《（B版浙江選考專用）2019版高考化學總復習 第二部分 專題八 化學反應(yīng)速率和化學平衡課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（B版浙江選考專用）2019版高考化學總復習 第二部分 專題八 化學反應(yīng)速率和化學平衡課件.ppt（64頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題八化學反應(yīng)速率和化學平衡,化學（浙江選考專用）,考點一化學反應(yīng)速率,知識梳理 1.表示方法 (1)化學反應(yīng)速率 用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度(常用物質(zhì)的量濃度)的減少或生成物濃度的增加來表示。 (2)計算公式 v=;單位:molL-1min-1,或?qū)懗蒻ol/(Lmin)形式。 (3)化學反應(yīng)速率與化學計量數(shù)的關(guān)系 對于同一個反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在同一時間段內(nèi)化學反 應(yīng)速率v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq。,考點清單,2.影響化學反應(yīng)速率的因素 (1)內(nèi)因:參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是影響化學反應(yīng)速率的決定性因素。例如H2、F2混合后,冷暗處就發(fā)生爆炸反應(yīng),化

2、學反應(yīng)速率極大,是不可逆反應(yīng)。而H2、N2在高溫、高壓和有催化劑存在下才能發(fā)生反應(yīng),且反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進行到底。 (2)外因:濃度、溫度、壓強、催化劑等外界條件都能對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 1)濃度:濃度增大可以提高化學反應(yīng)速率。 2)壓強:對有氣體參加的可逆反應(yīng)而言,在溫度一定時,對一定量氣體,增大壓強就會使氣體體積縮小,使氣體反應(yīng)物濃度增大,化學反應(yīng)速率也增大;若減小壓強,氣體體積增大,氣體反應(yīng)物濃度減小,化學反應(yīng)速率也減小。,3)溫度:溫度升高,化學反應(yīng)速率增大。通過實驗測得溫度每升高10 ,反應(yīng)速率一般增加24倍。 4)催化劑:在絕大多數(shù)反應(yīng)中,使用催化劑能使化學反應(yīng)速率顯著增

3、大,此類催化劑稱為正催化劑,也有少數(shù)能減小反應(yīng)速率的負催化劑(中學階段若無特別說明,均指正催化劑)。 5)其他:光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應(yīng)物顆粒大小、擴散速率、溶劑等因素也都能對某些化學反應(yīng)的反應(yīng)速率產(chǎn)生一定的影響。例如光照能加速氯水中次氯酸的分解,從而加快Cl2與水的反應(yīng);形成原電池也是增大反應(yīng)速率的一種途徑。,3.對影響化學反應(yīng)速率的因素的解釋,溫馨提示(1)改變固體或純液體的量對化學反應(yīng)速率無影響(因為固體、純液體的濃度均可視為常數(shù)),但改變固體表面積會影響化學反應(yīng)速率。 (2)不要把外界因素對反應(yīng)速率的影響和對化學平衡的影響混淆。如升溫,正、逆反應(yīng)速率都增大,但是增大的幅度

4、不同,導致化學平衡發(fā)生移動。 (3)催化劑有正催化劑和負催化劑之分,正催化劑即通常所說的催化劑,負催化劑又稱為抑制劑。 4.“惰性氣體”對反應(yīng)速率的影響 我們把化學反應(yīng)體系中與各反應(yīng)成分不起反應(yīng)的氣體統(tǒng)稱為“惰性氣體”。,(1)恒溫恒容時 對于有氣體參加的反應(yīng),充入“惰性氣體” 體系總壓強增大,但各 反應(yīng)成分分壓不變,即各反應(yīng)成分的濃度不變,反應(yīng)速率不變。 (2)恒溫恒壓時 對于有氣體參加的反應(yīng),充入“惰性氣體” 容器容積增大 各 反應(yīng)成分濃度降低 反應(yīng)速率減小。,考點二化學反應(yīng)的方向與化學平衡,知識梳理 一、化學反應(yīng)進行的方向 1.自發(fā)反應(yīng) (1)含義:在一定溫度和壓強下,無需外界幫助就能自

5、動進行的反應(yīng)。 (2)特點 a.體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。 b.在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。,(1)判據(jù),2.化學反應(yīng)方向,(2)焓變、熵變和溫度對化學反應(yīng)方向影響的一般規(guī)律,特別提醒用H-TS<0來判斷反應(yīng)的自發(fā)性,只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)是否一定會發(fā)生,也不能確定反應(yīng)速率。 二、化學平衡 1.可逆反應(yīng) (1)定義:在相同條件下,既可以向正反應(yīng)方向進行,同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng)。 (2)特點 1)二同:a.相同條件下;b.正逆反應(yīng)同時進行。 2)一小:反應(yīng)物與生成物同時存在,任一組分的轉(zhuǎn)化率都

6、小于100%。 (3)表示:在化學方程式中用“”表示。,(1)概念:在一定條件下,可逆反應(yīng)進行到一定程度時,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)。 (2)平衡的建立,2.化學平衡狀態(tài),三、化學平衡的移動 1.概念 可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,若反應(yīng)條件(如濃度、溫度、壓強等)發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變,從而在一段時,(3)平衡的特征,間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程,叫化學平衡的移動。 2.與反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正v逆:平衡向正反應(yīng)方向移動。 (2)v正=v逆:平衡不移動。 (3)v正

7、衡向逆反應(yīng)方向移動。 3.影響化學平衡移動的因素 (1)勒夏特列原理(化學平衡移動原理):改變影響化學平衡的一個因素,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。 (2)外界條件對化學平衡影響的分析,特別提醒對平衡影響的幾種特殊情況 (1)當反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學平衡無影響。 (2)對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)相等的反應(yīng),壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響程度是等同的,平衡不移動。 (3)“惰性氣體”對化學平衡的影響 1)恒溫、恒容條件 原平衡體系 體系總壓強增大體系中各組分的濃度不 變平

8、衡不移動。 2)恒溫、恒壓條件,原平衡體系 容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小體 系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓) (4)同等程度改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強的影響。 四、化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率 1.化學平衡常數(shù) (1)在一定溫度下,當一個可逆反應(yīng)達到平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),該常數(shù)稱作該反應(yīng)的化學平衡常數(shù),用符號K表示。,(2)表達式:對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),化學平衡常數(shù) K=。 (3)影響因素:K的大小與物質(zhì)的濃度、壓強等無關(guān),只隨溫度的 變化而變化。 (4)化學平衡常數(shù)的應(yīng)用 1)判斷化學反應(yīng)可能進

9、行的程度。 K值越大,反應(yīng)進行的程度越大,一般認為,K105時,反應(yīng)基本進行完全。 2)判斷化學平衡移動的方向。 對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),在一定溫度下的任意時刻,,反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系:=Qc,稱為濃度商。 Qc 3)利用化學平衡常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。 若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng); 若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 2.平衡的轉(zhuǎn)化率 對于可逆反應(yīng):aA+bB cC+dD,達到平衡時 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(A)=100%。,方法1化學平衡狀態(tài)的判斷方法 1.直接(特征)標志 等:v正=v逆(同一物質(zhì)) 定:各物質(zhì)的百分含

10、量保持不變 2.間接(等價)標志 混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。 各物質(zhì)的濃度不隨時間的改變而改變。 各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。 各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變。 判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)可歸納如下表:,突破方法,特別提醒1.判斷化學平衡狀態(tài)時,要分清反應(yīng)的條件是恒溫恒容還是恒溫恒壓。要弄清反應(yīng)的特點:全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。 2.不能作為“標志”的四種特殊情況 反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。 恒溫恒

11、容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g) H2(g)+I2(g)。 全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g) H2(g)+I2(g)。,全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。 3.判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)時,只要抓住“變量不變”即可如果所給的物理量隨著反應(yīng)的進行是一個變量,在某時間段內(nèi)不變,就可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);如果該物理量始終是一個定值,就不能作為判斷的依據(jù)。 例1(2017浙江寧波效實中學模擬,12)一定溫度下,兩個恒容密閉容器中分別發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g);C(s)

12、+H2O(g) CO(g)+H2(g)。下列狀態(tài)能表明兩個反應(yīng)都達到平衡狀態(tài)的是() a.各物質(zhì)的濃度不變;b.容器內(nèi)氣體壓強不變;c.容器內(nèi)氣體密度不變;d.容器內(nèi)氣體顏色不變;e.各組分的物質(zhì)的量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù)不變;f.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變。 A.aeB.aefC.abcD.ac,解析a中各物質(zhì)的濃度不變,說明反應(yīng)均達到平衡狀態(tài);b中容器內(nèi)氣體壓強不變,反應(yīng)中壓強始終不變,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài);c中容器內(nèi)氣體密度不變,反應(yīng)的密度始終不變,無法判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài);d中容器內(nèi)氣體顏色不變,反應(yīng)容器內(nèi)氣體顏色始終不變;e中各組分的物質(zhì)的量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù)不變,說明反應(yīng)均達到

13、平衡狀態(tài);f中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,反應(yīng)中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故選A項。 答案A,1-1(2017浙江德清高級中學選考模擬)一定條件下,將1 mol A和 3 mol B充入恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):A(g)+3B(g) 2C(g),下列不 能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是() A.氣體的密度不再改變 B.混合氣體中A的體積分數(shù)不再變化 C.混合氣體的總壓強不再變化 D.單位時間內(nèi)生成a mol A,同時生成2a mol C 答案A 解析題述反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,容器體積不變,故氣體密度始終不變,密度不變

14、不能說明題述反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A錯誤;A的體積分數(shù)不再變化,能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B正確;題述反應(yīng)前后氣體體積減小,混合氣體的總壓強不再變化,能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;單位時間,內(nèi)生成a mol A,同時生成2a mol C,說明正、逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確。,方法2化學反應(yīng)速率及化學平衡圖像的分析方法 1.圖像類型及解題要領(lǐng) (1)速率-壓強(或溫度)圖像 特點:曲線表示的是外界條件(如溫度、壓強等)對正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態(tài),壓強(或溫度)增大后正反應(yīng)速率增大得快,平衡正向移動。,(2)轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分數(shù)等)-壓強-溫度圖像

15、特點:表示兩個外界條件同時變化時,A的轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律。解決這類圖像題,采用“定一議二法”,即把自變量(溫度、壓強)之一設(shè)為恒量,討論另外兩個變量的關(guān)系。,特點:如上圖中曲線上的點表示平衡狀態(tài),而X、Y點則未達平衡狀態(tài),使反應(yīng)由X點達到平衡狀態(tài),反應(yīng)需向B的百分含量減小的方向進行;要使反應(yīng)由Y點達到平衡狀態(tài),反應(yīng)需向B的百分含量增大的方向進行。,特點:表示不同條件下反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中D的質(zhì)量分數(shù)大小。解題方法是“先拐先平數(shù)值大”,即曲線先拐的首先達到平衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫度或壓強的高低,再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析。 2.一般解題思路“四看” 一看面:即看清坐標所代表的量的

16、意義。,(3)質(zhì)量分數(shù)-時間圖像,二看線:看準線的走向,增減性及量的變化(需作輔助線、等溫線、等壓線等)。 三看點:弄懂曲線上點的意義,特別是一些特殊點(如起點、交點、轉(zhuǎn)折點、極值點等)。 四看量:看橫坐標軸和縱坐標軸量的變化。 例2(2017浙江寧波鎮(zhèn)海中學單元檢測)某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g) 2C(g),達到平衡后,在不 同的時間段,分別改變影響反應(yīng)的一個條件,測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時間的變化如下圖所示。下列說法中正確的是(),,A.8 min時反應(yīng)第一次達到平衡 B.30 min時降低壓強,40 min時升高溫度 C

17、.化學方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D.3040 min時該反應(yīng)使用了正催化劑,解析由圖像知20 min時反應(yīng)第一次達到平衡,8 min時,A、B、C的濃度相等但在20 min前濃度還在發(fā)生變化,說明反應(yīng)未達到平衡,A項錯誤;由圖像知,A、B的濃度隨時間變化的曲線是同一條曲線,說明化學方程式中A、B的化學計量數(shù)相等,x=1,則該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),30 min時,A、B、C的濃度都減小,正、逆反應(yīng)速率相等,平衡不移動,應(yīng)該是減壓;40 min時,v(正)、v(逆)都增大,應(yīng)該是升高溫度,因v(逆)v(正),平衡逆向移動,故逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故B項正確,C項錯誤;30

18、40 min時,v(正)、v(逆)同等程度減小,v(正)=v(逆),不是使用正催化劑,D項錯誤。 答案B,2-1(2017 浙江余姚中學期中)可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g),當其他條件不變時,C的質(zhì)量分數(shù)與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖中曲線判斷下列敘述中正確的是() A.達到平衡后,若使用催化劑,C的質(zhì)量分數(shù)增大 B.達到平衡后,若升高溫度,則平衡向逆反應(yīng)方向移動 C.達到平衡后,增大A 的量,有利于平衡向正反應(yīng)方向移動,D.方程式中一定有m+n

19、圖知,升高溫度,C%減小,則平衡逆向移動,B 正確;達到平衡后增加A的量,因A為固體,故對平衡無影響,C 錯誤;增大壓強,C%減小,則平衡逆向移動,增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動,故n

20、x px qx 則有:(1)平衡常數(shù)K=。 (2)反應(yīng)物:n(平)=n(始)-n(變);,生成物:n(平)=n(始)+n(變)。 (3)A平衡時的濃度:c平(A)= molL-1。 (4)A的轉(zhuǎn)化率:平(A)=100%,A、B的轉(zhuǎn)化率之比(A)(B)= 。 (5)平衡時A的體積分數(shù):平(A)=100%。 (6)平衡時和開始時的壓強比:=。 (7)混合氣體的密度:(混)= gL-1。 (8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量:=gmol-1。,2.基本步驟 (1)確定反應(yīng)物或生成物的起始加入量。 (2)確定反應(yīng)過程的變化量。 (3)確定平衡量。 (4)列比例式求解。 例3在1.0 L密閉容器中充入0.10

21、 mol A(g),在一定溫度下進行如下反應(yīng):A(g) B(g)+C(g)H=+85.1 kJmol-1,反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體 總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表:,回答下列問題: (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為,平衡時A的轉(zhuǎn)化率為,反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。 (3)由總壓強p和起始壓強p0表示平衡時反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A),n總=mol,n(A)=mol。 下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù),計算a=;,分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規(guī)律,得出的結(jié)論是,由此規(guī)律推出反應(yīng)

22、在12 h時反應(yīng)物的濃度c(A)約為molL-1。 解析(1)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)后氣體體積增大,根據(jù)平衡移動原理分析可知,欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率,可以升高溫度、減小壓強。 (2)反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量增大的量等于反應(yīng)的A的物質(zhì)的量,所以反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為100%,平衡時A的轉(zhuǎn)化率= 100%94.1%。,A(g)B(g)+C(g) 起始量 (molL-1)0.10 0 0 變化量(molL-1)0.1094.1%0.1094.1%0.1094.1% 平衡量(molL-1)0.10(1-94.1%)0.1094.1%0.1094.1% K==1.5。 (3)依據(jù)壓強之比等

23、于物質(zhì)的量之比,n總n起始=pp0,n總=,設(shè)A的 變化量為x mol,則 A(g)B(g)+C(g) 起始量(mol) 0.10 0 0 變化量(mol) x x x 某時刻量(mol)0.10-x x x,(0.10+x)0.10=pp0 x= n(A)=0.10 mol-mol=0.10(2-)mol。 4 h時,n(A)=0.10(2-)mol=0.10(2-)mol0.051 mol,所以a=0.0 51;分析數(shù)據(jù)特征可知,每隔4 h,A的濃度減小約一半;由此規(guī)律推出反應(yīng)在12 h時反應(yīng)物的濃度c(A)=0.013 molL-1。 答案(1)升高溫度、減小壓強 (

24、2)100%94.1%1.5,(3)0.10(2-) 0.051每隔4 h,A的濃度減小約一半0.013 3-1某溫度下,向4.0 L恒容密閉容器中充入2.0 mol PCl5(g),反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)一段時間后達到平衡,反應(yīng)過程中測定的 部分數(shù)據(jù)見下表:,下列說法正確的是() A.反應(yīng)在前50 s的平均反應(yīng)速率為v(PCl3)=0.006 4 mol/(Ls) B.若保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11 mol/L,則反應(yīng)的 Hv(逆) 答案D 解析由表中數(shù)據(jù)可得反應(yīng)在前50 s的平均反應(yīng)速率為v(PCl3)=,=0.001 6 mol/

25、(Ls),故A項錯誤。升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11 mol/L,大于題表中PCl3的平衡濃度:=0.1 mol/L,說明升溫平衡正 向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),H0,故B項錯誤。由表中信息可知原平衡時PCl3的物質(zhì)的量為0.40 mol,根據(jù)“三段式”得: PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) 起始濃度(mol/L)0.500 轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.10.10.1 平衡濃度(mol/L)0.40.10.1 平衡常數(shù)K==0.025,則逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=40。相同溫度下,起 始時向容器中充入4.0 mol PCl3、4.0 mol Cl2,設(shè)達到平衡時消耗PCl3的,物質(zhì)

26、的量濃度為x mol/L,根據(jù)“三段式”得: PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) 起始濃度(mol/L)1 1 0 轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x x x 平衡濃度(mol/L)1-x 1-x x K==40,x0.85,PCl3的轉(zhuǎn)化率約為85%,故C項錯誤。相同溫度下, 起始時向該容器中充入2.0 mol PCl5、0.40 mol PCl3和0.40 mol Cl2,PCl5、PCl3、Cl2的起始濃度分別為0.5 mol/L、0.1 mol/L、0.1 mol/L,濃度商Qc==0.02v(逆),D項 正確。,方法4等效平衡問題的分析方法(教師用書專用) 1.概念 相同條

27、件下,同一可逆反應(yīng)體系,不管從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,起始加入的物質(zhì)的量不同,而達到平衡時,反應(yīng)混合物中同種物質(zhì)的百分含量相同,這樣的平衡稱為等效平衡。 由于化學平衡狀態(tài)與條件有關(guān),而與建立平衡的途徑無關(guān)。因此,對于同一可逆反應(yīng),從不同的狀態(tài)開始,只要達到平衡時條件(溫度、濃度、壓強等)完全相同,則可形成等效平衡。 2.等效平衡規(guī)律 (1)恒溫、恒容條件 對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的同一可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì),的物質(zhì)的量時,如果通過可逆反應(yīng)的化學計量數(shù)之比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原來加入的物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,則兩平衡等效。如在恒溫、恒容條件下,可逆反應(yīng): 2SO2+O2

28、2SO3 2 mol1 mol0 mol 0 mol0 mol2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol 從正反應(yīng)開始,從逆反應(yīng)開始,正、逆反應(yīng)同時發(fā)生,由于、、三種情況按化學方程式中的化學計量數(shù)關(guān)系換算成同一方向的反應(yīng)物,對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等,因此三者達到的平衡為等效平衡。,(2)恒溫、恒壓條件 對于同一可逆反應(yīng),改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要按化學計量數(shù)關(guān)系換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量,若物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分起始加入的物質(zhì)的量之比相同,則達到的平衡與原平衡等效。如在恒溫、恒壓條件下,可逆反應(yīng): 2SO2+O2 2SO3 2 mol1 mol0 mol 4

29、mol2 mol0 mol 0 mol0 mol4 mol 2 mol1 mol2 mol 、的圖示如下:,從正反應(yīng)開始,從逆反應(yīng)開始,正、逆反應(yīng)同時發(fā)生,由于、、三種情況按反應(yīng)方程式中的化學計量數(shù)關(guān)系換算成同一方向的反應(yīng)物時,對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量之比均相等,因此三者為等效平衡。 (3)在恒溫、恒容或者恒溫、恒壓的條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù),不變的可逆反應(yīng),只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原來相同,則兩平衡等效。 例4(2016江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達到平衡。下列說法正確的 是(),A

30、.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱 B.達到平衡時,容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器中的大 C.達到平衡時,容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍 D.達到平衡時,容器中的正反應(yīng)速率比容器中的大 解析將容器中c(CH3OH)=0.10 molL-1等效轉(zhuǎn)移至左邊的反應(yīng)物,相當于c(H2)=0.20 molL-1,c(CO)=0.10 molL-1。A項,容器中相對于容器中,溫度升高,平衡左移,則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)放熱,正確;B項,容器中相對于容器中,壓強增大,平衡右移,則容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大,錯誤;C項,容器相對于容器,溫度升高,壓強減小,平衡左移,達平衡時,容器中c(H2)小于容器中c(H2)的兩倍,錯

31、誤;D項,容器中比容器中溫度高,反應(yīng)速率快,正確。,答案AD 4-1某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng): X(g)+mY(g) 3Z(g) 平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是() A.m=2 B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11 D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 molL-1,答案D 解析在2 L的密閉容器中,反應(yīng)達平衡時,各物質(zhì)的體積分數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,即平衡時,n(X)n(Y)

32、n(Z)=30%60%10%=361。設(shè)第一次平衡時X消耗的物質(zhì)的量為x,則 X(g)+mY(g) 3Z(g) 初始1 mol2 mol 0 轉(zhuǎn)化xmx 3x 平衡1 mol-x2 mol-mx 3x 則(1 mol-x)(2 mol-mx)3x=361,解得x=0.1 mol、m=2,由此可知A項、C項正確。同理可得第二次平衡時,Z的濃度為0.2 molL-1,D項錯誤。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡反應(yīng)溫度相同,故平衡常數(shù)相同,,B項正確。,方法5化學平衡問題的巧解方法(教師用書專用) 靈活運用不等式法、假設(shè)法、極限法、差量法、守恒法等能快速解決化學平衡的有關(guān)問題。 1.不等式法 例5在一

33、定體積的密閉容器中充入3 L氣體R和5 L氣體Q,在一定條件下發(fā)生反應(yīng): 2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g) 反應(yīng)完全后,容器溫度不變,混合氣體的壓強是原來的87.5%,則化學方程式中n的值是() A.2B.3C.4D.5 解析反應(yīng)完全后混合氣體的壓強減小,說明正反應(yīng)為氣體體積縮小的,反應(yīng),則2+54+n,nb 解析此題應(yīng)用分段假設(shè)法進行分析。先假設(shè)體積增加一倍時平衡未,移動,B的濃度應(yīng)為原來的50%,現(xiàn)在不是50%而是60%,比假設(shè)大,說明平衡向生成B的方向移動,則a

34、將1 mol CO和1 mol H2O(g)充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反應(yīng)達到平衡后,測得CO2的物質(zhì) 的量為0.6 mol。然后再充入4 mol H2O(g),達到新的平衡后,CO2的物質(zhì)的量為() A.0.6 molB.1 mol C.大于0.6 mol,小于1 molD.大于1 mol,解析向平衡體系中再充入4 mol H2O(g),增加了反應(yīng)物的濃度,化學平衡向正反應(yīng)方向移動,生成CO2的物質(zhì)的量大于0.6 mol;因該反應(yīng)為可逆反應(yīng),平衡時,CO不可能全部轉(zhuǎn)化為CO2,故CO2的物質(zhì)的量小于1 mol。 答案C 4.差量法 例8總壓強

35、為30 MPa時,將氮氣和氫氣的混合氣體(體積比為 13)通入合成塔,反應(yīng)達到平衡時,壓強降為25 MPa。則平衡時混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為() A.35%B.30%C.25%D.20% 解析設(shè)通入合成塔的N2為1 mol、H2為3 mol,氮氣轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x mol。,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)n 始/mol13 2 轉(zhuǎn)/molx3x 2x 平/mol1-x 3-3x2x =,解得x=。 NH3在混合氣體中的體積分數(shù)為100%=20%。 答案D,5.守恒法 例9在密閉容器中充入4 mol X,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)4X(g) 3Y (g)+Z(g),達到平衡時,有30%的X發(fā)生分解,則平衡時混合氣體總的物質(zhì)的量是() A.3.4 molB.4 molC.2.8 molD.1.2 mol 解析該反應(yīng)是一個等物質(zhì)的量的反應(yīng),無論有多少X發(fā)生分解,體系中氣體總的物質(zhì)的量守恒,所以答案選B。 答案B,