1、化学反应速率化学平衡专题 郑集高级中学陈晓涛双基知识巧思巧解1判断反府达到平衡状态的方法例举反应mA(g)+nB(g) pC(g)qD(g)是否平衡状态混合物体系中各成分的量 各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定是各物质的质量或各物质质量分数一定是各气体的体积或体积分数一定是总体积、总压力、总物质的量一定不一定正反应速率与逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A同时生成，m molA，即V正=V逆是在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p mol C。则V正=V逆是VA：VB：VC：VD=m:n:p:q，V正不一定等于V逆不一定在单位时问内生成n mol B。同时消耗q mo
2、l D，因均指V逆不一定压强m+ np + q 时。总压力一定(其他条件不变)是若mn=pq，总压力一定(其他条件不变)不一定混合气体相对平均分子质量(M)一定，m+ np + q是一定，mn=pq不一定温度任何化学反应都伴随着能量变化当体系温度一定时(其他条件不变)是体系的密度(p)密度一定不一定一、化学平衡的移动勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 应用“勒夏特列原理”，需注意下列问题： (1)影响化学平衡的因素是浓度、压强和温度，催化剂只影响速率，不影响平衡。 (2)原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度、压强或一种
3、物质的浓度)，当多项条件同时发生变化时情况比较复杂。 (3)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的改变。二、浓度、压强对化学平衡移动影响的几种特殊情况 1当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的同体或纯液体物质时，由于其浓度是恒定不变的常数，不随其量的增减而变化，故改变这些同体或纯液体的量化学平衡不移动。 2由于压强的变化对非气态物质的浓度无影响，因此当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对化学平衡无影响。 3对于等体反应，在改变体系的压强时，对正反应、逆反应速率的影响是同等程度的，因此压强的变化对化学平衡无影响。 4在密闭容器中通人稀有气体，分两种情况： (1)恒温、恒容时，通入稀
4、有气体，压强增大，但由于原混合物各成分的浓度均没有发生变化，故化学平衡不移动。 (2)恒温、恒压时，通入稀有气体，压强不变，但由于原混合物各成分的浓度均减小，相当于减小了体系的压强，故化学平衡向着气体分子数增大的方向移动。 5同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度应看作是压强的影响。如：平衡体系中各物质的浓度均增大一倍时，化学平衡向着气体分子数减少的方向移动；平衡体系中各物质的浓度均降低一半时，化学平衡向着气体分子数增大的方向移动。 6当密闭容器的体积固定时，只改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变。在判断化学平衡移动的方向时，仍以浓度的影响来考虑。但在判断物质的转化率时，要同时考虑
5、压强的影响。如：向2NO2N2O4的平衡体系中通入N02。使c(NO2)增大，平衡向正反应方向移动；向平衡体系中通人N2O4，使c(N2O4)增大，平衡向逆反应方向移动。但由于两种情况下，容器内的压强都增大对正反应方向的缩体反应而言，促进正向移动，对逆反应方向的扩体反应而言，抑制正向移动，故重新达到平衡时，N02的百分含量均比原平衡要小。 三、等效平衡的规律 在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)对同一可逆反应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同这样的平衡称之为等效平衡。此类平衡主要有如下三种： 1在恒温、恒容条件下，对于非等体的可逆反应，只要改变起始时
6、加入物质的物质的量如通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡属等效平衡。 2在恒温、恒容条件下，对于等体的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡的相同，则两平衡属等效平衡。 3在恒温、恒压条件下，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡的相同，则两平衡属等效平衡，而且，对于非等体和等体的可逆反应均适用。 四、有关化学平衡的基本计算 1物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度起始浓度一转化浓度 (2)生成物：平衡浓度起始浓度+转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 2反应的转化率() 100 3在
7、密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： (1)恒温、恒容时： (2)恒温、恒压时： 4计算模式浓度(或物质的量)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx(A)=100 (C)100 五、化学平衡图像题的解题思路 1看清各坐标代表的量的意义，弄清曲线表示着哪些量的关系。 2注意曲线上的特殊点，如：曲线的起点、曲线的转折点、多条曲线的交点、曲线的终点等。 3注意曲线坡度的“平”与“陡”并弄清其意义。分清曲线函数的递增性和递减性。 4掌握“先拐先平”原则，即高温高压时反应
8、速率快，有利于先达平衡，也就是说在其他条件相同时，较高温或较高压强达到平衡所用的时间短。 5运用图像中浓度(或物质的量)的变化来确定反应中化学计量数的关系，即化学计量数之比等于同一时间内各反应物、生成物的浓度(或物质的量)转化值之比。 6对时间速率图像，要注意分清曲线的连续性、跳跃性，是“渐变”还是“突变”，是“变大”还是“变小”，变化后是否仍然相等等情况，才可以确定对应改变的条件及如何改变。典型例题例1 反应A2B22AB；H=Q kJmol-1在不同温度和压强改变条件下，产物AB的生成情况如右图所示：a为500b为300时情况，c为300时从时间t3开始向容器中加压的情况。 (1)下列叙述
9、正确的是 。 AA2、B2、AB均为气体，QO BAB为气体，A2、B2中至少有一种为非气体，QO CAB为气体，A2、B2中至少有一种为非气体，QO DAB为固体，A2、B2中至少有一种为非气体，QO (2)已知Q的绝对值为200，则该反应的热化学方程式正确的是 。 A、A2(g)+B2(s) 2AB(g)；H200 kJmol1 B、A2(l)+B2(g) 2AB(g)；H一200 kJmol1 C、A2B2 2AB；H一200 kJmol1 D、A2(g)B2(s) AB(g)；H一100kJmol-1 (3)在500时，在一容积固定的密闭容器中建立了上述(2)中所选择的热化学方程式平衡
10、，若保持温度不变，再向容器中分别加了A2或B2或AB时，判断平衡的移动情况(填“正向”“逆向”或“不”)以及当容器中AB的体积分数不再变化时，与原平衡时比较(填“增大”减小”或“不变”)。 加A2：平衡移动，(AB) ； 加B2：平衡移动，(AB) ； 加AB：平衡移动，(AB) 。 【答案】(1)C(2)D (3)正向 减小不不变逆向 减小2、 2005年是勒夏特列诞生155周年，他于1888年发现的“勒夏特列原理”，将指导我们正确地判断平衡移动的方向。现有Fe3和I一在水溶液中如下反应：2I2Fe32Fe2I2(aq)。 (1)当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平
11、衡 移动(填“向右”“向左”或“不”)。 (2)上述反应的正向反应速率和I一、Fe3的浓度关系为：vKc(I一)mc(Fe3+)n(K为常数)。c(I一)molL一1c(Fe3+)molL一1vmolL-1S-10.20O80O032KO60O40O144K0.80O20O128K通过所给的数据计算得知： 在V=Kc(I一)mc(Fe3+)n中，m、n的值为 。 Am=1，n=1 Bm=1，n=2 Cm=2，n=l Dm=2，n2 (3)I一浓度对反应速率的影响Fe3浓度对反应速率的影响。(填“小于”“大于”或“等于”) 【答案】(1)向右 (2)C(3)大于 3、已知：对于可逆反应：mAn
12、B pcqD，在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数K可表示为：K=，当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中就不写固体浓度，如CaCOa(s) CaO(s)+C02(g)，平衡常数K=c(C02)。硫化钠是一种用途广泛的化工原料，制备硫化钠的反应原理可用反应式：Na2S04(s)+4H2(g) Na2S(s)+4H20(g)表示，已知该可逆反应在1100时达到平衡，并保持反应器内恒温恒容。试回答下列问题： (1)此可逆反应的平衡常数表达式可表示为，温度升高后，K值会增大，意味着该反应的
13、正方向为反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)下列各种情况下，平衡将发生何种变化?(填“正向”“逆向”或不”) 加入少量Na2S04固体，平衡移动； 加入少量Na2SO410H20晶体，平衡移动； 加入少量灼热的焦炭，平衡移动。 (3)若初始时加入的Na2S04是2.84 g；Na2SO4的平衡转化率为45，则达平衡时该反应器内固体的总质量是(注：Na2S04的转化率100，(4)若将温度降低100，则在降温过程中对恒容反应器内气体总压强p(g)、氢气物质的量n(H2)、恒容反应器内气体的平均摩尔质量(g)、气体的总质量(m(g)的变化，描述正确的图像是 。 【答案】(1) 吸热 (2)不逆向
14、 正向 (3)2264 g (4)A、B4、(2004盐城测试题)在一定温度下。向一个容积不变的容器中，通入3 mol SO2和2 molO2及固体催化剂，使之反应。2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)；H一196.6 kJmol。平衡时容器内气体压强为起始时的90。此时 I加入3 mol SO2和2 mol O2发生反应，达到平衡时放出的热量为 。 保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为a mol SO2、b mol O2、c mol SO3(g)，欲使平衡时SO3的体积分数为29。 (1)达到平衡时，I与放出热量 (填序号)。 A一定相等 B、前者一定小 C前者大于或等
15、于后者 (2)a、b、c必须满足的关系是(一个用a、c表示，另一个用b、f表示)。 (3)欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，a的取值范围是 。答案：98.3 kJ (1)C (2)a+c=3 2b+c=4 (4)2a3练习：一、选择题1甲、乙两容器内都在进行AB的反应甲中每分钟减少4 mol。乙中每分钟减少2 mol，则两容器中的反应速率 ( ) A甲快 B.乙慢 C相等 D无法判断2对于反应A+3B2C(各物质均为气体)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行最快的是 ( ) AVA0.01 mol(Ls) B.VBO.02 mol(Ls) CVBO.6 mol(Lmin) D
16、VC=1.0 mol(Lmin)310将等浓度、等体积的Na2S2O3和稀H2S04混合9 min时溶液明显出现浑浊。若温度每升高10，化学反应速率增大到原来的3倍，那么40时，同样反应要明显看到浑浊，需要的时间是 ( ) A3 min B.1 min C30 s D20 s4反应：4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2min，B的浓度减少了O.6 molL，对此反应速率的表示正确的是 ( ) A用A表示的反应速率是O.4 mol(Lmin) B.分别用B、C、D表示反应的速率其比值是3：2：1 C在2min末的反应速率，用B表示为：0.3mol(Lmin) D在这2 min内用B和C
17、表示的反应速率的值都是逐渐减小的5mA(固)+nB(气) pC(气)，HO，在室温下B与压强关系如图所示，有关叙述正确的是 ( ) Amnp C. x点时，V正V逆 Dx点比y点反应速率慢 6(2004苏州)有一化学平衡：mA(g)nB(g) pC(g)+qD(g)，下图表示A的转化率与压强、温度的关系，分析可以得出的正确结论是 ( ) A正反应是吸热反应；且m+np+q B.正反应是吸热反应；且m+np+q D正反应是放热反应；且m+np+q7在一定温度下，可逆反应2HI(g) H2(g)+I2 (g)，已达平衡状态，改变某一条件时，混合气体的颜色加深。则下列说法正确的是 ( ) A.改变的
18、条件可能是在恒容条件下，充入HI气体 B.改变的条件可能是在恒压条件下，充入HI气体 C.化学平衡一定向正反应方向移动 D.正、逆反应速率都增大8在恒容密闭容器中进行如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，H甲=丁乙 BA的转化率为：甲丙乙乙丙丁10在一个同定容积的密闭容器中充入2 mol NO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2N2O4，此时平衡混合气中NO2的体积分数为x，若再充人1 mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的体积分数为y，则x和y的大小关系正确的是 ( ) Axy B.xO。采取下列措施既能加快反应速率，又能使平衡向正反应方向移动的是
19、( ) A升温 B.加压 C减压 D适当降温13可逆反应2A+B2C(g)；Hb=c，分别达到平衡时，下列说法正确的是 ( ) A.从反应开始达到平衡所需的时间tAtB B.平衡时，I2的百分含量：A=B=C C平衡时，c(I2)A=c(I2)B=c(I2)C D.平衡时，各容器内的压强：PAPB=PC15已知某温度下的氟化氢气体中存在如下平衡关系：2H3F33H2F2；HO，H2 F2 2HF；H0，则下面叙述正确的是 ( ) A若气体平均相对分子质量为42，则H3F3的体积分数小于10 B.若气体平均摩尔质量为40 gmol，则H3F3的体积分数为10 C定温定容下再充入少量HF，则H3F
20、3与HF的浓度比值增大 D定温定容下再充入少量H3F3，则H3F3与HF的浓度比值减小 二、填空题 16(2004江苏)化学工业在江苏国民经济中占有极其重要的地位我省是国内最早的硫酸生产基地之一。 (1)硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填序号)。 A. 矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B使用V2O5作催化剂 C接触室中不使用很高的温度 D净化后炉气中要有过量的空气 E接触氧化在常压下进行 F吸收塔中用98.3的浓硫酸吸收S03 (2)若实验在537、1.01x105 Pa和催化剂存在条件下，向某密闭容器中充入1 mol SO2和0.5 molO2，此时体积为100 L，在温度和压
21、强不变条件下反应达到平衡，SO3体积分数为0.91。若保持温度和压强不变，充入1 mol SO3则平衡时SO2体积分数为 ；若保持温度和压强不变，充入a mol S02和b molO2，且a：b=2：1反应达平衡时SO3体积分数仍为091，则a。 (3)硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常用氨水吸收后再加硫酸，回收S02同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 17在一定温度下，对于反应2A(g)+B(g) 2C(g)在反应过程中C的物质的量n(C)随着时间变化关系如图所示，从t1时间开始对反应体系升高温度，n(C)的变化如图所示。试回答下列问题： (1)p点反应的V正V逆(填“”或“”)； (2)此反应的正反应为热反应(填“放”或“吸”)； (3)a、b两点的正反应速率；Va Vb(填“”“”或“=”)。 18现在一定条件下进行下列可逆反应的实验A(g)+2B(g) 3C(g)；HC(SO42-)C(H+)C(OH-) 17、；放；18、（2）催化剂（3）a%小于小于
