第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 復(fù)習(xí)課件

第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率復(fù)習(xí)課件

例1：可逆反應(yīng)H2（g）+I2（g） 2HI（g）在體積固定的密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（

）。①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolI2②單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolHI③用HI、H2、I2表示的反應(yīng)速率的比為2∶1∶1時的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.④解析：本題不僅考查了化學(xué)平衡的直接標(biāo)志，也要求對化學(xué)平衡的間接標(biāo)志進(jìn)行分析判斷，需要對化學(xué)平衡的特征與化學(xué)平衡的關(guān)系進(jìn)行全面分析才能順利解答。單位時間內(nèi)生成n

mol

H2的同時必生成n

mol

I2，必消耗2n

mol

HI。①不能說明達(dá)到平衡，②不能說明;③中，屬于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的一般關(guān)系，無論達(dá)到平衡與否，都符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，③不能說明;④中，有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡;⑤中，體積固定，氣體質(zhì)量前后守恒，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，密度總不變，所以密度不變不能說明達(dá)到平衡;⑥中，由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相同，反應(yīng)是否達(dá)到平衡壓強(qiáng)都不會變化，故壓強(qiáng)不變不能作為平衡的標(biāo)志;⑦中，由于氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量在反應(yīng)前后不會發(fā)生變化，不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。答案：D。遷移訓(xùn)練1：一定條件下可逆反應(yīng)：2NO2（g）2NO（g）+O2（g），在體積固定的密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（

）。①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤ D.①②③④⑤⑥⑦答案：A專題二

平衡速率圖像圖像是外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響的形象表示。解題時要注意解題思路和分析方法。（1）看圖像：一看軸（即縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義），二看點(diǎn)（即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)），三看線（即線的走向和變化趨勢），四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線等），五看量的變化（如濃度變化、溫度變化等）。（2）想規(guī)律：看清圖像后聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。（3）定一議二：勒·夏特列原理只適用于一種條件的改變對化學(xué)平衡的影響，所以圖像中有兩種或兩種以上變量時，如濃度（c）、溫度（T）、壓強(qiáng)（p）等，要先固定一種變量，再討論另外一種或兩種變量的關(guān)系。（4）作判斷：通過對比分析，作出正確判斷。一二三四例2：T

℃時在2L的密閉容器中X（g）與Y（g）發(fā)生反應(yīng)生成Z（g）。反應(yīng)過程中X、Y、Z的物質(zhì)的量變化如圖1所示;若保持其他條件不變，反應(yīng)溫度分別為T1和T2時，Y的體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系如圖2所示。一二三四下列結(jié)論正確的是（

）。A.反應(yīng)進(jìn)行的前3min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率v（X）=0.3mol·L-1·min-1B.容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為：3X（g）+Y（g） 2Z（g）C.保持其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K減小D.若改變反應(yīng)條件，使反應(yīng)進(jìn)程如圖3所示，則改變的條件是增大壓強(qiáng)解析：根據(jù)圖1可得：v（X）=0.1

mol·L-1·min-1，A項(xiàng)錯誤;根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則n（X）∶n（Y）∶n（Z）=0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2，B項(xiàng)正確;由圖2可知，根據(jù)“先拐先平”的原則，T2>T1，溫度升高，Y的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，C項(xiàng)錯誤;由圖1和圖3可知，平衡沒有發(fā)生移動，僅僅是加快了反應(yīng)速率，而該反應(yīng)是一個氣體體積變化的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡會發(fā)生移動，故在這里應(yīng)該是使用了催化劑，D項(xiàng)錯誤。答案：B。遷移訓(xùn)練2：某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應(yīng)【可用aA（g）+bB（g）

cC（g）表示】的化學(xué)平衡的影響，得到如下圖像（圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分?jǐn)?shù)）。根據(jù)圖像，下列判斷正確的是（

）。A.反應(yīng)Ⅰ：若p1>p2，則此反應(yīng)只能在高溫下自發(fā)進(jìn)行B.反應(yīng)Ⅱ：此反應(yīng)的ΔH<0，且T1<T2C.反應(yīng)Ⅲ：ΔH>0且T2>T1或ΔH<0且T2<T1D.反應(yīng)Ⅳ：T1<T2，則該反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行答案：B

說明：1.對于同一條件下，同一時間內(nèi)的可逆反應(yīng)，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，由于可逆反應(yīng)是在一定的容器中進(jìn)行的，因此，反應(yīng)所消耗（或生成）的物質(zhì)的濃度之比也等于方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。但平衡時的物質(zhì)的量或濃度與方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)沒有關(guān)系。2.平衡轉(zhuǎn)化率是指達(dá)到平衡時反應(yīng)物消耗的物質(zhì)的量與原有總物質(zhì)的量之間的比值，當(dāng)反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量之比等于方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率也相同，否則不一樣。3.由于可逆反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡狀態(tài)，因此，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行完全，任何一種物質(zhì)的物質(zhì)的量不可能為0，反應(yīng)物也不可能完全轉(zhuǎn)化。例3：在某溫度下，將H2和I2各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c（H2）=0.0080mol·L-1。（1）求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2（g）各0.20mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度。

答案：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.25。（2）達(dá)平衡狀態(tài)時，[H2]=0.016mol·L-1

、[I2]=0.016mol·L-1

、[HI]=0.0080mol·L-1。遷移訓(xùn)練3：在773K時，CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g）的平衡常數(shù)K=9，若CO、H2O的起始濃度均為0.020mol·L-1，計(jì)算在這條件下，CO的轉(zhuǎn)化率是（

）。A.60%

B.50%

C.75%

D.25%答案：C。專題四

等效平衡1.等效平衡原理

相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，同種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。也就是所謂的等效平衡原理。

由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡時條件（溫度、濃度、壓強(qiáng)等）完全相同，則可形成等效平衡。如恒溫、恒容下，可逆反應(yīng)：2SO2+O2

2SO3（1）2mol 1mol 0mol（2）0mol 0mol 2mol（3）0.5mol 0.25mol 1.5mol（1）從正反應(yīng)開始，（2）從逆反應(yīng)開始，（3）正、逆反應(yīng)同時開始，由于（1）、（2）、（3）三種情況如果按方程式的系數(shù)關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物，對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等【如將（2）（3）折算為（1）】，因此三者為等效平衡。2.等效平衡規(guī)律（1）在恒溫、恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體體積總數(shù)不相等的可逆反應(yīng)，只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，可通過可逆反應(yīng)的系數(shù)比換算成同一方向的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。（2）在恒溫、恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體體積總數(shù)相等的可逆反應(yīng)，改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的系數(shù)之比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。（3）在恒溫、恒壓條件下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按系數(shù)換算成同一方向的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。3.運(yùn)用等效平衡原理解題的關(guān)鍵（1）準(zhǔn)確判斷出兩狀態(tài)為等效平衡狀態(tài)。（2）分清是恒溫、恒容條件下的等效平衡還是恒溫、恒壓條件下的等效平衡。4.等效平衡的應(yīng)用對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，在恒溫條件下，涉及容積、壓強(qiáng)及平衡移動方向判斷的問題時，可設(shè)計(jì)一些等效平衡的中間狀態(tài)來求解，利用這些等效的過渡平衡狀態(tài)來分析，能降低思維難度，具有變難為易、變抽象為直觀的作用。例4向某密閉容器中充入1molCO和2molH2O（g），發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO的體積分?jǐn)?shù)為x。若維持容器的體積和溫度不變，起始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中，達(dá)到平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)大于x的是（

）。A.0.5molCO+2molH2O（g）+1molCO2+1molH2B.1molCO+1molH2O（g）+1molCO2+1molH2C.0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.4molCO2+0.4molH2D.0.5molCO+1.5molH2O（g）+0.5molCO2+0.5molH2解析：這是一個氣體體積不變的反應(yīng)，加入CO和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2時，即為等效平衡，CO的體積分?jǐn)?shù)為x，由此可知A、D中CO的體積分?jǐn)?shù)為x。B中相當(dāng)于加入2

mol

CO和2

mol

H2O（g），即相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上再加1

mol

CO，所以CO體積分?jǐn)?shù)大于x。C相當(dāng)于加入0.9

mol

CO和1.9

mol

H2O（g），即相當(dāng)于在0.9

mol

CO和1.8

mol

H2O（g）的基礎(chǔ)上（與原平衡等效）再加入0.1

mol

H2O（g），所以CO的體積分?jǐn)?shù)小于x。答案：B。遷移訓(xùn)