化學反應速率和化學平衡重要知識點 1 化學反應速率的相關知識及計算2 平衡的標志問題3 等效平衡問題4 化學平衡在不同條件下的比較問題5 化學平衡移動問題6 化學平衡的圖像問題7 化學平衡的計算問題 升高溫度 v增大 反之則相反 對氣體 增加壓強 v增大 反之則相反 增大氣體或溶液濃度 v增大 反之則相反 固體或純液體除外 加催化劑 v增大 1 化學反應速率的相關知識 化學反應速率 v 1 是用來衡量化學反應行快慢程度的 通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示 2 表示方法 v a c a t 練習 3 單位 mol l s 或mol l min 或mol l h 4 用不同物質表示的速率之比等于計量數(shù)之比 5 影響因素 溫度 壓強 濃度 催化劑 1 已知反應a 3b2c d在一分鐘內a的物質的量濃度由2mol l降為1mol l 試分別求此一分鐘內a和c的反應速率 解 v a c a t 2 1 mol l 1min 1mol l min v a v c 1 2 v c 2mol l min 2 用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時 下列措施不能使氫氣生成速率加大的是 a 對該反應體系加熱b 不用稀硫酸 改用98 濃硫酸c 滴加少量cuso4d 不用鐵片 改用鐵粉 b 注意 真 變和 假 變 若體系的壓強變化而使反應物或生成物的濃度發(fā)生變化即 真 變 否則是 假 變 如 2so2 o22so3a 恒壓時充入he 由于so2 o2 so3的物質的量不變 體積v變大 濃度降低相當于 減壓 反應速率降低 b 恒容時充入he 由于反應物生成物濃度不變 體系壓強不變相當于 假 變 化學平衡狀態(tài)的判斷 化學平衡的標志 速率關系 v正 v逆 各物質的百分含量 物質的量分數(shù) 體積分數(shù) 質量分數(shù)等 保持不變 混合氣體的總物質的量 總壓強 總體積不隨時間的改變而改變 不一定 各物質的濃度不隨時間的改變而改變 混合氣體平均相對分子質量不隨時間的改變而改變 不一定 混合氣體的密度不隨時間的改變而改變 不一定 反應體系內有色物質的顏色不隨時間的改變而改變 直接因素 間接因素 2 化學平衡的標志 特征 例 可逆反應2no22no o2在恒定容積密閉容器中反應 達到平衡狀態(tài)的標志是 a單位時間內生成nmolo2的同時生成2nmolno2 b反應容器內 物質的分子總數(shù)不隨時間的變化而變化c用no2 no o2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2 2 1 d混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) e混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) f混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài) 2 化學平衡的標志 abdef 1 等效平衡 一定條件下 恒溫 恒容或恒溫 恒壓 對同一可逆反應 只是起始時加入的物質的物質的量不同 而達到化學平衡時 任何相同組分的體積分數(shù) 或物質的量分數(shù) 均相同 這樣的平衡互稱為等效平衡 等效平衡的建立與途徑無關 與外界條件和物質用量有關 1 什么是等效平衡 2 判斷等效平衡的方法 注意外界條件 使用極限轉化法將各種情況變換成同一反應物或生成物 然后觀察有關物質的數(shù)量是否相當 3 等效平衡問題 1 恒溫 恒容下的等效平衡問題 對于氣態(tài)物質反應前后分子數(shù)變化的可逆反應 對于氣態(tài)物質反應前后分子數(shù)變化的可逆反應判斷方法 使用極限轉化法將各種情況變換成同一反應物或生成物 然后觀察有關物質的物質的量是否對應相等 對于氣態(tài)物質反應前后分子數(shù)不變的可逆反應 判斷方法 使用極限轉化的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物 然后觀察有關物質的物質的量比是否相等 2 恒溫 恒壓下的等效平衡問題 判斷方法 使用極限轉化法將各種情況變換成同一反應物或生成物 然后觀察有關物質的物質的量比是否相等 等效平衡小結 等效平衡問題 1 05江蘇 一定溫度下 在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應 2a g b g 3c g 若反應開始時充入2mola和2molb 達平衡后a的體積分數(shù)為a 其他條件不變時 若按下列四種配比作為起始物質 平衡后a的體積分數(shù)大于a 的是a 2molcb 2mola 1molb和1molhe 不參加反應 c 1molb和1molcd 2mola 3molb和3molc ab 2 在一個固定體積的密閉容器中 加入2mola和1molb 發(fā)生反應 2a 氣 b 氣 3c 氣 d 氣 達到平衡時 c的濃度為wmol l 若維持容器體積和溫度不變 按下列四種配比作為起始物質 達到平衡后 c的濃度仍為wmol l的是 a 4mola 2molbb 2mola 1molb 3molc 1moldc 3molc 1mold 1molbd 3molc 1mold d 4 化學平衡在不同條件下的比較問題 同一可逆反應在不同條件下 達到平衡時的比較 其方法常常要用到等效思維 等效假設 也就是建立一個可比的虛擬等效 然后去比較兩平衡的關系 1 有體積相同的容器甲和乙 在甲充入1molo2 2molso2 在乙充入2molso3 密封后都加熱至相同溫度 達平衡后 下列說法正確的是 a 甲中有2molso3 乙中有2molso2和1molo2b 甲中so2轉化率與乙中so3轉化率一定相等c 甲 乙中平衡混合氣的質量分數(shù)相同d 甲 乙兩容器內氣體壓強相等 2 有甲 乙兩容器 甲的容積固定 乙的容積可變 在一定溫度下 向甲中通入3moln2和4molh2 反應達到平衡時 生成nh3物質的量為amol 2 相同溫度下 若乙中通入6moln2和8molh2 且保持壓強與甲相同 反應達到平衡時 生成nh3物質的量為bmol 則b與a的關系可表示為 3 若 2 中乙與甲的容積始終相等 達到平衡時 生成nh3物質的量為cmol 則c與a的關系可表示為 b 2a c 2a 3 有兩只密閉容器a和b a能保持恒壓 b能保持恒容 起始時向容積相等的a b中分別通入體積比為2 1的等量的so2和o2 使之發(fā)生反應 2so2 o22so3 并達到平衡 則 填 左 右 增大 減小 不變 達到平衡所需要的時間 t a t b so2的轉化率 a a a b 起始時兩容器中的反應速率 v a v b 反應過程中的反應速率 v a v b 達到平衡時 在兩容器中分別通入等量的av氣 a中的化學平衡向反應方向移動 b中的化學反應速率 達到平衡后 向兩容器中分別通入等量的原反應氣體 再次達到平衡時 a容器中so2的百分含量 b容器中so2的百分含量 4 化學平衡移動問題 化學反應的特點 1 可逆反應2 反應物 生成物的狀態(tài)3 氣態(tài)物質的計量數(shù)4 反應熱 外界條件改變濃度 壓強 溫度等 物理量改變 1 速率2 濃度3 百分含量4 轉化率5 壓強6 相對平均分子質量等 結論 1 外界條件對化學平衡的影響是通過改變正反應速率和逆反應速率相對大小來實現(xiàn)的 2 化學平衡移動的方向取決于v正 v逆的相對大小 1 v正 v逆化學平衡向正反應方向移動 2 v正 v逆化學平衡不移動 3 v正 v逆化學平衡向逆反應方向移動 3 化學平衡不移動并不說明v正 v逆大小沒有改變 1 在10 和4 105pa的條件下 當反應aa g dd g ee g 建立平衡后 維持溫度不變 逐步增大體系的壓強 在不同壓強下該反應建立平衡后 物質d的濃度見下表 在增大壓強的過程中無其它副反應發(fā)生 1 壓強從4 105pa增加到6 105pa時平衡應向反應方向移動 填 正 或 逆 理由是 并且ad e 填 2 壓強從1 106pa增加到2 106pa時 平衡向反應方向移動 填 正 或 逆 理由是 并且ad 填 2 在下列平衡體系中 保持溫度一定時 改變某物質的濃度 混合氣體的顏色會改變 改變壓強時 顏色也會改變 但平衡并不移動 這個反應是a 2no o22no2b n2o42no2c br2 g h22hbrd 6no 4nh35n2 3h2o 3 04廣東 在恒溫時 一固定容積的容器內發(fā)生如下反應 2no2 g n2o4 g 達平衡是 再向容器內通入一定量的no2 g 重新達到平衡后 與第一次平衡時相比 no2的體積分數(shù)a 不變b 增大c 減小d 無法判斷若改成恒壓 又是那個答案 c c c 4 某溫度下 反應h2 g i2 g 2hi g 在密閉容器中達到平衡 縮小容器體積 增大壓強 則 a 正反應速率增大b 平衡正向移動c 容器內氣體顏色加深d 容器內h2的質量分數(shù)增大5 在ch3coohh ch3coo 的電離平衡中 要使電離平衡向右移動 應采取的措施是 a 加h2so4b 加鹽酸c 加水d 加naoh ac cd 5 化學平衡圖象題總匯 一 圖象題的一般解題思路這類題目是討論自變量x 如時間 溫度 壓強等 與函數(shù)值y 如物質的量 濃度 質量分數(shù) 轉化率 之間的定量或定性關系 因此 要運用數(shù)學方法解決此類題目 1 分析縱橫坐標及曲線表示的意義 2 分析曲線的變化趨勢與縱橫坐標的關系 3 分析特殊點 起點 拐點 終點 及其含義 4 有兩個以上變量時 分別討論兩個變量的關系 此時確定其他量為恒量 圖象題的類型 1 1 物質的量 或濃度 時間圖象例1 某溫度下 在體積為5 的容器中 三種物質物質的量隨著時間變化的關系如圖1所示 則該反應的化學方程式為 2s內用 的濃度變化和用 的濃度變化表示的平均反應速率分別為 圖1a b c三種物質的物質的量隨時間變化的關系圖 2 3 0 08mol s 0 12mol s 圖象題的類型 2 2 速率 時間圖象例2 把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中 發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖2所示 其中t1 t2速率變化的主要原因是 t1 t2速率變化的主要原因是 答案 反應是放熱反應 溫度升高使化學反應速率提高 鹽酸物質的量濃度變小使化學反應速率降低 圖2氫氣發(fā)生速率變化曲線 例3 某溫度下 在密閉容器里so2 o2 so3三種氣態(tài)物質建立化學平衡后 改變條件 對反應2so2 o22so3 正反應放熱 的正 逆反應速率的影響如圖3所示 加催化劑對速率影響的圖象是 升溫對速率影響的圖象是 增大反應容器體積對速率影響的圖象是 增大o2的濃度對速率影響的圖象是 d c a b 圖象題的類型 3 3 速率 壓強 或溫度 圖象例4 符合圖象4的反應為 n2o3 g no2 g no g 3no2 g h2o l 2hno3 l no g 4no2 g 5o2 g 4no g 6h2o g co2 g c s 2co g 圖4曲線圖 d v正 v逆 圖象題的類型 4 4 轉化率 或質量分數(shù)等 壓強 溫度圖象例5 有一化學平衡ma g nb g pc g qd g 如圖5所示是a的轉化率同壓強 溫度的關系 分析圖5可以得出的正確結論是 正反應吸熱 q 正反應吸熱 正反應放熱 正反應放熱 圖5曲線圖 a 分析 解決這類圖象題目 采用 定一論二 即把自變量 溫度 壓強 之一定為恒量 討論另外兩個變量的關系 例6 ma s nb g qc g 正反應為吸熱反應 的可逆反應中 在恒溫條件下 b的體積分數(shù) 與壓強 p 的關系如圖6所示 有關敘述正確的是 點 v正 v逆 點 v正 v逆 點比 點反應速率快 分析 點則未達平衡狀態(tài) 反應要向 趨向于平衡狀態(tài)方向 進行 以此判斷某點 正 逆的大小關系 比較 兩點的速率快慢則依據(jù)壓強的高低 或溫度的高低 圖6曲線圖 a c 例7 圖7表示ma g nb g pc g qd g q 在不同溫度下經過一定時間混合體系中c的質量分數(shù)與溫度 的關系 圖8表示在一定條件下達到平衡 v正 v逆 后 時刻改變影響平衡的另一個條件重新建立新平衡的反應過程 判斷該反應是 m n p qq 0 m n p qq 0 m n p qq 0 m n p qq 0 分析 圖7中 生成物的質量分數(shù)受同種外界條件的影響呈現(xiàn)兩種變化趨勢 則這兩種趨勢一定是平衡前 后的兩種情況 故最高點時剛好建立平衡 其后 才為外界條件對平衡的影響 圖7 圖8 c v正 v正 v逆 v逆 圖象題的類型 5 5 質量分數(shù) 時間圖象例8 對于可逆反應ma g nb s pc g qd g 反應過程中 其他條件不變時 產物 的質量分數(shù) 與溫度 或壓強p的關系如圖9所示 請判斷下列說法正確的是 降溫 化學平衡向正反應方向移動 使用催化劑可使d 有所增加 化學方程式中氣體的化學計量數(shù)m p q b的顆粒越小 正反應速率越快 有利于平衡向正反應方向移動 a c 圖象題的類型 5 例9 反應2 2 正反應放熱 在不同溫度 t 和t 及壓強 p 和p 下 產物 的物質的量 與反應時間 的關系如圖10所示 下述判斷正確的是 t t p p t t p p t t p p t t p p c 分析 該題要綜合運用 定一論二 先拐先平 解題 也可依據(jù) 定一論二 和外界條件對化學平衡的影響解題 一 有關的計算關系 1 三個量 起始量 轉化量 平衡量 它們的單位必須統(tǒng)一 起始ab00轉化 mx nx px qx平衡a mxb nxpxqx