高三复习专题讲座-基本理论

高三复习专题讲座－基本理论 ----- 化学反应速率 化学平衡（下）一、本讲教学进度第二部分 基本理论----- 化学反应速率 化学平衡（下） 本讲教学主要内容1.化学平衡图象的特征分析2.化学平衡问题研究的重要思维方3.有关转化率的判断计算二、学习指导：（一）化学平衡的图象问题研究1. 作用：化学反应速率和化学平衡的有关理论具有一定的抽象性，.运用各种图象能直观地反映可逆反应的变化规律及特点，.能从定性和定量两方面来分析和研究变化的因素、方向和程度.2.方法：(1)注重纵坐标和横坐标所对应的物理量.,只要其中一个物理量改变，就可能导致图象的改变.例如 对一可逆反应从起始到达平衡，某反应物的A 的百分含量)、A 的转化率αA 分别对时间作图，曲线正好相反.t 1 t A 的百分含量与时间关系 A 的转化率与时间关系（2）弄清纵坐标和横坐标两种物理量之间的相互关系。

.作图或析图时要注意变化的方向、趋势、程度，.如考虑是直线还是曲线？是上升还是下降？到一定时是否会不再改变？若是两条或两条以上的直线，斜率是否相同？若是两曲线，它们的曲率是否相等？……这一系列的问题必须思考清楚。

.（3）抓住关键的点：如原点、最高点、最低点、转折点（拐点）、交点等.。

同样有一系列问题值得去好好思考，如该不该通过原点？有没有最高（或最低）点？为何有转折点、交点等？3.图象类型（1）横坐标——时间（t ）纵坐标——反应速率（v ） 或某物质浓度（C ）或某成分的百分含量（A%） 或某反应物的转化率（αA ） 特点：①可逆反应从非平衡到达平衡以前，v 、C 、A% 、αA 均随时间（t ）变化，到达平衡后，tt 1A% αA则不随时间而改变.。

图象中一定将出现平行于横坐标的直线，简称“平台”.②出现转折“平台”的先后取决于达到平衡所需要的时间.而时间的长短又取决于反应速率的大小.温度（T ）一定，压强（P ）越大，V 正、V 逆越大，t 越小 压强（P ）一定，温度（T ）越大，V 正、V 逆越大，t 越小 T 、P 一定，使用正催化剂后V 正、V 逆均增大，t 缩小.③“平台”的相对高低，则由外界条件对平衡的影响来决定.“平台”越高，说明条件越有利于纵坐标对应物理量的提高.反之，则不利. 故可根据图象特点来分析可逆反应特点.例1 已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋Q 在密闭容器中进行反应，测得在不同时间t 、温度T 和压强P 与反应物B 在混合气中的百 分含量B%的关系曲线如图所示. A.T 1＜T 2,P 1＞P 2,m ＋n ＞P,Q ＜0 B.T 1＞ T 2,P 2＞P 1,m ＋n ＜P,Q ＜0 C.T 2＞ T 1,P 2＞P 1,m ＋n ＜P,Q ＜0D.T 1＞ T 2,P 2＞P 1,m ＋n ＞P,Q ＞0解析：①根据达到平衡的时间长短,可断定T 2＜T 1,P 2＞P 1②根据“平台”高低，可断定低温有利于B%增大，说明逆反应是放热反应，即正反应为吸热，Q ＜0 高压有利．B%增大,说明增大压强,平衡逆移，故m ＋n ＜P. 由此可知，本题答案：B. 例2 如图所示,a 曲线表示一定条件下可逆反 应:X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋W(s)＋Q 的反应过程中X 的转化率和时间的关系.若使a 曲线变为b 曲线,可 采取的措施是 [ ]A.加入催化剂B.增大Y 的浓度C.降低温度D.增大体系压强 解析:①达平衡所需时间b ＜a正逆反应速率Ｖb ＞Ｖa ②改变条件后 x 不变 平衡不移动③该可逆反应ΔVg ＝0 可加催化剂或加压 答案:B 、D.在反应速率（v ）－时间（t ）图象中，在保持平衡的某时刻t 1改变某一条件前后，V 正、V 逆的变化有两种：V 正、V 逆同时突破——温度、压强、催化剂的影响 V 正、V 逆之一渐变——一种成分浓度的改变x O时间ba%B tT 11P、、T 1P 2、2T 2P现图示如下： 图 改变条件增加反应物浓度降低生成物浓度升温或加压（Δn g ≠0）（5）在浓度C －时间t 图象中改变温度瞬间，各物浓度不变，故平衡虽破坏，但各物质的浓度变化均连续. 改变压强瞬间，各物质浓度（气体）均突变.加压——突增，减压——突减. 改变某一成分浓度时，该成分浓度突变，其它物质不变，故变化是连续的.例 3. 可逆反应N 2＋3H 2 2NH 3＋Q,从反应开始经t 1秒达平衡状态，因条件改变，平衡在t 2秒时发生移动，在t 3秒时，又达到新的平衡状态.试根据t 2－t 3秒曲线判断，下列图1、图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么？tVV V 逆正正V =逆V ≠0浓间时(t)度C 1234NH H 23t 1t t 23(t)时间41231t t 23t NH 3N 2降温或减压（Δn g ≠0）使用正催化剂或加压（Δn g ＝0）使用负催化剂或减压（Δn g ＝0）t VV正V 逆V 逆V 正逆V 正V V 正逆V V 正V 逆V 正V 逆V t图1 图2解析 图1中t 2－t 3曲线与原来连续变化，说明只可能改为变温度引起.NH 3浓度下降,H 2浓度增大,说明平衡是逆向移动,故变化的条件是升温.图2中 ,t 2时改变条件前后NH 3的浓度连续变化，而N 2浓度突变，说明只能是增加N 2浓度引起，平衡正向移动.例 5.气态反应A ＋B C ＋D,其它条件不变，在有催化剂条件(a)时和无催化剂条件(b)时的反应过程中,有关的量(纵坐标)随时间(横坐标)的变化情况错误的是[ ]解析：使用催化剂，同等程度改变正逆反应速度，缩短达到平衡所需时间，但不改变平衡状态。

故不论有无催化剂，达到平衡时同一成分的百分含量相同。

所以选项A 错C 对。

选项D 中似乎达平衡所需时间长短合理，但使用催化剂，反应速率不但不增大，反而减小，显然不合理。

选项B 正确。

本题正确选项：B 、C例6..2.右图为条件一定时,反应2NO ＋O 2 2NO 2＋Q(Q ＞0)中NO 的最大转 化率与温度变化关系曲线图,图中有A 、B 、C 、D 、 E 五点，其中表示未达到平衡状态，且V 正＜V 逆的 点是[ ]A.B 和CB.A 和EC.ED.A 和C解析：当条件一定时，反应的最大转化率一定是达平衡状态时。

该图像与初中所学的溶解度曲线很相似。

A 、D 所在的曲线上所有的点均为平衡时的状态。

曲线上下的点均为非平衡时的状态。

反应从非平衡自发达平衡。

从图中可看出，B 、C 所在状态的转化率小于该温度平衡时。

说明反应正向正反应方向移动。

即V 正＞V 逆。

而E 所在状态的转化率大于该温度平衡时的，说明反应正向逆反应方向移动。

即V 正＜V 逆。

故本题选C.。

(2)横标——温度T纵标——百分含量A% 或转化率 A 或反应速率CD C %B tV A t %C A V a b a bV 正逆V a b a 正V 逆V ZT NO (℃)O AB C D E特点：①横坐标为T 时，纵标对应的各物理量均随T 变化而变化.②若测得在不同温度下经过足够长时间达平衡时A%、αA 、C 均随T 单调变化.③若测得在不同温度下经过同一时间在某一时刻测得A%、αA 、C 随T 变化而可能呈现先上升→达最高点→ 下降的变化趋势例7． 下图表示外界条件（温度、压力）的变化对下列反应的影响.L （s ）＋G （g ） 2R(g)－Q(吸热)在图中Y 轴是指A.平衡混合气中R 的质量分数B.平衡混合气中G 的体积分数C.G 的转化率D.L 的转化率解析 由图象可知:T ↗,Y ↓. G%↓,R%↗.由反应可知:T ↗,平衡正移. 反应物α↗. 答案:B.例5 在容积相同的五个密闭容器中分别放入同量的A 2和B 2，在不同温度下同时任其发生 反应：A 2（g ）＋3B 2(g) 2AB 3（g ），分别在 某一同时刻测得其中AB 3所占的体积分数变化 如图所示.下列说法不正确的是 [ ] A.正反应是放热反应B.E 、F 二点尚未达到平衡C.H 、I 二点尚未达到平衡D.G 、H 、I 三点可能已达平衡状态解析 随着温度的升高反应速率加快.从G 到H 、I ，AB 3%所占的体积分数降低，能得出正反应是放热反应；E 、F 两点AB 3%比G 点低，原因是低温下反应速率慢，反应未达平衡状态.选C.(二)解决化学平衡问题的重要思维方法 1.可逆反应“不为零”原则.1.01×105a P P ×101.016a P ×101.017a Y(T)温度AB %3T ℃E F G HIAB %3T ℃E F G H I可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的量不为零.一般可用极限分析法推断. 即假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少.这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量. 例3 在一定温度下将1 molCO 和1mol 水蒸气放在密闭容器中反应：CO ＋H 2O CO 2＋H 2,达平衡后测得CO 2为0.6mol ，再通入4mol 水蒸气，达新平衡后CO 2的物质的量可能是[ ] A.0.6mol B.1mol C.0.8mol D.1.2mol解析 加入H 2O （g ）平衡正移，n ·CO 2＞0.6mol 但不可能任意增大,根据“不为零”原则，1molCO 即使完全反应也只可能生成1molCO 2，所以0.6mol ＜n CO 2＜1mol.答案Ｃ合适． 2.“一边倒”原则可逆反应，在条件相同时（等温等容），若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当.因此可以采用一边倒的原则来处理以下问题： （1）化学平衡等同条件（等温等容） aA(g)＋bB(g) cC(g)①始 a b 0 平衡态Ⅰ ②始 0 0 c 平衡态Ⅱ ③始 x y z 平衡态Ⅲ 为了使平衡Ⅲ ＝Ⅱ＝Ⅰ根据“一边倒”原则，即可得 x ＋c a z ＝a a x ＋c z＝1 y ＋c b z ＝b b n ＋cz＝1例8 温度、催化剂不变，向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H 2、N 2、NH 3，反应达平衡时；氨气浓度最大的一组是[ ]A B C D H 2 6 1 3.5 5 N 2 2 0 1 1.5 NH 3421解析 2NH 3 N 2＋3H 2.根据反应“一边倒”换算.B 0 2 6＋1＝7C 0 2 3＋3.5＝6.5D 0 2 1.5＋5＝6.5 由此可知，符合题意的是B. 3.“过渡态”方法.思路：相同倍数增加各种反应物的浓度，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况.例9. .一真空密闭容器中盛有１molPCl 5,加热到200℃时发生反应.PCl 5(g) PCl 3(g)＋Cl 2(g),反应达到平衡时,PCl 5所占体积百分数为M%.若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2molPCl 5 ,反应达平衡时,PCl 5所占体积百分数为N%,则M 和N 的正确关系是[ ] A.M ＞N B.M ＜N C.M ＝N D.无法比较解析：从１molPCl 5 到2molPCl 5投料，相当于增大体系压强，对该可逆反应而言，促使平衡逆移，反应达平衡时,PCl 5所占体积百分数增大，故选B.巩 固 练 习（一）选择1． 如右图所示表示平衡混合物中x 的百分含量在不同的压强下，随湿度变化的情况，在下列平衡体 系中，x 可以代表用下横线标明的物质（反应中各物 质为气态）的是（ ）A ．N 2+2H 2 2NH 3△H ＜0B ．H 2+I 2 2HI+△H ＜0C ．2SO 3 2SO 2+O 2△H ＞0D ．4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O △H ＜02． 在溶积固定的4L 密闭容顺中，进行可逆反应： X （气）+2Y （气） 2Z （气）并达到平衡，在此过程中，以Y 的浓度改变表示的反应速率υ(正)、υ(逆) 与时间t 的关系如右图，如图中阴影部分面积表示（ ） A ．X 的浓度的减少 B ．Y 的物质的量的减少 C ．Z 的浓度的增加 D ．X 的物质的量的减少3．今有反应X(g)+Y(g) 2Z(g)+ △H ＜0若反应 开始经t 1秒后达到平衡，又经t 2秒后，由于反应条件的 改变使平衡破坏，则t3时又达到平衡，如图表示，试分 析，以t 2到t 3秒曲线变化的原因因是（ ） A ．增大了X 和Y 的浓度 B ．使用了催化剂C ．增加了反就体系的压强D ．升高了反应的湿度4．可逆反应N 2O 5 N 2O 4+21O 2△H ＜0在t 1时达到 平衡，然后在t 2时开始加热，至一定湿度后停止加热并增温，到t 3时又建立平衡，下列各图解表示上述情况的是（ ）A B C D 5．可逆反应aX(气)+bY(气) cZ(气)+dW(气) △H=Q在压强P 1、P 2湿度T 1、T 2下，产物W 的质量与反应时间 t 的关系如图。