1_專題八　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

1、專題八化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 化學(xué)（浙江選考專用） 考點一考點一 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率 知識梳理知識梳理 1.表示方法 (1)化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)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(xué)反 應(yīng)速率v(A) v(B) v(C) v(D)=m n p q。 c t 考點清單 2.影響化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率的決定性因素

2、。 例如H2、F2混合后,冷暗處就發(fā)生爆炸反應(yīng),化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率 產(chǎn)生影響。 1)濃度:濃度增大可以提高化學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)速率也減小。 3)溫度:溫度升高,化學(xué)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

3、)催化劑:在絕大多數(shù)反應(yīng)中,使用催化劑能使化學(xué)反應(yīng)速率顯著增大, 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(xué) 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(xué)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。 影響因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響決定因素 內(nèi)因 (主要因素) 反應(yīng)物本身的性質(zhì), 如金屬與水反應(yīng)的速 率:NaMgAl 3.對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的解釋 外因 (當 其他 條件 不變 時, 改變 一個 條

4、件) 濃度增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大,反 之減小 增大反應(yīng)物濃度、增 大壓強都使得單位體 積內(nèi)活化分子數(shù)增 加,活化分子百分數(shù) 不變,單位時間內(nèi)、 單位體積內(nèi)有效碰撞 次數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng) 速率增大 壓強對于有氣體參加的反應(yīng),增大壓強,反 應(yīng)速率增大,反之減小 溫度升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速 率增大,反之減小 升溫吸收能量,使用 催化劑降低反應(yīng)的活 化能,均導(dǎo)致活化分 子百分數(shù)增大,而單 位體積內(nèi)分子數(shù)不 變,則活化分子數(shù)增 加,單位體積內(nèi)有效 碰撞次數(shù)增多,化學(xué) 反應(yīng)速率增大 催化劑使用催化劑,能同等程度改變同一反 應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 其他 因素 反應(yīng)物間的接觸面積、形成原

5、電池、光、超 聲波等 溫馨提示(1)改變固體或純液體的量對化學(xué)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(xué)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(xué)平衡的影響混淆。如升 溫,正、逆反應(yīng)速率都增大,但是增大的幅度不同,導(dǎo)致化學(xué)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(xué)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

6、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。 考點二考點二 化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)平衡 知識梳理 一、化學(xué)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(xué)反應(yīng)方向 類型HS反應(yīng)的自發(fā)性 10一定能自發(fā)進行(H-TS00) 300反應(yīng)的自發(fā)性隨溫度的變化而改 變。H

7、0、S0的反應(yīng)通常在 低溫下自發(fā)進行(此時H-TS0、S0的反應(yīng)通常在高 溫下自發(fā)進行(此時H-TS00 (2)焓變、熵變和溫度對化學(xué)反應(yīng)方向影響的一般規(guī)律 特別提醒用H-TSv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v逆 正向移動 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 任意平 衡體系 增大生成物的濃度v正、v逆均增大,且 v逆v正 逆向移動 減小生成物的濃度v正、v逆均減小,且 v正v逆 正向移動 正反應(yīng)為氣體體積增大 的 放熱反應(yīng) 增大壓強或升高溫度v正、v逆均增大,且 v逆v正 逆向移動 減小壓強或降低溫度v正、v逆均減小,且 v正v逆

8、正向移動 反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù) 之和相等的平衡 正催化劑或增大壓強v正、v逆同等倍數(shù)增大不移動 負催化劑或減小壓強v正、v逆同等倍數(shù)減小不移動 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(xué)平衡無影響。 (2)對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)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(xué)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 變平衡不移動。 2)恒溫、恒壓條件 原平衡體系容

9、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(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率 1.化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 1)判斷化學(xué)反應(yīng)可能進行的程度。 K值越大,反應(yīng)進行的程度越大,一

10、般認為,K105時,反應(yīng)基本進行完全。 2)判斷化學(xué)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, ( )() ( )( ) pq mn cCcD cAcB 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(xué)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+bBcC+dD,達到平衡時 反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(A)=100%。 ( )( ) ( )( ) cd ab c CcD cA cB K K K 反應(yīng)向正反應(yīng)

11、方向進行 反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài) 反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行 AA A 的初始濃度的平衡濃度 的初始濃度 方法方法1化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法化學(xué)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 反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 混合物體系中各成分的含量(1)各物質(zhì)的物

12、質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分 數(shù)一定 平衡 (2)各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡 (3)各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡 (4)總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定(如反 應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)) 不一定平衡 正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系(1)單位時間內(nèi)消耗mmolA,同時生成mmol A,則v正=v逆 平衡 (2)單位時間內(nèi)消耗nmolB,同時消耗pmolC, 則v正=v逆 平衡 (3)v(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)單位時間內(nèi)生成nmolB,同時消耗qmolD (因均指v逆) 不一定平衡 壓強(1)m+np+q,總壓強一定平衡 (2

13、)m+n=p+q,總壓強一定不一定平衡 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量Mr (1)m+np+q,Mr=,Mr一定 平衡 (2)Mr一定,但m+n=p+q不一定平衡 溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當體系溫度 一定時 平衡 體系的密度() 密度一定,=(固定容積) 不一定平衡 其他如體系顏色不再變化等平衡 () () m n 氣 總 m V 氣 特別提醒1.判斷化學(xué)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

14、物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù) 之比。 恒溫恒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)。 例例1(2019浙江寧波效實中學(xué)模擬,12)一定溫度下,兩個恒

15、容密閉容器中分 別發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g);C(s)+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

16、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。 答案答案A 1-1(2019浙江德清高級中學(xué)選考模擬)一定條件下,將1molA和 3molB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amolA,同時生成2amolC

17、答案答案A 解析解析題述反應(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amolA,同時生成2amolC,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。 方法方法2化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的分析方法化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)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

18、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 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

19、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。 例例2(2019浙江寧波鎮(zhèn)海中學(xué)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

20、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.8min時反應(yīng)第一次達到平衡 B.30min時降低壓強,40min時升高溫度 C.化學(xué)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D.3040min時該反應(yīng)使用了正催化劑 解析解析由圖像知20min時反應(yīng)第一次達到平衡,8min時,A、B、C的濃 度相等但在20min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(xué)方 程式中A、B的化學(xué)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),30min時,A、B、C的濃度都減小,正、逆反應(yīng)速率 相等,平衡不移

21、動,應(yīng)該是減壓;40min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;3040min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。 答案答案B 2-1(2019浙江余姚中學(xué)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

22、于平衡向正反應(yīng)方向移動 D.方程式中一定有m+np+q 答案答案B 解析解析使用催化劑,可以縮短反應(yīng)到達平衡所需的時間,但平衡不移動, C的質(zhì)量分數(shù)不變,A錯誤;由題圖知,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np+q,D錯誤。 方法方法3化學(xué)平衡的計算方法化學(xué)平衡的計算方法“三段式三段式”法法 1.計算模式 反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始的物質(zhì)的量分別為a mol、bmol,達到平衡后,A的消耗量為mxmol,容器

23、容積為VL。 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始(mol)ab00 變化(mol)mxnxpxqx 平衡(mol)a-mxb-nxpxqx 則有:(1)平衡常數(shù)K=。 (2)反應(yīng)物:n(平)=n(始)-n(變); ()() ()() pq mn pxqx VV amxbnx VV 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

24、合氣體的平均摩爾質(zhì)量:=gmol-1。 amx V mx a mx a nx b () amx abpqmn x () () p p 平 始 ()abpqmn x ab (A)(B)a Mb M V M (A)(B) () a Mb M abpqmn x 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。 例例3在1.0L密閉容器中充入0.10molA(g),在一定溫度下進行如下反 應(yīng):A(g)B(g)+C(g)H=+85.1kJmol-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: 時間t/h0124816

25、202530 p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53 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=; 反應(yīng)時間t/h04816 c(A)/(molL-1)0.10a0.0260.0065 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)

26、律,得出 的結(jié)論是,由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時反 應(yīng)物的濃度c(A)約為molL-1。 解析解析(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%。 0 0 pp p 9.534.91 4.91 A(g)B(g)+C(g) 起始量 (molL-1)0.1000 變化量(molL-1)0.1094.1%0.1094.1%0.1094.1% 平衡量(molL-1)0.10(1-94.1%)

27、0.1094.1%0.1094.1% K=1.5。 (3)依據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比,n總 n起始=p p0,n總=,設(shè)A的 變化量為xmol,則 A(g)B(g)+C(g) 起始量(mol)0.1000 變化量(mol)xxx 某時刻量(mol)0.10-xxx (B)(C) (A) cc c 2 (0.0941) 0.10 (1 94.1%) 0 0.10p p (0.10+x) 0.10=p p0 x= n(A)=0.10mol-mol=0.10(2-)mol。 4h時,n(A)=0.10(2-)mol=0.10(2-)mol0.051mol,所以a=0.0 51;分析數(shù)據(jù)特征可知,每

28、隔4h,A的濃度減小約一半;由此規(guī)律推出反應(yīng) 在12h時反應(yīng)物的濃度c(A)=0.013molL-1。 答案答案(1)升高溫度、減小壓強 (2)100%94.1%1.5 0 0 0.10()pp p 0 0 0.10()pp p 0 p p 0 p p 7.31 4.91 1 0.026mol L 2 0 0 pp p (3)0.10(2-) 0.051每隔4h,A的濃度減小約一半0.013 3-1某溫度下,向4.0L恒容密閉容器中充入2.0molPCl5(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: 0 0.10p p 0 p

29、 p 時間/s050150250350 n(PCl3)/mol00.320.380.400.40 下列說法正確的是() A.反應(yīng)在前50s的平均反應(yīng)速率為v(PCl3)=0.0064mol/(Ls) B.若保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11mol/L,則反應(yīng)的 Hv(逆) 答案答案D 解析解析由表中數(shù)據(jù)可得反應(yīng)在前50s的平均反應(yīng)速率為v(PCl3)= =0.0016mol/(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:=0.1mol/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

30、知原平衡 時PCl3的物質(zhì)的量為0.40mol,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4.0molPCl3、4.0molCl2,設(shè)達到平衡時消耗PCl3的 0.32mol 4.0L 50s 0.40mol 4.0L 0.1 0.1 0.4 物質(zhì)的量濃度為xmol/L,根據(jù)“三段式”得: PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) 起始濃度(mol/L)110 轉(zhuǎn)化濃度(

31、mol/L)xxx 平衡濃度(mol/L)1-x1-xx 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2.0molPCl5、0.40molPCl3和0.40molCl2,PCl 5、PCl3、Cl2的起始濃度分別為0.5mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,濃度商 Qc=0.02v(逆),D項 正確。 2 (1) x x 0.1 0.1 0.5 方法方法4等效平衡問題的分析方法等效平衡問題的分析方法(教師用書專用教師用書專用) 1.概念 相同條件下,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

32、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(xué)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(xué)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+O22SO3 2mol1mol0mol 0mol0mol2mol 0.5mol0.2

33、5mol1.5mol 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(xué)方程式中的化學(xué)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(xué)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+O22SO3 2mol1mol0mol 4mol2mol0mol 0mol0mol4mol 2mol1mol2mol 、的圖示如下: 從正反應(yīng)開

34、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(xué)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。 例例4(2019江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在3個體積均為1.0L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() 容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度 /molL-1 物質(zhì)的平衡濃度 /molL-1 c(H2)c(CO)c(CH3OH)c

35、(CH3OH) 4000.200.1000.080 4000.400.200 500000.100.025 A.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 解析解析將容器中c(CH3OH)=0.10molL-1等效轉(zhuǎn)移至左邊的反應(yīng)物,相 當于c(H2)=0.20molL-1,c(CO)=0.10molL-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

36、,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,錯誤;D項,容器中比 容器中溫度高,反應(yīng)速率快,正確。 答案答案AD 4-1某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(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1molZ(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1 1 D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4molL-1 答案答案D 解析解析在2L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) n(Z)=30% 60% 10% =3 6 1。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1mol2mol0 轉(zhuǎn)化xmx3x 平衡1mol-x2mol-mx3x 則(1mol-x) (2mol-mx) 3x=3 6 1,解得x=0.1mol、m=2,由此可知A 項、C項正確。同理可得第