高考化学大一轮复习讲义专题7化学反应速率与化学平衡第3讲苏教版Word格式.docx
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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
v正、v逆均增大,且v正′>
v逆′
正向移动
减小反应物的浓度
v正、v逆均减小,且v逆′>
v正′
逆向移动
增大生成物的浓度
v正、v逆均增大,且v逆′>
减小生成物的浓度
v正、v逆均减小,且v正′>
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
减小压强或降低温度
任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡
正催化剂或增大压强
v正、v逆同等倍数增大
平衡不移动
负催化剂或减小压强
v正、v逆同等倍数减小
(2)勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
5.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固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。
(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系
体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小
等效于减压
——
(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
深度思考
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×
”
(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;
化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动(×
)
(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v放减小,v吸增大(×
2.对于一定条件下的可逆反应
甲:
A(g)+B(g)C(g) ΔH<0
乙:
A(s)+B(g)C(g) ΔH<0
丙:
A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0
达到化学平衡后,改变条件,按要求回答下列问题:
(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”)
甲________;
乙________;
丙________。
此时反应体系的温度均比原来____(填“大”或“小”)
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)
答案 向左 向左 向右 大 减小 减小 不变
(2)加压,使体系体积缩小为原来的
①平衡移动方向(填“向左”、“向右”或“不移动”)
②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙,压缩后压强分别为p
、p
,则p甲与p
,p乙与p
,p丙与p
的关系分别为
③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)
答案 ①向右 不移动 不移动 ②p甲<p
<2p甲 p
=2p乙 p
=2p丙 ③增大 不变 不变
3.已知一定条件下合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。
t1____________;
t2______________;
t3______________;
t4____________。
答案 增大c(N2)或c(H2) 加入催化剂 降低温度 增大压强
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>
0,当反应达到平衡时,下列措施:
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥
答案 B
解析 该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。
恒压通入惰性气体,相当于减压。
恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。
增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
2.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH<
0的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
答案
(1)C 不
(2)A 逆反应 (3)D 逆反应
(4)B 正反应
解析
(1)加入催化剂,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”,且应在原平衡的反应速率之上;
催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同,则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴,图像为C。
(2)升高温度,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。
因题给反应的正反应放热,升温平衡逆向移动,所以v正′<
v逆′,图像为A。
(3)增大反应容器体积即减小压强,正、逆反应速率均减小,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之下。
因减小压强平衡逆向移动,所以v正′<
v逆′,图像为D。
(4)增大O2的浓度,正反应速率会“突然增大”,图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上,但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大,图像为B。
解析化学平衡移动题目的一般思路
题组二 条件改变时化学平衡移动结果的判断
3.对于以下三个反应,从正反开始进行达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
再充入PCl5(g)平衡向________方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率________,PCl5(g)的百分含量______。
答案 正反应 减小 增大
(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)
再充入HI(g)平衡向________方向移动,达到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。
答案 正反应 不变 不变
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率________,NO2(g)的百分含量________。
答案 正反应 增大 减小
4.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g) ΔH=QkJ·
mol-1。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
气体体积/L
c(Y)/mol·
L-1
温度/℃
1
2
4
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
0.70
下列说法正确的是( )
A.m>
n
B.Q<
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
答案 C
解析 温度不变时(假设100℃条件下),体积是1L时,Y的物质的量为1mol,体积为2L时,Y的物质的量为0.75mol·
L-1×
2L=1.5mol,体积为4L时,Y的物质的量为0.53mol·
4L=2.12mol,说明体积越小,压强越大,Y的物质的量越小,Y的质量分数越小,平衡向生成X的方向进行,m<
n,A项错误,C项正确;
体积不变时,温度越高,Y的物质的量浓度越大,说明升高温度,平衡向生成Y的方向移动,则Q>
0,B、D项错误。
1.判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。
2.压强的影响实质是浓度的影响,所以只有当这些“改变”造成浓度改变时,平衡才有可能移动。
3.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。
新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。
如①增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;
②若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50℃<
T<
80℃;
③若对体系N2(g)+3H2(g)2NH3(g)加压,例如从30MPa加压到60MPa,化学平衡向气体分子数减小的方向移动,达到新的平衡时30MPa<
p<
60MPa。
4.我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时,有时我们可以给自己建立一个平台,“假设平衡不移动”,然后在此平台的基础上进行分析、比较,就容易得到正确答案。
考点二 等效平衡
1.含义
在一定条件下(等温等容或等温等压),对同一可逆反应体系,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。
2.原理
同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态。
其中平衡混合物中各物质的含量相同。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。
因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
1.在等温等容条件下,可逆反应:
2A(g)+B(g)3C(g)+D(g) ΔH=-Q1kJ·
mol-1(Q1>
0),起始物质的量如下表所示:
序号
A
B
C
D
①
2mol
1mol
②
4mol
③
0.5mol
1.5mol
④
3mol
⑤
(1)上述反应达到平衡时,互为等效平衡的是哪几组?
达到平衡后,哪些量相同?
(2)达到平衡后,①放出的热量为Q2kJ,⑤吸收的热量为Q3kJ,则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________。
答案 (1