高中化學(xué)選修4第二章 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案
編 制
陳濤
審 核
馮現(xiàn)青
使 用
理科方向選修班
教學(xué)案編號(hào) 421
課 型
學(xué)案
課 題
(選4)二單元 課題1化學(xué)反應(yīng)速率
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】[X k b 1 . c o m
1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法
2.會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定某些化學(xué)反應(yīng)的速率
【知識(shí)梳理】
一、化學(xué)反應(yīng)速率。
1.概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng) 的物理量,通常用 來(lái)表示。
表達(dá)式: 。其常用的單位是 或 。
2.化學(xué)反應(yīng)速度的表示方法
可以用反應(yīng)體系中單位時(shí)間內(nèi)任一物質(zhì)濃度的變化來(lái)表示反應(yīng)速度。
例如:340K時(shí),N2O5的分解 2N2O5=4NO2+O2
表示反應(yīng)速率v(N2O5)= v(NO2)= v(O2)=
其中△t表示時(shí)間間隔,△C=/C始-C末/,表示反應(yīng)過程中反應(yīng)物消耗的濃度或生成物增加的濃度的絕對(duì)值,常用單位mol/L。v表示平均速率,因?yàn)榇蟛糠址磻?yīng)不等速進(jìn)行,隨著各組分濃度的變化,反應(yīng)速率也會(huì)變。開始時(shí),速率快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行速率會(huì)減慢。所以我們?cè)诒硎痉磻?yīng)速率使用的是平均速度,我們定義也是平均速率。
例如:某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5min內(nèi)由6mol/L變成了2mol/L,則以該反應(yīng)物濃度的變化表示的該反應(yīng)在這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為: 。
▲注意:①表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明以何種物質(zhì)的濃度變化表示。
②化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,而不是瞬時(shí)速率。
③不能用固體和純液體來(lái)表示反應(yīng)速率。
④化學(xué)反應(yīng)速率都是正值。
⑤對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值可能不相同,但其化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比。如:aA+bB=cC+dD
則:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d 或 v(A)/a=v(B)/b=v(C)/c=v(D)/d
3.不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的比較
同一化學(xué)反應(yīng)速率用參與反應(yīng)的不同物質(zhì)的濃度變化表示時(shí),其數(shù)值可能不同,但意義相同,在比較不同情況下的反應(yīng)速率大小時(shí)不能只看數(shù)值大小,要把二者換算成用同一物質(zhì)表示,再進(jìn)行比較。
比較化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)要注意:①僅限于同一反應(yīng)的各種速率(不同條件或不同時(shí)段)之間進(jìn)行比較。②比較時(shí)要注意換算成同一物質(zhì)表示③比較時(shí)反應(yīng)速率的單位要統(tǒng)一。
二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
1.根據(jù)顏色變化
在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有較明顯的顏色時(shí),人們常利用 和 間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。
2.根據(jù)釋放出氣體的體積
現(xiàn)有如課本第20頁(yè)的圖2-1的裝置兩套A、B,通過分液漏斗分別加入40mL 1mol?L-1和40mL 4mol?L-1的硫酸后都立即產(chǎn)生氣泡,我們可以根據(jù)什么來(lái)判斷A、B兩套裝置的反應(yīng)速率大?。?
【例1】溫度為500℃時(shí),反應(yīng)4NH3+5O2= 4NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol,則此反應(yīng)的平均速率v(x)為
A、v(O2)=0.01mol/(L?s) B、v(NO)=0.08mol/(L?s)
C、v(H2O)=0.003mol/(L?s) D、v(NH3)=0.002mol/(L?s)
【例2】對(duì)于反應(yīng)A2+3B2=2AB3來(lái)說(shuō),下列速率表示該反應(yīng)最快的是 ,最慢的是 ,快慢程度相同的是 。
A. v(A2)=0.6mol/(LS) B. v(B2)=2.6mol/(Lmin)
C. v(AB3)=12mol/(Lmin) D. v(A2)=6mol/(Lmin)
【例3】將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)= 2C(g)
若經(jīng)2 s后測(cè)得C的濃度為0.6 mol?L-1,現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法,其中正確的是
①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol?L-1?s-1
②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol?L-1?s-1
③2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%
④2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol?L-1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】
1.下列說(shuō)法正確的是
A.化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量的減少或任何一種生成物物質(zhì)的量的增加
B.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol/(LS)是指1秒鐘時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol/L
C.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)速率的快慢
D.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),反應(yīng)速率越快,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯
2.甲乙兩容器都進(jìn)行A→B的反應(yīng),甲容器內(nèi)每分鐘減少了4molA,乙容器內(nèi)每分鐘減少了2molA,則甲容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)要
A.快 B.慢 C.相等 D.無(wú)法確定
3.鋁與稀硫酸的反應(yīng)中,已知10s末硫酸的濃度減少了0.6 mol/L,若不考慮反應(yīng)過程中溶液體積的變化,則10s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是
A. 0.02 mol/(Lmin) B. 1.8mol/(Lmin)
C. 1.2 mol/(Lmin) D. 0.18 mol/(Lmin)
4.在10℃時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0.1 mol/(L?s),若溫度每升高10℃反應(yīng)速率增加到原來(lái)的2倍。為了把該反應(yīng)速率提高到1.6 mol/(L?s),該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行?
A.30℃ B.40℃ C.50℃ D.60℃
5.在m A + n B=p C的反應(yīng)中,m、n、p為各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)?,F(xiàn)測(cè)得C每分鐘增加a mol/L,B每分鐘減少1.5a mol/L,A每分鐘減少0.5a mol/L,則m:n:p為
A. 2:3:2 B. 2:3:3 C. 1:3:2 D. 3:1:2
6.某溫度時(shí),濃度都是1mol?L-1的兩種氣體,X2、Y2在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z,達(dá)到平衡時(shí)c(X2)=0.4molL-1、c(Y2)=0.8molL-1、c(Z)=0.4mol?L-1,則該反應(yīng)的反應(yīng)式是
A.X2+2Y2=2XY2 B.2X2+Y2=2X2Y]
C.3X2+Y2=2X3Y D.X2+3Y2=2XY3
7.在密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng),A與B反應(yīng)生成C,其反應(yīng)速率分別用υ(A)、υ(B)、υ(C)(mol?L-1?s-1)表示,且υ(A)、υ(B)、υ(C)之間有如下所示的關(guān)系: υ(B)=3υ(A); 3υ(C)=2υ(B)。則此反應(yīng)可表示為
A、2A+3B 2C B、A+3B2C C、3A+B2C D、A+BC
編 制
陳濤
審 核
馮現(xiàn)青
使 用
理科方向選修班
教學(xué)案編號(hào) 422
課 型
學(xué)案
課 題[來(lái)
(選4)二單元 課題2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
[知識(shí)目標(biāo)]
(1)理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
(2)使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來(lái)解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
[教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)]壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)速率的影響,用活化分子理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
教學(xué)內(nèi)容:影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因 X k b 1 . c o m
影響反應(yīng)速率的外因主要有
(一) 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.在其他條件不變的條件下,增大反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi) 的數(shù)目增多, [來(lái)新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)
次數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng)速率 。反之,減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率 。
2.對(duì)純固體或液體,其濃度視為常數(shù)。
例1.下列四種X溶液,分別放入盛有10mL2mol/LHCl燒杯中,加水稀釋至50mL,X和HCl和緩進(jìn)行反應(yīng),其中反應(yīng)速率最大的是 ( )
A.20mL3mol/LX溶液 B. 20mL2mol/LX溶液
C.10mL4mol/LX溶液 D.10mL2mol/LX溶液
(二)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.在其他條件不變的情況下,溫度升高,反應(yīng)物分子的 增加,使一部分原來(lái)能量較低的分子變成 ,從而增加了反應(yīng)物分子中 的百分?jǐn)?shù),使
的次數(shù)增多,因而是化學(xué)反應(yīng)速率 。反之,則化學(xué)反應(yīng)速率 。
2.不管是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),只要其他條件不變,升高溫度,則速率增大,降低溫度,速率減小。
3.實(shí)驗(yàn)測(cè)定,溫度每升高10oC,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來(lái)2~4倍
(三) 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.對(duì)氣體參與的反應(yīng),在一定的溫度下,一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強(qiáng)成反比。也就是說(shuō),在相同的溫度下,壓強(qiáng)越大,一定質(zhì)量的體積就越小,單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)越多,對(duì)于氣體反應(yīng)來(lái)說(shuō),增大壓強(qiáng)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的 ,反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng)相當(dāng)于減小反應(yīng)物 反應(yīng)速率 。
2.參加反應(yīng)的物質(zhì)是固體,液體或溶液時(shí),壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率___影響?(填有,無(wú))
[思考1]2L密閉容器中,投入5molN2,8molH2,在催化劑存在的條件下發(fā)生反應(yīng),2min 時(shí),測(cè)得容器內(nèi)生成NH34mol,若將容器的體積減小為原來(lái)的一半,其他條件不變,同樣生成4molNH3所花費(fèi)的時(shí)間___2min(<,=,>,),為什么?
[探討]N2 + 3H2==2NH3反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行
1. 容器若為恒定容器,在容器內(nèi)充入惰性氣體,則化學(xué)反應(yīng)速率_____(加快,不變,減慢),原因是___
2. 容器若為恒壓容器,在容器內(nèi)充入惰性氣體,則反應(yīng)速率(加快,不變,減慢)_____,原因是 _____ 。
(四)催化劑
1.在其他條件不變的情況下,使用催化劑,能夠 反應(yīng)所需的能量,這樣就會(huì)使更多的反應(yīng)物分子成為 ,大大 單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中 所占的百分?jǐn)?shù),從而 化學(xué)反應(yīng)速率。
2.能加快反應(yīng)速率的催化劑叫做正催化劑;能夠減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。一般情況下所說(shuō)的催化劑指正催化劑。
[實(shí)驗(yàn)演示] H2O2分解:
現(xiàn)象____________________________________________________________________
結(jié)論____________________________________________________________________
例2. 一定條件反應(yīng)N2+3H2=2NH3達(dá)平衡,當(dāng)單獨(dú)改變下述條件后有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ( )
A.加催化劑,V(正)和V(逆)都發(fā)生變化,且變化的倍數(shù)相等
B.加壓,V(正)和V(逆)都增,且V(正)增加倍數(shù)大V(逆)增加倍數(shù)
C.降溫,V(正)和V(逆)都減少,且V(正)減少倍數(shù)大V(逆)減少倍數(shù)
D.增加[N2],V(正)和V(逆)都增大,且V(正)增加倍數(shù)大V(逆)增加倍數(shù)
例3.下圖為將Zn投入一定濃度一定體積的H2SO4中,解釋圖象的成因.(縱坐標(biāo)為H2的生成速率) v(H2)
t1 時(shí)間
[隨堂練習(xí)]
1.一般都能使反應(yīng)速率加快的方法是( )。
① 升溫;②改變生成物濃度;③增加反應(yīng)物濃度;④加壓
(A)①②③ (B)①③ (C)②③ (D)①②③④
2.NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì),它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w:2NO+2CO=N2+2CO2
對(duì)此反應(yīng),下列敘述正確的是( )
(A)使用催化劑能加快反應(yīng)速率
(B)改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響
(C)冬天氣溫低,反應(yīng)速率降低,對(duì)人體危害更大
(D)無(wú)論外界條件怎樣改變,均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)的速率無(wú)影響
3.設(shè) C+CO2 2CO-Q1,反應(yīng)速率為υ1;N2+3H2 2NH3+Q2,反應(yīng)速率為υ2。對(duì)于上述反應(yīng),當(dāng)溫度升高時(shí),υ1和υ2的變化情況為( )。
(A)同時(shí)增大 (B)同時(shí)減小
(C)υ1增大,υ2減小 (D)υ1減小,υ2增大
4.把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生H2的速率可由如圖2-1-1表示,在下列因素中,①鹽酸的濃度,②鎂條的表面積,③溶液的溫度,④氯離子的濃度,影響反應(yīng)速率的因素是( )。
(A) ①④ (B)③④
(C)①②③ (D)②③
5.下表中是各組反應(yīng)的反應(yīng)物和反應(yīng)溫度,反應(yīng)剛開始時(shí),放出H2速率最快的是( )
編號(hào) 金屬(粉末狀) 酸的濃度及體積 反應(yīng)溫度
(mol) (℃)
A Mg,0.1 6 molL-1 硝酸10mL 60
B Mg,0.1 3 molL-1 鹽酸10mL 60
C Fe,0.1 3 molL-1L 鹽酸10mL 60
D Mg,0.1 3 molL-1 硫酸10mL 60
6.容積固定的2L密閉容器中進(jìn)行的某一可逆反應(yīng)
A(氣)+2B(氣) 2C(氣)
以B的物質(zhì)的量濃度改變表示的反應(yīng)速度υ正,υ正、υ逆與時(shí)間的關(guān)系圖如所示。已知反應(yīng)速率υ的單位為molL-1s-1,則圖中陰影部分的面積可表示( )。
(A)A的物質(zhì)的量濃度的減少 (B)B的物質(zhì)的量濃度的減少
(C)C的物質(zhì)的量增加 (D)B的物質(zhì)的量減少
7.煅燒硫鐵礦產(chǎn)生二氧化硫,為了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是( )。
(A)把塊狀礦石碾成粉末 (B)向爐內(nèi)噴吹氧氣
(C)使用Fe2O3作催化劑 (D)降低體系的溫度
8.氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl(-1)和S(+6)的反應(yīng)速率如圖2-1-4所示,已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中[H+]增大而加快。
(1) 反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)速率加快的原因是____。
(2) 反應(yīng)后期反應(yīng)速率下降的原因是______。
9.在密閉容器中發(fā)生2SO2+O2 2SO3反應(yīng),現(xiàn)控制下列三種不同的條件:
①在400℃時(shí),10molSO2與5molO2反應(yīng);
②在400℃時(shí),20molSO2與5molO2反應(yīng);
③在300℃時(shí),10molSO2與5molO2反應(yīng);
問:開始時(shí),正反應(yīng)速率最快的是_____;正反應(yīng)速率最慢的是_________。
10.Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下:2I-+2Fe3+ = 2Fe2++I2(水溶液)。正向反應(yīng)速率和Ι-、Fe3+的濃度關(guān)系為υ=k[I-]m[Fe3+]n(k為常數(shù)) w w w .x k b 1.c o m網(wǎng)]
[I-](molL-1)
[Fe3+ ]( molL-1)
υmolL-1s-1)
(1)
0.20
0.80
0.032k
(2)
0.60
0.40
0.144k
(3)
0.80
0.20
0.128k
通過所給數(shù)據(jù)計(jì)算得知:
在υ=k[I-]m[Fe3+]n中,m、n的值為______。[選填A(yù)、B、C、D]
(A)m=1,n=1 (B)m=1,n=2 (C)m=2,n=1 (D)m=2,n=2
碘離子濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響______鐵離子濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。(選填:小于、大于、等于)
課堂練習(xí)答案新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)
1B,2AC,3A,4C,5D,6B,7AB。
8.(1)2KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+KCl+3H2SO4,氫離子濃度增大,反應(yīng)速率加快。(2)反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減慢。
9.②;③。 10.C;大于。
編 制
陳 濤
審 核
馮現(xiàn)青
使 用
理科方向選修班
教學(xué)案編號(hào) 423a
課 型
學(xué) 案
課 題
(選4)二單元 課題3化學(xué)平衡(第1課時(shí))
[教學(xué)目標(biāo)] 1. 知道可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
2. 描述化學(xué)平衡建立的過程
3. 能正確判斷一個(gè)反應(yīng)是否達(dá)到平衡
[教學(xué)過程]
一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
1、可逆過程
(1)可逆過程
當(dāng)溫度一定時(shí),飽和溶液中的固體溶質(zhì)溶解和溶液中的溶質(zhì)分子回到固體表面的結(jié)晶過程一直在進(jìn)行,而且兩種過程的速率 ,于是飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都 。
(2)表述: 約定采用“ ”來(lái)代替反應(yīng)式中原來(lái)用的“ ”,把從左向右的過程稱作 ;由右向左的反應(yīng)稱作 。如溶解、結(jié)晶過程可表示為
2、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
(1)可逆反應(yīng)
在 下,既能向 同時(shí)又能 的反應(yīng)。
(2)不可逆反應(yīng)
在一定條件下,幾乎所有的反應(yīng)都具有不同程度的可逆性,但有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小因而可忽略。如Ag+ +Cl- =AgCl↓
二、化學(xué)平衡的建立
1、化學(xué)平衡的建立
以CO+H2O(g) CO2+H2反應(yīng)為例。
在一定條件下,將0.01 mol CO和0.01 mol H2O(g)通入1 L密閉容器中,開始反應(yīng):
(1)反應(yīng)剛開始時(shí):
反應(yīng)物的濃度 ,正反應(yīng)速率 。
生成物的濃度為 ,逆反應(yīng)速率為 。
(2)反應(yīng)進(jìn)行中:
反應(yīng)物的濃度 ,正反應(yīng)速率 。
生成物的濃度 ,逆反應(yīng)速率 。
(3)肯定最終有一時(shí)刻,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 ,此時(shí),反應(yīng)物的濃度 ,生成物的濃度也 。如圖所示。
2、化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)定義:
(2)特征:
① 逆: 等:
② 動(dòng):
③ 定:
④ 變:
(3)特點(diǎn):X k b 1 . c o mK]
化學(xué)平衡的建立與建立的途徑無(wú)關(guān)
思考:1、相同條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)時(shí),一個(gè)反應(yīng)分別從正反應(yīng)開始,與從逆反應(yīng)開始,最終所達(dá)到的平衡狀態(tài)是否相同?
答案:相同,因?yàn)榛瘜W(xué)平衡的建立與反應(yīng)進(jìn)行的方向無(wú)關(guān),而與反應(yīng)時(shí)的條件有關(guān),只要條件相同(溫度、濃度、壓強(qiáng)等),最終就會(huì)達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。
(4)達(dá)到平衡的標(biāo)志:以mA(g)+nB(g)pC(g)為例
直接標(biāo)志:①速率關(guān)系:正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等:A消耗速率與A的生成速率相等,A的消耗速率與C的消耗速率之比等于m:p,B生成速率與C的生成速率之比等于n:p。
②各物質(zhì)的百分含量保持不變。
間接標(biāo)志:①混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。(注:m+n≠p)②各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間的改變而改變。
③ 各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。
④ 各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時(shí)間的改變而改變。
三、對(duì)于密閉容器中的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根據(jù)對(duì)化學(xué)平衡概念的理解,判斷下列各情況下,是否達(dá)到平衡。
可能的情況舉例
是否能判斷已達(dá)平衡
1、混合物體系中各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定]
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定
2、正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系
①單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A,同時(shí)生成m mol A
②單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B,同時(shí)消耗了p mol C
③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q
④單位時(shí)間內(nèi)生成n mol B,同時(shí)消耗q mol D
3、壓強(qiáng)
①其他條件不變,m+n≠p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定
②其他條件不變,m+n=p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定
4、平均相對(duì)分子質(zhì)量M
①當(dāng)m+n≠p+q時(shí),M一定
②當(dāng)m+n=p+q時(shí),M一定
5、溫度
其他條件一定時(shí),體系溫度一定
6、體系密度
其他條件一定時(shí),密度一定
7、其他
組成成分有顏色時(shí),體系顏色不再變化
練習(xí):1、下列哪種說(shuō)法可以證明反應(yīng):N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)( )
A、1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵形成
B、1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵斷裂
C、1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N—H鍵斷裂
D、1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N—H鍵形成
2、在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g)+3B2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
A、C生成的速率與C分解的速率相等 B、A、B、C的濃度不再變化
C、單位時(shí)間內(nèi),生成n mol A,同時(shí)生成3n mol B
D、A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:2
3、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征是( )新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)
A、反應(yīng)停止了 B、正逆反應(yīng)的速率均為零
C、正逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進(jìn)行 D、正逆反應(yīng)的速率相等
4、把HI氣體充入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g) △H>0,在反應(yīng)趨向平衡狀態(tài)的過程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A、HI的生成速率等于其分解速率 B、HI的生成速率小于其分解速率
C、HI的生成速率大于其分解速率 D、無(wú)法判斷HI的生成速率和分解速率的相對(duì)大小
5、五氧化二氮是白色固體,熔點(diǎn)為30℃,升溫時(shí)易液化和汽化,并發(fā)生以下兩個(gè)相互聯(lián)系的反應(yīng):①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g) ②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
在0.5L密閉容器中,將2.5 mol N2O5加熱氣化,并按上述①②兩式分解,在某溫度下達(dá)到平衡,測(cè)得O2的平衡濃度為4.4 molL—1,N2O3的平衡濃度為1.6 molL—1,則下列各項(xiàng)判斷正確的是( )
A、N2O5的平衡濃度為3.0 molL—1 B、N2O5的轉(zhuǎn)化率為80%
C、N2O的平衡濃度為4.4 molL—1 D、N2O的平衡濃度為1.4 molL—1
6、可逆反應(yīng):2NO22NO+O2在密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí),生成2n mol NO2;
②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí),生成2n mol NO;
③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài);
④混合氣體的顏色不再發(fā)生改變的狀態(tài);
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài);
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A、①④⑥ B、②③⑤ C、①③④ D、①②③④⑤⑥
7、在一定溫度下,將2mol SO2和1mol O2充入一定容積的密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),△H= —197kJmol—1。當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )
A、生成SO3 2mol B、放出197kJ熱量
C、SO2和SO3共2mol D、含氧元素8mol
8、在一個(gè)容積為6 L的密閉容器中,放入3 L X(g)和2 L Y(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):4X(g)+nY(g)2Q(g)+6R(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,容器內(nèi)溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)比原來(lái)增加了5%,X的濃度減小1/3,則該反應(yīng)中的n值為( )
A、3 B、4 C、5 D、6
9、對(duì)于一定條件下,在密閉容器中已達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng):NO2+CONO+CO2下列說(shuō)法中不正確的是( )
A、平衡體系中氣體總的物質(zhì)的量等于開始反應(yīng)時(shí)體系中氣體總的物質(zhì)的量
B、從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變
C、達(dá)到平衡時(shí),NO2、CO2、NO、CO的物質(zhì)的量均相等
D、達(dá)到平衡時(shí),NO和CO2的物質(zhì)的量之和等于NO2和CO的物質(zhì)的量之和
10、在一個(gè)密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程中某一時(shí)刻測(cè)得SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 molL—1,0.2 molL—1,0.2 molL—1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是( )w w w .x k b 1.c o m
A、c(SO3)=0.4 molL—1 B、c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL—1
C、c(SO2)=0.25 molL—1 D、c(SO2)+c(SO3)=0.4 molL—1
編 制
陳 濤
審 核
馮現(xiàn)青
使 用
理科方向選修班
教學(xué)案編號(hào) 423b
課 型
學(xué) 案
課 題
(選4)二單元 課題3化學(xué)平衡(第2課時(shí))
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.描述濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
2.理解勒夏特列原理的涵義
【重點(diǎn)、難點(diǎn)】
1.描述濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
2.理解勒夏特列原理的涵義
【教學(xué)過程】
復(fù)習(xí):什么是化學(xué)平衡狀態(tài)?其特征是什么?
思考:化學(xué)平衡是有條件的 平衡,當(dāng)影響化學(xué)平衡的條件改變時(shí),原來(lái)的平衡 ,進(jìn)而在新的條件下逐漸建立 平衡。
一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響
觀察實(shí)驗(yàn)2-5:現(xiàn)象是 ;
實(shí)驗(yàn)2-6:現(xiàn)象是 ;,結(jié)論是在其他條件不變的情況下,
增大反應(yīng)物濃度,或減小生成物濃度,化學(xué)平衡向 移動(dòng)。
減小反應(yīng)物濃度,或增大生成物濃度,化學(xué)平衡向 移動(dòng)。
注意:固體物質(zhì)和純液體無(wú)所謂濃度,其量改變,不影響平衡。
[例1]已知氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2O HCl+HClO。常溫下,在一個(gè)體積為50ml的針筒內(nèi)吸入40mL氯氣后,再吸入10mL的水。寫出針筒中可能觀察到的現(xiàn)象。若將此針筒長(zhǎng)時(shí)間放置,又可以看到何種變化?試用平衡的觀點(diǎn)加以解釋。
二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響
對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō),氣體的壓強(qiáng)改變,也能引起化學(xué)平衡的移動(dòng)。對(duì)于3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) 在反應(yīng)中1體積的N2與3體積的H2反應(yīng)生成2體積的NH3,即反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積發(fā)生了變化,反應(yīng)后氣體總體積 了。
下表列入的是450℃時(shí),N2與H2反應(yīng)生成NH3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
壓強(qiáng)/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3/%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
由上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以算出:對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng),在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著 移動(dòng)。減小壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著 移動(dòng)。
[例2] 在一定的溫度和壓強(qiáng)下,合成氨反應(yīng) 3H2+N2 2NH3達(dá)到平衡時(shí),下列操作平衡不發(fā)生移動(dòng)的是( )
(A) 恒溫恒壓充入氨氣 (B) 恒溫恒壓充入氮?dú)?
(C) 恒溫恒容充入氦氣 (D) 恒溫恒壓充入氦氣
注意:
1.對(duì)于有些可逆反應(yīng),反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有發(fā)生變化,如2HI(g) H2(g)+I2(g)在這種情況下,增大或減小壓強(qiáng)都不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。
2.固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積,受壓強(qiáng)的影響很小,可以忽略不計(jì)。因此,如果平衡混合物都是固體或液體 ,可以認(rèn)為改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。[X k b 1 . c o m
3.加入惰性氣體后平衡體系是否發(fā)生移動(dòng),取決于平衡體系所占據(jù)的體積是否發(fā)生變化。若在恒容的條件下加入惰性氣體,它并不能引起體系中其它物質(zhì)的濃度改變,所以平衡不移動(dòng);若在恒壓情況下加入惰性氣體,必然引起平衡體系占據(jù)的體積增大,體系中其它物質(zhì)的濃度發(fā)生變化,使平衡發(fā)生移動(dòng)。
思考: 對(duì)平衡N2+3H22NH3
(1)如果在恒溫恒容下加入氮?dú)猓胶庀? 移動(dòng)。
(2)如果在恒溫恒容下加入氨氣呢?加入氬氣又怎么樣呢?
(3)如果需要增加氫氣的轉(zhuǎn)化率,可以有什么辦法?
(4)如果增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率 ,逆反應(yīng)速率 ,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 。
三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響
任何反應(yīng)都伴隨著能量的變化,通常表現(xiàn)為放熱或吸熱;所以溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)也有影響。
觀察試驗(yàn)2-7,得出結(jié)論:
如果升高溫度,平衡向 的方向移動(dòng);降低溫度平衡向 的方向移動(dòng)。
總結(jié):(1)什么是平衡移動(dòng)? (2)化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是外界條件改變時(shí),正、逆反應(yīng)速率變化的程度 ,從而導(dǎo)
致正逆反應(yīng)速率 ,破壞了原平衡狀態(tài),使平衡移動(dòng)。
(3)濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響可以概括為平衡移動(dòng)的原理,也叫勒夏特列原理:
(4)催化劑能夠 的改變正逆反應(yīng)的速率,所以使用催化劑 使平衡發(fā)生移動(dòng),但是可以 達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。
四.化學(xué)平衡常數(shù):
1、化學(xué)平衡常數(shù)的表示方法
對(duì)于一般的可逆反應(yīng):mA(g)+ n B(g) p C(g) + q D(g)。其中m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),這個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)可以表示為:k=
在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物的濃度,反應(yīng)物的濃度的關(guān)系依上述規(guī)律,其常數(shù)(用K表示)叫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)
注意:反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí),其濃度可看作是“1”而不代入公式。
2、化學(xué)平衡常數(shù)的意義
(1)平衡常數(shù)的大小不隨 而改變,只隨 改變而改變。
即,K=f (T)。
(2)平衡常數(shù)表示的意義:可以推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。
K很大,反應(yīng)進(jìn)行的程度很大,轉(zhuǎn)化率大
K的意義 K居中,典型的可逆反應(yīng),改變條件反應(yīng)的方向變化。
K 很小,反應(yīng)進(jìn)行的程度小,轉(zhuǎn)化率小
[例3]對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA+nBpC+qD,在一定溫度下達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物及生成物濃度滿足下面關(guān)系:=K,式中K為常數(shù),在1L密閉容器中給CO和水蒸氣的混合物加熱到800℃時(shí),有下列平衡:CO+H20C02+H2且K=1,若用2molCO和10molH20(氣)相互混合并加熱到800℃,達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率約為
A.16.7% B.50% C.66.7% D.83%
【達(dá)標(biāo)練習(xí)】1.能引起化學(xué)平衡移動(dòng)的是( )
A、化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生了變化。
B、有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變了壓強(qiáng)。
C、由于某一條件的改變,使平衡混合物中各組分的濃度發(fā)生了不同程度的變化。
D、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,使用催化劑
2.某溫度下,反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H>0(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))。在一帶有活塞的密閉容器中達(dá)到平衡,下列說(shuō)法中不正確的是 ( )
A.恒溫壓縮體積,平衡不移動(dòng),氣體顏色加深B.恒壓充入HI(g),開始時(shí)正反應(yīng)速率減小
C.恒容,升高溫度,正反應(yīng)速率減小 D.恒容,充入H2,I2(g)的體積分?jǐn)?shù)降低
3.在HNO2溶液中存在如下平衡:HNO2 H++NO2- ,向該溶液中加入少量的下列物質(zhì)
后,能使電離平衡向右移動(dòng)的是 ( )
A.NaOH溶液 B.硫酸溶液 C.NaNO2溶液 D.NaHSO4溶液
4.下列事實(shí)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋的是 ( )
A.在強(qiáng)堿存在的條件下,酯在水中的溶解度增大新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)m]
B.加催化劑,使氮?dú)夂蜌錃庠谝欢l件下轉(zhuǎn)化為氨氣[w w w .x k b 1.c o m]
C.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣K]
D.500℃左右比室溫更有利于合成氨反應(yīng)
5.對(duì)于任何一個(gè)平衡體系,采用以下措施,一定會(huì)平衡移動(dòng)的是 ( )
A.加入一種反應(yīng)物 B.升高溫度
C.對(duì)平衡體系增加壓強(qiáng) D.使用催化劑
6.在密閉容器中,反應(yīng)2HI H2+I2(正反應(yīng)吸熱),當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),欲使混合氣體顏色加深,可采取的措施有( )
A.減小容器體積 B.降低溫度
C.加入催化劑 D.恒容下充入HI氣體
7.已知可逆反應(yīng)2NO(g) N2(g)+O2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。若在某溫度下達(dá)到平衡時(shí)c(N2)=0.05molL-1,C(O2)=0.05molL-1,c(NO)=0.00055molL-1 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____________。保持溫度不變,將容器體積縮小一半,則平衡常數(shù)為_________;
8.等物質(zhì)的量的A B C D四種物質(zhì)混合,發(fā)生如下反應(yīng):
aA(?)+bB(?) cC(s)+dD(?)
當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間后,測(cè)得A減少nmol ,B減少n/2mol,C增加3n/2mol,D增加nmol,此時(shí)達(dá)到了平衡狀態(tài)。
(1)該反應(yīng)的各系數(shù)a b c d
(2)若只改變壓強(qiáng),反應(yīng)速率發(fā)生變化,但平衡不發(fā)生移動(dòng),則A 態(tài),B 態(tài),D 態(tài)。
(3)若只升高溫度,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)知四種物質(zhì)的量又達(dá)到相等,則該反應(yīng)是 反應(yīng)。
編 制
陳 濤
審 核
馮現(xiàn)青
使 用
理科方向選修班
教學(xué)案編號(hào) 424
課 型
學(xué) 案
課 題
(選4)二單元 專題 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像
[教學(xué)目標(biāo)] 1.化學(xué)平衡圖像的特征分析
2.化學(xué)平衡圖像問題研究的重要思維方法
一、怎樣分析圖像: “系、點(diǎn)、態(tài)、勢(shì)”要看清,平衡跟著大者行。
(1)系:看清縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量
(2)點(diǎn):看特殊點(diǎn)如原點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)(拐點(diǎn))、交點(diǎn)、接點(diǎn)等.。有一系列問題值得去好好思考,如該不該通過原點(diǎn)?有沒有最高(或最低)點(diǎn)?為何有轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交點(diǎn)等?分清“漸變”和“突變” ,看曲線連續(xù)還是跳躍,以搞清“接點(diǎn)”。
(3)態(tài):看物質(zhì)的聚集狀態(tài),特別是研究與壓強(qiáng)有關(guān)的問題時(shí),要看清是否是氣體。
(4)勢(shì):看變化趨勢(shì),要注意變化的方向、趨勢(shì)、程度,.如考慮是直線還是曲線?是上升還是下降?若是兩條或兩條以上的直線,斜率是否相同?……這一系列的問題必須思考清楚。.
(5)平衡跟著大者行:誰(shuí)大跟誰(shuí)行,相等即平衡
濃度:變者為突變,不變?yōu)闈u變;
壓強(qiáng): 增壓都增大,大者變更大,減壓都變小,大者變更??;
溫度: 升溫都變大,吸熱變更大,降溫都變小,吸熱變更??;
催化劑:觸媒等增大,平衡不移動(dòng),時(shí)間改變了。
二、化學(xué)平衡的圖像分析
1、組成(含量w% n c α%)—時(shí)間圖像
例1. 已知某可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g) △H在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得在不同時(shí)間t、溫度T和壓強(qiáng)P與反應(yīng)物B在混合氣中的百分含量B%的關(guān)系曲線如圖所示.下列正確的是( ?。?
A.T1<T2,P1>P2,m+n>P, △H>0
B.T1> T2,P2>P1,m+n<P, △H>0
C.T2> T1,P2>P1,m+n<P, △H>0
D.T1> T2,P2>P1,m+n>P, △H<0
解析:①根據(jù)達(dá)到平衡的時(shí)間長(zhǎng)短,可斷定 T2<T1,P2>P1
②根據(jù)“平臺(tái)”高低,可斷定低溫有利于B%增大,說(shuō)明逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),即正反應(yīng)為吸熱,△H>0 高壓有利.B%增大,說(shuō)明增大壓強(qiáng),平衡逆移,故m+n<p. 由此可知,本題答案:
小結(jié):先拐先平,拐點(diǎn)平衡;高溫高壓,平衡先達(dá);看清坐標(biāo),含義要清。
2、組成(含量w% n c α%)―條件(溫度、壓強(qiáng))圖像
例2. 下圖表示外界條件(溫度、壓力)的變化對(duì)下列反應(yīng)的影響.
L(s)+G(g) 2R(g) △H>0
在圖中Y軸是指( )
A.平衡混合氣中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
B.平衡混合氣中G的體積分?jǐn)?shù)
C.G的轉(zhuǎn)化率
D.L的轉(zhuǎn)化率
解析 由圖象可知:T↗,Y↓. G%↓,R%↗.
由反應(yīng)可知:T↗,平衡正移. 反應(yīng)物α↗.
答案:
例3. 在容積相同的五個(gè)密閉容器中分別放入
同量的A2和B2,在不同溫度下同時(shí)任其發(fā)生反應(yīng):
A2(g)+3B2(g) 2AB3(g),分別在某同一
時(shí)刻測(cè)得其中AB3所占的體積分?jǐn)?shù)變化如圖所示.
下列說(shuō)法不正確的是 ( )
A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.E、F二點(diǎn)尚未達(dá)到平衡
C.H、I二點(diǎn)尚未達(dá)到平衡
D.G、H、I三點(diǎn)已達(dá)平衡狀態(tài)
解析 隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快.從G到H、I,AB3%所占的體積分?jǐn)?shù)降低,能得出正反應(yīng)是放熱反應(yīng);E、F兩點(diǎn)AB3%比G點(diǎn)低,原因是低溫下反應(yīng)速率慢,反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài).選__________
例4. 右圖為條件一定時(shí),反應(yīng) 2NO+O2 2NO2
中NO的最大轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系曲線圖,圖中有
A、B、C、D、E五點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài),
且V正<V逆的點(diǎn)是( )
A. B和C B. A和E
C. E D. A和C
解析:當(dāng)條件一定時(shí),反應(yīng)的最大轉(zhuǎn)化率一定是達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)。該圖像與初中所學(xué)的溶解度曲線很相似。A、D所在的曲線上所有的點(diǎn)均為平衡時(shí)的狀態(tài)。曲線上下的點(diǎn)均為非平衡時(shí)的狀態(tài)。反應(yīng)從非平衡自發(fā)達(dá)平衡。從圖中可看出,B、C所在狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率小于該溫度平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率。說(shuō)明反應(yīng)向____方向進(jìn)行。即V正>V逆。而E所在狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率大于該溫度平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率,說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。即V正<V逆。故本題選______.。
小結(jié):定一議二,線上平衡;注意趨勢(shì),看清坐標(biāo)。
3.速率——時(shí)間圖像:
此類圖像定性地揭示了v正、v逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的逆、等、動(dòng)、定、變的基本特征,并可用于判斷平衡移動(dòng)的方向.此類圖像要注意結(jié)點(diǎn)、趨勢(shì)、正逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小等。
例5. 對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)X+YZ+W,在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率變化圖像如圖所示,則圖像中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為 [ ]
A.Z、W均為氣體,X、Y中有一種是氣體
B.Z、W中有一種是氣體,X、Y皆非氣體
C.X、Y、Z、W皆非氣體
D.X、Y均為氣體,Z、W中有一種為氣體
分析:容易錯(cuò)選B,認(rèn)為增大壓強(qiáng),平衡向氣體
體積縮小的方向移動(dòng).由圖可知增大壓強(qiáng),加快
了正、逆反應(yīng),但逆反應(yīng)速率增大的幅度大于正反應(yīng)速率增大的幅度,由此而導(dǎo)致平衡向左移動(dòng).而壓強(qiáng)的改變,只影響氣體反應(yīng)的速率,選項(xiàng)B所言的X、Y皆非氣體即其正反應(yīng)速率不受影響,故正確答案為A.
例6.現(xiàn)有容積為2L的密閉容器,進(jìn)行反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)其中B物質(zhì)的正反應(yīng)速率v正與逆反應(yīng)速率v逆隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖,
則圖中陰影部分的面積可表示 .
分析:本圖像結(jié)合物理上的位移知識(shí)很容易得到答案,
其代表B的物質(zhì)的量濃度的減少
例7. 如圖表示反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g); △H<0 在某一時(shí)間段中反應(yīng)速就率與反應(yīng)過程的曲線關(guān)系圖,則圖中氨的百分含量最低的時(shí)間段是:
A.t0-t1
B.t2-t3
C.t3-t4
D.t5-t6
分析:本題是由速率-時(shí)間圖像來(lái)研究平衡的新題型,本題容易錯(cuò)選C,誤認(rèn)為速率越大,含量越高,應(yīng)注意由正逆反應(yīng)速率大小分析平衡移動(dòng)的方向,故正確答案應(yīng)為D。
小結(jié):突變與漸變,條件是關(guān)鍵;移動(dòng)跟著大者行,速率大小要看清;
4、濃度——時(shí)間圖像
此類圖象能說(shuō)明各平衡體系組分(或某一成份)在反應(yīng)過程中的變化情況.解題時(shí)要注意各物質(zhì)曲線的折點(diǎn)(達(dá)平衡時(shí)刻),各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系等情況.
例8. 右圖表示800℃時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況,
t1是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間.試回答:
(1) 該反應(yīng)的反應(yīng)物是______;
(2) 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是______;[X k b 1 . c o m
(3) 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___ ___.
分析 起始時(shí)A的濃度為2.0mol/L,B、C的濃度為0,隨著時(shí)間的推移,A的濃度降低為1.2mol/L,C的濃度升高為1.2mol/L,B的濃度升高為0.4mol/L.t1時(shí)刻后各物質(zhì)濃度不再變化,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡,得出A為反應(yīng)物,B、C為產(chǎn)物,它們濃度變化的差值之比為化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.故正確答案為(1)A;(2)40%;(3)2A B+3C.
例9. 可逆反應(yīng)N2+3H2 2NH3 △H<0 ,從反應(yīng)開始經(jīng)t1秒達(dá)平衡狀態(tài),因條件改變,平衡在t2秒時(shí)發(fā)生移動(dòng),在t3秒時(shí),又達(dá)到新的平衡狀態(tài).試根據(jù)t2-t3秒曲線判斷,下列圖1、圖2所表示的平衡移動(dòng)方向和變化條件各是什么?
圖1 圖2
解析 圖1中t2-t3曲線與原來(lái)連續(xù)變化,說(shuō)明只可能為改變______引起.NH3濃度下降,H2濃度增大,說(shuō)明平衡是逆向移動(dòng),故變化的條件是___________.
圖2中 ,t2時(shí)改變條件前后NH3的濃度連續(xù)變化,而N2濃度突變,說(shuō)明只能是增加__________濃度引起,平衡正向移動(dòng).
小結(jié):變化符合計(jì)量數(shù),可逆符號(hào)記心中,突變漸變看條件,聚集狀態(tài)要看清。
5.速率――條件圖像
該類圖像要注意坐標(biāo)的意義和曲線的變化趨勢(shì),注意條件對(duì)反應(yīng)速率影響。
例10. 對(duì)于可逆反應(yīng):A2(g)+3B2(g)2AB3(g); △H<0下列圖像中正確的是 [ ].
分析 該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小且放熱的反應(yīng).圖像A正確,因?yàn)闇囟壬?,正逆反?yīng)都加快,在二曲線相交處可逆反應(yīng)達(dá)到平衡,交點(diǎn)后逆反應(yīng)速率的增加更為明顯,與正反應(yīng)是放熱反應(yīng)相符.針對(duì)該反應(yīng)特點(diǎn),只升溫而使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的含量增加;只加壓而使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A的含量減少,B也正確.對(duì)可逆反應(yīng),溫度越高,到達(dá)平衡的時(shí)間越短,C不合題意.圖像D表示的意義是:增大壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率的加快比正反應(yīng)明顯,與本反應(yīng)是氣體體積減小的特點(diǎn)相悖,故正確答案為A、B.
小結(jié): 交點(diǎn)趨勢(shì)要看清,坐標(biāo)意義要分明
鞏固練習(xí)
(一)選擇題
1. 如右圖所示表示平衡混合物中x的百分含量在不同的壓強(qiáng)下,
隨溫度變化的情況,在下列平衡體系中,x可以代表用下橫
線標(biāo)明的物質(zhì)(反應(yīng)中各物質(zhì)為氣態(tài))的是( )
A.N2+3H2 2NH3△H<0
B.H2+I2 2HI+△H<0
C.2SO3 2SO2+O2△H>0
D.4NH3+5O2 4NO+6H2O△H<0
2. 在容積固定的4L密閉容器中,進(jìn)行可逆反應(yīng):
X(氣)+2Y(氣