2011暑假高一升高二化学材料(4)

2019-01-27 15:15

逆:研究对象是可逆反应

动:动态平衡,v(正)= v (逆)≠0

定:反应混合物中各组分的浓度(或百分含量)保持不变(不是相等) 变:若条件改变时,平衡状态可能发生改变

同:化学平衡状态的建立与可逆反应进行的方向无关 [例1] 在密闭容器中进行如下反应:X2(气)+Y2(气) 2Z(气)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为

---

0.1mol·L1、0.3 mol·L1、0.2 mol·L1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度不可能是

--

A.Z为0.3 mol·L1 B.Y2为0.35 mol·L1

--

C.X2为0.2 mol·L1 D.Z为0.2 mol·L1 [练习] 在一密闭容器中,反应aA(g) bB(g) 达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则

A.平衡向正方向移动了 B.物质A的转化率减少了 C.物质B的质量分数增加了 D.a>b 2.判断化学平衡状态的依据 (1)本质:速率相等V正=V逆(两速率分别代表正向和逆向且对应一致)

(2)现象:“量”不变,包括各物质的百分含量、浓度、质量保持不变;体系压强不变(恒温恒容,对于有气体参入且反应前后气体系数之和不等的反应);气体的密度、颜色等 [例2] 下列方法中可以证明2HI H2+I2(g)已达平衡状态的是 (1)单位时间内生成n molH2的同时生成n molHI (2)一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 (3)分子组成HI%=I2% (4)速率v(H2)= v(I2) =

1v(HI)时 2(5)c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时

(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化 (7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化 (8)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化 3.化学平衡常数

对于一般的可逆反应:mA+nBpC+qD,在一定条件下建立平衡时,存在以下关系:

?c(C)?p??c(D)?qK=

?c(A)?m??c(b)?n

K称为可逆反应的化学平衡常数,它反映了平衡混合物中各组分的物质的量浓度之间的关系。K不随反应物浓度和成成浓度的改变而改变,但是随温度的改变而改变。

从平衡常数K的大小,可以推断反应进行的程度。K越大,表示化学反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,反之,K越小,化学反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。

【例3】合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3,在某温度时,K=0.4,下列情况反应向那方向进行? (1)c(N2)=c(H2)=1mol/L,c(NH3)=0.5mol/L (2)c(N2)=c(H2)=0.1mol/L,c(NH3)=0.02 mol/L

【练习】 若该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2,那么正反应为吸热反应还是放热反应? 5.影响化学平衡状态的因素

(1)化学平衡移动:化学平衡状态只有在一定条件下才能保持。如果一个可逆反应达到平衡状态后,反应条件(如浓度、压强、温度等)改变了,正逆反应速率不再相等,然后在新的条件下达到新的平衡状态,这就是化学平衡的移动。

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(2)影响化学平衡的因素

①浓度: ;

②压强: ;

③温度: ;

④催化剂: ;

[例4] 可逆反应N2+3H2 2NH3,?H<0,到达平衡后,为了使原料氢气尽可能多的转化为产物,提高原料的利用率,下列选项中采用的三种方法都可达目的的是( )

A. 升高温度、降低压强、增加氮气 B. 降低温度、增大压强、加入催化剂 C. 升高温度、增大压强、增加氮气 D. 降低温度、增大压强、分离出部分氨气 7.化学平衡中的图像问题 (1)速率—时间图 以N2(g)+3H2(g)2NH3(g);(正反应方向放热)为例,向一体积密闭容器中加入一定量的N2和H2,达到平衡后,分别做以下改变,平衡的移动曲线为:①加入一定量N2或和H2,见图1,②减少一定量NH3,见图2,③加压,见图3,④升高温度,见图4。

图1 图2 图3 图4

(2)浓度—时间图

此类图可以直观的看出反应起始方向、反应物和产物的种类、各反应物和各生成物的化学计量数。如右图,A是反应物,BC是生成物,初始

--

时A的浓度为0.4mol?L1,B的浓度为0.1mol?L1,A、B、C的计量数之比为2∶2∶1。

(3)含量(或浓度、转化率等)—温度(或压强)—时间图

以上四个图象,C%表示产物的百分含量。第一个表示T2>T1,正反应为吸热反应;第二个表示T2>T1,正反应为放热反应;第三个表示P2>P1,正反应为体积缩小;第四个表示P2>P1,正反应为体积增大。

(4)含量(或浓度、转化率等)—温度—压强图

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以上两个图,A%表示反应物的百分含量。第一个图说明正反应为吸热反应,若P1>P2>P3,说明正反应为体积增大;第一个图说明正反应为体积缩小,若T1>T2>T3,说明正反应为放热反应。

[例7] 某可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g),在温度分别为T1和T2,压强分别为P1和P2条件下,得到C的物质的量n与时间t的关系曲线如右图所示。据图分析,以下正确的是

A. c>a+b,正反应为吸热反应 B. c>a+b,正反应为放热反应 C. c

[练习] 右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( ) A.升高温度 B.加大X的投入量 C.加催化剂 D.增大体积 【针对性练习】 1.可逆反应2NO22NO+O2在体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )

①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2 ②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.①②③④⑤⑥ 2.对于反应2SO2+O2 2SO3,下列判断正确的是 ( ) A.2体积2SO2和足量O2反应,必定生成2体积SO3 B.其他条件不变,增大压强,平衡必定向右移动

C.平衡时,SO2消耗速度必定等于O2生成速度的两倍 D.平衡时,SO2浓度必定等于O2浓度的两倍 3.下列说法正确的是( )

A. 可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等

B. 在其它条件不变时,使用催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学平衡状态 C. 在其它条件不变时,升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动 D. 在其它条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态

4.反应2X(气)+Y(气)===2Z(气) △H<0,在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,产物Z的物质的量n (z)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是( )

A. T1< T2,P1< P2 B. T1< T2,P1>P2

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C. T1>T2,P1>P2 D. T1>T2,P1< P2

5.对于任何一个平衡体系,采取下列措施后,一定会使平衡移动的是( )

A.加入一种反应物 B.对平衡体系加压 C.升高温度 D.使用催化剂

6.在高温下,反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g) △H>0达化学平衡时,要使混合气体的颜色加深,可采用

A.减小压强 B.缩小体积 C.升高温度 D.增大氢气的物质的量浓度

7.在25℃、1.01×105Pa状态下,相同容积的甲、乙两个密闭容器,甲中盛放N2,乙中盛放NO2和N2O4混合气体。若将甲、乙两容器同时冷却降温到0℃,则此时甲、乙两容器内的压强关系是 A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.P甲=P乙=1.01×105Pa 8.在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g) 2C(g),

反应达到平衡时,若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为( ) A.40% B.50% C.60% D.70% 9.下列可逆反应中,正反应是吸热反应的是:

A. 2NO2 (气) 2NO(气)+O2 (气),降温,颜色加深。 B. NO2+SO2 NO+SO3,降温,SO3的体积分数增加。 C. CS2+2H2O CO2+2H2S,升温,CO2的平衡浓度增大。 D.PCl3+Cl2 PCl5,降温,PCl3转化率增大。 10.下列关于化学平衡常数的说法错误的是( )

A. 可逆反应的化学平衡常数与反应的起始方向和反应物的起始浓度无关 B. 平衡常数K越大,其反应进行的程度越大,反应物的转化率越大

C. 同一可逆反应在不同温度下建立平衡时,平衡混合物的百分组成可能不同,但平衡常数不变 D. 化学平衡常数与可逆反应的化学方程式的书写形式无关 11.下列表示可逆反应:2A(g)+B(g)

D(g) △H<0的图示中正确的是( )

A B C D

12.可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应过程中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是 A.到达平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大 B.平衡后,若升高温度,平衡则向逆反应方向移动

C.平衡后,增大A的量,有利于平衡向正反应方向移动 D.化学方程式中一定n>p+q

13.在一定条件下,反应A(气)+B(气)C(气) △H<0达到平衡后,根据下列图象判断

A. B. C. D. E.

(1)升温,达到新的平衡的是( ) (2)降压,达到新的平衡的是( ) (3)减少C的量,移向新平衡的是( ) (4)增加A的量,移向新平衡的是( ) (5)使用催化剂,达到平衡的是( )

14.A、B两容器由极易导热的材料做成,而且容积相等,A的容积不变,B容器活塞可上下移动,保持反应过程中容器内的压强不变。在相同条件下,将等量的NO2压入容积相同的A、B两容器中发生如下反

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应:

2NO2N2O4+Q,用“=”“>”“<”填写下列空格: (1)反应开始时生成N2O4的速率:vA vB (2)反应中生成N2O4的速率:vA vB (3)平衡时两容器中分子总数:nA nB (4)达平衡时两容器压强:pA pB

第七节 化学反应速率

【本讲内容】

一、化学反应速率

(1)速率的表示方法:vA= 单位 (2)化学反应速率是一段时间内的平均速率,且均取正值;

(3)由于是用某一时间内,反应中的某一物质的浓度的变化表示反应速率,所以同一反应用不同物质浓度的变化量来表示反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同;

(4)一般用气体或溶液中的溶质来表示反应速率,而不用固体、纯液体(如钠与足量水反应时的水),因为固体、纯液体的浓度被视为一定值。

(5)反应速率之比等于变化浓度之比,也等于化学计量数之比; (6)比较反应快慢要统一标准。

[例1] 在500 mL的密闭容器中装入1.5 mol H2、0.5 mol N2和0.05 mol NH3, 在一定条件下进行合成氨反应。已知v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1,求3分钟末时H2、N2、NH3的物质的量浓度。

[练习] 对于反应:4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g), 下列为四种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是 ( )

A. VNH3= 0.2mol·L-1·s-1 B. VO2= 14.4 mol·L-1·min-1 C. VH2O= 0.25 mol·L-1·s-1 D. VNO = 9 mol·L-1·min-1

二、影响化学反应速率的因素

(1)内因: 。 (2)外因:

① 浓度:当其它条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率 。 注:固体和纯液体的浓度是一个常数,数量的大小对反应速率大小无影响

② 压强:当其它条件不变时,对于有气体参加的反应,增大压强,化学反应速度加快。

注:a、反应物为固体或液体时,压强对速率无影响

b、压强的变化只有引起浓度的变化才能起作用

c、减小体积、充入反应物、充入惰性气体均可引起压强的增大,但是,无特殊说明, 加压是由减小体积引起的

③ 温度:当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率加快。(注意:无论吸放热反应都加快,只是加快程度不同)

④ 催化剂: 当其他条件不变时,加入催化剂可以加快反应速率。

⑤ 其他条件:光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的浓度等也会对化学反应速率产生影响

[例2] 在实验室将锌粒投入到盛有稀硫酸的试管中,发现氢气的生成速率变化如右图所示,其中t1~t2速率变化的主要原因是

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