【精品】备战高考化学二轮复习讲学案:专题09化学反应速率与化学平衡(原卷版)
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专题6 化学反应速率和化学平衡【2018年高考考纲解读】1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程;了解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。
6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【重点、难点剖析】 一、化学反应速率与计算1.外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势和程度(1)当增大反应物(或生成物)浓度时,v (正)[或v (逆)]增大,v (逆)[或v (正)]瞬间不变,随后也增大;(2)增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大;(3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率; (4)升高温度,不论放热反应还是吸热反应,v (正)和v (逆)都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大;(5)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
2.惰性气体对反应速率的影响我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为“惰性气体”。
(1)恒温恒容时充入“惰性气体”――→引起体系总压强增大,但各反应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,化学反应速率不变。
(2)恒温恒压时充入“惰性气体”――→引起容器容积增大――→引起各反应成分浓度降低――→引起反应速率减小。
二、化学平衡1.可逆反应达到平衡状态的标志(1)直接标志⎩⎪⎨⎪⎧①v (正)=v (逆)②各组分的物质的量或质量不变③各组分的含量(w 、φ)不变(2)间接标志⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧①总量:n (总)[或恒温恒压下的V (总)、恒温恒容下的p (总)]不变(需具体分析)②复合量:混合气体的平均相对分子质量M -r不变,或混合气体的密度ρ不变(需具体分析)③其他:如平衡体系的颜色不变(实际上是 有色物质的浓度不变)2.平衡移动方向的判定 (1)应用平衡移动原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
第2章化学反应速率和化学平衡--复习学案 【知识体系】专题1:化学反应速率和化学平衡的有关计算1.此类化学计算都遵循以下共同的步骤:(1)写出有关反应的化学方程式;(2)找出或设定“三个量”(起始量、转化量、某时刻量); (3)根据已知条件列方程或代入表达式进行计算。
例如:反应 m A + n Bp C起始浓度/mol·L -1 a b c转化浓度/mol·L -1 x nx m px m某时刻浓度/mol·L -1 a -x b -nx m c +px m2.计算中注意以下量关系:(1)对反应物:c (起始)-c (转化)=c (某时刻) (2)对生应物:c (起始)+c (转化)=c (某时刻) (3)转化率=c (转化)c (起始)×100%例1 (2014·高考四川卷)在10 L 恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:下列说法正确的是( )A .实验①中,若5 min 时测得n(M)=0.050 mol ,则0至5 min 时间内,用N 表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/(L ·min)B .实验②中,该反应的平衡常数K =2.0C .实验③中,达到平衡时,X 的转化率为60%D .实验④中,达到平衡时,b>0.060【变式训练】1.工业上制备H 2的一种重要方法是:CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH =Q kJ·mol -1。
已知该反应的平衡常数K 与温度的关系如图所示。
若在一固定的密闭容器中,850℃时发生上述反应,并测得容器内各物质的浓度(mol·L -1)随时间的变化关系如下表:已知:(1)根据下列叙述可以判断该反应已达到化学平衡状态的是__________。
A .单位时间内CO(g)减少的浓度等于生成CO2(g)的浓度 B .反应容器内的压强不发生变化C .混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变D .氢气的生成速率等于水的消耗速率(2)Q__________0(填“>”、“=”或“<”)。
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专题八化学反应速率化学平衡【考纲要求】1、化学反应速率的定义与化学平衡状态的建立,影响化学反应速率及化学平衡的因素.2、勒夏特列原理及化学平衡的应用。
3、化学平衡常数的表达式,运用化学平衡常数解释反应进行程度及平衡移动方向.【考情分析】化反应速率与化平衡类试题时高考的必考点,多以选择题形式考查,也有与大题结合形式.通常考查化反应反应速率及计算,影响化反应速率的因素,化平衡的建立及移动,化平衡常数,化平衡相关计算,化反应速率与化平衡图像问题等.近几年的考查中均出现新的情境,结合等效平衡思想进行分析,相对难度较大。
【课时安排】 2课时【教学过程】考点1 化学反应速率及影响因素一、知识梳理1.意义:表示化学反应进行快慢的量,常根据反应物消耗或生成物产生的快慢来粗略比较反应速率的大小。
2.影响因素(1)内因(主要因素):参加反应物质的性质.(2)外因①浓度:浓度对有气体参加的反应或溶液中发生的反应速率产生影响,在其他条件不变时,增大反应物浓度,可增大反应速率。
②压强:只影响有气体参加的化学反应速率,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快,当改变容器内压强而有关反应的气体浓度无变化时,反应速率不变.③温度:对任何反应的速率都有影响,一般温度每升高10 ℃,反应速率增大2~4倍。
专题9 化学反应速率与化学平衡1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程。
理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。
6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
平衡理论作为一个相对独立的知识体系是高考中的必考考点,而化学平衡又是三大平衡体系(化学平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡)之首,在高考中占有相当重要的地位。
这类题目难度较大,具有良好的区分度,选拔功能强。
一、物质状态和浓度对反应速率的影响1.对于有固体参加的化学反应而言,由于在一定条件下,固体的浓度是固定的,所以固体物质在化学反应中浓度不改变,因此在表示化学反应速率时,不能用固体物质。
但因为固体物质的反应是在其表面进行的,故与其表面积有关,当固体颗粒变小时,会增大表面积,加快反应速率。
2.对于有气体参加的反应而言,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。
所以,在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,这种改变对反应体系的浓度产生何种影响,由此判断出对反应速率产生何种影响。
对于气体反应体系,有以下几种情况:(1)恒温时:增加压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。
(2)恒容时:①充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起总压增大――→引起速率加快②充入“惰气”――→引起总压增大,但各分压不变,即各物质的浓度不变,反应速率不变。
(3)恒压时:充入:“惰气”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减少――→引起反应速率减慢。
二、外界条件对化学反应速率的影响影响因素 分子总数 活化分子百分数活化分子总数 活化分子浓度 (单位体积活化分子数) 增大浓度 增加 不变增加 增加 增大压强 不变 不变不变 增加 升高温度 不变 增加增加 增加 正催化剂 不变 增加 增加 增加三、化学反应速率的图象图象也是一种表达事物的语言符号,化学反应速率图象是将化学反应速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果,是化学反应速率变化规律的反映。
化学反应速率和化学平衡 化学反应速率(含答案)课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。
2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
4.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。
5.学生必做实验:化学反应速率的影响因素化学反 应速率 2023湖南,T13;2023上海,T22、T24;2023年6月浙江,T19;2023山东,T20;2023辽宁,T18;2023广东,T19;2022广东,T15;2022年6月浙江,T20;2021年6月浙江,T20;2021年1月浙江,T19;2021河北,T13;2021重庆,T12;2021福建,T12;2021辽宁,T12;2020山东,T14;2020全国Ⅰ,T28;2020全国Ⅱ,T28;2019全国Ⅱ,T27变化观念与平衡思想:能从反应现象中提取信息,建立物质、外界条件与化学反应方向、限度和速率的关系;能基于碰撞理论解释反应速率的影响因素;能调控化学反应,设计实验探究反应规律 命题分析预测1.高考主要考查反应速率的影响因素及相关计算,在考查反应速率的相关计算时常引入反应速率常数、反应机理图像等。
2.以反应速率常数为载体进行命题是考查化学反应速率的一种新形式,一般会先给出反应速率常数的相关概念和信息,然后设题,考查考生将新信息与所学知识融合应用的能力,考生要予以重视1.宏观与微观相结合视角对化学反应的快慢能从宏观(如反应条件、反应现象等)角度进行描述或判断,同时能从微观角度进行分析和解释。
2.定性与定量相结合视角对化学反应快慢的描述或比较从定性进阶到定量,从粗略的估计进阶到精确的表示。
在复杂情况(如多种因素同时发生变化)下,如果从定性角度无法判断或比较化学反应的快慢时,还可以从定量角度进行分析。
2022年高考化学二轮复习特色专题——化学反应速率与化学平衡一、单选题1.(2022·四川·南部县第二中学高二阶段练习)在恒容的密闭容器中发生反应()()()3A g +B s 2C g △H ,不同温度下反应经过相同时间,测得混合体系中A 的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是A .X 、Z 两点,A 的逆反应速率相等B .温度不变,平衡后充入氦气,C 的体积分数减小 C .降低温度,化学平衡常数增大D .X 、Y 、Z 三点中,Z 点A 的转化率最大2.(2022·湖北宜昌·高二阶段练习)在催化剂作用下,向体积不变的密闭容器中按物质的量比1△1充入甲醇和异丁烯(用R 表示),分别在T 1和T 2两个温度下发生反应生成有机物W :()()()3CH OH g R g W g +ΔH 。
异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示。
下列说法正确的是A .12T >T ,ΔH>0B .()()()正正正v M =v B >v AC .维持2T 不变,再向容器中充入1molW ,新平衡时W 的百分含量增大D .当()()3n CH OH =n R 时,说明该化学反应已经达到平衡3.(2022·河北保定·高三阶段练习)气相离子催化剂(+Fe 、+Co 、+Mn 等)具有优良的催化效果。
其中在气相+Fe 催化下,乙烷发生氧化反应的机理如图所示(图中虚线为副反应)。
下列说法错误的是A .主反应为+Fe332322CH CH +2N O CH CHO+2N +H O −−→B .副反应为+Fe 332252CH CH +N O C H OH+N −−→C .每生成31mol CH CHO ,消耗2N O 的物质的量为2molD .+FeO 、()+25C H Fe(OH)⎡⎤⎣⎦、()+24C H Fe ⎡⎤⎣⎦、 均为反应中间体4.(2022·浙江温州·二模)相同的温度和压强下,有关下列两个反应的说法不正确...的是 反应1ΔH/kJ mol -⋅Δn11ΔS/J K mol --⋅⋅32MgCO (s)MgO(s)CO (g)=+ 117.6 1a32CaCO (s)CaO(s)CO (g)=+177.91 b注:△其中Δn 表示反应方程式中气体化学计量数差;△ΔH-T ΔS<0的反应方向自发A .因为Δn 相同,所以a 与b 大小相近 B .热分解温度:33MgCO (s)CaCO (s)>C .[][]33a-b=S[MgO(s)]+S CaCO (s)-S MgCO (s)-S[CaO(s)]D .两个反应在不同温度下的ΔH 和Δn 都大于零5.(2022·江苏江苏·二模)甲烷双重整制备合成气(CO 和H 2)包括了水蒸气重整(反应I)和二氧化碳重整(反应△)两个反应。
第8讲化学反应速率和化学平衡知考点明方向满怀信心正能量设问方式①化学反应速率影响分析及计算[例](2018·全国卷Ⅲ,10),(2018·北京卷,9)②化学平衡移动原理应用[例](2018·全国卷Ⅱ,27),(2017·江苏卷,15),(2018·天津卷,5)③平衡常数、转化率等相关计算[例](2018·全国卷Ⅰ,28),(2018·全国卷Ⅱ,27),(2018·天津卷,6),(2018·全国卷Ⅲ,28)④反应速率与化学平衡图像问题[例](2018·全国卷Ⅱ,27),(2018·北京卷,10),(2018·江苏卷,10)知识点网络线引领复习曙光现释疑难研热点建模思维站高端考点一化学反应速率及其影响因素▼ 命题规律:1.题型:选择题、填空题。
2.考向:历年高考都有所涉及,属于高频考点,主要有以下考查角度:①化学反应速率的定量计算;②化学反应速率的大小比较;③外界条件对化学反应速率的影响及其图像、数据表格分析。
▼ 方法点拨:1.化学反应速率计算公式的理解与灵活运用v(B)=Δc(B)Δt=Δn(B)V·Δt(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率。
(3) 同一化学反应中不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,如反应:a A(g)+b B(g)===c C(g)+d D(g)v(A)=ab v(B),v(C)=cb v(B),v(D)=db v(B)(4)计算反应速率时,物质的量的变化值要转化为物质的量浓度的变化值。
2.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系实质3.影响反应速率的因素、方式与结果(1)气体反应体系中充入“惰性气体”(不参加反应)时的影响恒温恒容:充入“惰性气体”→p总增大→c i不变→v不变。
专题七 化学反应速率与化学平衡1.(双选)(2019·全国卷Ⅱ改编)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。
不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )A .T 1>T 2B .a 点的反应速率小于c 点的反应速率C .a 点的正反应速率大于b 点的逆反应速率D .b 点时二聚体的浓度为0.45 mol·L -1[解析] 由相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快可知,T 1<T 2,A 项错误;影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等,a 点时温度较低,但环戊二烯浓度较大,c 点时温度较高,但环戊二烯浓度较小,故无法比较a 点和c 点的反应速率大小,B 项错误;a 点和b 点温度相同,a 点时环戊二烯的浓度大于b 点时环戊二烯的浓度,即a 点的正反应速率大于b 点的正反应速率,因为b 点时反应未达到平衡,b 点的正反应速率大于逆反应速率,故a 点的正反应速率大于b 点的逆反应速率,C 项正确;b 点时,环戊二烯的浓度减小0.9 mol·L -1,结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的12,可知二聚体的浓度为0.45 mol·L -1,D 项正确。
[答案] CD2.(2018·全国卷Ⅱ改编)CH 4-CO 2催化重整反应为CH 4(g)+CO 2(g)===2CO(g)+2H 2(g) ΔH =+247 kJ·mol -1。
有利于提高CH 4平衡转化率的条件是( )A .高温低压B .低温高压C .高温高压D .低温低压 [解析] 催化重整反应的正反应是气体总分子数增加的吸热反应,升高温度和降低压强均有利于平衡正向移动,从而提高CH 4平衡转化率,则A 项正确。
[答案] A3.(双选)(2017·全国卷Ⅲ改编)298 K 时,将20 mL 3x mol·L -1Na 3AsO 3、20 mL 3x mol·L -1 I 2和20 mL NaOH 溶液混合,发生反应:AsO 3-3(aq)+I 2(aq)+2OH -(aq)AsO 3-4(aq)+2I -(aq)+H 2O(l)。
2023年高考化学二轮复习训练之化学反应速率与化学平衡一.选择题(共22小题)1.(2022•常宁市校级三模)在1L的密闭容器中充入2molN2和7molH2,发生反应N2+3H2=2NH3,保持其他条件不变,相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。
下列叙述错误的是()A.该反应是放热反应B.温度为T1K时,再加入1molN2和1molNH3,平衡向正反应方向移动C.温度为T1K时,N2的平衡转化率为50%D.a、c两点对应的压强:p a<p c2.(2022•苏州模拟)对于可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),下列叙述正确的是()A.当X、Y和Z的物质的量之比为1:3:2时,反应一定达到化学平衡B.通过控制反应条件,可以提高该反应进行的程度C.若Y的反应速率为0.3mol/(L•s),则X的反应速率为0.1mol/(L•s)D.若容器体积不变,向容器中充入氨气,压强增大,反应速率增大3.(2022•南通开学)对于反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣905.8kJ ⋅mol﹣1,下列说法正确的是()A.适当降温加压可提高NH3的平衡转化率B.该反应的平衡常数可表达为K=C.分离出NO(g),v(正)增大,平衡向正反应方向移动D.1molN﹣H断裂的同时有1molO﹣H断裂,说明反应到达该条件下的平衡状态4.(2022•南宁开学)一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)一定达到化学平衡状态的是()A.单位时间内生成2nmolSO3,同时消耗nmolO2B.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2C.SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化D.容器中的气体密度不再发生变化5.(2022•沙坪坝区校级开学)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如题所示。
已知:O3的起始浓度为0.0216mol/L。
【2015考纲解读】1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程。
理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。
6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
平衡理论作为一个相对独立的知识体系是高考中的必考考点,而化学平衡又是三大平衡体系(化学平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡)之首,在高考中占有相当重要的地位。
这类题目难度较大,具有良好的区分度,选拔功能强。
【知识网络】【重点知识梳理】一、物质状态和浓度对反应速率的影响1.对于有固体参加的化学反应而言,由于在一定条件下,固体的浓度是固定的,所以固体物质在化学反应中浓度不改变,因此在表示化学反应速率时,不能用固体物质。
但因为固体物质的反应是在其表面进行的,故与其表面积有关,当固体颗粒变小时,会增大表面积,加快反应速率。
2.对于有气体参加的反应而言,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。
所以,在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,这种改变对反应体系的浓度产生何种影响,由此判断出对反应速率产生何种影响。
对于气体反应体系,有以下几种情况: (1)恒温时:增加压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。
(2)恒容时:①充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起总压增大――→引起速率加快 ②充入“惰气”――→引起总压增大,但各分压不变,即各物质的浓度不变,反应速率不变。
(3)恒压时:充入:“惰气”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减少――→引起反应速率减慢。
二、外界条件对化学反应速率的影响三、化学反应速率的图象图象也是一种表达事物的语言符号,化学反应速率图象是将化学反应速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果,是化学反应速率变化规律的反映。
认识和应用化学反应速率图象时,要立足于化学方程式,应用化学反应速率变化的规律,分析直角坐标系及其图象的涵义。
1.化学反应CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O(1)其他条件一定,反应速率随着c(HCl)的增大而增大,如图①。
(2)其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大,如图②。
(3)随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图③。
2.化学反应2H2S(g)+SO2(g)===3S↓(s)+2H2O(g)(1)其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大。
如图①。
(2)其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小,如图②。
(3)温度、气体容器的容积都一定,随着时间的增加,SO2、H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图③。
(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,气态反应物的压强都是逐渐增大(缩小容器容积),反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大,如图④。
四、化学平衡状态的特征和判断方法1.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征可以概括为:逆、等、动、定、变。
(1)“逆”——研究对象是可逆反应。
(2)“等”——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,这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
(3)“动”——指化学反应已达到化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,只是正反应速率等于逆反应速率,即v正=v逆≠0,所以化学平衡状态是动态平衡状态。
(4)“定”——在一定条件下可逆反应一旦达到平衡(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。
(5)“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关),而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达到平衡,也可以从逆反应方向开始达到平衡)。
当外界条件变化时,原来的化学平衡也会发生相应的变化。
2.化学平衡状态的判断方法(1)直接判定:v正=v逆(实质)①同一物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质:速率之比等于方程式中的系数比,但必须是不同方向的速率。
(2)间接判定:①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。
②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
③若反应前后的物质都是气体,且系数不等,总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。
④反应物的转化率、产物的产率保持不变。
总之,能变的量保持不变说明已达平衡。
(如下表所示)特别提醒:①化学平衡的实质是v(正)=v(逆)≠0时,表现为平衡体系中各组分的物质的量或物质的量分数不再变化,因此v(正)=v(逆)>0是化学平衡判断的充要条件。
②运用v(正)=v(逆)≠0时,注意方向和数量关系。
③学会“变”与“不变”判断。
“变”就是到达平衡过程中量“变”,而到达平衡后“不变”。
否则,不一定平衡。
五、等效平衡1.等效平衡在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(。
概念的理解:(1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。
(2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。
而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同(3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。
2.等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:第一类:对于恒温、恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效的。
例如,恒温恒容下的可逆反应:2SO2+ O2 2SO3① 2 mol 1 mol 0 mol②0 mol 0 mol 2 mol③0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol上述三种配比,按方程式的计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol 、O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。
第二类:对于恒温、恒容条件下为反应前后气体体积不变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质,其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡是等效的。
例如,恒温恒容条件下,对于可逆反应:H2(g) + I2(g) 2HI(g)① 1 mol 1 mol 0 mol② 2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比,按方程式中化学计量关系均转化为反应物,两种情况下H2与I2(g)的物质的量比均为1:1,因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。
第三类:对于恒温、恒压条件下的任何气体参加的可逆反应(无论反应前后气体体积可变或不变)。
如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质,其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡是等效的。
例如,恒温、恒压条件下,对于可逆反应:N2+ 3H2 2NH3① 1 mol 3 mol 0 mol② 2 mol 6 mol 1 mol③0 mol 0 mol 0.5mol上述三种配比,按方程式中化学计量关系均转化为反应物,三种情况下,N2与H2的物质的量比均 1 ∶ 3,因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。
3.化学平衡的思维方法:(1)可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提,达到平衡时,反应物和生成物共存,每种物质的物质的量不为零。
一般可用极限分析法推断:假设反应不可逆,则最多生成产物多少,有无反应物剩余,余多少。
这样的极值点是不可能达到的,故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。
(2)“一边倒”原则可逆反应,在条件相同时(如等温等容),若达到等同平衡,其初始状态必须能互变,从极限角度看,就是各物质的物质的量要相当。
因此,可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题:化学平衡等同条件(等温等容)可逆反应a A(g) + b B(g) =c C(g)①起始量a b 0 平衡态Ⅰ②起始量 0 0 c平衡态Ⅱ③起始量x y z 平衡态Ⅲ为了使平衡Ⅰ=平衡Ⅱ=平衡Ⅲ,根据“一边倒”原则,即可得:x+a/cz=a 得x/a+z/c=1;y+b/cz=b得y/b+z/c=1 。
六、化学平衡移动与图像总结:①只要增大浓度、增大压强、升高温度,新平衡都在原平衡的上方,v′正=v′逆>v正=v逆;只要减小浓度、降低压强、降低温度,新平衡都在原平衡下方,v″正=v″逆<v正=v逆。
②只要是浓度改变,一个速率一定是在原平衡的基础上改变;两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。
③ 加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动。
七化学平衡常数1.概念:对于一定条件下的可逆反应(aA+bB cC+dD),达到化学平衡时,生成物浓度的乘幂的乘积与反应物浓度的乘幂的乘积之比为一常数,记作Kc,称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。
2.平衡常数的意义平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
(1)K值越大,表示反应进行得越完全,反应物转化率越大;一般认为,K >105时,该反应进行得就基本完全了。
(2)K值越小,表示反应进行得越不完全,反应物转化率越小。
3.注意事项(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变,则平衡常数改变。
若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
(3)在平衡常数表达式中:反应物或生成物中固体、纯液体、稀溶液中水的浓度不写。
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),K=c(CO)·c(H2)/c(H2O)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),K=c(CO2)/c(CO)4.化学平衡常数的应用(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志,它能够表示可逆反应进行的完全程度。