2010年高考化学二轮专题复习资料汇总---化学反应速率与化学平衡
专题6 化学反应速率和等效平衡【专题目标】1.了解化学反应速率的概念及表示方法,理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的特征,了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。
3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响,理解平衡移动原理的涵义。
4.学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。
【经典题型】题型Ⅰ:根据化学计量数之比,计算反应速率【例题】反应4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)在10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol ,则此反应的平均速率)(X v (反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )A .)mol/(L 0.010)(NH 3s v ⋅=B .)mol/(L 0.001)(O 2s v ⋅=C .)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅=D .)mol/(L0.045O)(H 2s v ⋅= 【点拨】用生成物H 2O 来表示反应的平均速率:)mol/(L 0.001530L 10mol 0.45O)(H 2s sv ⋅=÷= 根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比,可求得)mol/(L 10.00)(NH 3s v ⋅=)mol/(L 250.001)(O 2s v ⋅=)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅=所以正确答案是C 。
【规律总结】遇到这一类题目,一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比这一规律进行计算。
题型Ⅱ:以图象形式给出条件,计算反应速率【例题】某温度时,在2L 容器中,X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:该反应的化学方程式为_________________。
反应开始至2min ,用Z 表示的平均反应速率为____________。
【点拨】由图可知,X 、Y 的物质的量随反应的进行而减小,Z 的物质的量随反应的进行而增大,则X 和Y 为反应物,Z 为生成物。
∵mol 0.3mol 0.7mol 1.0(X)=-=∆nmol 10.mol 90.mol 1.0(Y)=-=∆nmol 20.mol 0mol 2.0(Z)=-=∆n∴反应方程式为:3X+Y =2Z 。
min)mol/(L 0.05min2L 2mol 0.2)(⋅=÷=Z v题型Ⅲ:根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小【例题】把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL ,此时,X 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )A .10℃20mL 3mol/L 的X 溶液B .20℃30mL 2mol/L 的X 溶液C .20℃10mL 4mol/L 的X 溶液D .10℃10mL 2mol/L 的X 溶液【点拨】在化学反应中,当其它条件不变时,浓度越大,反应速率越快;温度越高,反应速率越快。
在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只要比较X 的浓度,X 浓度越大,反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL ,所以X 的物质的量最大,浓度就最大。
通过观察可知,混合后A 、B 选项中X 的浓度相等,且最大,但B 中温度更高,因此B 的反应速率最快。
本题若没有看清楚题目实质,仅仅从选项的表面看X 浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢,则会错选C 。
题型Ⅳ:一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A 和1 mol B ,发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡时C 的浓度为a mol ·L -1。
若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为a mol ·L -1的是( )A .4molA +2molBB.2molA+1molB+3molC+1molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD【点拨】等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
对于一般可逆反应,在恒温恒容条件下,只改变起始加入的情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
假设2 mol A和1 mol B能够完全反应,则应生成3molC+1molD,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入3molC+1molD,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则C的浓度仍为a mol·L-1。
所以正确答案为D。
题型Ⅴ:反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是()A.m>n B.m<n C.m=n D.无法比较【点拨】在恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡也为等效平衡。
假设1mol C物质完全反应,可以生成0.5mol A和0.5mol B,投入量是第一种投料方式的一半,所以压强也是其一半。
但由于该反应是一个气体体积不变的反应,即压强对该反应的平衡状态没有影响,所以前后两个平衡仍然是等效平衡。
因此两个平衡中C的体积分数相等。
正确答案为C。
但在第二个平衡状态中C的浓度是第一个平衡状态的一半。
题型Ⅵ:可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡【例题】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N2+3H22NH3。
已知加入1mol N2和4mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见下表已知项)。
在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
对下列编号①~边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后,与原平衡等效。
①因为从题干可知n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1∶4∶a,所以①状态下n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1.5∶6∶1.5a。
②起始状态时,有1mol NH3,则相当于起始时有N2和H2分别为0.5mol和1.5mol,按n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1∶4∶a,可得②状态时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=0.5∶2∶0.5a,所以原有N2和H2分别为0和0.5mol。
③设起始时n(NH 3)为x mol ,则相当于N 2和H 2总量分别为(m +2x )mol 和(g +23x )mol ,则(m +2x )∶(g +23x )=1∶4,即可得x =2(g -4m ) 设为n(NH 3)平衡y mol ,可得: 4∶a =(g +23x )∶y ,即:y =(g -3m )·a 。
题型Ⅶ:通过建立等效平衡的中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小【例题】体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO 2和O 2,在相同温度下发生反应:2SO 2+O 22SO 3并达到平衡。
在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO 2的转化率为p %,则乙容器中SO 2的转化率为( )A .等于p %B .大于p %C .小于p %D .无法判断【点拨】根据题意,甲、乙两容器可设为如图所示装置。
2SO 2+O 22SO 3是一气体总物质的量减少的反应。
甲容器保持体积不变,压强变小;乙容器保持压强不变,体积减小,达到平衡状态时转化为状态丙。
假设乙中的活塞不移动,由于甲、乙两个容器的体积、温度相同,达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡,其中SO 2的转化率也相等。
对于乙和丙两个状态,乙中压强小于丙中压强,因此丙中SO 2转化率大于乙中SO 2转化率。
由此可以判断出丙中SO 2的转化率也大于甲中SO 2的转化率。
所以正确答案为B 。
【规律总结】对于气体参加的可逆反应,在温度恒定的条件下,涉及体积与压强以及平衡移动有关判断的问题时,可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。
这样能降低思维难度,具有变难为易、变抽象为直观的作用。
【例题】在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N 2和1g H 2,乙容器中充入2g N 2和2g H 2。
下列叙述中,正确的错误的是( )A .化学反应速率:乙>甲B .平衡后N 2的浓度:乙>甲C .H 2的转化率:乙>甲D .平衡混合气中H 2的体积分数:乙>甲【点拨】因为乙的原料投入量正好是甲的两倍,假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍(如图所示),则此时甲与乙是等效平衡。
再将乙容器体积压缩至与甲相等(如图中丙),在此过程中平衡:N 2+3H 22NH 3要向正反应方向移动,即N 2、H 2的转化率增大,在体系中的体积分数减小。
但此时,丙中N 2、H 2、NH 3的浓度都比甲中大,但丙中N 2、H 2的浓度要小于甲中的两倍,而丙中NH 3的浓度的浓度要大于甲中的两倍。
【随堂作业】1.反应4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)在5L 的密闭容器中进行,半分钟后NO 的物质的量增加了0.3mol ,则此反应的平均速率v 为A .)mol/(L 0.01)(O 2s v ⋅=B .)mol/(L 80.00(NO)s v ⋅=C .)mol/(L 020.0O)(H 2s v ⋅=D .)mol/(L 20.00)(NH 3s v ⋅= 2.已知:4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g),若反应速率分别用v (NH 3)、v (O 2)、v (NO)、v (H 2O)[mol/(L ·min)]表示则下列关系正确的是A .)()(5423O v NH v = B .)()(6522O H v O v = C .)()(3223O H v NH v = D .)()(542NO v O v = 3.某温度下,浓度都是1mol/L 的两种气体X 2和Y 2,在密闭容器中反应生成气体Z ,达到平衡后c(X 2)为0.4mol/L ,c(Y 2)为0.8mol/L ,生成Z 为0.4mol/L ,则该反应的化学方程式为A .X 2+2Y 22XY 2B .2X 2+Y 22X 2YC .3X 2+Y 22X 3YD .X 2+3Y 22XY 34.把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到20mL ,此时X 与盐酸和缓地进行反应。
高考化学大二轮复习 专题6 化学反应速率与化学平衡
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①单位时间内生成6n mol H2O的同时生成5n mol O2 ②容器内总压强不随时间改变 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤v(NH3)∶v(O2)=4∶5
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2. 化学平衡常数: 结合上述反应,完成下列内容: (1)该反应的平衡常数表达式为 K=cc45NOO2cc46NHH2O3; (2)若增大体系的压强,则 K 值 不变 ;若升高温度,K 值 减小,则 Q < 0(填“>”或“<”)。
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解析:A项,0~6 min内,产生n(O2)=1×10-3 mol,消耗
2×10-3 mol
n(H2O2)=2×10-3
mol,则v(H2O2)=ΔΔct =
10×10-3 6 min
L ≈3.3×10
-2 mol/(L·min),故A正确;B项,依照A项解题步骤,可知B项
正确;C项,反应至6 min 时,消耗n(H2O2)为2×10-3 mol, 剩
t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
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下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.
0~6
min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2
mol/(L·min)
B. 6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2
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2. 化学平衡常数的4大应用: (1)判断反应进行的程度。 (2)判断反应进行的方向。 (3)判断反应的热效应。 (4)根据平衡常数进行简单计算。
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3. 解平衡图象题的两个策略: (1)先拐先平数值大。 (2)定“一”议“二”法。 4. 常考的4个“易误点”: (1)忽视反应方程式中的固体物质。 (2)忽视K与ΔH的关系。 (3)平衡常数表达式书写时忽视固体物质。 (4)忽视压强对反应前后气体体积不变的平衡的影响。
高二化学《化学反应速率与化学平衡》知识点总结
1.速率——时间图像
反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0
2. 转化率(或含量)——间图像
反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0
(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响;
(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响;
(2)对于有固、液参加的反应,改变压强不会影响其反应速率和平衡移动。
(3)使用催化剂,反应速率增大。但催化剂的改变不影响平衡移动。
(4)充入“惰气”对反应速率和平衡的影响
①恒温恒容,充入“惰气”,不改变反应速率和平衡移动。
②恒温恒压,充入“惰气”导致体积增大(相当于压强减小,浓度减小),故v正、v逆均减小,平衡向气体分子数增多(气体化学计量数增大)的方向移动。
(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。
3.恒压(温)线
反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
4.“五看”分析图像
2.三段式突破反应速率与平衡的有关计算
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1)ab00
变化/(mol·L-1)mxnxpx qx
平衡/(mol·L-1)a-mxb-nxpxqx
(1)反应速率v(A)=
(2)转化率α(A)= ×100%
(3)平衡常数K=
①同一可逆反应中,K正·K逆=1;
②几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。
(完整版)化学反应速率与化学平衡知识点归纳
•一、化学反应速率• 1. 化学反应速率(v)•⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化•⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示•⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)•⑷影响因素:•①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)•②条件因素(外因):反应所处的条件• 2.※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡_不移动_(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度__减小__,生成物浓度也_减小_, V正_减小__,V逆也_减小__,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着___吸热反应______方向移动,温度降低会使化学平衡向着_放热反应__方向移动。
化学反应速率与化学平衡复习课件
条件改变
平衡移动方向
图象
增压 减压
气体缩小反应方向
C
气体扩大反应方向
D
V缩
V增
C
D
V增
V缩
例4:对于密闭容器中进行的反应:
N2+3H2
2NH3,温度不变时:①若容器体积
不变,通入N2,则平衡
移动;通入惰性气
体(指不与混合体系中物质反应的气体),则平
衡
移动。②若容器中气体的压强保持不变,
则通入惰性气体时,平衡
v(A) a
=
v(B) b
=
v(C) c
=
v(D) d
二、速率大小比较:换算成同一物质的速率进行比 较
2、已知4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O,若反应速率分别用
v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,正确的关系是
A.
4 5
v(NH3)=v(O2)
C.2
3
v(NH3)=
v(H2O)
D. 降温后 NO 的体积分数增大
E. 增大压强混合气体的颜色不变
F. 恒容时,通入 He 气体,混合气体颜色不变
G. 恒压时,通入 He 气体,混合气体颜色不变
正逆反应速率图像
对于反应aA(g) + bB(g) 达平衡时:
cC(g) + dD(g) △H<0,
①画出增大B的浓度之后的图像来自②画出减少C浓度之后的图像
⑦容器内质量不随时间的变化而变化
⑧容器内压强不随时间的变化而变化
⑨容器内密度不再发生变化
⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化
影响化学平衡的条件 二、影响化学平衡的条件
化学反应速率与化学平衡复习提纲
化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率说明:增大浓度、增大压强或升高温度,无论是正反应速率还是逆反应速率,都增大;相反,都减小。
压强的改变是通过改变反应体系的浓度起作用的,如:①缩小或增大反应体系的容积;②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。
但:若保持体系容积不变,向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。
催化剂:改变化学反应速率(对于可逆反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
二、化学平衡勒夏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。
掌握其适用范围:不仅适用于化学平衡,还适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡等,只要与平衡有关的事实均可用该原理解释。
应特别注意:⑴压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的。
若压强改变但体系浓度不变,则平衡不移动。
如:在容积和温度均不变情况下,向反应体系中加入惰性气体,虽然此时压强改变了,但,反应体系浓度未变,所以,平衡不移动。
⑵在有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有变化,如在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
⑶改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎无影响。
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。
⑷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到平衡的时间。
1、下面是条件改变时,化学反应速率的变化与新平衡建立的过程中几种典型曲线:如:其他条件不变,只改变反应物浓度,其图像变化为:增大反应物浓度增大生成物浓度减少反应物浓度减少生成物浓度特例:对于反应前后气体体积不变的反应:H2(气)+I2(气) 2HI(气),加压与减压其图像分别为:2、化学平衡的有关计算有关化学平衡的计算包括:求平衡时各组分含量,平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量,某物质的化学计量数等。
解这类试题时要用到下列方法或规律:(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“变”、“平”三段分析法。
第二轮复习高三化学《专题四 化学反应速率与化学平衡》.ppt
解析:本题考查影响反应速率的因 素和化学平衡移动原理,直接运用影响 反应速率的因素和化学平衡移动原理的 结论即可得答案为B。
2. 在一定温度不同压强(p1<p2)下,可逆 反应2X(g) 2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反 应混合物中的体积分数()与反应时间(t)的关 系有以下图示,正确的是:
③ 若反应前后的物质都是气体,且系数 不等,总物质的量、总压强(恒温、恒容)、 平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压) 保持不变。(对“等气”反应不适用)
③ 若反应前后的物质都是气体,且系数 不等,总物质的量、总压强(恒温、恒容)、 平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压) 保持不变。(对“等气”反应不适用)
(2) 在上述装置中,若需控制平衡后混 合气体为6.5体积,则可采取的措施是____ _降__低__反__应__温__度____,原因是:
(2) 在上述装置中,若需控制平衡后混
合气体为6.5体积,则可采取的措施是____
_降__低__反__应__温__度____,原因是: 6.5<7,上述平衡应向正反应方向移动, 该反应是放热反应,所以采取降温措施;而 反应容器是活塞式的,且6.5是压强保持不 变下的6.5,故不采用变压强的方法。
① 若a = 1,c= 2时,则b= ____。在此 情况下,反应起始时将向__________方向 进行(填“正”或“逆”)。
② 若需规定起始时反应向逆方向进行, 则c的范围是___________________。
① 若a = 1,c= 2时,则b= __3__。在此 情况下,反应起始时将向__________方向 进行(填“正”或“逆”)。
(2) 达到平衡后,若升高温度,C的质量 百分含量降低,则该反应的正反应为__放__热__ 反应(填“吸热”或“放热”)
高考化学冲刺总复习——化学反应速率与化学平衡(共30张PPT)
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) ②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
化学平衡 2. 化学平衡的特征及判断
(2)平衡标志的判断
混合气体平均相
①Mr一定时,只有当
对分子质量Mr
m+n≠p+q时
②Mr一定时,但m+n=p+q
时
体系的密度
密度一定
其他
如体系颜色不再变化等
化学平衡 2. 化学平衡的特征及判断
Байду номын сангаас
起始量(mol):
高催温化、2剂高N压 H3
2s末量(mol):
变化量(mol):
化学反应速率 1.化学反应速率及其计算
【例3】在不同条件下分别测得反应2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g)的化学
A 反应速率,其中表示该反应进行的最快的是( )
A.v(SO2)=4 mol·L-1·min-1 C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·s-1
AB
【例4】在一定温度下,向aL密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气
体,发生如下反应:X(g)+2Y(g) ⇌ 2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志 是( ) A.容器内压强不随时间变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2 D.单位时间消耗0.1mol X同时生成0.2mol Z
化学反应速率 1.化学反应速率及其计算
(4)计算步骤——三段法 (5)化学反应速率与化学计量数的关系
高温、高压
【例2】在2L密闭容器中,加入1mol和3molH2和N2,发生 N2 + 3H催化2 剂
高考化学考点必练考点化学反应速率和化学平衡
考点13 化学反应速率和化学平衡【知识讲解】 一、化学反应速率 1. 化学反应速率⑴ 化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
⑵ 无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般为正值。
⑶ 由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。
⑷ 对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。
因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
⑸ 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD 来说有: V A :V B :V C :V D === △C A :△C B :△C C :△C D === △n A :△n B :△n C :△n D ==== a :b :c :d 2. 化学反应速率大小的比较方法⑴ 看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
⑵ 比较反应速率大小时,不仅需看反应速率数值 的大小,且要结合化学方程式中物质的化学计量 数及单位,化归到同一物质,再进行比较。
⑶ 对于一般反应a A +b B===c C +d D ,比较A V a 与B V b ,若A V a >B V b,则A 表示的反应速率比B 的大。
3. 化学反应速率的计算方法 (1)概念法: (2)化学计量数法:一般是先用概念法计算出一种物质的反应速率,再用化学计量数法算出其他物质的化学反应速率。
4. 影响化学反应的因素 ⑴ 浓度对化学反应速率的影响:① 一个反应的速率主要取决于反应物的浓度,与产物的浓度关系不大 。
② 物质为固体或纯液体时,浓度为常数,改变固 体或纯液体的量,不改变浓度,不影响化学反应速。
若参加反应的物质为固体、液体或溶液,由于⑵压强对化学反应速率的影响①压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
化学反应速率和化学平衡讲义-----高三专题复习
化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率化学平衡常数(1)化学反应速率1、概念:用来衡量化学反应进行快慢的物理量,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。
(2)表示方法:(3)单位:mol/(L·s);mol/(L·min)(4)同一化学反应用不同的物质表示时,该反应的化学反应速率可能不同。
化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比。
2、化学平衡常数(浓度平衡常数)(1)化学平衡常数的数学表达式(2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低。
3、转化率(针对反应物而言)二、影响化学反应速率的因素1.内因:反应物本身的性质(如:硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同)。
2.外因:(1)浓度:浓度大,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,反应体系的压强增大,反应速率增大(正逆反应速率都增大)。
说明:压强的改变是通过改变反应体系的浓度起作用的,如:①缩小或增大反应体系的容积;②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。
但:若保持体系容积不变,向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。
(4)催化剂:改变化学反应速率(对于可逆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叫做化学平衡状态。
可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。
要从以下几个方面理解化学平衡: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。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳
q D v p C v n B v m A v )()()()(===化学反应速率与化学平衡考点归纳一、化学反应速率⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式:来理解其概念: ①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc )有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的.但这些数值所表示的都是同一个反应速率.因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准.用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比.如:化学反应mA (g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m ∶n∶p ∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢.因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率.⑵. 影响化学反应速率的因素:【注意】①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mo l·L -1)和时间的单位(s 、m in 或h)决定的,可以是mol ·L-1·s -1、mol ·L -1·mi n-1或mo l·L -1·h -1,在计算时要注意保持时间单位的一致性.②对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应: mA + nB = p C + qD有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或: ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.[影响化学反应速率的因素]I. 决定因素(内因):反应物本身的性质Ⅱ. 条件因素(外因)压强对于有气体参与的化学反应,其他条件不变时(除体积),增大压强,即体积减小,反应物浓度增大,单位t c v ∆∆=体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快;反之则减小.若体积不变,加压(加入不参加此化学反应的气体)反应速率就不变.因为浓度不变,单位体积内活化分子数就不变.但在体积不变的情况下,加入反应物,同样是加压,增加反应物浓度,速率也会增加.温度只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大(主要原因).当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)催化剂使用正催化剂能够降低反应所需的能量,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之.浓度当其它条件一致下,增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目,从而增加有效碰撞,反应速率增加,但活化分子百分数是不变的.其他因素增大一定量固体的表面积(如粉碎),可增大反应速率,光照一般也可增大某些反应的速率;此外,超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响.催化剂增大化学反应速率催化剂增大化学反应速率的原因:降低了反应所需的能量(这个能量叫做活化能),使更多的反应物分子成为活化分子,增大了活化分子百分数,从而使有效碰撞次数增多光、反应物颗粒的大小等将反应混合物进行光照、将块状固体粉碎等均能增大化学反应速率AgBr、HClO、浓HNO3等见光分解加快,与盐酸反应时,大理石粉比大理石块的反应更剧烈二、化学平衡状态⑴前提——密闭容器中的可逆反应⑵条件——一定条件的T、P、c ——影响化学平衡的因素⑶本质——V(正)=V(逆)≠0⑷特征表现——各组分的质量分数不变化学平衡可以用五个字归纳:逆:研究对象是可逆反应动:动态平衡.平衡时v正=v逆≠0等:v(正)=v(逆)定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡.【说明】a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看实际上是朝着同方向进行的,例如NaOH + HCl =NaCl + H2O.b.有气体参加或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时,若在敞口容器中进行,则反应不可逆,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO+ CO2↑;若在密闭容器进行时,则反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.1.化学平衡状态①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里,若开始时只有反应物而无生成物,根据浓度对化学反应速率的影响可知,此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻,ν正=ν逆,各物质的浓度不再发生改变,反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态.2.化学平衡的标志:(处于化学平衡时)①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化.【例1】在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( C )A. 单位时间生成nmol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C.单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D.单位时间生成nmol的A2同时生成n mol的B23.化学平衡状态的判断举例反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗q molD,因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时, 总压力一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均分子量一定,①当m+n≠p+q时,平衡②当m+n=p+q时,不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡例举反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡4.化学平衡移动⑴勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动.其中包含:①影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化.⑵平衡移动:是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程.一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动.即总结如下:⑶影响化学平衡移动的条件①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动.而改变压强则不一定能引起化学平衡移动.强调:气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动.催化剂不影响化学平衡.②速率与平衡移动的关系:I. v正=v逆,平衡不移动;II. v正>v逆,平衡向正反应方向移动;III.v正<v逆,平衡向逆反应方向移动.强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动.③平衡移动原理:(勒夏特列原理)⑷转化率变化的一般规律(用等效平衡原理来分析)①当温度、压强(造成浓度变化的压强变化)造成平衡正向移动时,反应物转化率一定增大②若反应物只有一种:aA(g)=bB(g)+cC(g),在恒温恒压状态下,若n(C):n(B)=c:b,充入A,转化率不变;在恒温恒容状态下,在不改变其他条件时,增加A的量,A的转化率与气体物质的计量数有关:①若a = b+c: A的转化率不变;②若a > b+c:A的转化率增大;③若a < b + c : A的转化率减小.③若反应物不只一种:aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)α在不改变其他条件时,只增加A的量,A的转化率减小,而B的转化率增大.β将C、D全部转化成A、B得到一个A、B的物质的量之比,按照这个比例加入A、B,恒温恒压时,转化率不变;恒温恒容时,反应物的转化率与气体物质的计量数有关:若a+b=c+d,A、B的转化率都不变;若a+b>c+d,A、B的转化率都增大;若a+b<c+d,A、B的转化率都减小.γ若n(A):n(B)=a:b,恒温恒压时,只要加入C、D的量之比符合C、D的化学计量数之比,转化率不变;恒温恒容时,若a+b=c+d,A、B的转化率都不变,若a+b>c+d,A、B的转化率都增大,若a+b<c+d,A、B的转化率都减小④同一个化学反应,等量加入反应物时,在恒压容器中的转化率总是大于等于在恒容容器中的转化率,当且仅当反应的Δn=0时转化率相等(此时就等效于恒压).对以上3种情况可分别举例,可加深对概念的理解:例1:某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:2NO 2(g) N2O4(g),在相同条件下, 若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体,重新达到平衡后,容器内N2O4的体积分数比原平衡时() ﻫ A.都增大 B.都减小 C.前者增大后者减小 D.前者减小后者增大解析:2NO 2(g) N2O4(g)是气体体积减小的可逆反应.反应达到平衡后,无论向密闭容器中加入N O2还是N2O4气体,可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO2的转化率都增大.答案选A例2:一定温度下,将a mol PCl 5通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),测得平衡混合气体压强为p1,此时再向反应器中通入a mol PCl5,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为p2,下列判断正确的是( )A.2p1>p2B. PCl5的转化率增大C. 2p1<p2 D.PCl3%(体积含量)减少ﻫ解析:PCl 5(g) PCl3(g)+Cl2(g)是气体体积增大的可逆反应.如反应达到平衡后,再向密闭容器中加入PCl5,PCl3的物质的量会有增加,此时可视为加压,平衡向左移动,反应达到新的平衡时PCl5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加,但PCl5的转化率降低.答案选A例3: 2HI(g) H2(g)+I2(g)是气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后,再向固定密闭容器中加入HI,使c(HI)的浓度增大,HI平衡转化率不变.对于气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后增加反应物,达到新的化学平衡时反应物的转化率不变.应注意的是,实际应用时,题目所给的条件并不向上面总结的那么理想化,因此应该利用等效平衡知识具体问题具体分析.⑸压强变化对于转化率的影响对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),(a+b≠c+d)在压强变化导致平衡移动时,充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动?转化率如何变化?可归纳为以下两方面:1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动.因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变.2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动.因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化.变式训练:1、在一容积可变的密闭容器中,通入1molX和3molY,在一定条件下发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),到达平衡后,Y的转化率为a%,然后再向容器中通入2molZ,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的转化率为b%.则a与b的关系是( )ﻫ A.a=b B.a>b C.a<b D.不能确定ﻫ2、两个体积相同的密闭容器A、B,在A中充入S O2和O2各1mol,在B中充入SO2和O2各2 mol,加热到相同温度,有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO 3(g),对此反应,下述不正确的是( )A.反应速率B>A B.SO2的转化率B>AC.平衡时各组分含量B = A D.平衡时容器的压强B>A3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(气)+yB(气) nC(气),达到平衡后,测得A 气体的浓度为0.5mol/L.保持温度不变将容器的容积扩大1倍,再达平衡时,测得A气体的浓度为0.3mol/L,则下列叙述中正确的是( )ﻫA、x+y<n B、该化学平衡向右移动C、B的转化率增大D、C的体积分数减小4、一定温度下,在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2,建立如下平衡: N2(g)+3H2(g)2NH 3(g)相同条件下,若向容器中再通入1 mol H2和,1molN2又达到平衡.则下列说法正确的是()A.NH3的百分含量不变B.N2的体积分数增大ﻫ C.N2的转化率增大D.NH3的百分含量增大ﻫ5、某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g) 2E(g),若开始时只充入2 mol E(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2molM和1 mol N的混合气体,则达平衡时M的转化率为( )A.20% B.40% C.60% D.80%ﻫ参考答案:1、 A 2、C3、D 4、A 5、C总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论.5、等效平衡问题的解题思路⑴概念:同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡.⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡.②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡.③等温且Δn=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡.【归纳】等效平衡规律对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在两种不同起始状态下反应,达平衡后互为等效6、速率和平衡图像分析⑴分析反应速度图像①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点.②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应.升高温度时,△V吸热>△V放热.③看终点:分清消耗浓度和增生浓度.反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比.④对于时间——速度图像,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”.增大反应物浓度V正突变,V逆渐变.升高温度,V吸热大增,V放热小增.⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向.②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点.③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g) ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡.它所代表的温度高、压强大.这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q.若转化率降低,则表示m+n<p+q.④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系. 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.解化学平衡图像题的技巧1、弄清横坐标和纵坐标的意义.2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义.3、弄清图像所示的增、减性.4、弄清图像斜率的大小.5、看是否需要辅助线.6、看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势7、先出现拐点的曲线先平衡,所处的温度较高或压强较大;还可能是使用正催化剂8、定压看温度变化;定温看压强变化.7、化学平衡常数在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数,简称平衡常数.用符号K 表示.(1)平衡常数K 的表达式:对于一般的可逆反应:m A(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)当在一定温度下达到化学平衡时,该反应的平衡常数为:【注意】: a .在平衡常数表达式中,反应物A 、B 和生成物C 、D的状态全是气态,c(A )、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度.b.当反应混合物中有固体或纯液体时,他们的浓度看做是一个常数1,不必写入平衡常数的表达式中.例 如,反应在高温下 Fe 3O 4(s) + 4H23Fe(s ) + 4H 2O (g)的平衡常数表达式为: 又如,在密闭容器中进行的可逆反应CaCO 3(s )CaO(s) + CO2↑的平衡常数表达式为:K =c(CO 2)c .平衡常数K的表达式与化学方程式的书写方式有关.例如:N 2 + 3H 22NH 32NH 3N 2 + 3H 2 N2 + H2NH 3显然,K 1、K 2、K 3具有如下关系: 2/113)(K K = (2)平衡常数K值的特征:①K值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关.即对于一个给定的反应,在一定温度下,不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压强)如何,也不论是否使用催化剂,达平衡时,平衡常数均相同.②K 值随温度的变化而变化.对于一个给定的可逆反应,温度不变时,K 值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化);温度不同时,K 值不同.因此,在使用平衡常数K值时,必须指明反应温度.(3)平衡表达式K 值的意义:①判断可逆反应进行的方向.对于可逆反应:mA (g) + n B(g) p C(g) + qD(g),如果知道在一定温度下的平衡常数,并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度,就可以判断该反应是否达到平衡状态,如果没有达到平衡状态,则可判断反应进行的方向.将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积,与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值,叫做浓度商,用QC 表示.即:)()()()(n B c A c D c C c K m q p⋅⋅=)()(2424H c O H c K =2123)()()(232321H c N c NH c K ⋅=)()()(22/322/133H c N c NH c K ⋅=)()()(322322NH c H c N c K ⋅=121K K =)()()()(n B c A c D c C c Q m q p c ⋅⋅=当Q C =K 时,体系达平衡状态;当Q C <K,为使Q C 等于K ,则分子(生成物浓度的乘积)应增大,分母(反应物浓度的乘积)应减小,因此反应自左向右(正反应方向)进行,直至到达平衡状态;同理,当Q C >K 时,则反应自右向左(逆反应方向)进行,直至到达平衡状态.②表示可逆反应进行的程度.K 值越大,正反应进行的程度越大(平衡时生成物的浓度大,反应物的浓度小),反应物的转化率越高;K 值越小,正反应进行的程度越小,逆反应进行的程度越大,反应物的转化率越低.一般来说,当K>105时,反应可以认为进行完全.化学平衡计算题求解技巧 1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的数学表达式(2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低.2、有关化学平衡的基本计算(1)物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比.(2)反应的转化率(α): ×100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到理想气体方程式:pV=nR T根据这个方程式可以定性甚至定量地比较气体的性质、参数(4)计算模式(“三段式”)浓度(或物质的量等) a A(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n 0 0转化 ax bx cx dx平衡 m-ax n-bx cx d x根据“三段式”可以求出关于这个可逆反应的某种物质的反应速率、转化率、质量(或体积等)分数以及反应的平衡常数等技巧一:三步法三步是化学平衡计算的一般格式,根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量.但要注意计算的单位必须保持统一,可用mol 、mol /L,也可用L.例1 X 、Y 、Z 为三种气体,把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中,发生反应X + 2Y 2Z ,(或质量、浓度)反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量=α达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X )+ n(Y)= n(Z),则Y 的转化率为( )A 、B 、C 、 D、 解析:设Y的转化率为α X + 2Y 2Z起始(mo l) a b 0 转化(mol) αb αb 平衡(m ol )-a -b αb αb 依题意有:-a + -b αb = αb , 解得:α= .故应选B. 技巧二:差量法差量法用于化学平衡计算时,可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等.例2 某体积可变的密闭容器,盛有适量的A 和B 的混合气体,在一定条件下发生反应:A + 3B 2C ,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L,其中C 气体的体积占10%,下列推断正确的是( )①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L③反应达平衡时,气体A 消耗掉0.05V L ④反应达平衡时,气体B消耗掉0.05V LA 、②③ B、②④ C 、①③ D 、①④解析: A + 3 B 2C ΔV起始(L) 1 3 2 2平衡(L) 0.05V 0.15V 0.1V 0.1V所以原混合气体的体积为V L + 0.1V L = 1.1V L ,由此可得:气体A 消耗掉0.05V L,气体B 消耗掉0.15V L .故本题选A.变式 某温度下,在密闭容器中发生如下反应,2A (g )2B(g)+C(g),若开始时只充入2 mol A 气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%,则平衡时A 的体积分数为 .解析:等温度、等体积时,压强增大了20%,也就是气体的物质的量增多了2 mol ×20%=0.4 mol,即平衡时气体的物质的量变为2.4 mol.2A(g) 2B(g) + C(g) Δn2 2 1 1ﻫ 变化(mol ) 0.8 0.4平衡时,n (A)=2 mo l-0.8 mo l =1.2 mol ,n(总)=2.4 mol,故A的体积分数为: ×100%=50%.技巧三:守恒法1、质量守恒 例3、a mol N 2与b mo l H 2混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH 3,则NH 3在平衡体系中质量分数为( )%1005⨯+b a %1005)(2⨯+b b a %1005)(2⨯+b a %1005)(2⨯+ab a αb 21αb 21αb 21%1005)(2⨯+b b a 2.4mol1.2mol%1001722817⨯-+c b a c %10022817⨯+ba c。
