选修4第二章化学反应速率和化学平衡复习--公开课

化学反应速率和化学平衡重要知识点7.化学平衡的计算问题2.平衡的标志问题3.等效平衡问题4.化学平衡在不同条件下的比较问题5.化学平衡移动问题6.化学平衡的图像问题1.化学反应速率的相关知识及计算.升高温度,v增大;反之则相反(对气体)增加压强,v增大.反之则相反增大气体或溶液浓度,v增大,反之则相反加催化剂,v增大1.化学反应速率的相关知识•※化学反应速率(v):•1、定义:•2、表示方法：v(A)=△c(A)/△t•3、单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)•4、用不同物质表示的速率之比等于计量数之比。•5、影响因素：•①温度:•②压强:•③浓度:•④催化剂:注意“真”变和“假”变:若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如：2SO2+O22SO3A.恒压时充入He：由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积V变大，∴浓度降低相当于“减压”，反应速率降低；B.恒容时充入He：由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于“假”变。化学平衡状态的判断(化学平衡的标志)：以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例①速率关系：V正＝V逆③各物质的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数等)保持不变：④混合气体的总物质的量、总压强、总体积不随时间的改变而改变（不一定）②各物质的浓度不随时间的改变而改变⑤混合气体平均相对分子质量不随时间的改变而改变（不一定）⑥混合气体的密度不随时间的改变而改变（不一定）⑦反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变直接因素：间接因素：2、化学平衡的标志(特征)例1、可逆反应2NO22NO＋O2在恒定容积密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：A.单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2。B.反应容器内，物质的分子总数不随时间的变化而变化C.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。D.混合气体的颜色不再改变的状态。E.混合气体的密度不再改变的状态。F.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。2.化学平衡的标志ABDF1、等效平衡一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，只是起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，任何相同组分的体积分数(或物质的量分数)均相同，这样的平衡互称为等效平衡。等效平衡的建立与途径无关，与外界条件和物质用量有关。（1）什么是等效平衡：（2）判断等效平衡的方法：注意外界条件使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。3、等效平衡问题1.恒温、恒容下的等效平衡问题⑴对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应判断方法:使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。⑵对于气态物质反应前后分子数不变的可逆反应判断方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。2.恒温、恒压下的等效平衡问题判断方法:使用极限转化法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。等效平衡小结条件等效条件结果恒温恒容(气体总体积改变)投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同恒温恒容(气体总体积不变)投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化1一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是A．2molCB．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）C．1molB和1molCD．2molA、3molB和3molCAB1、有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入3molN2和4molH2，反应达到平衡时，生成NH3物质的量为amol。（2）相同温度下，若乙中通入6molN2和8molH2，且保持化学平衡时压强与甲相同，反应达到平衡时，生成NH3物质的量为bmol，则b与a的关系可表示为______。(3)若（2）中乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成NH3物质的量为Cmol，则C与a的关系可表示为___________。b=2aC2a4.化学平衡在不同条件下的比较问题同一可逆反应在不同条件下，达到平衡时的比较,其方法常常要用到等效思维,等效假设。也就是建立一个可比的虚拟等效，然后去比较两平衡的关系。2.有两只密闭容器A和B，A能保持恒压，B能保持恒容。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的等量的SO2和O2，使之发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡。则（填、=、；左、右；增大、减小、不变）。⑴达到平衡所需要的时间：t(A)t(B)，SO2的转化率：a(A)a(B)⑵起始时两容器中的反应速率：v(A)v(B)，反应过程中的反应速率：v(A)v(B)。⑶达到平衡时，在两容器中分别通入等量的惰性气体。A中的化学平衡向反应方向移动，B中的化学反应速率。⑷达到平衡后，向两容器中分别通入等量的原反应气体，再次达到平衡时，A容器中SO2的百分含量，B容器中SO2的百分含量。5.化学平衡移动问题化学反应的特点:1.可逆反应2.反应物、生成物的状态3.气态物质的计量数4.反应热条件改变：浓度、压强、温度等物理量改变：1.速率2.浓度3.百分含量4.转化率5.压强6.相对平均分子质量等结论:1、外界条件对化学平衡的影响是通过改变正反应速率和逆反应速率相对大小来实现的。2、化学平衡移动的方向取决于v正、v逆的相对大小。(1)v正＞v逆化学平衡向正反应方向移动。反之则逆方向移动。3、化学平衡不移动并不说明v正、v逆大小没有改变。4、解释的原理：勒夏特列原理：2.某温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡，缩小容器体积，增大压强，则（）A．正反应速率增大B．平衡正向移动C．容器内气体颜色加深D．容器内H2的质量分数增大5.在CH3COOHH＋＋CH3COO－的电离平衡中，要使电离平衡向右移动，应采取的措施是（）A．加H2SO4B．加盐酸C．加水D．加NaOHACCD1．在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数A、不变B、增大C、减小D、无法判断若改成恒压,又是那个答案.CA6.化学平衡图象题总汇•图象题的一般解题思路:•这类题目是讨论自变量x（如时间、温度、压强等）与函数值y（如物质的量、浓度、质量分数、转化率）之间的定量或定性关系，因此，要运用数学方法解决此类题目。•1.分析纵横坐标及曲线表示的意义。•2.分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系。•3.分析特殊点（起点、拐点、终点）及其含义。•4.有两个以上变量时，分别讨论两个变量的关系，此时确定其他量为恒量。(定一议二)图象题的类型（1）•1．物质的量(或浓度)-时间图象•例1.某温度下，在体积为5Ｌ的•容器中，Ａ,Ｂ,Ｃ三种物质物质•的量随着时间变化的关系如图1•所示，则该反应的化学方程式为•____________________________，•2s内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓•度变化表示的平均反应速率分别为•______________、______________。图1A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图2Ａ3Ｂ＋Ｃ0.08mol/(Ｌ·s)0.12mol/(Ｌ·s)图象题的类型（2）•2.速率—时间图象•例2.把除去氧化膜的镁条投入•到盛有少量稀盐酸的试管中，•发现氢气发生的速率变化情况•如图2所示，其中t1～t2速率变•化的主要原因是____________；•t1～t2速率变化的主要原因是______________。图2氢气发生速率变化曲线[答案]反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高；盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低。•例3.某温度下，在密闭容器里SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应2SO2+O22SO3（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图3所示。•①加催化剂对速率•影响的图象是()•②升温对速率影响•的图象是()•③增大反应容器体积•对速率影响的图象是•()•④增大O2的浓度对速•率影响的图象是（）DCAB图象题的类型（3）•3.速率—压强(或温度)图象•例4.符合图象4的反应为()。•Ａ、N2O3(g)NO2(g)＋NO(g)•Ｂ、3NO2(g)＋H2O(l)•2HNO3(l)＋NO(g)•Ｃ、4NO2(g)＋5O2(g)•4NO(g)＋6H2O(g)•Ｄ、CO2(g)＋C(s)2CO(g)图4曲线图Dv正v逆图象题的类型（4）•4．转化率(或质量分数等)-压强、温度图象•例5.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如图5所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图5可以得出的正确结论是（）。•Ａ.正反应吸热，ｍ+ｎ＞ｐ+q•Ｂ.正反应吸热，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑ•Ｃ.正反应放热，ｍ+ｎ＞ｐ+ｑ•Ｄ.正反应放热，ｍ+ｎ＜ｐ+ｑ图5曲线图A[分析]解决这类图象题目，采用“定一论二”，即把自变量（温度、压强）之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。•例6.mA(s)+nB(g)qC(g)正反应为吸热反应）的可逆反应中，在恒温条件下，B的体积分数（Ｂ％）与压强（p）的关系如图6所示，有关叙述正确的是（）。Ａ．ｎ＜ｑＢ．ｎ＞ｑ•Ｃ．Ｘ点,v正＞v逆;Ｙ点,v正＜v逆•Ｄ．Ｘ点比Ｙ点反应速率快[分析]Ｘ、Ｙ点则未达平衡状态，反应要向“趋向于平衡状态方向”进行，以此判断某点ｖ正、ｖ逆的大小关系。比较Ｘ、Ｙ两点的速率快慢则依据压强的高低（或温度的高低）。图6曲线图A、C图象题的类型（5）•5．质量分数—时间图象•例7.对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物Ｄ的质量分数Ｄ％与温度Ｔ或压强p的关系如图9所示，请判断下列说法正确的是()•Ａ．降温，化学平衡向正反应•方向移动•Ｂ．使用催化剂可使D%有所增加•Ｃ．化学方程式中气体的化学计量数m＜p＋q•Ｄ．B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动A,C图象题的类型（5）•例8.反应2Ｘ(ｇ)+Ｙ(ｇ)2Ｚ(ｇ)(正反应放热)，在不同温度(T１和T２)及压强(p１和p２)下，产物Ｚ的物质的量(ｎ２)与反应时间(ｔ)的关系如图10所示。下述判断正确的是（）。•Ａ．T１＜T２，p１＜p２•Ｂ．T１＜T２，p１＞p２•Ｃ．T１＞T２，p１＞p２•Ｄ．T１＞T２，p１＜p２C分析:该题要综合运用“定一论二”、“先拐先平”解题；也可依据“定一论二”和外界条件对化学平衡的影响解题。•1．三个量：起始量、转化量、平衡量(它们的单位必须统一)起始ab00转化-mx-nx+px+qx平衡a-mxb-nxpxqx•注: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。7.化学平衡的计算问题1.一定温度下，反应2SO2+O22SO3，达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)=0.8mol，n(SO3)=1.4mol，此时SO2的物的量应是A、0.4molB、0.6molC、0.8molD、1.2mol2．在一定条件下，向5L密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，发生可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1mol/L，则A的转化率为A．67%B．50%C．25%D．5%