第七章 化学反应速率和化学平衡 第2讲 化学平衡状态.docx

1、第七章 化学反应速率和化学平衡 第2讲 化学平衡状态第2讲化学平衡状态考纲要求1.了解化学反应的可逆性；了解化学平衡建立的过程。2.结合具体实例，理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响。考点一可逆反应与化学平衡状态1可逆反应(1)定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“ ”表示。2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质

2、的质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)2H2O2H2O2为可逆反应 ()(2)二次电池的充、放电为可逆反应 ()(3)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 ()(4)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变 ()答案(1)(2)(3)(4)2向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ

3、。答案题组一极端假设，界定范围，突破判断1一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是 ()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c1v

4、逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)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正逆向移动任一平衡体系增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v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v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动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、

5、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。恒温、恒压条件(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1v正增大，平衡一定向正反应方向移动吗？答案不一定。只

6、有v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。2升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？答案不会。因为升高温度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸v放，原平衡被破坏，平衡向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。3对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)B(g) C(g)H0乙：A(s)B(g) C(g)H0丙：A(g)B(g) 2C(g)H0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”，下同)甲_；乙_；丙_。混合气体的平均

7、相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)甲_；乙_；丙_。(2)加压，平衡移动方向分别为甲_；乙_；丙_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲_；乙_；丙_。答案(1)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动增大不变不变4已知一定条件下合成氨反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，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t1时刻增大c(N2)或c(H2)t2时刻加入催化剂t3时刻降低温度t4时刻增大压强。题组一选取措施使化学平衡定向移动1COCl2(g) CO(g)Cl

8、2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是 ()A B C D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)，H0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

9、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

10、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nBQ0C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1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，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，m0，B、D项错误。5向某密闭容器中加入0.15 molL1 A、0.05 molL1 C和一定量的B三种气体

11、。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化如甲图所示t0时c(B)未画出， t1时c(B)增大到0.05 molL1。乙图为t2时刻改变反应条件，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_ molL1。(2)若t5时改变的条件是升温，此时v(正)v(逆)，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出该反应的热化学方程式_。(3)若t115 s，则t0t1阶段以C的浓度变化表示的平均反应速率为v(C)_ molL1s1，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

12、B增大压强C增大反应物浓度答案(1)0.02(2)3A(g) 2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)0.00460%(4)AB解析(1)t4时，减小压强，v(正)、v(逆)以同等倍数下降，说明反应前后化学计量数之和相等，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为c(A)0.150.060.09 molL1，c(C)0.110.050.06 molL1，即A、C的化学计量数之比为0.090.0632，故反应式为3A(g) 2C(g)B(g)，则B的起始浓度为0.050.030.02 molL1。(2)因升温，v(正)v(逆)，平衡正向进行，故此反应为吸热反应，其热化学反

13、应式为3A(g) 2C(g)B(g)H100a kJmol1。(3)v(C)0.004 molL1s1，(A)100%60%。(4)乙图中t3时刻v(正)、v(逆)以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(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“消灭”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

14、平衡时，A的浓度一定比原平衡大。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 T80 ；若对体系N2(g)3H2(g) 2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPap0)，起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol(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，放出的热量为Q2 kJ，吸收

15、的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。答案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。(2)Q2Q3Q1归纳总结等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。2在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol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？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。归纳总结等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为