62反应物如何尽可能转变成生成物.docx

上传人:b****5 文档编号:11855284 上传时间:2023-04-06 格式:DOCX 页数:18 大小:228.11KB
下载 相关 举报
62反应物如何尽可能转变成生成物.docx_第1页
第1页 / 共18页
62反应物如何尽可能转变成生成物.docx_第2页
第2页 / 共18页
62反应物如何尽可能转变成生成物.docx_第3页
第3页 / 共18页
62反应物如何尽可能转变成生成物.docx_第4页
第4页 / 共18页
62反应物如何尽可能转变成生成物.docx_第5页
第5页 / 共18页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

62反应物如何尽可能转变成生成物.docx

《62反应物如何尽可能转变成生成物.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《62反应物如何尽可能转变成生成物.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

62反应物如何尽可能转变成生成物.docx

62反应物如何尽可能转变成生成物

6揭示化学反应速率和平衡之谜

6.2反应物如何尽可能转变成生成物

第一课时可逆反应中的化学平衡和影响化学平衡的因素

知识概要:

1.可逆反应:

在同一条件下同时向正方向进行,又向逆反应方向进行的化学反应叫可逆反应。

(1)正反应和逆反应是在同一条件下同时进行的。

(2)可逆反应中,反应物的转化率不可能达到。

(3)几乎所有的反应在适宜的条件下,都可能是可逆反应。

2.化学平衡状态:

在一定条件下的可逆反应,正反应速率和逆反应速率相等时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。

3.可逆反应达到化学平衡的标志:

(1)同一种物质υ正=υ逆.

(2)各组分的质量、物质的量、物质的量的浓度、质量分数等保持不变。

4.化学平衡状态的特征:

逆、定、动、变、等、同。

(1)逆:

化学平衡状态只对可逆反应而言。

(2)定:

在平衡混合物中,各组分的浓度保持一定,不再随时间的变化而变化。

(3)动:

化学平衡从表面上、宏观上看,化学反应好像停止了,但从本质上、微观上看反应并没有停止,而是正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡是一种动态平衡。

(4)变:

化学平衡是相对一定条件下建立的平衡,当影响化学平衡的外界条件发生变化时,化学平衡就会发生移动。

(5)等:

正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。

(6)同:

化学平衡状态可以从正、逆两个方向达到,如果外界条件不变时,不论采取何种途径,即反应是由反应物开始或由生成物开始,是一次投料或多次投料,最后所处的化学平衡是相同的,即化学平衡状态只与条件有关而与反应途径无关。

5.化学平衡常数

无论从正反应开始,还是从逆反应开始,无论反应物、生成物浓度的大小,可逆反应最后都能达到化学平衡。

对于可逆反应:

mA+nB

pC+qD,达到平衡时,

常数

=

,该常数称为化学平衡常数,简称为平衡常数。

(1)

值越大,表示正反应进行得越完全,反应物的转化率也越大。

(2)对于某一个可逆反应来讲,

值只与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。

(3)即使同一反应,若反应方程式不同,则

的表达式不同(填“相同”或“不同”)。

(4)所谓浓度,指的是气体或溶液的浓度,对于纯固体、纯液体的浓度定为常数1,可以不写。

6.影响化学平衡的因素:

化学平衡状态是与外界条件有关的。

外界某种条件改变时,使正、逆反应速率不等,平衡混合物中各组成物质的百分含量(或浓度)也随之改变,原来的平衡被破坏,直到建立新条件下的另一种平衡状态,这种改变的过程,叫化学平衡的移动。

7.影响化学平衡的外部条件有:

浓度、压强、温度、催化剂等。

8.影响化学平衡的因素:

mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)+Q(Q>0),且m+n

平衡体系

条件变化

速率变化

平衡变化

速率变化

曲线

任一平衡体系

增大反应物的浓度

υ正、υ逆均增大

且υ正′>υ逆′

正向移动

减小反应物的浓度

υ正、υ逆均减小,且υ逆′>υ正′

逆向移动

任一平衡体系

增大生成物的浓度

υ正、υ逆均增大,且υ逆′>υ正′

逆向移动

减小生成物的浓度

υ正、υ逆均减小,且υ正′>υ逆′

正向移动

正反应方向为气体体积增大的放热反应

增大压强或升高温度

υ正、υ逆均增大,且υ逆′>υ正′

逆向移动

减小压强或降低温度

υ正、υ逆均减小,且υ正′>υ逆′

正向移动

任意平衡

正催化剂

υ正、υ逆同等倍数增大

平衡不移动

负催化剂

υ正、υ逆同等倍数减小

注意:

“惰性气体”对有气体参与或形成的可逆反应的化学平衡的影响:

(1)恒温、恒容条件:

原平衡体系充入“惰性气体”,体系总压强增大,体系中各组分的浓度不变,化学平衡不移动。

(2)恒温、恒压条件:

原平衡体系充入“惰性气体”,体系体积增大,体系中各气体分压减小,体系中各组分的浓度同倍数减小,等效于体系气体压强减小。

(3)当体系气体压强减小时,如果可逆反应气体体积不变,则化学平衡不移动;如果可逆反应气体体积可变,则化学平衡向气体体积增大的方向移动;

9.勒夏特列原理:

如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。

(1)该原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂。

(2)该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。

(3)这种减弱不能(填“能”或“不能”)消除外界条件的变化。

例题解析:

例1.一定温度下,将3molSO2和1molO2充入一定容密闭容器中,在催化剂存在下进行下列反应:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)+197kJ,当达到平衡状态时,下列说法中正确的是()

A.生成SO3为2mol        B.SO2和SO3物质的量之和一定为3mol

C.放出197kJ的热量       D.SO2的物质的量和SO3物质的量一定相等

解析:

选B

例2.判断可逆反应:

mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否达到化学平衡。

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

①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数不变

②各物质的质量或各物质的质量分数不变

③各气体的体积或体积分数不变

④总体积、总压强、总物质的量不变

不一定

正反应速率与逆反应速率的关系

①在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA

②在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC

③υA∶υB∶υC∶υD=m∶n∶p∶q

不一定

④在单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD

不一定

压强

①若m+n≠p+q,总压强不变(其他条件不变)

②若m+n=p+q,总压强不变(其他条件不变)

不一定

混合气体相对平均分子

质量(

①若m+n≠p+q,

不变

②若m+n=p+q,

不变

不一定

温度

体系温度不变(其他条件不变)

体系的密度(ρ)

密度不变

不一定

例3.可逆反应:

mA(s)+nB(g)

eC(g)+fD(g)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。

下列叙述正确的是()

A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大

B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动

C.化学方程式中,n>e+f

D.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动

解析:

(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。

在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。

由此可知,T2>T1。

从图

(1)分析可知温度较高时(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。

B选项是正确的。

(2)图中,应先判断出P1与P2大小关系。

在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P2>P1。

从图中可知,压强增大时(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n<e+f,C项错误。

由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A项错误。

在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。

因此D项错误。

【答案】B

巩固训练:

1.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。

现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下使该反应发生。

下列有关说法正确的是(C)

A.达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3

B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等

C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化

D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零

2.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(A)

A.达到化学平衡时,4υ正(O2)=5υ逆(NO)

B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态

C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大

D.化学反应速率关系是2υ正(NH3)=3υ正(H2O)

3.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中能表明平衡一定发生移动的

是(B)

A.反应混合物的浓度B.反应物的转化率

C.正、逆反应速率D.反应混合物的压强

4.一定温度下,可逆反应A2(g)+3B2(g)

2AB3(g)一定达到平衡的标志是()

A.容器内每减少1molA2,同时生成2molAB3

B.容器内每减少1molA2,同时生成3molB2

C.容器内A2、B2、AB3的物质的量之比为1:

3:

2

D.容器内A2、B2、AB3的物质的量浓度之比为1:

1:

1

5.在一定温度下的定容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)

C(g)+D(g)已达平衡状态的是(BC)

A.混合气体的压强             B.混合气体的密度 

C.B的物质的量浓度            D.气体总物质的量 

6.下列说法可以证明反应:

N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)已达到平衡状态的是(AC)

A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂

C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂

D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成

7.下列表示可逆反应:

2A(g)+B(g)

D(g)+Q(Q>0)的图示中正确的是()

 A       B        C       D

8.在恒容密闭容器中存在下列平衡:

CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g),CO2(g)的平衡物

质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示,下列说法错误的是(BD)

A.反应CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)为吸热反应

B.在T2时,若反应处于状态D,则一定有υ正>υ逆

C.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)大

D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2

9.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:

A(g)+3B(g)

2C(g)+Q(Q>0),某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:

下列判断一定错误的是(AB)

A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高

B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高

C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高

D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高

10.下列事实中,不能用勒夏特列原理来解释的是(B) 

A.除去CuCl2溶液中的Fe3+,通常是向其中加入CuO、Cu(OH)2等固体

B.对于反应H2(g)+I2(g)

2HI(g),增大平衡体系的压强(压缩体积),可使体系颜色变深

C.AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度

D.在Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH-)>1×10-7mol/L

11.可逆反应:

aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)+Q,根据下图比较下列数据的大小:

(1)压强P1

(2)(a+b)<(c+d)

(3)温度t1℃>t2℃(4)Q<0

12.现往1L的容器中通入CO2、H2各2mol.在一定条件下让其发生反应:

CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g),回答下列问题:

(1)在830℃条件下,反应达到平衡时CO2的浓度为1mol·L-1,该条件下平衡常数K1=______

(2)在

(1)基础上,把体系的温度降至800℃,已知该条件下的平衡常数K2=0.81,可以推知平衡时c(H2O)=________________(保留2位有效数字)。

(3)由

(2)知,该可逆反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)在

(1)基础上,压缩容器体积至0.5L,该条件下的平衡常数为K3,则K3________K1(填“<”、“>”或“=”),理由是_______________________________

13.在2L密闭容器内,800℃时发生反应:

2NO(g)+O2(g)

2NO2(g),体系中一氧化氮的物质的量n(NO)随时间的变化如下表所示:

时间(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.01

0.0097

0.008

0.007

0.007

0.007

(1)写出该反应的平衡常数表达式:

K=__________________,已知

则该反应是反应(选填“吸热”或“放热”)。

(2)下图中表示NO2的变化的曲线是,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率为_______

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是

a.v正(NO2)=2v正(O2)b.容器内压强保持不变

c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内密度保持不变

(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是

a.及时分离除NO2气体b.适当升高温度

c.增大O2的浓度d.选择高效催化剂

14.向某密闭容器中加入0.15mol·L-1A、0.05mol·L-1C和一定量的B三种气体。

一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示(t0时,c(B)未画出,t1时增大到0.05mol·L-1)。

图乙为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

(1)若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为________mol·L-1.

(2)若t5时改变的条件是升温,此时υ正>υ逆,若A的物质的量减少0.03mol时,容器与外界的热交换总量为akJ,写出该反应的热化学方程式____________________________________

(3)若t1=15s,则t0—t1阶段以C的浓度变化表示的平均反应速率,则υ(C)=________,

A的转化率为________

(4)t3时改变的某一反应条件可能是_____________________(选填序号)

A.使用催化剂B.增大压强C.增大反应物浓度D.升高反应温度

 

巩固训练答案:

1—5:

CABB(BC)

6—10:

(AC)D(BD)(AB)B

11.略

12.

(1)1 

(2)0.95mol·L-1 (3)吸热 (4)等于 平衡常数只与温度有关

13.

(1)考查平衡常数的概念。

根据化学方程式可得,K=

已知:

则温度越高,k值越小,也就是说温度升高,平衡时NO2浓度减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。

(2)根据表格数据,随着时间的推移,NO的量逐渐减少,由化学方程式系数可知,NO速率为O2的两倍,图中c应该代表NO,d代表O2。

NO2为产物,速率应该和NO相同,所以NO2的变化曲线应该为b。

0~2s内,以氧气表示的该反应的平均速率为:

v(O2)=1/2v(NO)=1/2×(0.010—0.008)mol÷2L÷2s=2.5×10-4mol·L-1·s-1

(3)化学平衡的标志:

A等速标志:

v正=v逆

指反应体系中的同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。

对不同种物质而言,速率不一定相等。

B百分含量不变标志

正因为v正=v逆≠0,所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量。

总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变。

C对于有气体参与的可逆反应

恒容、恒温条件下,气体的物质的量越大,压强越大。

不论各成分是否均为气体、只需考虑反应物和产物中气体总的物质的量之差,即△n当△n=0,则压强不变时,不能作为平衡的标志;△ng≠0.则压强一定时,可表示达到化学平衡。

(4)及时分离除NO2气体可以使平衡向正反应方向移动,但不会增大反应速率;本反应为放热反应,适当升高温度可以增大反应速率,但是不能使平衡向正反应方向移动;选择高效催化剂,只能改变反应速率,不能使平衡发生移动。

只有增大O2的浓度,才能同时满足增大反应速率和使平衡正向移动。

【答案】⑴K=

放热⑵b2.5×10-4mol·L-1·s-1⑶bc⑷c

14.

(1)0.02

(2)3A(g)

2C(g)+B(g)-100akJ(3)0.004mol·L-1·s-160% (4)AB

 

6揭示化学反应速率和平衡之谜

6.2反应物如何尽可能转变成生成物

第二课时广泛存在的化学平衡

知识概要:

1.酸碱指示剂石蕊试液中的化学平衡:

HZ(红色)

H++Z—(蓝色)

(1)在中性溶液中,

___=___

(填“<”、“>”或“=”),溶液呈紫色。

(2)在酸性溶液中,由于

增大,平衡向左移动,溶液呈红色。

(3)在碱性溶液中,由于

反应,平衡向右移动,溶液呈蓝色。

2.人体血液中的化学平衡:

人体血液的pH约为(7.4±0.05),人体血液中的碳酸存在的平衡是:

____________________________

3.酒精测定仪中的化学平衡:

(1)酒精测定仪的工作原理:

配平下列化学反应方程式,

K2Cr2O7(橙红色)+3C2H5OH+4H2SO4→Cr2(SO4)3(绿色)+K2SO4+3CH3CHO+7H2O

(2)酒精测定仪中的化学平衡:

K2Cr2O7(橙红色)+K2SO+H2O

K2CrO4(黄色)+H2SO4,

酒精测定仪中加入H2SO4的作用:

使重铬酸钾在酸性条件生成硫酸铬,同时防止重铬酸钾转变为黄色的铬酸钾。

4.平衡移动与转化率的变化:

不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。

反应实例

条件变化与平衡移动方向

达新平衡后转化率变化

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)+Q(Q>0)

增大O2浓度,平衡正移

SO2的转化率增大,

O2的转化率减小

增大SO3浓度,平衡逆移

从逆反应角度看,SO3的转化率减小

升高温度,平衡逆移

SO2、O2的转化率都减小

增大压强,平衡正移

SO2、O2的转化率都增大

2NO2(g)

N2O4(g)

体积不变时,加入NO2

或者加入N2O4

NO2的转化率都增大(即新平衡中N2O4的含量都会增大)

2HI(g)

H2(g)+I2(g)

增大H2的浓度,平衡逆移

H2的转化率减小,I2的转化率增大

增大HI的浓度,平衡正移

HI的转化率不变

增大压强,平衡不移动

转化率不变

例题解析:

例1.从植物花中可提取一种简写为HIn的有机物,它在水溶液中因存在下列平衡:

HIn(溶液,红色)

H+(溶液)+In-(溶液,黄色)而用作酸碱指示剂,往该溶液中加入Na2O

粉末,则溶液颜色为()

A.红色变深B.黄色变浅C.黄色变深D.无明显现象

解析:

选C

例2.对密闭容器中进行的反应:

H2(g)+I2(g)

2HI(g),如果温度保持不变,下列说法中正确的是()

A.增加H2的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减少,平衡正向移动

B.增加H2的浓度,正反应速率逐渐增大,逆反应速率随之增大

C.增加I2的浓度,平衡正向移动,I2(g)的转化率增大

D.增加H2的浓度,平衡不移动,H2(g)的转化率增大

解析:

选B

巩固训练:

1.在一定温度下,反应2HI(g)

H2(g)+I2(g)-Q(Q>0),达到平衡时,要使混合气体颜色加深,可采取的方法是(B)

A.减小压强B.缩小体积C.降低温度D.增大氢气浓度

2.在下列平衡体系中,保持温度一定时,改变某物质的浓度,混合气体的颜色会改变;改变压强时,颜色也会改变,但平衡并不移动,这个反应是(C)

A.2NO+O2

2NO2B.N2O4

2NO2

C.Br2(g)+H2

2HBrD.6NO+4NH3

5N2+3H2O

3.有些物质的制备从化学性质的“以强制弱”来看似乎难以进行,但利用勒夏特列原理却取得了成功,以下属于这种情况的是(AB)

A.NaBr(s)+H3PO4(浓)

NaH2PO4(aq)+HBr(g)

B.6CaO(l)+2Al(l)

3CaO•Al2O3(s)+3Ca(g)

C.CaCO3(s)+2HCl(aq)→CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)

D.Cl2(g)+H2S(l)→2HCl(l)+S(s)

4.同压、不同温度下的反应:

A(g)+B(g)

C(g),A的含量和温度的关系如右图所示,下列

结论正确的是()

A.T1>T2,正反应吸热B.T1<T2,正反应吸热

C.T1>T2,正反应放热D.T1<T2,正反应放热

5.纵坐标表示反应速率,横坐标表示反应时间,对于合成氨反应N2+3H2

2NH3,下面表示达到平衡后减少氢气的量而建立起新平衡的正确的图像是()

6.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是(D)

A.反应的化学方程式为:

2M

NB.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡

C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍

7.向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成,经查资料得知:

+2NH3

H2O

[Ag(NH3)2]

+2H2O.下列分析不正确的是()

A.浊液中存在沉淀溶解平衡:

AgCl(s)

(aq)

(aq)

B.实验可以证明NH3结合

能力比

C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管

D.由资料信息可推知:

加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl

8.对于mA(s)+nB(g)

pC(g)+Q(Q>0)的可逆反应,在一定温度下B的百分含量与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是(B)

A.m+n<p  B.x点的状态是υ正>υ逆 

C.n>p   D.x点比y点的反应速率慢

9.可逆反应:

A(g)+B

C(g)+D中,A与C都是无色气体,当达到平衡时,下列叙述错误

的是(B)

A.若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,说明D是有颜色的气体

B.增大压强,平衡不移动,说明B、D必是气体

C.升温,C的百分含量减少,说明正反应是放热反应

D.若B是气体,增大A的浓度会使B的转化率增大

10.甲醇脱氢可制取甲醛:

CH3OH(g)

HCHO(g)+H2(g)+Q,甲醇的平衡转化率随温度变化

曲线如右图所示,下列有关说法正确的是()

A.Q>0

B.600K时,Y点

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 解决方案

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1