡献不匹配的是()A.侯德榜——工业制备烧碱B.勒夏特列——化学平衡的移动C.李比希——元素定量分析D.盖斯——反应热的计算7.现有下列两个图象:下列反应中符合上述图象的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0D.H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH>0,10min 8.将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应X(s)3Y(g)2Z(g)时测得Y的物质的量为2.4mol,下列说法正确的是()A.10min内,X的平均反应速率为0.01mol/(L·min)B.第10min时,Z的浓度为0.4mol/LC.10min时,X的转化率为20%D.反应时,向容器中通入He,容器内压强增大,反应速率加快9.下列说法正确的是()A.活化分子间的碰撞一定能发生化学反应B.增大浓度时,化学反应速率加快,主要原因是反应物活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多C.△H<0的反应均是自发反应D.反应NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57kJ•mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向10.下图是可逆反应X 2+3Y 22Z 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述不正确的是( )A .t 1、t 2时,用不同物质表示正、逆反应速率有2v(X 2)=v(Z)B .t 2时,反应已达到了一定限度C .t 2~t 3,反应不再发生D .t 2~t 3,各物质的浓度不再发生变化 11.已知298K 时,2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g);△H=-197kJ ·mol -1。
化学反应速率及平衡计算一、化学反应速率有关计算1.根据化学反应速率的定义计算公式:V=△C/t2.根据化学计量数之比,计算反应速率:在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
3.温度对化学反应速率的影响计算:【练1】某一化学反应的反应速率在每升高10度时就增大到原来的3倍,若此反应的温度从20度升高到50度时,则其反应速率是原来的()A.6倍B.9倍C.18倍D.27倍解析:温度每升高10度时就增大到原来的3倍,则v末=v初×3(T末-T初)/10=3(50-20)/10=33=27.答案:D4、根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小【练2】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是()A. 10℃20mL 3mol/L的X溶液B. 20℃30mL 2mol/L的X溶液C. 20℃10mL 4mol/L的X溶液D. 10℃10mL 2mol/L的X溶液解析:在化学反应中,当其它条件不变时,浓度越大,反应速率越快;温度越高,反应速率越快。
在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只要比较X的浓度,X 浓度越大,反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL,所以X的物质的量最大,浓度就最大。
通过观察可知,混合后A、B选项中X的浓度相等,且最大,但B中温度更高,因此B的反应速率最快。
答案:B5、利用参加反应的各物质物质的量浓度的变化或物质的量的变化数值或相关图像,确定化学反应方程式:6、综合计算【练3】将26H mol 和CO mol 3充入容积为L 5.0的密闭容器中,进行如下反应:)()(22气气CO H)(3气OH CH ,6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。
试计算:2H 的反应速率是多少?【练4】在一定条件下,发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH =-197 kJ · mol -1,若将2 mol X 和1 mol Y 充入2 L 的恒容密闭容器中,反应10 min ,测得X 的物质的量为1.4 mol ,下列说法正确的是( )A .10 min 内,反应放出的热量为197 kJ 热量B .10 min 内,X 的平均反应速率为0.06 mol ·L -1·min -1C .第10 min 时,Y 的反应速率小于0.015 mol ·L -1·min -1(假如体系温度不变) D .第10 min 时,Z 浓度为0.6 mol ·L -17、化学反应速率的测定实验和计算:测定反应速率的方式和途径:化学反应的速率是通过实验测定的。
高中化学反应速率和反应平衡的练习题和答案1.对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反应速率的关系分析下列说法正确的是()A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大D.只有催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况解析:选B。
化学平衡移动的过程就是由v(正)=v(逆)变为v(正)≠v(逆),再转化为v′(正)=v′(逆)的过程,故B正确。
使用催化剂时,反应速率改变,平衡并不移动,故A错误;对于类似H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应,其他条件不变,改变压强时,反应速率变化,平衡不移动,D错。
反应进行的程度大,正反应速率不一定大,C错。
2.(2009年高考广东卷)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。
下列说法不正确的是()A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡解析:选A。
升高温度、v正、v逆都增大,只是增大的程度不同,A错。
使用催化剂可以同等程度地增大v正和v逆,B对。
反应达到平衡状态时,v正=v逆≠0,C、D正确。
3.(2009年高考宁夏卷)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀硫酸H2OV/mL c/(mol•L-1) V/mL c/(mol•L-1) V/mLA 25 5 0.1 10 0.1 5B 25 5 0.2 5 0.2 10C 35 5 0.1 10 0.1 5D 35 5 0.2 5 0.2 10解析:选D。
本题主要考查影响化学反应速率的因素。
影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和温度两个因素考查,根据浓度越大,温度越高,反应速率越快,可以推知D组实验中最先出现浑浊。
第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率一、化学反应速率1、化学反应速率:定量描述 化学反应快慢 程度的物理量。
2、表示方法:用单位时间内反应物浓度的 减少 或生成物浓度的 增加 来表示。
(1)表达式:V =Δc /Δt (2)单位:mol/(L·min)或mol/(L·s)3、化学反应速率的测定(1)测定原理:利用与化学反应中任何一种化学物质的 浓度 相关的可观测量进行测定。
(2)测定方法①直接观察测定:如 释放出气体的体积 和 体系的压强 等。
②科学仪器测定:在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,可利用 颜色变化 和 显色物质与浓度 变化间的比例关系测量反应速率。
4、化学反应速率的计算 (1)公式法: v =Δc Δt =Δn V Δtv (反应物)=-Δc 反应物Δt v (生成物)=Δc 生成物Δt(2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
对于一个化学反应:m A +n B=== p C +q D ,v (A)=-Δc A Δt ,v (B)=-Δc B Δt ,v (C)=Δc CΔt ,v (D)=Δc DΔt, 且有:v A m =v B n =v C p =v D q 。
(3)“三段式”法①求解化学反应速率计算题的一般步骤:写出有关反应的化学方程式;找出各物质的起始量、转化量 、某时刻量;转化量之比等于化学计量数之比; 先根据已知条件列方程计算:反应: m A(g)+n B(g) = p C(g) 起始浓度/mol·L -1: a b c 转化浓度/mol·L -1 : xnx m px m 某时刻(t s)浓度/mol·L -1: a -x b -nx m c +px m再利用化学反应速率的定义式求算:v (A)=x t mol·L -1·s -1; v (B)=nx mt mol·L -1·s -1; v (C)=px mt mol·L -1·s -1。
全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考真题汇总附详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大。
小组成员为此“异常”现象展开讨论,猜想造成这种现象的最可能原因有两种,并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ:此反应过程放热,温度升高,反应速率加快;猜想Ⅱ:……。
(实验目的)探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因(实验用品)仪器:试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;试剂:0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4(硫酸酸化)溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容。
(1)草酸(H2C2O4,弱酸)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为(2)要完成对猜想Ⅰ的实验验证,至少还需要一种实验仪器是(3)猜想Ⅱ可是:___________________要设计实验验证猜想Ⅱ,进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。
【答案】(1)5H2C2O4+2MnO42—+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O(2)温度计(3)生成的Mn2+对该反应有催化作用,加快反应速率;MnSO4(s)和秒表(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。
(加入试剂时只要A试管与B试管所加的0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L 酸性KMnO4体积相等即给分。
)【解析】试题分析:猜想II:影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂,而草酸与高锰酸钾溶液发生反应:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大,反应物是溶液,无气体,故不能是反应物的浓度和压强对反应速率产生的影响,则只能是生成的产物又做了此反应的催化剂,加快了反应速率,故答案为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率;(1)草酸中的碳元素被在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为CO2,高锰酸根能被还原为Mn2+,根据得失电子数守恒来配平可得离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O;(2)由于猜想I是认为可能是由于反应放热导致体系温度升高而加快了反应速率,故应测量反应前和反应开始后一段时间的温度变化,则还缺少温度计;(3)猜想II是认为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用,由于Cl-也能使高锰酸钾溶液褪色,故为了避免Cl-的干扰,故应补充MnSO4固体,通过测量溶液褪色的时间的长短来验证猜想,则还需的仪器是秒表;(4)要通过对比实验来验证猜想Ⅱ,则实验B和实验A的试剂的选择应除了MnSO4固体不同,其他均应相同,故试管B内加入的试剂是在试管A试剂的基础上多加了MnSO4(s),由于结论是猜想II成立,则试管B的褪色时间应该比试管A的更快,故答案为2.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是工业上重要的还原性漂白剂,也是重要的食品抗氧化剂。
化学反应速率和化学平衡综合练习一、选择题(包括15个小题,每小题4分,共60分。
每小题有只一个选项符合题意。
) 1. 设反应C +CO 2 2CO (正反应吸热)反应速率为v 1,N 2+3H 22NH 3(正反应放热),反应速率为v 2。
对于上述反应,当温度升高时,v 1、v 2的变化情况为A. 同时增大B. 同时减小C. v 1增大,v 2减小D. v 1减小,v 2增大 2. 在一密闭容器内发生氨分解反应:2NH 3N 2+3H 2。
已知NH 3起始浓度是2.6 mol ·L -1,4s 末为1.0 mol ·L -1,若用NH 3的浓度变化来表示此反应的速率,则v (NH 3)应为A. 0.04 mol ·L -1·s -1B. 0.4 mol ·L -1 ·s -1C. 1.6 mol ·L -1·s -1D. 0.8 mol ·L -1·s -1 3. 在温度不变的条件下,密闭容器中发生如下反应:2SO 2+O 22SO 3,下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是 A. 容器中SO 2、O 2、SO 3共存 B. SO 2与SO 3的浓度相等C. 容器中SO 2、O 2、SO 3的物质的量之比为2∶1∶2D. 反应容器中压强不随时间变化 4. 反应2A(g)2B(g)+E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A 的浓度增大,应采取的措施是A. 加压B. 减压C. 减少E 的浓度D. 降温5. 一定温度下,浓度均为1mol ·L -1的A 2和B 2两种气体,在密闭容器内反应生成气体C ,反应达平衡后,测得:c (A 2)=0.58 mol ·L -1,c (B 2)=0.16 mol ·L -1,c (C)=0.84 mol ·L -1,则该反应的正确表达式为 A. 2A 2+B 22A 2B B. A 2+B 22AB C. A 2+B 2A 2B 2 D. A 2+2B 22AB 2 6. 一定条件下的反应:PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g)(正反应吸热)达到平衡后,下列情况使PCl 5分解率降低的是A. 温度、体积不变,充入氩气B. 体积不变,对体系加热C. 温度、体积不变,充入氯气D. 温度不变,增大容器体积7. 在一定温度下,把2. 0体积的N 2和6. 0体积的H 2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生如下反应:N 2+3H 22NH 3。
高中化学反应速率和化学平衡问题知识网络重点难点突破一、化学反应速率的比较对一具体反应来说,反应物的起始浓度与化学方程式中各物质的化学计量数并不一定成比例,但变化量一定与化学计量数成比例。
因此用不同物质的浓度变化表示反应速率时,个数值之间符合下列转化关系:对反应aA+bB cC+Dd, v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d化学反应速率改变的本质→→←三、化学平衡的判断依据一般反应体系的体积不变,对于常见的反应可以用如下三个反应作代表:① N 2(g) + H 2(g)NH 3(g) ② H 2(g) + I 2(g) 2HI(g)③C(s) + H 2O(g) CO(g)+H 2(g) 1、体系的压强不再改变。
2、体系的气体密度不再改变。
3、体系中气体的平均相对分子质量不再改变。
4、气体的颜色不再改变。
5、从化学键的断裂判断。
6、从物质的量变化判断。
7、从反应速率判断。
8、按照浓度的变化和计量系数的对比来看。
9、 判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志:①逆正v v =⑪直接标志 ②各组分的m 、n 不变(单一量)③通过浓度(或百分含量):各组分的浓度(或百分含量)不变对Δn(g) ≠0的反应,n 总(或恒温恒压下的V 总,恒温恒容下的P 总)不变;⑫间接标志 ②通过复合量:__M (m n )、ρ(Vm ),需具体分析关系式中上下两项的变化。
③其它:如平衡体系颜色等(实际上是有色物质浓度)10、四、等效平衡等效平衡的规律(1) 对于恒温、恒容条件下气体体积发生变化的反应,需要对应各物质的量完全相等。
(2) 对于恒温、恒容条件下气体体积不发生变化的反应,只需要对应各物质的量成比例即可。
(3) 对于恒温、恒压条件下的可逆反应,只需要对应各物质的量成比例即可。
五、化学平衡中的图象问题化学平衡中常见的几种图象有速率-时间图,转化率-时间图,物质的量-压强图,物质的量-温度图等。
六、化工生产适宜条件选择的一般原则1、转化率的问题。
2、实际生产中设备的问题。
3、生产中速率和平衡的相互关系问题。
4、催化剂中毒的问题。
七、化学平衡的计算计算题的解题模式Aa + bB cC + Dd起始量 m n 0 0变化量ax bx cx dx平衡量 m-ax n-bx cx dx勒沙特列原理3.2.1 浓度①规律增加反应物浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡朝着正向右移;减少反应物浓度或增加生成物的浓度,都可以使平衡朝着逆向左移。
②理解增加反应物浓度或减少生成物的浓度,使U,(正)>U,(逆)平衡正向右移;减少反应物浓度或增加生成物的浓度,使U,(正)<U,(逆)平衡逆向左移。
③υ-t函数图④注意点增加或减少固态物质(或液态纯物质)不能使平衡发生移动。
3.2.2 压强①规律在含有气态物质的平衡体系里,增大压强,平衡向着气体体积缩小的反应方向移动;降低压强,平衡向着气体体积增大反应方向移动。
②理解讨论压强对平衡的影响应归结为浓度对平衡的影响。
如恒温下,通过缩小盛气体的容器体积来增大气体体积,相当于将各反应物和各生成物气体的浓度同等倍数增大,使正逆反应速度都提高了,但提高的幅度不同,气体体积缩小的反应速率提高幅度大,结果平衡就向气体体积缩小的反应方向移动了。
③υ-t 函数图④注意点因压强的影响实质是浓度的影响,所以只有当这些“改变”能造成浓度改变时,平衡才有可能移动。
对反应前后气体体积不变的平衡体系,压强改变不会使平衡态发生移动。
恒温恒容下,向容器中充入惰性气体,平衡不发生移动。
因压强虽增加,但各反应物和生成物的浓度都不改变。
恒温恒压下,向容器中充入惰性气体,平衡会向气体体积增大的反应方向移动。
因容器体积要增加,各反应物和生成物的浓度都降低引起平衡移动。
3.2.3 温度①规律升高温度,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。
理解升高温度,正逆反应速率都要提高,但吸热反应的速率提高的幅度更大,使平衡向吸热反应方向移动了。
②υ-t 函数图③注意点对任何一个平衡体系,温度改变都会使平衡发生移动。
3.2.4 催化剂可以极大改变反应的速率,缩短(或延缓)到达平衡所需的时间,因催化剂能同等程度改变正逆反应速率,故对平衡状态不影响,既使用催化剂不能改变可逆反应所能达到的最大限度,不能提高反应转化率,不能改变原有平衡的各组份含量。
3.2.5勒沙特列原理如果改变影响化学平衡的一个条件(浓度、压强、温度)平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。
学习中要特别注意理解“减弱”的含义。
它是指平衡移动的结果只能减弱外界的变化,而不能完全抵消外界条件的变化,更不能“超越”这种变化。
如原平衡体系的压强为P,若它条件不变,将体系压强增大到2P,平衡将向气体分子数减小的方向移动,当新平衡建立时,体系压强将介于P-2P之间。
勒沙特列原理又称平衡原理,平衡移动原理能判断平衡移动的方向,但不能推断建立新平衡所需的时间,它不能用来解释催化剂改变速率的问题。
平衡移动原理适用于所有的动态平衡,但它不适用末达平衡的体系。
3.2.6 平衡移动方向和移动后结果的关系(1)如:在一密闭容器进行可逆反应mA(g) + n B(g) Pc(g) + q D(g)已知m + n > p + q 正反应为放热反应。
设ω为组分含量、M为平均分子量、α为转化率。
平衡移动方向与平衡移动后结果ω、M、α有如下关系:①压强:增加压强,平衡移向减少气体分子数的反应;α↑ω(A)↓ω(D)↑M ↑②温度:升高温度,平衡移向吸热反应有α↓ω(A)↑ω(D)↓M ↓③增加某一反应物浓度,另一种反应物的转化率提高,而本身的转化率降低。
(2)平衡移动方向和转化率的关系平衡移动是指因外界条件改变,原平衡破坏到新平衡建立的整个过程。
平衡移动的方向是决定于平衡破坏瞬间的正逆反应速率的相对大小,而不是决定于新旧两个平衡态的α(A)新或ω(A)新。
的相对大小。
平衡向右正移,新平衡时的转化率不一定比原平衡时的转化率增加;新平衡时的转化率比原平衡时的转化率小,平衡也不一定向左逆移。
平衡发生移动了,新平衡时转化率也不一定改变。
(3)增加反应物用量对平衡移动方向及转化率的影响规律。
首先要明确,增加反应物用量若能引起平衡移动的话,则一定是正向右移,而增加反应物的用量对转化率的影响则要分别情况讨论:(I)若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+Cc(g)(ⅰ)若是在恒温恒压条件下增加A的量,平衡不会发生移动,反应物A转化率不变。
(ⅱ)若是在恒温恒容条件下,反应物A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关:①若a=b+c, α(A)不变; ②若a>b+c,则α(A)增大; ③若a<b+c,则α(A)减小。
可见, 判断增大或减小反应物浓度引起转化率的改变,可按加压或减压处理。
(II)若反应物不止一种,如mA(g)+bB(g)PC(g)+qD(g)①若只增加A的量,平衡正向右移, α(B)增大,α(A)反而减小;②若按原反应物投料比例同倍数增加A和B的量,分两种情况:(ⅰ)若是在恒温恒压条件下,平衡不会发生移动,平衡态不变, 反应物A和B的转化率均不变。
(ⅱ)若是在恒温恒容条件下,对转化率的影响则与气体物质的化学计量数有关:当m+n=p+q时, α(A)和α(B)均不变化;当m+n<p+q ,α(A)和α(B)均减小;当m+n>p+q 时, α(A)和α(B)均增大。
可见,对转化率的影响等同于按恒容加压处理的结果[讨论] 有三个可逆反应分别在三个容积固定的容器中进行2HI(g) H 2(g)+I2(g);2NO 2(g)N2O4(g);PCl5(g)PCl3(g)+ Cl2(g) 在保持温度一定条件下,达到平衡后再向容器中各加入一定量的反应物。
试讨论平衡移动的方向以及重建平衡后转化率与第一次平衡时相比变化的情况(增大、减小或不变)。
(4) 平衡移动后对平均相对分子质量(Mr)的影响[ Mr(平)= ∑m(g)/∑n(g)]例在一个密闭容器中发生如下可逆反应3A(g) 3B(?) + C(?) (正反应为吸热)当体系达到平衡后,升高温度,试讨论:①若B.C 都是气体,则Mr减少。
因升温,平衡右移,总质量∑m(g)不变,n(总)增大,Mr减少。
②若B.C 都不是气体,则Mr=M(A),不变。
因容器仅有一种气体A,虽n(A)在改变,但M(A)不会变。
③若B是气体,C不是气体,则Mr减少。
因n(总)不变,升温,平衡正向右移, 总质量∑m(g)减少了。
等效平衡概念甲乙两个容器中分别进行同一个可逆反应,并都达到了化学平衡状态。
若甲乙两个容器中各组份含量分数对应相等,则称甲乙两者为等效平衡。
等效平衡可分为三类:(注意每类含量分数ω、物质的量n及物质的量浓度C )第Ⅰ类甲乙容器恒温等容,(其间进行的是反应前后气态物质分子总数有发生变化的可逆反应),不仅各组份含量分数(ω)对应相等,而且各组份物质的量(n)也对应相等,当然各组份物质的量浓度(C)也对应相等。
因此,甲乙实为等同平衡。
显然,若起始投入两容器中各物质的浓度彼此对应相同,则建立的平衡必为等效。
第Ⅱ类甲乙容器恒温等压,各组份含量分数(ω)虽对应相等,但各组份物质的量却不相同。
甲乙两容器一个大,一个小,大的容器中各组份物质的物质的量分别是小容器中相应组份物质的量的等同倍数,其倍数为大小两容器体积比,所以,各组份物质的量的浓度(C)却是对应相等的。
显然将反应达到平衡的两个小盒,在恒压下并合为一个大盒,则大盒与小盒必为等效平衡。
第III类甲乙两个容器中分别进行同一个可逆反应,而且反应前后气态物质的分子总数恒定等效平衡判断判断不同投料方案是否能建立等效平衡的方法(归边极端处理法)(1)外界条件为恒温恒容时,只要将生成物按化学方程式计量数关系完全转化为反应物(作极端处理),若处理后的各反应物的量与比较对象对应反应物的量分别一致,因是恒容,物质的量一致了,浓度也就一致了,这样则可建立相同的平衡态,否则就不能。
(当然也可作另一极端处理,全转为生成物)如:氢气和氮气合成氨的反应,有A 、B 、C 、D 四种投料方案(单位:mol)N2 + 3H 2 2NH3 N 2 + 3H 2 2NH 3A 1 3 0 1 3 0B 0 0 2 1 3 0C 0.5 1.5 1 1 3 0D 1 3 2 2 6 0其中 A 、B 、C 的投料方案最终能建立等效平衡,D 的投料量则不能建立与A 、B 、C 等效平衡。
(2)外界条件为恒温恒压时,只要将生成物按化学方程式完全转化为反应物(作极端处理),若处理后的各反应物的量与比较对象对应反应物的量比值分别一致,因是恒压,容积会按“比值”变化,也就使浓度一致了,这样则可建立相同的平衡态,否则就不能。