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【精品课件】2012高考第一轮复习[新课标●人教版]第8单元 化学反应速率和化学平衡_图文

第八单元 化学反应速率 和化学平衡

第22讲 第23讲 第24讲

化学反应速率 化学平衡 影响化学平衡的因素 化学反

应进行的方向

第八单元

学化反应速率和化学平衡

第八单元 │ 知识框图

知识框图

第八单元 │ 使用建议 使用建议
? 内容特点 1.本单元的内容主要有三个:化学反应速率、化学反 应的方向和化学平衡移动。化学平衡移动原理又是处理具 体平衡(如水解平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡等)的知识基

础。化学反应速率和化学平衡是高考考试大纲中规定的必
考内容,在高考中往往以中等难度以上试题形式出现,是 体现高考区分度的重要部分。该部分内容理论性强,比较

抽象,需要较强的理解能力,还需要具备一定的数学知识。

第八单元 │ 使用建议

2.化学反应速率的计算、化学反应速率的影响因素、 化学平衡状态的判定、化学平衡的影响因素、化学平衡常 数、平衡图象以及等效平衡是本单元的重点。 3.不同条件下的等效平衡是难点,容易被混淆,要注 意加以区分,但规律性较强,可以形成一种处理问题的基

本模式,直接套用。

第八单元 │ 使用建议
? 编写思路 1.本单元的编写基本上按照教材顺序进行,在研究考 试大纲和近几年高考试题的基础上,将本单元分为三讲。 以教材内容为基础,还做了适当拓展,如化学平衡图象、 等效平衡的含义等。 2.第22讲为化学反应速率的有关问题,本讲的重点是 反应速率的求算与反应速率的影响因素,本讲中对这两个 问题进行了知识的拓展延伸与详尽的介绍。 3.第23讲主要研究了化学平衡和化学平衡常数。化学 平衡状态的标志判断是重点亦是难点,编排时从多方位进 行了总结与拓展,包括化学平衡状态的本质(即正逆反应速 率相等)、化学平衡状态的表现(如“三定”,即各组分浓度、

第八单元 │ 使用建议
百分含量、反应物的转化率)以及从化学平衡状态概念中延 伸出的平衡体系中气体的相对分子质量、密度等。化学平 衡常数是近几年高考中的“新宠”,本讲对其表达式的书 写与应用时的注意事项进行了详细的讲解和充足的训练, 力求重点突出。 4.第24讲则主要研究了化学平衡移动原理以及化学反 应方向的判断。该讲的教学重点主要是勒夏特列原理的理 解与应用。对于平衡图象与等效平衡这两个难点,编排时 试图尽量详尽、尽量展示常见的所有的类型,利用学生的 模仿、迁移和创新能力突破这个难点。化学反应方向判断 的问题,考试大纲中的要求比较低,编排时为了保证知识 的系统性和完整性,只是略加介绍。

第八单元 │ 使用建议
? 教学建议
1.复习本单元概念或定义时,要注意对概念或定义中 关键词的理解与解释、分析概念的适用范围、概念变式、 辨析、列举实例等多种方法。如“化学平衡”概念中“一 定条件”“可逆反应”“正反应速率等于逆反应速率”等。 2.复习化学反应速率的影响因素时,要牢牢地抓住一 点——条件强,速率大。复习化学平衡的移动时要抓住一 条:勒夏特列原理。

3.解决图象分析类的问题时,要注意引导学生分析图

第八单元 │ 使用建议

象的纵横坐标的含义、图象的变化趋势和含义、图象中特 殊点的意义等,尤其指导学生复习“先拐先平法”与“定

一议二法”等解决问题的具体方法。
4.复习等效平衡时,引导学生首先看条件,是等温等 容还是等温等压;再看化学方程式的特点,是反应前后气 体物质的量相等还是不相等,最后确定是利用折算后找相 等还是找比例相同来解决。

第八单元 │ 使用建议

?

课时安排
本单元共3讲,建议11课时完成,8课时用于在课堂上

互动式完成22~24讲,3课时进行测试及讲评。

第22讲 │ 化学反应速率

第22讲

化学反应速率

第22讲 │考纲导学 考纲导学
考纲要求 命题预测 1.了解化学反应速率的概念、化学 反应速率的定量表示方法。 化学反应速率及 2.了解催化剂在生产、生活和科学 其影响因素。以选择 研究领域中的重大作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、 题考查形式为主,通 催化剂等)对化学反应速率的影响,认识 常结合平衡图象分析, 其一般规律。 难度中等。 4.了解化学反应速率的调控在生活、 生产和科学研究领域中的重要作用。

第22讲 │要点探究 要点探究
? 探究点一 化学反应速率及其计算 【知识梳理】 一、碳、硅比较 化学反应进行快慢程度 1. 概念(重点): 化学反应速率是衡量_______________________ 反应物浓度的减少 的 物 理 量 , 通 常 用 单 位 时 间 内 ____________________ 和 生成物浓度的增加 ____________________来表示。 2.表达方式 Δc?A? 物质的量浓度的变化 v(A)= Δt , 式中 Δc(A)表示物质 A 的_____________________, 单位为 mol· -1, 表示时间变化, L Δt 单位为 s(秒)、 min(分)、 h(时)。 - - - v(A)表示物质 A 的化学反应速率。 单位是 mol· 1· 1 或 mol· 1· L s L min -1 或 mol· -1·-1。 L h

第22讲 │要点探究

3.对反应速率的理解 正 (1)化学反应速率均为__________值; (2)化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学 平均 反应的__________速率,而不是指某一时刻的瞬时速率; 纯液体 固体 (3)v(A)不能表示__________或__________的化学反应速 率。

第22讲 │要点探究
【要点深化】 1.化学反应速率的计算 (1)在解题过程中经常用“起始量、转化量、某时刻量”的格式 来分析、解决问题。例如,对于反应:mA+nB=pC+qD。A 的 - - 浓度为 a mol· 1,B 的浓度为 b mol· 1,反应进行至 t1 s 时,A L L - 消耗了 x mol· 1,则反应速率可计算如下: L mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 起始浓度 a b 0 0 -1 /mol· : L 转化浓度 nx px qx x -1 m m m /mol· : L 某时刻浓度 nx px qx a-x b- m m m /mol· -1: L

第22讲 │要点探究
x 则 v(A)= mol· -1·-1 L s t1-t0 nx - - v(B)= mol· 1· 1 L s m?t1-t0? px v(C)= mol· -1·-1 L s m?t1-t0? qx - - v(D)= mol· 1· 1 L s m?t1-t0? 对上述反应来说: (1)在同一段时间内,v(A)、v(B)、v(C)、v(D)的数值不一定相 同,但其表达的意义完全相同,都表示同一个反应在同一段时间 内,反应向同一个方向进行的快慢;

第22讲 │要点探究
(2)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,即同一反应中用不同 物质表示的反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比。 2.化学反应速率的大小比较 利用化学反应速率比较反应进行的快慢,不能只看反应速率的数 值大小,要注意两个换算: (1)用同一物质的反应速率比较反应快慢时, 必须要换算为在速率 单位一致的前提下再进行比较; (2)若用不同物质的反应速率比较反应进行的快慢时, 除要保证单 位一致外,还要根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算为同 一物质的速率后再比较。 此外,还要注意对于某些反应,随着反应时间的延长,反应物浓 度减小,反应速率也随之减小。

第22讲 │要点探究
【典例精析】 例1 [2010· 福建卷]化合物Bilirubin在一定波长的光 照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图22

-1所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反
应16 min时反应物的浓度,结果应是( B
A.2.5 μmol·L-1· -1 和 2.0 μmol·L-1 min B.2.5 μmol·L 1· min 1 和 2.5 μmol·L
- - -1

)

C.3.0 μmol·L-1· -1 和 3.0 μmol·L-1 min D.5.0 μmol·L-1· -1 和 3.0 μmol·L-1 min

第22讲 │要点探究

B 速率为单位时间内浓度的变化,从图象看,4~8 min, - - - Bilirubin 的浓度变化为 10 μmol·L 1,其速率为 2.5 μmol·L 1· min 1。 开始反应至 4 min 时浓度变化为 20 μmol·L-1,再反应 4 min 时,浓 - 度减少 10 μmol·L 1,若再反应 4 min,即反应至 12 min 时,浓度应 变化为 5 μmol·L-1,推测 16 min 时浓度为 2.5 μmol·L-1。

第22讲 │要点探究

[点评] 该类题的解题关键是找准物质的量或物质的量浓度的 变化值。浓度变化量的求法:①Δc(反应物减少)=c(反应物起始) -c(反应物某时间后); Δc(生成物增加)=c(生成物某时间后)-c(生 成物起始); ②根据反应物的转化率(A%)求: Δc(反应物减少)=c(反 应物起始)×该反应物的转化率;③根据化学反应式各物质的量的 比例关系式求。下面的变式题则考查反应速率的大小比较,这类 题目的易错点是统一单位。

第22讲 │要点探究

可逆反应: M+3N? ?2W+2R(各物质均为气 体)在不同情况下测得有下列 4 种反应速率,其中反应最快 的是( B )

A.v(R)=0.4 mol· -1·-1 L s - - B.v(W)=0.5 mol· 1· 1 L s C.v(N)=0.6 mol· -1·-1 L s D.v(M)=9.0 mol· -1· -1 L min

第22讲 │要点探究

B

首先将化学反应速率的单位统一为 mol· -1·-1,则 L s
- -

D 项中 v(M)=0.15 mol· 1· 1,并将 A、B、C 项的化学反 L s 应速率都转化为用 M 表示的反应速率,则分别为:A 项 0.2 mol· -1·-1,B 项 0.25 mol· -1·-1,C 项 0.2 mol· -1·-1,反 L s L s L s 应速率最大的为 B 项。

第22讲 │要点探究
? 探究点二 化学电源

【知识梳理】

1.测定原理 浓度 利用化学反应中任何一种与化学物质的_______________ 质量 (或________)相关的性质进行测定。 2.测定方法 (1)根据颜色变化 在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可 颜色深浅 显色物质浓度 利用______________和__________________间的正比关 系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

第22讲 │要点探究

(2)根据释放出气体的体积 通过测量释放出相同体积气体所需时间来测量反应 速率。 2 g 锌粒分别与 40 mL 1 mol· -1H2SO4 和 40 mL 如 L 4 mol· -1H2SO4 反应放出 10 mL 气体,后者所用时间较 L 短,说明 4 mol· -1H2SO4 与锌反应的速率比 1 mol· - L L
1

快 H2SO4 与锌反应的速率________。

第22讲 │要点探究

【要点深化】 对于有固体或液体质量变化的反应,可用其质量变化 来测定;对于有导电物质产生或消耗的反应,可用导电能 力来测定;对于有酸或碱生成或消耗的反应,可用酸、碱

指示剂变色来测定(或利用pH计跟踪测量)。

第22讲 │要点探究
【典例精析】
例 3 [2009· 建 卷 ] 某 探 究 小 组 利 用 丙 酮 的 溴 代 反 应 福 HCl (CH3COCH3 +Br2 ――→ CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物 浓度与反应速率的关系。反应速率 v(Br2)通过测定溴的颜色消 失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
初始浓度c/(mol· -1) L 实验 序号 CH3COCH3 HCl Br2 ① ② ③ ④ 0.80 1.60 0.80 0.80 0.20 0.20 0.40 0.20 0.0010 0.0010 0.0010 0.0020 溴颜色消失 所需的时间t/s 290 145 145 580

第22讲 │要点探究
分析实验数据所得出的结论不正确的是( D ) ... A.增大 c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的 v(Br2)相等 C.增大 c(HCl),v(Br2)增大 D.增大 c(Br2),v(Br2)增大 D 从表中数据看:①④中 CH3COCH3、HCl 的浓度是相 同的,而④中 Br2 比①中的大,结果是溴颜色消失所需的时间 变长,即速率变慢了,D 项错。其他选项依次找出表中两组相 同的数据,看一个变量对另一个变量的影响即可。

第22讲 │要点探究

[点评] 利用有色物质的颜色变化来测定化学反应速率是 常用的方法。解决本题需要找准表中两组数据进行区别,注

意寻找一个变量进行分析。下面的变式题则考查具体测定反
应速率的方法。

第22讲 │要点探究
(1)实验Ⅰ:证明Na2SiO3具有防火性能。取两个相同

的小木条,分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中,使之充分
吸湿、浸透,取出稍沥干(不再滴液)后,同时分别放置在酒精 灯外焰处。观察到的现象如下表:

编号 ① ②

实验 放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液

现象 木条燃烧 木条不燃烧

第22讲 │要点探究

与实验②作对照,证明起防火 设计实验①的目的是___________________________ ______________________________。 作用的是Na2SiO3而不是水 (2)实验Ⅱ:测定锌与稀硫酸反应的速率。 测定该反应速率的方法有多种,不同的方法需要测定 不同的数据。请根据你设计的测定方法,填写需要记录的 数据及其单位: ①反应时间 min(或s)(不可写成小时) ①_____________,单位______________________; 生成氢气的体积 L(或mL) ②________________,单位____________________。

第22讲 │要点探究

(或锌粒的质量减少 g mol· L-1或其他合理答案)

或H+的浓度变化

[解析] 化学反应速率用单位时间内物质浓度的变 化来表示,对于固体物质锌粒来说,无所谓浓度,但 可以根据方程式将其单位时间内消耗的锌“折合”成 消耗的酸浓度或生成的氢气的浓度,故可以通过测定

单位时间内锌粒的减少来确定其反应速率。

第22讲 │要点探究
? 探究点三 金属的腐蚀与防护 【知识梳理】 1.内因 参加化学反应的物质的性质 ______________________________是决定化学反应 速率的主要原因。反应的类型不同,物质的结构不同, 都会导致反应速率的不同。 2.外因 (1)浓度:当其他条件不变时,增加反应物的浓度可 加快 以________正反应速率;减小反应物的浓度可以使正反 减慢 应速率________。 (2)压强:对于有气体参加的化学反应,当其他条件 加快 不变时,增大气体的压强,可以________化学反应速率; 减慢 减小气体的压强,则________化学反应速率。

第22讲 │要点探究
加快 (3)温度:当其他条件不变时,升高温度,可以________ 化学反应速率,降低温度,化学反应速率________。一般温 减慢 度每升高10 ℃,化学反应速率加快2~4倍。 (4)催化剂:当其他条件不变时,加入催化剂(一般指正 加快 催化剂)可以________化学反应速率。 (5)其他因素的影响 光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物 颗粒大小 ________、 扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产 生一定的影响,另外形成原电池也是加快化学反应速率的一 种方法。

第22讲 │要点探究
【要点深化】 外界条件对化学反应速率影响的特殊问题 1.纯液体和固体浓度视为常数,它们的量的改变不会影 响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面的大小,故 影响反应速率。 2.固体、液体物质,由于压强改变时对它们的体积影响 很小,因而它们的浓度可看作不变,压强对无气体参加的化 学反应的速率无影响。 3.升高温度,不论吸热还是放热反应,也不论正反应速 率还是逆反应速率都增大。

第22讲 │要点探究
4.对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况: 引起 引起 ①恒温时,压缩体积――→压强增大――→反应物浓度增 引起 大――→反应速率加快。 ②恒温时,对于恒容密闭容器: 引起 a.充入气体反应物――→气体反应物浓度增大(压强也增 引起 大)――→反应速率加快。 引起 b.充入“惰性”气体――→总压强增大―→反应物浓度未 改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 引起 引起 充入“惰性”气体――→体积增大――→气体反应物浓度减 引起 小――→反应速率减小。

第22讲 │要点探究
【典例精析】

例3 [2010· 宁夏卷]某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的 实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。 请回答下列问题: (1)上述实验中发生反应的化学方程式有 Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ _________________________________________________; (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 _________________________________________________ CuSO4 与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 形成 Cu/Zn 原电池, 加快了氢气产生的速率 ____________________; (3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 Ag2SO4 ________;

第20讲 │要点探究
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积 ________________________________________________________ ____________ (答两种); 等(任答两种) (5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该 同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入 到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相 同体积的气体所需时间。
实验 混合溶液 4 mol· -1 H2SO4/mL L 饱和CuSO4溶液/mL A 30 0 B V1 0.5 C V2 2.5 D V3 5 E V4 V6 F V5 20

H2O/mL

V7

V8

V9

V10

10

0

第22讲 │要点探究
30 ①请完成此实验设计,其中:V1=_____,V6=_____, 10 17.5 V9=________。 灰黑 ②反应一段时间后,实验A中的金属呈________色,实 暗红 验E中的金属呈________色。 ③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时, 生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一 定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率 下降的主要原因。 当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的 表面,降低了Zn与溶液的接触面积

第22讲 │要点探究
[解析] 本题考查 H2SO4 与 Zn 反应中 CuSO4 溶液所起的作用。 (1)Zn 置换出 CuSO4 中的 Cu, 也可以与 H2SO4 反应放出 H2。 (2)Zn 与 Cu 构成原电池,反应速率加快。(3)Zn 可以置换出 Ag2SO4 中 的 Ag,可构成 Zn/Ag 原电池。(4)影响速率的因素还有温度、浓 度、接触面积等。(5)①研究 CuSO4 的量对生成 H2 速率的影响, 则必须保证 H2SO4 的浓度相同。由于 Zn 过量,则可比较生成相 同 H2 的体积所需的时间即可,所以 H2SO4 的体积要相等,即 V1 =V2=V3=V4=V5=30。 饱和 CuSO4 溶液与 H2O 的总体积也要相 等,才能保证 H2SO4 的浓度相等,由 F 的数据知,两者之和为 20 mL,V6+10 mL=20 mL,得 V6=10 mL。2.5 mL+V9=20 mL, 得 V9=17.5 mL。②A 组中,Zn 过量,最终为灰黑色。E 组有铜 生成, 则为暗红色。 ③当 CuSO4 较多时, 会覆盖在 Zn 的表面, Cu 从而阻止了 Zn 与 H2SO4 的反应。

第22讲 │要点探究

[点评] 形成原电池也是加快化学反应速率的方法之一。 本题难度属于中等偏下,基础性强,细节决定成败,要想

成功,对基础性强的试题就必须“颗粒归仓”!下面的变
式题主要从易于忽视的决定反应速率的因素上进行考查, 属于易错题。

第22讲 │要点探究

反应E+F===G在温度T1下进行,反应M+N===K 在温度T2下进行,已知T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的 浓度(其他条件均相同),则两者的反应速率( D ) A.前者大 C.一样大 B.后者大 D.无法判断

[解析]化学反应的速率决定于反应物本身的性质,两 个反应的反应物不同,无法比较其反应速率。本题极易 错选A。

第23讲 │ 化学平衡

第23讲

化学平衡

第23讲 │ 考纲导学 考纲导学
考纲要求
1.了解化学反应的可 逆性。 2.了解化学平衡建立的 过程。 3.了解化学平衡常数的 含义,能利用化学平衡常数 进行相关计算。

命题预测
1.化学平衡概念及特点。该考 点一般是穿插在其他考点中进行, 难度较小。 2.平衡常数计算及影响因素。 该考点作为新课标的新增考查点, 一直是近年来高考的“新宠”,考 查形式为进行定量计算或影响因素, 难度中等。

第23讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 可逆反应

【知识梳理】
相同 可逆反应:在__________条件下,既可以向正反应方向

进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。表示可逆
反应的化学方程式用“__________”代替“===”。

第23讲 │要点探究
【要点深化】
可逆反应定义解读 电解 1.可逆反应的定义强调“两同”,即“同一条件”和“同时”,如反应:2H2O===== 点燃 2H2↑+O2↑和 2H2+O2=====2H2O 反应条件不相同,故不为可逆反应。 2.特点:可逆反应无论向哪个方向进行,也无论进行多长时间,都不能反应 完全;可逆反应存在化学平衡状态。 3.常见的可逆反应 N2+3H2 2NH3 2SO2+O2 2SO3 2NO2? ?N2O4 I2+H2?? 2HI Cl2+H2O? ?HCl+HClO 此外,还有弱电解质的电离平衡、强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解平衡等,大 多数有机反应也是可逆反应。

第23讲 │要点探究
【典例精析】 例1 在 一 密 闭 容 器 中 进 行 如 下 反 应 : 2SO2(g) + O2(g)?? 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、
SO3 的浓度分别为 0.2 mol· -1、0.1 mol· -1、0.2 mol· -1, L L L 当反应达平衡时,可能存在的数据是( B ) A.SO2 为 0.4 mol· -1、O2 为 0.2 mol· -1 L L B.SO2 为 0.25 mol· -1 L C.SO2、SO3 均为 0.15 mol· L D.SO3 为 0.4 mol· -1 L
-1

第23讲 │要点探究

B

A 中隐含 SO3 的量为零, 但可逆反应中所有物质的物

质的量都不能为零,A 错;D 中隐含 SO2、O2 的量为零,D 错;C 中 SO2、SO3 均为 0.15 mol· -1,隐含 SO2、SO3 均减 L 少,C 错。 [点评] 无论从正反应方向, 还是从逆反应方向建立平衡, 可逆反应都不能进行到底,任何物质的浓度都不可能为 0,平 衡时为各反应物与生成物共存的状态,下面的变式题同样是 对可逆反应定义的考查。

第23讲 │要点探究
反应 2SO2+O2?? 2SO3 达到平衡后, 再向反 应器中充入由 18O 组成的氧气,经过一段时间后,18O 可 能存在于( D ) A.生成的 SO3 中 B.O2 和 SO2 中 C.剩余的 SO2 中 D.O2、SO2 和 SO3 中

D SO2 与氧气的反应属于可逆反应,可逆反应是指 在相同条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应 方向进行的反应,所以最后 18O 可能存在于 O2、SO2 和 SO3 中。

第23讲 │要点探究
? 探究点二 化学平衡

【知识梳理】

1.定义:一定条件下的可逆反应里,当正、逆两个方向 速率 的反应________相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质 恒定 量(溶液中表现为浓度)保持________,混合物(包括反应物和生 不变 成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持________的状态。 2.特征:可以归纳为六个字:逆、动、定、变、等、同。 可逆反应 (1)“逆”是指研究的对象是____________。

第23讲 │要点探究

动态平衡 (2)“动”是指____________。 一定 (3)“定”是指各组成成分含量________。 v正=v逆 (4)“等”是指__________________。 发生移动 (5)“变”是指外界条件改变,平衡会____________。

(6)“同”是指化学平衡的建立与途径______关,只要外 无 相同 界条件________,都可以建立相同的平衡状态。

第23讲 │要点探究
【要点深化】 化学平衡状态的判断 1.利用化学平衡状态的本质来判断 化学平衡是“动态的平衡”,其本质就是正反应速率等于逆 反应速率,故凡能直接或间接地反映出v正=v逆的说法都是正 确的。间接反映出v正=v逆的说法常常有: (1)单位时间内某化学键断裂的条数与单位时间内生成该 化学键(或另外的化学键)的条数关系; (2)单位时间内消耗某物质的物质的量与生成该物质(或 其他物质)的物质的量关系; (3)给出在同一反应的同一时间内用不同物质表示的反应 速率等等。 这类判断可总结为一句话“双向同时,符合比例”。

第23讲 │要点探究

2.利用化学平衡状态的特点来判断 处于平衡状态的化学反应,其特点表现为“三定”,即: 反应物的转化率一定、反应混合体系中各物质的百分含量一定、 反应混合体系中各物质的浓度一定。上述中的任一种都能说明

反应已达平衡状态。即“特征量一定,达到平衡”。
3.利用“变量恒定,达到平衡”与“不变量”来判断 选定反应中“变量”,即随反应进行而变化的量,当变量不

再变化时,反应已达平衡。常见的变量有:气体的颜色;对于

第23讲 │要点探究
气体体积变化的反应来说,恒压反应时的体积、恒容反 应时的压强;对于反应体系中全部为气体,且气体物质的 量变化的反应来说,混合气体的平均相对分子质量;对于

反应体系中不全部为气体的反应来说,恒容时混合气体的
密度等等。即“变量恒定,达到平衡”。 利用该类方法判断反应混合体系中气体密度不变或 反应混合体系中气体平均相对分子质量不变能否作为某一 反应已达平衡的标志时非常方便。

(1)反应混合体系中气体密度不变能否作为平衡依据

第23讲 │要点探究
m 根据气体密度公式 ρ= V ,选定变量和恒量来确定。如对于 反应体系全部为气体的定容反应体系来说, 质量 m 和体积 V 都 是恒量,故密度 ρ 为恒量,即不论反应是否达到平衡,密度不 变,故密度不变不能作为判断反应是否平衡的标志。而对于反 应体系中不全部为气体的定容反应体系来说,V 是恒量,m 是 变量,故当反应达到平衡时,m 不再变化,此时密度随之而不 再变化,即密度不变可以作为判断是否平衡的标志。 (2)反应混合体系中气体平均相对分子质量不变能否作为 平衡依据 m 可依据气体平均相对分子质量公式: M = n ,结合具体的 化学方程确定气体质量和气体物质的量哪个为变量和不变量来 进行分析。

第23讲 │要点探究
【典例精析】 例2 可逆反应:2NO2(g)?? 2NO(g)+O2(g)在密闭容器 中反应,达到平衡状态的标志是: ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 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

第23讲 │要点探究

A ①中可换算成“单位时间内生成n mol O2,同时消 耗n mol O2”,正逆反应速率相等,已达平衡;②、③指的是同 一反应方向,不能说明反应已达平衡,④⑥中均为变量,变量 不变时,反应已达平衡;⑤中为常量,不能说明反应已达平衡。 [点评] 当题目以直接或间接的形式给出“反应速率相等” 时,要特别注意是否指的是正、逆两个反应方向,还要注意是 否是用同一种物质表示的反应速率。如该题中v(NO2)正=v(O2) 逆时,则换算成用同一种物质表示的反应速率时是不相等的, 也不能说明反应已达平衡。下面的变式题从多个角度对化学平 衡状态的判断进行了考查。

第23讲 │要点探究
可以证明可逆反应N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(g) 已达到平衡状态的是: ①一个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂 ②一个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂 ③其他条件不变时,混合气体平均式量不再改变 ④保持其他条件不变时,体系压强不再改变 ⑤NH3%、N2%、H2%都不再改变 ⑥恒温恒容时,密度保持不变 ⑦正反应速率v(H2)=0.6 mol· -1· -1,逆反应速率 L min v(NH3)=0.4 mol· -1· -1 L min A.全部 B.②③④⑤⑥⑦ C.②③④⑤⑦ D.只有③④⑤⑥⑦

第23讲 │要点探究

C ②和⑦换算成用同一物质表示的正逆反应速率时, 数值相等,表明已达平衡;而①只针对正反应方向来说的, 没有体现正、逆反应速率相等,错误;对该反应来说,达平 衡前混合气体平均式量、压强、NH3%、N2%、H2%都是变 量,当这些变量不再随时间而改变时,表明反应已达平衡, 即③④⑤正确;恒温恒容时,密度为衡量,即无论反应是否 达到平衡,密度都不会改变,故⑥错误。

第23讲 │要点探究
探究点三 化学平衡常数 【知识梳理】 温度 1.化学平衡常数概念:在一定______下,一个可逆反应 浓度幂之积 达到平衡状态时,生成物________________与反应物 浓度幂之积 ________________的比值是一个常数,即为化学平衡常数。 2.化学平衡常数的数学表达式 对于一般可逆反应:mA(g)+nB(g)? ?pC(g)+qD(g)
cp?C?·cq?D? cm?A?·cn?B? K=__________________________

?

注意:①化学平衡常数表达式中的浓度指的是 ________________。 平衡时的浓度 ②化学平衡常数表达式中的物质不包括固体或纯液体。固 体或纯液体的浓度可看作是1而不出现在化学平衡常数表达式中。

第23讲 │要点探究
3.化学平衡常数表示的意义及应用 温度 (1)化学平衡常数只与________有关,而与反应物或生成 物浓度无关。 (2)化学平衡常数K数值的大小可以反映可逆反应进行的 ________大小,平衡常数K值越大,表示正反应进行的程度 程度 越大 越大 ________,反应物的转化率________。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。 原平衡常数的倒数 若反应方向改变,则化学平衡常数变为__________________; 若方程式中各物质的化学计量数改变,则平衡常数改变。 此外,如两个方程式相加得出新的方程式,则新的方程式的K 等于两方程式平衡常数相乘,反之相除。

第23讲 │要点探究
【要点深化】
化学平衡常数的应用 1.判断平衡移动的方向:利用平衡常数可从定量的角度解 释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。 对于可逆反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g),在任意状 态下,生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用浓度商 Q= cp?C?·cq?D? cm?A?·cn?B?表示,则: 当 Qc=K 时,反应处于平衡状态; 当 Qc<K 时,反应向正反应方向进行; 当 Qc>K 时,反应向逆反应方向进行。

第23讲 │要点探究

2.判断可逆反应的反应温度 化学平衡常数只受温度影响,与反应物或生成物的浓 度变化无关。根据平衡状态中各组分的物质的量浓度,可 以计算出该温度下的化学平衡常数,从而判断反应温度。 3.判断反应的热效应,若升高温度,K值增大,则正 反应为吸热反应;反之,K值减小,则正反应为放热反应。 4.用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。

第23讲 │要点探究

【典例精析】 例3 能源问题是当前世界各国所面临的严重问题,同时全 球气候变暖,生态环境问题日益突出,开发氢能、研制燃料 电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。氢气通常用 生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g)? ? CO2(g) +H2(g) ΔH<0。在850 ℃时,平衡常数K=1。 大于 (1)若降低温度到750 ℃时,达到平衡时K________1。 (填“大于”“小于”或“等于”)

第23讲 │要点探究

(2)850 ℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2,则: 逆反应 ①当x=5.0时,上述反应向________(填“正反应”或 “逆反应”)方向进行。 ②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足 x<3 的条件是________。 ③在850 ℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不 变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、 小于 b%,则a________b(填“大于”“小于”或“等于”)。

第23讲 │要点探究
[解析] (1)该反应为放热反应,温度越低反应进行的程度 越高,化学平衡常数越大。 (2)因反应在同一容器内进行,体积相同,方程式中各物 质的化学计量数都是 1, 所以在以下计算中均可用物质的量数 值 代 替 浓 度 数 值 。 ① 将 数 值 代 入 浓 度 商 的 表 达 式 : Qc = c?CO2?·c?H2? 1× 5 5 c?CO?·c?H2O?=1× =3>1,平衡向逆反应方向移动。②若要使上 3 c?CO2?·c?H2? 述反应开始时向正反应方向进行, 则浓度商 Qc=c?CO?·c?H O?应
2

小于 1,代入数值,可得 x<3。③增大一种生成物(氢气)的体 积分数,反应向逆反应方向移动,但平衡移动的结果是降低 这种增大的幅度,故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的。

第23讲 │要点探究

[点评] 化学平衡常数只与温度有关,与反应物浓度、是 否含有催化剂等无关,温度不变,化学平衡常数不变。下面 的变式题主要考查化学平衡常数的计算。

第23讲 │要点探究

将固体 NH4I 置于密闭容器中,在一定温度下发生下 列反应: ①NH4I(s)??NH3(g)+HI(g); ②2HI(g)??H2(g)+I2(g)。 达到平衡时,c(H2)=0.5 mol· -1,c(HI)=4 mol· -1,则此温 L L 度下反应①的平衡常数为( C ) A.9 B.16 C.20 D.25

第23讲 │要点探究

C 根据题干信息可知平衡时,c(NH3)=c(HI)+2c(H2) - - - =4 mol· 1+2× mol· 1=5 mol· 1,由化学平衡的定义 L 0.5 L L 知①的平衡常数 K=c(NH3)× c(HI)=5 mol· -1× mol· -1=20 L 4 L mol2· -2。 L

第23讲 │要点探究
? 探究点四 化学平衡的计算 【知识梳理】

平衡转化率 1.含义:平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的 限度 量与转化前该反应物的量之比,用来表示反应____________。 2. 表达式: 对于反应: aA(g)+bB(g) ??cC(g)+dD(g), 反应物 A 的转化率可表示为: α(A)= A的初始浓度—A的平衡浓度 × 100% A的初始浓度 _____________________________________ 反应物转化的物质的量?或浓度、体积? = × 100% 反应物起始的物质的量?或浓度、体积? 3.若按方程式的化学计量数比加入各反应物,则平衡时 相等 各反应物的转化率________。

第23讲 │要点探究
【要点深化】
化学平衡的有关计算——三段式 化学平衡的有关计算一般要涉及化学平衡常数和转化 率,常常与阿伏加德罗定律一起进行综合考查。解决该类试 题的方法一般用“三段式”:在解题过程中经常用“起始量、转 化量、某时刻量”的解题模式来分析、解决问题。例如: 对于反应:mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)。A 的起始浓 度为 a mol· 1,B 的起始浓度为 b mol· 1,反应进行至 t1 s L L 时,A 消耗了 x mol· -1,反应容器的体积为 V。则: L
- -

第23讲 │要点探究
【要点深化】
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 起始浓度 a b 0 0 -1 /mol· : L 转化浓度 nx px qx x -1 m m m /mol· : L 某时刻浓度 nx px qx a-x b- m -1 m m /mol· : L 则 A 的转化率、体积分数(物质的量分数)、压强之比、密 度、平均式量有如下关系: x ①α(A)=a× 100%

第23讲 │要点探究

a-x ② φ(A)= 100% nx px qx× a-x+b- m + m + m nx px qx p?某时刻? a-x+b- m + m + m ③ = p?起始? a+b a· A+b· B? M? ? M? - ④ ρ(某时刻)= (g· 1) L V a· A+b· B? M? ? M? - ⑤ M(某时刻)= (g· mol 1) nx px qx a-x+b- m + m + m

第23讲 │要点探究
【典例精析】
[2010· 北京卷]某温度下,H2(g)+CO2(g) ?H2O(g) 9 +CO(g)的平衡常数 K=4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭 容器中投入 H2(g)和 CO2(g),其起始浓度如下表所示。
起始浓度 甲 乙 丙

例 4

c(H2)/mol· -1 L
c(CO2)/mol· -1 L

0.010
0.010

0.020
0.010

0.020
0.020

第23讲 │要点探究
下列判断不正确的是( C ) ... A.平衡时,乙中 CO2 的转化率大于 60% B.平衡时,甲中和丙中 H2 的转化率均是 60% - C.平衡时,丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍,是 0.012 mol· 1 L D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢

C 温度相同,反应物浓度越大,反应速率越大,D 项正 确;可利用三段式来求算甲达到平衡时氢气的转化率。 设甲平衡时氢气浓度的量为 x 参加了反应, H2(g) + CO2? ? HO + CO 2 起始(mol· -1): 0.010 L 0.010 0 0 转化(mol· -1): L x x x x 平衡(mol· -1): 0.010-x 0.010-x x L x

第23讲 │要点探究

B 项正确; 增加一种反应物的浓度可以使另一种反应物的 转化率增大,A 项正确;由以上计算看出,甲达到平衡时 CO2 的浓度为 0.04 mol· -1,该反应是气体体积不变的反应,压强 L 对该反应平衡没有影响,甲和丙中起始反应物之比一样,达到 平衡时为等效平衡,各物质的百分组成相等,但各物质的平衡 浓度是甲的 2 倍,故其 CO2 的平衡浓度为 0.08 mol· -1,C 项 L 错误。

第23讲 │要点探究

[点评] 利用三段式可有效地理清各物理量之间的关系, 保持解题过程中思路清晰。使用三段式要注意:若题目中给出 的是各种物质的物质的量而不是浓度, 上述各式中的浓度均可 用物质的量来代替。但要注意表示各种物质的量的关系要统 一,而且单位也要统一。下面的变式题则结合化学平衡常数通 过计算判断反应是否已达平衡。

第23讲 │要点探究

一定温度下的密闭容器中存在如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

已知 c(SO2)始=0.4 mol· -1,c(O2)始=1 mol· -1,经测定该反 L L 应在该温度下的平衡常数 K≈19,试判断: (1)当 SO2 转化率为 50%时,该反应是否达到平衡?若未达 到平衡,向哪个方向进行? (2)达到平衡时,SO2 的转化率应为多少?

第23讲 │要点探究

(1)反应未达到平衡状态 (2)80% [解析] (1) 起始浓度/mol· L
-1:

因 Qc<K, 向正反应方向进行 + O2(g)? 1 0.1 ?2SO3(g) 0 0.2

2SO2(g) 0.4 0.2

转化浓度/mol· -1: L


平衡浓度/mol· 1: L 0.2 0.9 0.2 c2?SO3? 0.22 此时: c= 2 Q = =1.11<19。 可知当 SO2 转化 c ?SO2?·c?O2? 0.22× 0.9 率为 50%时,反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行。

第23讲 │要点探究

(2)设达到平衡时,SO2 转化的物质的量浓度为 x,则 O2 转化 x 的物质的量浓度为2,生成 SO3 的物质的量浓度为 x。所以 K= 0.32 mol· -1 L x2 解得 x=0.32, SO2 的转化率为 故 x=19, 0.4 mol· -1 L 2 ?0.4-x? × -2? ?1 × 100%=80%。

第24讲 │影响化学平衡的因素 化学反应进行的方向

第24讲 影响化学平衡的因素
化学反应进行的方向

第24讲 │ 考纲导学 考纲导学
考纲要求
1.理解外界条件(浓 度、温度、压强、催化 剂等)对反应速率和化学 平衡的影响,认识并能 用相关理论解释其一般 规律。 2.了解化学反应速 率和化学平衡的调控在 生活、生产和科学研究 领域中的重要作用。

命题预测
1.平衡图象分析。以填空、简答、 计算的形式出现在第Ⅱ卷中,往往结合 化学反应速率、化学平衡计算等一起考 查,试题难度中等。 2.影响化学平衡的因素。该考点一 般为综合考查,将影响化学反应速率、 化学平衡移动的因素进行对比考查,难 度较大。

第24讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 影响化学平衡的因素 【知识梳理】 1.化学平衡的移动 (1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态,如果改变

影响平衡的条件(如浓度、温度、压强等),化学平衡状态 被破坏(正、逆反应速率不再相等),直至正、逆反应速率 再次相等,在新条件下达到新的化学平衡状态。这种现象 称作化学平衡状态的移动,简称化学平衡移动。

第24讲 │要点探究

2.图示表示

第24讲 │要点探究

3.注意 不等 ①新平衡时,v′正=v′逆,但与原平衡速率________。
②新平衡时,各成分的百分含量不再变化,但与原平衡 不同 ________。 ③通过比较速率,可判断平衡移动方向。 正 当v正>v逆时,平衡向________反应方向移动; 当v正<v逆时,平衡向________反应方向移动; 逆 当v正=v逆时,平衡________发生移动。 不

第24讲 │要点探究
2.影响化学平衡的因素 增大 (1)其他条件不变的情况下,______反应物浓度或 _______生成物浓度,平衡向正反应方向移动,反之逆向 减小 移动。 (2)其他条件不变的情况下,升温平衡向 吸热反应方向 放热反应方向 ________________移动;降温平衡向________________移 动。 (3)对于有气体参加的反应,其他条件不变的情况下, 气体体积减小 增大压强,平衡向________________的方向移动;减小压 气体体积增大 强,平衡向________________的方向移动。

第24讲 │要点探究

同等程度 (4)对于可逆反应,催化剂能__________地改变正、 逆反应速率。使用催化剂只能改变反应途径,不能改变 反应进行的程度,故催化剂只能加快反应达到平衡的时 平衡状态 间,而不能改变__________,反应的热效应也和催化剂

无关 的存在与否________,也不能改变化学反应的热效应和
化学平衡常数。

第24讲 │要点探究
【要点深化】

化学平衡移动原理——勒夏特列原理 (1)原理内容:外界条件对化学平衡的影响可概括为 一句话:若改变影响平衡的一个条件,平衡就向着能够减 弱这种改变的方向移动。 (2)原理解读 ①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向 移动;增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动; 增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。②化学平 衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能完全抵 消外界条件的变化,更不能超过外界条件的变化。

第24讲 │要点探究

(3)惰性气体对化学平衡的影响

第24讲 │要点探究

【典例精析】 例1 [2010· 重庆卷]COCl2(g)??CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施①升温 ②恒容通 入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( B ) A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥

第24讲 │要点探究

B 该反应为体积增大的吸热反应, 所以升温和减压均可以促使 反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气 体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓度,将导致平衡逆向 移动。 [点评] 所谓“惰性气体”,在此并非专指稀有气体,凡不与本 反应体系中的任何物质发生反应的气体都可称之为“惰性气体”。 下面的变式题则从工业实际上分析外界条件对化学平衡的影响。

第24讲 │要点探究
[2010· 上海卷]1913年德国化学家哈伯发明了以低 成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的 人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高 原料转化率而采取的措施是( B )

A.①②③ C.①③⑤

B.②④⑤ D.②③④

第24讲 │要点探究

B 合成 NH3 的化学方程式为 N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(g), 提高原料的利用率就是使平衡向正方向移动,所以加压、减小生成 物的浓度(分离出 NH3)以及循环再利用均可以提高原料转化率。

第24讲 │要点探究
? 探究点二 等效平衡

【知识梳理】 等效平衡的含义 相同条件下,同一可逆反应体系,不管反应从 正反应 逆反应 ________开始,还是从________开始,达到化学平衡时, 任何相同物质的__________(体积分数、质量分数或物质 百分含量 的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。

第24讲 │要点探究
【要点深化】 等效平衡的类型及处理方法 等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维 方式、方法。 (1)对于恒温恒容条件下反应前后气体体积改变的可 逆反应 如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一 边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同, 则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物质的浓 度、百分含量均相同。

第24讲 │要点探究
例如,恒温恒容下的可逆反应: 2SO2 + O2 ?? 2SO3 ① 2 mol 1 mol 0 mol ② 0 mol 0 mol 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol 上述②和③中配比充料,按方程式的化学计量数关系均可转化 为①中配比充料,三者建立的平衡状态完全相同。 (2)对于恒温、恒容条件下的反应前后气体体积不变的可逆反应 以及恒温、恒压条件下的可逆反应(无论体积可变或不变) 如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质, 其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡 状态是等效的。平衡时的各物质百分含量均相同。

第24讲 │要点探究
例如,恒温恒容条件下,对于可逆反应: H2(g) + I2(g) ?? 2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 mol ② 2 mol 2 mol 1 mol 上述两种配比,按方程式中的化学计量数关系均转化为反应物, 两种情况下 H2 与 I2(g)的物质的量之比均为 1∶1, 因此上述两种情况 建立的化学平衡状态是等效的。 又如,恒温、恒压条件下,对于可逆反应: N2 + 3H2 ?? 2NH3 ① 1 mol 3 mol 0 mol ② 2 mol 6 mol 1 mol ③ 0 mol 0 mol 0.1 mol 上述三种配比,按方程式中的化学计量数关系均转化为反应物, 三种情况下,N2 与 H2 的物质的量之比均为 1∶3,因此上述三种情 况建立的化学平衡状态是等效的。

第24讲 │要点探究

[注意] 上述两种情况下所达到的等效平衡的区别:
(1)中所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分 的百分含量、浓度、物质的量均相同,类似于几何学上的 全等三角形,这种等效平衡状态可称之为全等平衡。 (2)中所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分 的百分含量相同,但各成分的物质的量与原平衡成比例, 类似于几何学上的相似三角形,这种等效平衡状态可称之 为等比平衡。

第24讲 │要点探究
【典例精析】 例2 向某密闭容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H2O(g),发生
反应:CO(g)+H2O(g)? ?CO2(g)+H2(g),当反应达到平衡 时,CO 的体积分数为 x。若维持容器的体积和温度不变,起始 物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时 CO 的体积分 数大于 x 的是( B ) A.0.5 mol CO+2 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2 B.1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2 C. mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2 0.5 D. mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2 0.5

第24讲 │要点探究

B

A 项,相对于向容器中充入 1.5 mol CO 和 3 mol H2O(g),

与原始比例 1∶2 相同,构成等效平衡,CO 体积分数不变;B 项, 相对于向容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H2O(g),再充入 1 mol CO, 故前一步旨在建立等效平衡, 再充入 1 mol CO, 虽使平衡正向移动, 但移动是由 CO 的浓度增加引起的,CO 的体积分数增大;C 项,相 当于向容器中充入 0.9 mol CO 和 1.8 mol H2O(两者比值 1∶2),再 充入 0.1 mol H2O,加入 H2O 会使平衡正向移动,CO 的体积分数减 小;D 项,相当于向容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H2O,与原平衡 等效,CO 体积分数不变。

第24讲 │要点探究

[点评] 分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平

衡,利用等效平衡方法解化学平衡有关问题时常采用“虚
拟法”。任何一个可逆反应体系,在相同条件下从不同的 状态开始,只要达到平衡的条件(温度、压强、浓度)完全

相同,则可以形成等效平衡。在解题时若遇到将两个状态
进行比较这类问题时,可以“虚拟”一个中间过程,如一 个容器、一个隔板等,然后再进行比较。下面的变式题就 是对“虚拟法”很好的练习。

第24讲 │要点探究
在一真空密闭容器中盛有 1 mol PCl5,加热到 200 ℃时发生如下反应:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),反应 达到平衡时,PCl5 所占体积分数为 m%。若在同一温度 和同一容器中,最初投入的是 2 mol PCl5,反应平衡时, PCl5 所占体积分数为 n%,则 m 和 n 的关系是( B ) A.m>n B.m<n C.m=n D.无法比较

B 可建立虚拟路径如下:

第24讲 │要点探究
? 探究点三 化学反应速率与化学平衡图象的分析

【知识梳理】 1.速率与时间的图象
此类图象揭示了正逆反应速 率随时间(包括条件的改变)的变化

规律,体现了化学平衡移动的方向
等。如N2+3H2 2NH3 ΔH<0,建立平衡后(填改变的条 加热 件)________对反应速率的影响如 图24-2所示。

第24讲 │要点探究
2.物质的量浓度与时间图象 由这类图象可判断化学方程式

2C? ? 2A+3B 由图 24-3 可知,反应的方程式为_______________。

第24讲 │要点探究
3.转化率或百分含量与时间、压强、温度的图象

第24讲 │要点探究
对于化学反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)个例分析: (以下填“>”或“<”) (1)由①可知,T1 温度先达到平衡,故 T1______T2,升高温 > 度 C%增加,ΔH______0。 > < (2)由②可知,T2 温度先达到平衡,故 T1______T2,升高温 度 C%减小,ΔH______0。 < > (3)由③可知,p1 压强先达到平衡,故 p1______p2,加压, C%增加,m+n______p+q。 > (4)由④可知,p2 压强先达到平衡,故 p1______p2,加压, < C%减小,m+n______p+q。 < (5)由⑤可知,p1______p2,m+n=p+q 或条件为加入了催 > 化剂。 (6)由⑥中(A)、(B)两线可知,p1______p2,m+n______p+q, < < 由(B)、(C)两线可知,两线可知,T1______T2,ΔH______0。 < <

第24讲 │要点探究
4.转化率或百分含量与压强、温度的图象 对于化学反应 mA(g)+nB(g)? ?pC(g)+qD(s)

第24讲 │要点探究

< (1)由①可知, 加压, C%减小, m+n______p; 由(A)线可知,
升温,C%增加,ΔH______0。 >

< (2)由②可知,升温,C%减小,ΔH______0;由(A)线可知,
加压,C%增加,m+n______p。 >

第24讲 │要点探究
【要点深化】 解决化学反应速率和化学平衡图象题的一般思路和方法:

第24讲 │要点探究
【典例精析】 例3 反应 2X(g)+Y(g)? ?2Z(g) ΔH,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 24-6 所示,下述判断正确的是( C ) A.T1<T2,p1<p2 B.T1<T2,p1>p2 C.T1>T2,p1>p2 D.T1>T2,p1<p2

第24讲 │要点探究

本题的解题思路为 ?定温度、议压强 定一议二—? ? ?定压强,议温度 C

先拐先平 先拐先平

压强大 温度高

T 相同时(上面 2 条曲线),p 越大反应速率 v 越快,达到 化学平衡的时间 t 越短,故 p1>p2;同理,压强相同时(下面 2 条曲线),温度越高反应速率越快,达到化学平衡的时间越 短,故 T1>T2。

第24讲 │要点探究

[点评] 解答图象题要注意以下几点:①看懂图象:一看 面(即看清横坐标和纵坐标),二看线(即看线的走向、变化的 趋势),三看点(即看线是否通过原点,两条线的交点及线的 拐点),四看要不要作辅助线(如等温线、等压线),五看定量 图象中有关量的多少。②联想规律:即联想外界条件对化学 反应速率及化学平衡影响规律且熟练准确。③作出判断:依

题意仔细分析作出正确判断。下面的变式题考查的化学反应
速率与时间的图象。

第24讲 │要点探究
[2011· 济南模拟]在一恒容密闭容器中通入A、B两 种气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)?? 2C(g) ΔH<0。当达到平衡后,保持其他条件不变,只改变条件X, 则相应量Y的改变一定符合图中曲线的是( )C
X
A B 温度 充入稀有气体

Y
C的体积分数 A的物质的量

C
D

再加入A
再加入C

B的转化率
A的百分含量

第24讲 │要点探究

C A项,该反应是放热反应,温度升高时化学平衡逆向 移动,C的体积分数下降,与图不符合;B项,恒容密闭容 器中充入稀有气体,平衡不移动,A的物质的量不变,不符 合;C项,再加入A,平衡正向移动,B的转化率增大,符 合;D项,再加入C,相当于压强增大,平衡正向移动,A 的百分含量减少。

第24讲 │要点探究
? 探究点四 化学反应进行的方向 【知识梳理】 1.熵增原理 混乱 (1)熵是用来度量体系________程度的物理量。熵值越大, 混乱 ________程度越大。 (2)熵值大小的比较:同一种物质不同状态时熵值大小为 > > S(g)______S(l)______S(s)。 (3)熵增原理:在与外界隔绝的体系中,自发过程将导致 体系的熵增加,即熵变(符号ΔS)______0。 > (4)常见的熵增过程 ①气体的扩散、固体的溶解; > > ②同物质:气态______液态______固态;

第24讲 │要点探究
无 ③反应前______气体,反应后______气体; 产生 ④反应前后都有气体,但是气体物质的量______。 增大 2.自发反应:在一定的条件下(如一定的温度、 压强条件下),反应依靠体系自身的力量而不借助于外力, 而能够自动进行的反应叫自发反应。 3.反应自发性判据 放 < (1)能量判据:大多数______热反应(ΔH______0), 可以自发进行。 增加 > (2)熵(混乱度)判据:大多数熵______(ΔS______0) 的反应可以自发进行。 4.反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能 确定过程是否一定会发生和过程的速率。

第24讲 │要点探究
【要点深化】 1.焓变与反应方向 焓变是一个与反应能否进行有关的因素。放热反应有 利于反应的自发进行,有些吸热反应也能自发进行。由此 可见,焓变不是反应能否自发进行的唯一因素。 2.熵变与反应方向 熵增加有利于反应自发进行,熵减小的反应有些也能自发 进行。由此可见,熵变(ΔS)是与反应自发进行有关的因素, 但也不是唯一因素。

第24讲 │要点探究
【典例精析】

例4

已知碳酸钙的分解①CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)

仅在高温下自发;氯酸钾的分解②2KClO3(s)===2KCl(s)+ 3O2(g)在任何温度下都自发,下面有几组焓变数据,其中可 能正确的( B )
A.ΔH1=-178.32 kJ· -1 ΔH2=-78.3 kJ· -1 mol mol B.ΔH1=+178.32 kJ· mol
-1

ΔH2=-78.3 kJ· mol

-1

C.ΔH1=-178.32 kJ· -1 ΔH2=+78.3 kJ· -1 mol mol D.ΔH1=+178.32 kJ· mol
-1

ΔH2=+78.3 kJ· mol

-1

第24讲 │要点探究
既是放热又是熵增的反应一定自发,既是吸热又是熵

B

减的反应一定不自发,吸热的熵增反应仅在高温时自发。故
只有B项正确。 [点评] 在判断反应是否自发时,焓变和熵变都是与反应 能否自发进行有关的因素,但又都不能独立地作为反应自发 性的判据,要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓

变和熵变对反应方向的综合影响。下面的变式题则涉及了催
化剂与化学反应方向的问题。

第24讲 │要点探究
下列说法正确的是( B ) A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不 能自发进行 B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)


ΔH=+

185.7 kJ· mol 1 能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加 的方向转变的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或 熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改 变化学反应进行的方向

第24讲 │要点探究

B 有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行,如 高温时CaCO3分解,A项错误;C项错误的原因是要将二

者综合起来即利用复合判据进行判断;D项中使用催化剂
只能加快化学反应的速率,不能改变反应的方向。


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