2022年高考化學(xué)大串講 專題15 化學(xué)平衡教案
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1、2022年高考化學(xué)大串講 專題15 化學(xué)平衡教案 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1. 化學(xué)反應(yīng)速率 ⑴ 化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率,而不是瞬時(shí)速率。 ⑵ 無論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學(xué)反應(yīng)速率一般為正值。 ⑶ 由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無關(guān)。通常是通過增大該物質(zhì)的表面積來加快反應(yīng)速率。 ⑷ 對于同一個(gè)反應(yīng)來說,用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時(shí),其數(shù)值不同,但每種物質(zhì)都可以用來表示該反應(yīng)的快慢。因此,表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明是
2、用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。 ⑸ 對于在一個(gè)容器中的一般反應(yīng) aA + bB == cC + dD來說有: VA :VB :VC :VD === △CA :△CB :△CC :△CD === △nA :△nB :△nC :△nD==== a :b :c :d 2. 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法 ⑴ 看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。 ⑵ 比較反應(yīng)速率大小時(shí),不僅需看反應(yīng)速率數(shù)值 的大小,且要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量 數(shù)及單位,化歸到同一物質(zhì),再進(jìn)行比較。 ⑶ 對于一般反應(yīng)aA+bB===cC+dD,比較與,若>,則A表示的反應(yīng)速率比B的大。 3. 化學(xué)反應(yīng)速率的
3、計(jì)算方法 (1)概念法: (2)化學(xué)計(jì)量數(shù)法: 一般是先用概念法計(jì)算出一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再用化學(xué)計(jì)量數(shù)法算出其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。 4. 影響化學(xué)反應(yīng)的因素 ⑴ 濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響: ① 一個(gè)反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)物的濃度,與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大 。 ② 物質(zhì)為固體或純液體時(shí),濃度為常數(shù),改變固 體或純液體的量,不改變濃度,不影響化學(xué)反應(yīng)速。 Ⅲ⑼ . 若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液,由于 ⑵ 壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 ① 壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 ② 改變壓強(qiáng)的涵義,一般是指: 氣體物質(zhì)的量不變,改變?nèi)萜鞯娜莘e。
4、比如像 a. N2 + 3H2 2NH3,反應(yīng)物為氣體的反應(yīng),縮小體積,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物氣體的濃度增大,反應(yīng)速率加快。如果增大體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)物氣體的濃度減小,反應(yīng)速率減小。 b. 氣體的容器容積不變,充入不相關(guān)的氣體。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反應(yīng),充入Ne, 壓強(qiáng)增大,但各反應(yīng)物的濃度沒有變化,反應(yīng)速率不變。如果充入Ne,壓強(qiáng)不變,必然是容器的容積增大,而氣體容積的增大,一定引起反應(yīng)物濃度的減小,所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。 ③ 像化學(xué)反應(yīng):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有氣體,反應(yīng)物中沒有氣體,增大壓強(qiáng),速率不增大;減小壓強(qiáng),速率也不減小。
5、⑶ 溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),只要是升高溫度一定加快反應(yīng)速率,降低溫度一定減慢反應(yīng)速率。 ⑷ 催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影 對可逆反應(yīng)來說使用催化劑,可同時(shí)加快正逆反應(yīng)速率 。 例1已知:一定溫度下的某恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) △H =+Q kJ/mol (Q>0) 。若向2L該容器中通入1.2 mol NO2 氣體,測得100s時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時(shí)c(O2) 為0.2 mol/L。下列說法正確的是 A. 增加c(NO),平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小 B. 100s 內(nèi)NO2的分解速率為8×10
6、-3 mol/(L·s) C. 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),吸收的熱量為0.2Q D. 其他條件不變時(shí),若開始時(shí)n(NO2)為2.4 mol,則達(dá)到平衡后,c(O2)<c(NO2) 【答案】D 例2常壓下羰基化法精煉鎳的原理為: Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×10?5。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。 第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4; 第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。 下列判斷不正確的是 A. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v分解[Ni(CO)4]=4v消耗(CO)
7、
B. 第一階段應(yīng)選擇稍高于42.2℃的反應(yīng)溫度
C. 第二階段,230℃時(shí)Ni(CO)4分解率較高
D. 其他條件不變,增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)不變
【答案】A
例3298 K時(shí),在2 L固定體積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-a kJ/mol(a>0)。N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如圖。達(dá)平衡時(shí),N2O4的濃度為NO2的2倍,若反應(yīng)在398 K進(jìn)行,某時(shí)刻測得n(NO2)=0.6 mol,n(N2O4)=1.2 mol,則此時(shí),下列大小關(guān)系正確的是( )
A. v(正)>v(逆)
B. v(正) 8、. v(正)=v(逆)
D. v(正)、v(逆)大小關(guān)系不確定
【答案】B
【解析】試題分析:根據(jù)圖示可知,在298K時(shí),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(N2O4)=0.6mol/L,由于平衡時(shí),N2O4的濃度為NO2的2倍,則平衡時(shí)c(NO2)=0.3mol/L,則該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K= c(N2O4)/ c2(NO2)= 0.6mol/L÷(0.3mol/L)2=6.67L/mol;由于2NO2(g)N2O4(g) △H=-akJ/mol(a>0)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以若反應(yīng)在398K進(jìn)行,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K1<6.67。若反應(yīng)在398 9、K進(jìn)行,某時(shí)刻測得n(NO2)=0.3mol/L、n(N2O4)=0.6mol/L,則Q= c(N2O4)/ c2(NO2)= 0.6mol/L÷(0.3mol/L)2=6.67L/mol,說明反應(yīng)未處于平衡狀態(tài),反應(yīng)逆向進(jìn)行,因此v(正) 10、容器中的反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)為例來說明:
化學(xué)反應(yīng)
mA(g) + nB(g) ?pC(g)+ qD(g)
是否平衡
混合物體系中各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
平衡
④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定
不一定平衡
正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A,同時(shí)也生成了m mol A,
即v(正) = v(逆)
平衡
②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B,同時(shí)也消耗了p mol C,
即v(正) = v(逆)
平 11、衡
③v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q ,
v(正) 不一定等于v(逆)
不一定平衡
④在單位時(shí)間內(nèi)生成了n mol B,同時(shí)也消耗了q mol D,
即敘述的都是v(逆)
不一定平衡
壓強(qiáng)
①其它條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m + n ≠ p + q
平衡
②其它條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m + n = p + q
不一定平衡
混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
①平均相對分子質(zhì)量一定,且m + n ≠ p + q
平衡
②平均相對分子質(zhì)量一定,且m + n = p + q
不一定平衡
溫度
任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化 12、,當(dāng)體系溫度一定時(shí)
平衡
氣體的密度
密度一定
不一定平衡
顏色
反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變
平衡
例4在恒容密閉容器中,可逆反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
①單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO2的同時(shí)生成n molC
②單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO2 的同時(shí)生成2n mol CO
③CO2 、CO的物質(zhì)的量濃度之比為1: 2的狀態(tài)
④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)
⑥C的質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A. ①④⑤⑥ B. ②④⑤⑥ C. ②③⑤⑥ D. ①②③④ 13、
【答案】B
例5反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+57kJ·mol-1,在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A. A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B. A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C. A、C兩點(diǎn)氣體的平均相對分子質(zhì)量:A>C
D. 由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
【答案】D
三、化學(xué)平衡圖像
圖像題解題方法
(1)分析反應(yīng)速度圖像:
①看起點(diǎn):分清反應(yīng)物和生成物,濃度減小的是反應(yīng)物,濃度增大的是生成物,生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)。
②看變化趨勢:分清正反應(yīng)和逆反應(yīng),分清放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。升高 14、溫度時(shí),△V吸熱>△V放熱。
③看終點(diǎn):分清消耗濃度和增生濃度。反應(yīng)物的消耗濃度與生成物的增生濃度之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。
④對于時(shí)間——速度圖像,看清曲線是連續(xù)的,還是跳躍的。分清“漸變”和“突變”、“大變”和“小變”。增大反應(yīng)物濃度V正 突變,V逆 漸變。升高溫度,V吸熱 大增,V放熱 小增。
(2)化學(xué)平衡圖像問題的解答方法:
①三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看△V正 、 △V逆的相對大??;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。
②四要素分析法:看曲線的起點(diǎn);看曲線的變化趨勢;看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn);看曲線的終點(diǎn)。
③先拐先平:對于可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) 15、pC(g) + qD(g) ,在轉(zhuǎn)化率——時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡。它所代表的溫度高、壓強(qiáng)大。這時(shí)如果轉(zhuǎn)化率也較高,則反應(yīng)中m+n>p+q。若轉(zhuǎn)化率降低,則表示m+n
16、. a、b、c三點(diǎn)中,a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最高
C. a、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù):Kb>Kc>Ka
D. b、c點(diǎn)均為化學(xué)平衡點(diǎn),a點(diǎn)未達(dá)平衡且反應(yīng)正向進(jìn)行
【答案】B
例7下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是
A.圖1表示H2與O2發(fā)生反應(yīng)過程中的能量變化,則H2的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1
B.圖2表示壓強(qiáng)對可逆反應(yīng)2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強(qiáng)比甲的壓強(qiáng)大
C.圖3表示等質(zhì)量的鉀、鈉分別與足量水反應(yīng),則甲為鈉
D.圖4表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時(shí),溶液pH隨加水量的變化,則相同條件下NaA溶液的pH大于同濃度的NaB溶液的 17、pH
【答案】C
【解析】A、燃燒熱是在一定條件下,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,與圖象不吻合,故A錯(cuò)誤;B、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的含量減少,該圖中改變條件后,反應(yīng)物的含量不變,說明平衡不移動(dòng),加入的是催化劑,故B錯(cuò)誤;C、鉀比鈉活潑,反應(yīng)速率快。鈉的摩爾質(zhì)量小于鉀的摩爾質(zhì)量,在質(zhì)量相等的條件下鈉放出的氫氣多,與圖像吻合,故C正確;D、在稀釋過程中HA的pH變化大,說明HA的酸性比HB強(qiáng),越弱越水解,所以NaA的水解程度小于NaB,NaA與NaB水解顯堿性,所以NaA溶液的pH小于同濃度的NaB溶液的pH 18、,故D錯(cuò)誤。
例8T℃時(shí),反應(yīng)物和生成物均為氣體的某反應(yīng),反應(yīng)過程中濃度變化如圖(Ⅰ)所示。若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2時(shí),B的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖(Ⅱ)所示,則下列結(jié)論正確的是
A.在t1時(shí)間內(nèi)用B表示該反應(yīng)的平均速率為:0.6mol·L-1·mim-1
B.在(t1+10)時(shí),保持其他條件不變,增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.T時(shí),在相同容器中,若由0.1mol·L-1A、0.3mol·L-1B和0.4mol·L-1C反應(yīng),達(dá)到平衡后,C的濃度仍為0.4mol·L-1
D.在其他條件不變時(shí),升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,且A的轉(zhuǎn)化率增大
【答案】C
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