化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡MicrosoftWord97-2003Document

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 一 化學(xué)反應(yīng)速率一 化學(xué)反應(yīng)速率 1 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率 2 表達(dá)式 3 單位 mol L s mol L 1 S 1 mol L min mol L h 等 c v t 4 意義 衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度 5 特點(diǎn) 1 同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)濃度的改變量表示 速率 數(shù)值可能不同 但表示意義相同 因此 在表示化學(xué)反應(yīng) 速率時(shí) 必須注明是以哪種物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn)的 2 對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng) aA bB cC dD 可用 A B C D 表示其速率 則有 A B C D a b c d 即化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比 二 影響反應(yīng)速率的因素二 影響反應(yīng)速率的因素 內(nèi)因內(nèi)因 反應(yīng)物的性質(zhì)是反應(yīng)速率大小的決定因素 外因外因 主要因素有濃度 溫度 壓強(qiáng) 催化劑等 1 濃度 其它條件不變時(shí) 增大反應(yīng)物濃度 化學(xué)反應(yīng)速率加快 2 溫度 其它條件不變時(shí) 升高溫度 化學(xué)反應(yīng)速率加快 一般來說 溫度每升高 10 反應(yīng)速率增大為原來 的 2 4 倍 3 壓強(qiáng) 其它條件不變時(shí) 增大壓強(qiáng) 對(duì)于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)速率加快 4 催化劑 使用正催化劑 能加快反應(yīng)速率 未特別指明時(shí) 均指正催化劑 解釋 解釋 解釋化學(xué)反應(yīng)速率快慢的鏈條思維 活化能 活化分子 有效碰撞 化學(xué)反應(yīng)速率 二 化學(xué)平衡二 化學(xué)平衡 化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度 1 概念 在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí) 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)物和生成物的濃度 物質(zhì) 的量 百分?jǐn)?shù)等 不再發(fā)生變化 這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài) 簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡 2 特征 逆 化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng) 等 V 正 V 逆 0 動(dòng) 化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡 雖然 V 正 V 逆 但正 逆反應(yīng)仍在進(jìn)行 定 反應(yīng)物和生成物的濃度保持一定 變 外界條件改變 平衡也隨之改變 3 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 標(biāo)志 1 本質(zhì)標(biāo)志 v 正 v 逆 0 對(duì)于某一可逆反應(yīng)來說 正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率 2 等價(jià)標(biāo)志 1 全是氣體參加的體積可變反應(yīng) 體系的壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化 例如 N2 3H22NH3 2 體系中各組分的物質(zhì)的量濃度或體積分?jǐn)?shù) 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變 3 全是氣體參加的體積可變反應(yīng) 體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化 例如 2SO2 g O2 g 2SO3 g 4 對(duì)同一物質(zhì)而言 斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等 5 對(duì)于有顏色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng) 體系的顏色不再隨時(shí)間而變化 如 2NO2 g N2O4 g 6 體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化 三 化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率三 化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率 1 概念 對(duì)于一定條件下的可逆反應(yīng) aA bBcC dD 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí) 生成物濃度的乘冪的乘積與反應(yīng)物 濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù) 記作 K 稱為化學(xué)平衡常數(shù) 濃度平衡常數(shù) 2 數(shù)學(xué)表達(dá)式 K cc C cd D ca A cb B 3 意義 平衡常數(shù)的大小化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度 即反應(yīng)限度 平衡常數(shù)的數(shù)值越大 說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全 4 影響因素 只與溫度有關(guān) 而與濃度無關(guān) 5 平衡轉(zhuǎn)化率 對(duì)于可逆反應(yīng) aA bB cC dD 反應(yīng)物 A 的平衡轉(zhuǎn)化率可以表示為 A 100 c0 A A c0 A 四 化學(xué)平衡移動(dòng)四 化學(xué)平衡移動(dòng) 1 平衡移動(dòng)方向與反應(yīng)速率的關(guān)系 1 v正 v逆 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 2 v正 v逆 平衡不移動(dòng) 3 v正v 逆 正向 移動(dòng) 增大 壓強(qiáng) 或升 高溫 度 v 正 v 逆 均增大 且 v 逆 v 正 逆向 移動(dòng) 減小 反應(yīng) 物的 濃度 v 正 v 逆 均減小 且 v 逆 v 正 逆向 移動(dòng) 正反應(yīng)方 向?yàn)闅怏w 體積增大 的放熱反 應(yīng) 減小 壓強(qiáng) 或降 低溫 度 v 正 v 逆 均減小 且 v 正 v 逆 正向 移動(dòng) 增大 生成 物的 濃度 v 正 v 逆 均增大 且 v 逆 v 正 逆向 移動(dòng) 正催 化劑 或增 大壓 強(qiáng) v 正 v 逆 同等倍數(shù) 增大 平衡 不移 動(dòng) 減小 生成 物的 濃度 v 正 v 逆 均減小 且 v 正 v 逆 正向 移動(dòng) 任意平衡 或反應(yīng)前 后氣體化 學(xué)計(jì)量數(shù) 和相等的 平衡 負(fù)催 化劑 或 減小 壓強(qiáng) v 正 v 逆 同等倍數(shù) 減小 2 從化學(xué)平衡常數(shù)判斷 Q 若 Q K 化學(xué)平衡正向 向右 移動(dòng) 若 Q K 化學(xué)平衡逆向 向左 移動(dòng) cc C cd D ca A cb B 4 勒夏特列原理 1 內(nèi)容 如果改變影響平衡的條件之一 如 溫度 濃度或壓強(qiáng) 平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng) 2 適用 該原理適用于化學(xué)平衡 溶解平衡 電離平衡 水解平衡等動(dòng)態(tài)平衡 這種減弱并不能消除外界條 件的變化 指點(diǎn)迷津 應(yīng)用勒夏特列原理時(shí)要注意不能走入誤區(qū) 1 是否真的改變了影響化學(xué)平衡的條件 例如 A 改變化學(xué)平衡體系中固體或純液體的物質(zhì)的量時(shí) 并未改變影響化學(xué)平衡的條件 B 即使有氣體存在的化學(xué)平衡體系 恒溫 恒容下充入惰性氣體 也未改變影響化學(xué)平衡的條件 2 可逆反應(yīng)是否存在能夠減弱某項(xiàng)條件改變的反應(yīng)方向 例如對(duì) mA g nB g pC g qD g m n p q 型的可逆反 應(yīng) 它無氣體體積擴(kuò)大或縮小的反應(yīng)方向 即使是改變壓強(qiáng) 化學(xué)平衡也不移動(dòng) 5 平衡移動(dòng)的應(yīng)用 判狀態(tài) 由壓強(qiáng)的改變 根據(jù)平衡移動(dòng)的方向 可以判斷反應(yīng)物或生成物的狀態(tài) 判系數(shù) 由壓強(qiáng)的改變 根據(jù)平衡移動(dòng)的方向 可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)或反應(yīng)物和生成物之 間的計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系 判 H 由溫度的改變 根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向 可以判斷正反應(yīng)或逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng) 判轉(zhuǎn)化率 根據(jù)條件改變對(duì)化學(xué)平衡的影響 可以判斷達(dá)到新平衡時(shí)某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的提高或降低以及平衡體 系中某組分百分含量的變化 調(diào)控反應(yīng) 根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的條件以及化學(xué)平衡移動(dòng)原理 可調(diào)控工業(yè)反應(yīng)使之效 五 高考真題 1 反應(yīng) A 3B 2C 2D 在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為 v A 0 15 mol L 1 s 1 v B 0 6 mol L 1 s 1 v C 1 2 mol L 1 min 1 v D 0 45 mol L 1 s 1 其中 反應(yīng)進(jìn)行得最快的是 2 2010 全國卷全國卷 1 27 15 分 在溶液中 反應(yīng) A 2BC 分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行 它們的起始濃度 均為 c A 0 100mol L c b 0 200mol l 及 c c 0mol L 反應(yīng)物 A 的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示 請(qǐng)回答下列問題 1 與 比較 和 分別僅改變一種反應(yīng)條件 所改變 的條件和判斷的理由是 2 實(shí)驗(yàn) 平衡時(shí) B 的轉(zhuǎn)化率為 實(shí)驗(yàn) 平衡時(shí) C 的 濃度為 3 該反應(yīng)的 0 判斷其理由是 H 4 該反應(yīng)進(jìn)行到 4 0min 時(shí)的平均反應(yīng)速度率 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) B v C v 3 H2 g I2 g 2HI g 已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 c H2 c I2 c HI 時(shí) c H2 c I2 c HI 1 1 2 時(shí) c H2 c I2 c HI 不再隨時(shí)間而改變 單位時(shí)間內(nèi)生成 n mol H2的同時(shí)生成 2n mol HI 單位時(shí)間內(nèi)生成 n mol H2的同時(shí)生成 n mol I2 反應(yīng)速率 v H2 v I2 v HI 一個(gè) H H 鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè) H I 鍵斷裂 溫度和體積一定時(shí) 容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化 溫度和體積一定時(shí) 混合氣體的顏色不再變化 溫度和壓強(qiáng)一定時(shí) 混合氣體的密度不再變化 條件一定 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化 4 20102010 四川理綜卷 四川理綜卷 1313 反應(yīng) aM g bN g cP g dQ g 達(dá)到平 衡時(shí) M 的體積分?jǐn)?shù) y M 與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示 其中 Z 表示 反應(yīng)開始時(shí) N 的物質(zhì)的量與 M 的物質(zhì)的量之比 下列說法正確的是 A 同溫同壓 Z 時(shí) 加入催化劑 平衡時(shí) Q 的體積分?jǐn)?shù)增加 B 同壓同 Z 時(shí) 升高溫度 平衡時(shí) Q 的體積分?jǐn)?shù)增加 C 同溫同 Z 時(shí) 增加壓強(qiáng) 平衡時(shí) Q 的體積分?jǐn)?shù)增加 D 同溫同壓時(shí) 增加 Z 平衡時(shí) Q 的體積分?jǐn)?shù)增加 5 2010 天津卷 天津卷 10 14 分 二甲醚是一 種重要的清潔燃料 也可替代氟利昂作制冷劑等 對(duì)臭氧層無破壞作用 工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物 水煤氣 合成二甲醚 請(qǐng)回答下列問題 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體 H2S 用 Na2CO3溶液吸收 生成兩種酸式鹽 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下 2H2 g CO g CH3OH g H 90 8 kJ mol 1 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 23 5 kJ mol 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 3 kJ mol 1 總反應(yīng) 3H2 g 3CO g CH3OCH3 g CO2 g 的 H 一定條件下的密閉容器中 該總反應(yīng)達(dá)到平衡 要提高 CO 的轉(zhuǎn)化率 可以采取的措施是 填字母代 號(hào) a 高溫高壓 b 加入催化劑 c 減少 CO2的濃度 d 增加 CO 的濃度 e 分離出二甲醚 已知反應(yīng) 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g 某溫度下的平衡常數(shù)為 400 此溫度下 在密閉容器中加 入 CH3OH 反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下 物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O 濃度 mol L 1 0 440 60 6 比較此時(shí)正 逆反應(yīng)速率的大小 v正 v逆 填 0 請(qǐng)回答下列問題 1 在某溫度下 反應(yīng)物的起始濃度分別為 c M 1 mol L c N 2 4 mol L 達(dá)到平衡后 M 的轉(zhuǎn)化率為 60 此時(shí) N 的轉(zhuǎn)化率為 該反應(yīng)的平衡常數(shù) K 2 若反應(yīng)溫度升高 M 的轉(zhuǎn)化率 填 增大 減小 或 不變 平衡常數(shù) K 3 若反應(yīng)溫度不變 反應(yīng)物的起始濃度分別為 c M 4 mol L c N a mol L 達(dá)到平衡后 c P 2 mol L a 4 若反應(yīng)溫度不變 反應(yīng)物的起始濃度為 c M c N b mol L 達(dá)到平衡后 M 的轉(zhuǎn)化率為 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡圖像問題化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡圖像問題 一 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖像問題 可按以下的方法進(jìn)行分析一 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖像問題 可按以下的方法進(jìn)行分析 1 認(rèn)清坐標(biāo)系 搞清縱 橫坐標(biāo)所代表的意義 并與有關(guān)的原理掛鉤 2 看清起點(diǎn) 分清反應(yīng)物 生成物 濃度減小的是反應(yīng)物 濃度增大的是生成物 一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn) 3 抓住變化趨勢(shì) 分清正 逆反應(yīng) 吸 放熱反應(yīng) 升高溫度時(shí) v 吸 v 放 在速率一時(shí)間圖上 要注意看清曲 線是連續(xù)的還是跳躍的 分清漸變和突變 大變和小變 例如 升高溫度時(shí) v 吸 大增 v 放 小增 增大反應(yīng)物濃 度時(shí) v 正 突變 v 逆 漸變 4 注意終點(diǎn) 例如在濃度一時(shí)間圖上 一定要看清終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物的消耗量 生成物的增加量 并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行 推理判斷 二 對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖像問題 可按以下的方法進(jìn)行分析 二 對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖像問題 可按以下的方法進(jìn)行分析 1 認(rèn)清坐標(biāo)系 搞清縱 橫坐標(biāo)所代表的意義 并與勒夏特列原理掛鉤 2 緊扣可逆反應(yīng)的特征 看清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱 體積增大還是減小 不變 有無固體 純液體物質(zhì)參加 或生成等 3 看清速率的變化及變化量的大小 在條件與變化之間搭橋 4 看清起點(diǎn) 拐點(diǎn) 終點(diǎn) 看清曲線的變化趨勢(shì) 5 先拐先平 例如 在轉(zhuǎn)化率一時(shí)間圖上 先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡 此時(shí)逆向推理可得該變化的溫度高 濃 度大 壓強(qiáng)高 6 定一議二 當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí) 先確定一個(gè)量不變?cè)儆懻摿硗鈨蓚€(gè)量的關(guān)系 三 具體圖像三 具體圖像 1 以 v t 圖像描述化學(xué)平衡移動(dòng)的本質(zhì) 例 3 已知合成氨的反應(yīng)為 N2 3H22NH3 92 4KJ 在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡 現(xiàn)升高溫度使平衡發(fā)生移動(dòng) 下列圖像中能正確描述正 逆反應(yīng)速率 v 變化的是 2 以物質(zhì)的量 濃度 時(shí)間 n c t 圖像描述可逆反應(yīng)達(dá)平衡的過程 例 4 在一定溫度下 容器內(nèi)某一反應(yīng)中 M N 的物質(zhì)的量 n 隨反應(yīng)時(shí)間 t 變化的曲線如圖所示 下列表述中正 確的是 A 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2MN B t2時(shí) 正 逆 達(dá)到平衡 C t3時(shí) 正 逆 D t1時(shí) 濃度 cN 2cM 3 以 c t 圖像描述等效平衡過程 例 5 在 425 時(shí) 1L 密閉容器中進(jìn)行反應(yīng) H2 g I2 g 2HI g 以不同的方式加入反應(yīng)物或生成物均達(dá)到 平衡 如下圖 1 將圖示 3 種情況的反應(yīng)物 生成物的初始濃度和平衡濃度填入表格 2 以上 3 種情況達(dá)到化學(xué)平衡是否為同一平衡狀態(tài) 由圖中的事實(shí)可以說明化學(xué)平衡具有哪些特征 3 等溫 等容情況下 等效平衡的條件是什么 4 以物質(zhì)的量 轉(zhuǎn)化率 時(shí)間 n R t 圖像描述溫度或壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響 例 6 反應(yīng) 2X g Y g 2Z g Q 在不同溫度 T1和