2019年高考化學大串講 專題15 化學平衡教案.doc

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專題15 化學平衡 一、化學反應速率 1. 化學反應速率 ⑴ 化學反應速率是平均速率，而不是瞬時速率。 ⑵ 無論濃度的變化是增加還是減少，一般都取正值，所以化學反應速率一般為正值。 ⑶ 由于在反應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一般不用純液體或純固體來表示化學反應速率。其化學反應速率與其表面積大小有關，而與其物質的量的多少無關。通常是通過增大該物質的表面積來加快反應速率。 ⑷ 對于同一個反應來說，用不同的物質來表示該反應的速率時，其數值不同，但每種物質都可以用來表示該反應的快慢。因此，表示化學反應速率時，必須指明是用反應體系中的哪種物質做標準。 ⑸ 對于在一個容器中的一般反應 aA + bB == cC + dD來說有： VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD==== a ：b ：c ：d 2. 化學反應速率大小的比較方法 ⑴ 看單位是否統一，若不統一，換算成相同的單位。 ⑵ 比較反應速率大小時，不僅需看反應速率數值 的大小，且要結合化學方程式中物質的化學計量 數及單位,化歸到同一物質，再進行比較。 ⑶ 對于一般反應aA＋bB===cC＋dD，比較與，若＞，則A表示的反應速率比B的大。 3. 化學反應速率的計算方法 （1）概念法： （2）化學計量數法： 一般是先用概念法計算出一種物質的反應速率，再用化學計量數法算出其他物質的化學反應速率。 4. 影響化學反應的因素 ⑴ 濃度對化學反應速率的影響： ① 一個反應的速率主要取決于反應物的濃度，與產物的濃度關系不大 。 ② 物質為固體或純液體時，濃度為常數，改變固 體或純液體的量，不改變濃度，不影響化學反應速。 Ⅲ⑼ . 若參加反應的物質為固體、液體或溶液，由于 ⑵ 壓強對化學反應速率的影響 ① 壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認為反應速率不變。 ② 改變壓強的涵義，一般是指： 氣體物質的量不變，改變容器的容積。比如像 a. N2 + 3H2 2NH3，反應物為氣體的反應，縮小體積，壓強增大，反應物氣體的濃度增大，反應速率加快。如果增大體積，壓強減小，反應物氣體的濃度減小，反應速率減小。 b. 氣體的容器容積不變，充入不相關的氣體。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反應，充入Ne， 壓強增大，但各反應物的濃度沒有變化，反應速率不變。如果充入Ne，壓強不變，必然是容器的容積增大，而氣體容積的增大，一定引起反應物濃度的減小，所以化學反應速率減小。 ③ 像化學反應：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有氣體，反應物中沒有氣體，增大壓強，速率不增大；減小壓強，速率也不減小。 ⑶ 溫度對化學反應速率的影響 不管是吸熱反應還是放熱反應，只要是升高溫度一定加快反應速率，降低溫度一定減慢反應速率。 ⑷ 催化劑對化學反應速率的影 對可逆反應來說使用催化劑，可同時加快正逆反應速率 。 例1已知：一定溫度下的某恒容密閉容器中僅發(fā)生反應：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時反應達到化學平衡狀態(tài)，此時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，反應的化學平衡常數減小 B． 100s 內NO2的分解速率為810－3 mol/(Ls) C． 反應達平衡時，吸收的熱量為0.2Q D． 其他條件不變時，若開始時n(NO2)為2.4 mol，則達到平衡后，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，該反應的平衡常數K=210?5。已知：Ni(CO)4的沸點為42.2℃，固體雜質不參與反應。 第一階段：將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)4； 第二階段：將第一階段反應后的氣體分離出來，加熱至230℃制得高純鎳。 下列判斷不正確的是 A． 該反應達到平衡時，v分解[Ni(CO)4]=4v消耗(CO) B． 第一階段應選擇稍高于42.2℃的反應溫度 C． 第二階段,230℃時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,反應的平衡常數不變 【答案】A 例3298 K時，在2 L固定體積的密閉容器中，發(fā)生可逆反應：2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝－a kJ/mol(a>0)。N2O4的物質的量濃度隨時間變化如圖。達平衡時，N2O4的濃度為NO2的2倍，若反應在398 K進行，某時刻測得n(NO2)＝0.6 mol，n(N2O4)＝1.2 mol，則此時，下列大小關系正確的是(　　) A． v(正)>v(逆) B． v(正)0)的正反應是放熱反應，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，所以若反應在398K進行，反應達到平衡時的化學平衡常數K1<6.67。若反應在398K進行，某時刻測得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，說明反應未處于平衡狀態(tài)，反應逆向進行，因此v（正）0(即同一物質的消耗速率與生成速率相等)。 (2 )各物質的濃度保持不變。 2．間接判斷法 (1) 各物質的百分含量保持不變。 (2) 各物質的物質的量不隨時間的改變而改變。 (3) 各氣體的體積不隨時間的改變而改變。 例如：我們以密閉容器中的反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例來說明： 化學反應 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各物質的物質的量或物質的質量分數一定 平衡 ②各物質的質量或質量分數一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分數一定 平衡 ④總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定平衡 正、逆反應速率之間的關系 ①在單位時間內消耗了m mol A，同時也生成了m mol A， 即v(正) ＝ v(逆) 平衡 ②在單位時間內消耗了n mol B，同時也消耗了p mol C， 即v(正) ＝ v(逆) 平衡 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在單位時間內生成了n mol B，同時也消耗了q mol D， 即敘述的都是v(逆) 不一定平衡 壓強 ①其它條件一定、總壓強一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②其它條件一定、總壓強一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 混合氣體的平均相對分子質量 ①平均相對分子質量一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②平均相對分子質量一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時 平衡 氣體的密度 密度一定 不一定平衡 顏色 反應體系內有色物質的顏色穩(wěn)定不變 平衡 例4在恒容密閉容器中，可逆反應C(s)+CO2(g)2CO（g）達到平衡狀態(tài)的標志是（ ） ①單位時間內生成n molCO2的同時生成n molC ②單位時間內生成n molCO2 的同時生成2n mol CO ③CO2 、CO的物質的量濃度之比為1: 2的狀態(tài) ④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài) ⑥C的質量不再改變的狀態(tài) A． ①④⑤⑥ B． ②④⑤⑥ C． ②③⑤⑥ D． ①②③④ 【答案】B 例5反應N2O4(g）2NO2(g）ΔH＝＋57kJmol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( ） A． A、C兩點的反應速率：A＞C B． A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺 C． A、C兩點氣體的平均相對分子質量：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、化學平衡圖像 圖像題解題方法 （1）分析反應速度圖像： ①看起點：分清反應物和生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，生成物多數以原點為起點。 ②看變化趨勢：分清正反應和逆反應，分清放熱反應和吸熱反應。升高溫度時，△V吸熱＞△V放熱。 ③看終點：分清消耗濃度和增生濃度。反應物的消耗濃度與生成物的增生濃度之比等于反應方程式中各物質的計量數之比。 ④對于時間——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）化學平衡圖像問題的解答方法： ①三步分析法：一看反應速率是增大還是減??；二看△V正 、 △V逆的相對大小；三看化學平衡移動的方向。 ②四要素分析法：看曲線的起點；看曲線的變化趨勢；看曲線的轉折點；看曲線的終點。 ③先拐先平：對于可逆反應mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ，在轉化率——時間曲線中，先出現拐點的曲線先達到平衡。它所代表的溫度高、壓強大。這時如果轉化率也較高，則反應中m+n>p+q。若轉化率降低，則表示m+nKc>Ka D． b、c點均為化學平衡點,a點未達平衡且反應正向進行 【答案】B 例7下列圖示與對應的敘述相符的是 A．圖1表示H2與O2發(fā)生反應過程中的能量變化，則H2的燃燒熱為241.8 kJmol－1 B．圖2表示壓強對可逆反應2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D（s）的影響，乙的壓強比甲的壓強大 C．圖3表示等質量的鉀、鈉分別與足量水反應，則甲為鈉 D．圖4表示常溫下，稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時，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)定的氧化物時所放出的熱量，與圖象不吻合，故A錯誤；B、該反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，增大壓強平衡向正反應方向移動，則反應物的含量減少，該圖中改變條件后，反應物的含量不變，說明平衡不移動，加入的是催化劑，故B錯誤；C、鉀比鈉活潑，反應速率快。鈉的摩爾質量小于鉀的摩爾質量，在質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，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，故D錯誤。 例8T℃時，反應物和生成物均為氣體的某反應，反應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，B的體積分數與時間的關系如圖（Ⅱ）所示，則下列結論正確的是 A．在t1時間內用B表示該反應的平均速率為：0．6molL-1mim-1 B．在（t1+10）時，保持其他條件不變，增大壓強，平衡向逆反應方向移動 C．T時，在相同容器中，若由0．1molL-1A、0．3molL-1B和0．4molL-1C反應，達到平衡后，C的濃度仍為0．4molL-1 D．在其他條件不變時，升高溫度，正、逆反應速率均增大，且A的轉化率增大 【答案】C