高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡图象教案 新人教版Word格式.docx
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浓度越大,分子之间距离越短,分子之间碰撞机会增大,发生化学反应的几率加大,化学反应速率就快;
因此,化学反应速率与浓度有密切的关系,浓度越大,化学反应速率越快。
增大反应物的浓度,正反应速率加快。
(2)温度:
温度越高,反应速率越快(正逆反应速率都加快)。
(3)压强:
对于有气体参与的化学反应,通过改变容器体积而使压强变化的情况:
PV=nRT,P=CRT。
压强增大,浓度增大(反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,相反,亦然)。
(4)催化剂:
改变化学反应速率(对于可逆的反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
三、化学平衡的概念:
在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫做化学平衡。
1.“等”——处于密闭体系的可逆反应,化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。
即v(正)=v(逆)≠0。
这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
2.“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时,在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量,物质的量浓度,质量分数,体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。
这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
3.“动”——指定化学反应已达化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,且正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态是动态平衡状态。
4.“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)。
而与达平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡)。
四、化学平衡的移动——勒沙特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
具体见表6-1。
表6-1外界条件对化学平衡的影响
改变影响平衡的一个条件
化学平衡移动方向
化学平衡移动结果
增大反应物浓度
向正反应方向移动
反应物浓度减小,但比原来大
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
反应物浓度增大,但比原来小
增大生成物浓度
生成物浓度减小,但比原来大
减小生成物浓度
生成物浓度增大,但比原来小
增大体系压强
向气体体积减小的反应方向移动
体系压强减小,但比原来大
减小体系压强
向气体体积增大的反应方向移动
体系压强增大,但比原来小
升高温度
向吸热反应方向移动
体系温度降低,但比原来高
降低温度
向放热反应方向移动
体系温度升高,但比原来低
五、影响化学平衡的条件
1.浓度对化学平衡的影响
在其它条件不变的情况下,增大反应物的浓度,或减小生成物的浓度,都可以使平衡向着正反应方向移动;
增大生成物的浓度,或减小反应物的浓度,都可以使平衡向着逆反应方向移动。
2.压强对化学平衡的影响
在其它条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;
减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
应特别注意,在有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有变化,如
H2(气)+I2(气)2HI(气)
1体积1体积2体积
在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
还应注意,改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎不影响。
因此平衡混合物都是固体或液体时,改变压强不能使化学平衡移动。
3.温度对于化学平衡的影响
在其它条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
4.催化剂对化学平衡的影响
使用催化剂不影响化学平衡的移动。
由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的,所以平衡不移动。
但应注意,虽然催化剂不使化学平衡移动,但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。
思维技巧点拨
解题一般方法:
1.牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。
要能够画出有关的变化图象。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。
升高温度时,v(吸)>
v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。
例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。
例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
3.对于化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒沙特列原理挂钩。
(2)紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热,体积增大还是减小、不变,有无固体、纯液体物质参加或生成等。
(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
(5)先拐先平。
例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
(6)定一议二。
当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
【例1】下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表反应①③、②、④,则Y轴是指
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g);
△H=-Q
②H2(g)+I2(g)2HI(g);
△H=+Q
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);
△H=-Q
④2SO3(g)22SO2(g)+O2(g);
A.平衡混合气中一种生成物的百分含量
B.平衡混合气中一种反应物的百分含量
C.平衡混合气中一种生成物的转化率
D.平衡混合气中一种反应物的转化率
【解析】该题要求能够运用勒沙特列原理迅速逆向思维,当压强增大时,①③的平衡均右移,而Ⅰ曲线为增大趋势,(A)、(D)符合题意;
②所对应的Ⅱ曲线无变化,平衡不移动故与该题的解无关;
④在增大压强时平衡逆向移动,Ⅲ曲线为减小趋势,(A)、(D)符合题意。
所以,答案为AD。
【例2】由可逆反应测绘出图象如下图,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断正确的是
A.反应物中一定有气体B.生成物中一定有气体
C.正反应一定是放热反应D.正反应一定是吸热反应
【解析】定一议二。
温度不变时,增大压强,生成物的百分含量降低,说明平衡逆向移动,逆向为体积缩小方向,而题中未给出具体的可逆反应,但是可以确定生成物中一定有气体;
压强不变时,升高温度,生成物的百分含量增大,说明平衡正向移动,正向为吸热反应;
所以答案为BD。
基础知识
一、化学反应速率
1、概念:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
2、表示方法:
。
公式:
v=单位:
3、用不同物质表示同一反应的速率时,速率的比值 化学方程式中相应的化学计量数之比。
4、影响化学反应速率的因素:
内因:
外因:
、、、等。
二、化学平衡状态
2、研究对象:
3、特征:
4、等效平衡原理及判定
一定条件下进行的反应,不论从开始,还是从开始,或者反应同时开始,都可以建立的平衡状态,这就是等效平衡的原理。
⑴恒温、恒容
①若气体前后计量数之和不等,只要极限转换后,与的物质的量(或浓度),就可以达到相同平衡状态。
②若气体前后计量数之和相等,极限转换后,与的物质的量之比就可以达到相同平衡状态。
⑵恒温、恒压
只要极限转换后,与的物质的量之比就可以达到相同平衡状态。
三、化学平衡的移动
1、勒夏特列原理内容:
2、勒夏特列原理应用:
增大反应物的浓度或生成物的浓度,平衡向方向移动。
增大压强,平衡向气体体积方向移动。
升高温度,平衡向反应方向移动,催化剂平衡移动。
一、选择题
1.如下图所示,反应:
X(气)+3Y(气)2Z(气)+热量,在不同温度、不同压强(P1>
P2)下,达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为()
2.对达到平衡的可逆反应X+YW+Z,增大压强则正、逆反应速度(v)的变化如下图,分析可知X,Y,Z,W的聚集状态可能是()
A.Z,W为气体,X,Y中之一为气体
B.Z,W中之一为气体,X,Y为非气体
C.X,Y,Z皆为气体,W为非气体
D.X,Y为气体,Z,W中之一为气体
3.反应mA(固)+nB(气)eC(气)+fD(气),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图,下列叙述正确的是()
A.到平衡后,加入催化剂则C%增大
B.达到平衡后,若升温,平衡左移
C.化学方程式中n>
e+f
D.达到平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动
4.反应aA(g)+bB(g)cC(g);
△H=-Q,生成物C的质量分数与压强P和温度的关系如下图,方程式中的系数和Q值符合图象的是()
A.a+b<
cQ>
0B.a+b>
cQ<
0C.a+b<
0D.a+b=cQ>
5.某可逆反应L(s)+G(g)3R(g);
△H>
0,下图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。
试判断图中y轴可以表示()
A.平衡混合气中R的质量分数
B.达到平衡时G的转化率
C.平衡混合气中G的质量分数
D.达到平衡时L的转化率
6.下图中表示外界条件(T、P)的变化对下列反应的影响:
L(固)+G(气)2R(气);
△H>
0,y轴表示的是()
A.平衡时,混合气中R的百分含量
B.平衡时,混合气中G的百分含量
C.G的转化率
D.L的转化率
7.在可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);
△H<
0中m、n、p为系数,且m+n>
p。
分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度t℃、压强P关系正确的是()
8.在密闭容器中进行下列反应:
M(气)+N(气)R(气)+2L此反应符合下面图象,下列叙述正确的是()
A.正反应吸热,L是气体
B.正反应吸热,L是固体
C.正反应放热,L是气体
D.正反应放热,L是固体或液体
9.一定条件下,将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中,反应达到平衡后,测得X、Y转化率与起始时两种物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如下图,则X和Y反应的方程式可表示为()
A.X+3Y2Z
B.3X+Y2Z
C.3X+2YZ
D.2X+3Y2Z
10.A%为气态反应物在平衡体系中的百分含量,符合曲线的反应是
A.N2(气)+3H2(气)2NH3(气);
B.C(固)+CO2(气)2CO(气);
C.N2(气)+O2(气)2NO(气);
D.CaCO3(固)CaO(固)+CO2(气);
二、非选择题
11.下图表示800℃时,A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t是达到平衡状态的时间。
试回答:
(1)该反应的反应物是______。
(2)该反应的化学方程式为__________。
(3)达到平衡状态的所需时间是2min,A物质的平均反应速率为_______。
12.可逆反应:
aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气);
△H=Q试根据图回答:
(1)压强P1比P2______(填大、小)
(2)体积(a+b)比(c+d)______(填大、小)
(3)温度t1℃比t2℃______(填高、低)
(4)Q值是______(填正、负)
13.在容积不同的密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2+3H22NH3,并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如下:
(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是_______。
(2)此可逆反应的正反应是______反应。
(放热、吸热)
(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由。
____________________________________
14.已知2NO2N2O4+Q。
将NO2充入容易导热的材料制成的容器a和b中进行反应。
a的容积保持不变,b的上盖可随容器内气体压强的改变而上下移动,以保持容器内外压强相等。
当同温同压时,将等量的NO2充入“起始态”体积相同的容器a、b中,反应同时开始。
(1)反应开始时,a与b中生成N2O4的速率va______vb。
(2)反应过程中两容器里生成N2O4的速率是va______vb。
(3)达到平衡时,a与b中NO2转化为N2O4的百分数(A)相比较,则是Aa______Ab。
参考答案
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
v=△C/△t单位:
mol·
L-1·
S-1、mol·
min-1、mol·
h-1
3、用不同物质表示同一反应的速率时,速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
参加反应的物质的本身性质
浓度、压强、温度、催化剂等。
在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
可逆反应
动、等、定、变
一定条件下进行的可逆反应,不论从正反应开始,还是从逆反应开始,或者正、逆反应同时开始,都可以建立同一的平衡状态,这就是等效平衡的原理。
①若气体前后计量数之和不等,只要极限转换后,与起始状态的物质的量(或浓度)相等,就可以达到相同平衡状态。
②若气体前后计量数之和相等,极限转换后,与起始状态的物质的量之比相等就可以达到相同平衡状态。
只要极限转换后,与起始状态的物质的量之比相等就可以达到相同平衡状态。
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动
增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动。
增大压强,平衡向气体体积减小方向移动。
升高温度,平衡向吸热反应方向移动,催化剂不影响平衡移动。
1.C2.CD3.BC4.A5.C6.B7.B8.C9.B10.B
11.
(1)A
(2)2AB+3C(3)0.4mol/(L·
min)
12.
(1)小
(2)小(3)高(4)正
13.
(1)A、B
(2)放热(3)AC:
反应开始v正>
v逆,反应向右进行生成NH3。
CE:
已达平衡,升温使平衡左移,NH3%变小14.
(1)=;
(2)<
;
(3)<