化学反应中的平衡关系.doc

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1、 第三章 化学中的平衡第二节 化学反应中的平衡3 教学基本要求教学内容一、化学反应速率：1定义：用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来定量地表示化学反应快慢的物理量。计算公式：单位：2在应用速率计算公式时应注意以下几点：化学反应速率是某段时间内的平均速率，不可为负值；固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，一般不用固体或纯液体来表示反应速率；表示化学反应速率时，要注明具体物质；在同一个化学反应中，用不同物质所表示的化学反应速率，其比值等于化学方程式中的 之比；在同一个化学反应中，各种物质的变化量之比，等于化学方程式中的 之比。二、影响化学反应速率的因素1物质的性质决定了化学反应速率的大小2温

2、度：其他条件相同时，反应物温度 ，反应速率 。温度每升高10，反应速率一般增加为原来的24倍3浓度：其他条件相同时，反应物浓度 ，反应速率 。4压强：有气体参加的化学反应，其他条件不变时，增大压强，相当于 ，反应速率 。5其他条件相同时，使用合适的催化剂，反应速率加快6 其他条件相同时，粉末状固体比块状固体反应速率快接触面积大，反应速率快【练习】1 在2L密闭容器中加入4molA和6molB，发生以下反应：4A(g)+6B(g) 4C(g) +5D(g)。若经5s后，剩下的A是2.5mol，则B的反应速率是 （ ）A0.45 mol / (Ls) B0.15 mol / (Ls) C0.225

3、 mol / (Ls) D0.9 mol / (Ls) 2现有反应4NH3+5O24NO+6H2O，反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，其关系正确的是（ ）A.4v(NH3)=5v(O2) B.4 v(NH3)=5 v(H2O) C.4v(O2)=5 v(NO) D.4 v(NH3)=5 v(NO)3反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是Av(D)=0.4 mol / (Ls) Bv(C)=0.5 mol / (Ls)（ ）Cv(B)=0.6 mol / (Ls) Dv(A)=0.15 mol / (Ls

4、)4设反应CCO2 2CO（正反应吸热）反应速率为v1，N23H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1、v2的变化情况为 （ ）A. 同时增大 B. 同时减小 C. v1增大，v2减小 D. v1减小，v2增大三、化学平衡CO+H2O（g）CO2+H2反应中起始和平衡时各物质的浓度（800）如表：起始时各物质的浓度(mol/L)平衡时各物质的浓度(mol/L)平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)0.0100.010000.00500.00500.00500.00501.0000.0100.0100.

5、00500.00500.00500.00501.00.0080.0080.0020.0020.00500.00500.00500.00501.0000.0200.0100.00670.00670.01330.00330.980.00250.0300.00750.00750.00210.02960.00790.00791.00.0100.030000.00250.02250.00750.00751.01学平衡状态的建立过程及途径： 2化学平衡状态定义：在一定条件下的 反应里， 和 的速率相等，反应混合物中各组分的 和 保持不变的状态。化学平衡状态建立的标志：【练习】5在容积固定的密闭容器中发生如

6、下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+92.3kJ。能说明该反应达到了平衡状态的是： A.生成氨的速率与氨分解速率相等 B.断开一个NN键的同时有六个NH键生成C.N2、H2、NH3的百分含量不再变化 D.N2、H2、NH3的分子数之比为132的状态E.N2、H2、NH3的浓度相等F .N2、H2不再起反应G.3v(N2)=v(H2)H.混合气体的密度不变I.气体总物质的量不变J.气体总质量不变K.容器的总压强不变6对于在固定容器中发生的反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，下列说法中能说明该反应达到了平衡状态的是 A气体总物质的量不变B气体总压强不变C反应混合气体的密度不变

7、D反应混合气体颜色不变E存在c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2F百分组成w(HI)=w(I2)3化学平衡常数：一定温度下，当可逆反应达到平衡时，生成物浓度指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，得到的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)+Q(Q0)，在一定温度下：K=化学平衡常数K只与温度有关，与反应物的起始浓度无关反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度或视为“1”（不变）而不代入公式。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一

8、反应，平衡常数也会改变。平衡常数是在一定温度下进行一个化学反应的特征常数，K值越大，表示反应进行的程度 ，反应物转化率 ；反之，反应转化得就越不完全，反应物的转化率就越小。利用K值变化可判断反应的热效应若温度升高，K值增大，则正反应为 反应。若温度升高，K值减小，则正反应为 反应。【练习】7有可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s) + CO(g)，已知在温度938K时， K=1.47，在1173K时，K=2.15。写出该反应的平衡常数表达式_ ，该反应是_ _（选填“吸热”、“放热”）反应。8在2L密闭容器内，800时发生如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，写出该反应

9、的平衡常数表达式：K= 。已知：K300K350，则该反应是 热反应。9在一个体积为4L的密闭容器中，高温下发生下列反应：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)Q(Q0)写出上述反应的平衡常数表达式： 。降低温度，平衡常数K （填“增大”、“不变”或“减小”），正反应速率 ；（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率 。101000时，硫酸钠与氢气发生下列反应：Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) 。该反应的平衡常数表达式为_ 。已知K1000K1200，则该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）。11在一定体积的密闭容器中，进行如下

10、化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)该反应的化学平衡常数表达式为K 。(2)该反应为 反应（选填吸热、放热）。(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为 。4平衡转化率 ：某反应的平衡转化率=平衡转化率越大，则该反应进行得越完全。平衡转化率随着反应物起始浓度的不同而改变。【练习】12已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)，正反应为吸热反应。请回答下列问题：(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为

11、c(M)=1mol/L，c(N)=2.4mol/L，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为 。(2)若反应温度升高，M的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)= c(N)=amol/L，达到平衡后，M的转化率为 。（25%、增大、41%）四化学平衡移动：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。（1）化学平衡移动的方向v正 v逆，平衡向 反应方向移动；v正 v逆，平衡不移动；v正 v逆，平衡向 反应方向移动。（2）影响化学平衡的因素温度：升高温度，正、逆反应速率都 ，但v放热 v吸热，平衡向着 方向移

12、动；降低温度，正、逆反应速率都 ，但v放热 v吸热，平衡向着 方向移动；浓度：增大反应浓度（或减小生成物浓度），v正 v逆，平衡向着 方向移动；减小反应浓度（或增大生成物浓度），v正 v逆，平衡向着 方向移动；压强：压缩容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动；扩大容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动；(1)向容积固定的容器中充惰性气体，容器内压强将 ，但反应混合物中各物质浓度 ，平衡不移动；(2)在恒压条件下，向体积可变的容器中充惰性气体，相当于将反应体系扩容，反应体系中各物质浓度将 ，平衡向着 方向移动；催化剂：因使用催化剂将同等程度地改变正、逆反应速率，故化学平衡不移

13、动。勒夏特列原理： 【练习】13有某可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+Q；右图表示外界条件（温度、压强）的变化对上述反应的影响。下列判断正确的是 ( )Aa+bc时，y轴表示平衡混合气中C的质量分数Ba+b0)。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是 （ ）A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1 mol He，乙不变C甲降低温度，乙不变D甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I22 4 6时间速率8碳酸钙与稀盐酸生成二氧化碳是放热反应

14、，生成二氧化碳的量和反应时间的关系如图所示，以下结论正确的是 （ ）A反应开始4分钟内平均反应速率最小B反应开始2分钟内平均反应速率最大C反应开始2-4分钟内温度对反应速率的影响比浓度的影响大D反应进行6分钟后反应速率将加快9. 最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) Q(Q0) ，如果反应的平衡常数K值变大，该反应A一定向正反应方向移动 B一定向逆反应方向移动C在平衡移动时正反应速率先减小后增大 D在平衡移动时逆反应速率先增大后减小二综合题综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。1

15、0. H2 和CO合成甲醇反应为：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）（正反应是放热反应）。在恒温，体积为2L的密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H2，10min后达到平衡，测得含有0.4mol CH3OH（g）。则达到平衡时CO的浓度为 ；10min内用H2表示的化学反应速率为 ；若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的转化率，可采取的措施有 （填一种合理的措施）。11. 二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)+Q。（1）该反应的平衡常数表达式为K= 。（2）在恒容密闭容器中使CO

16、2和H2（物质的量之比为13）发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系如右图所示，则Q 0（填“大于”或“小于”）【上海高考原题分析】【2016】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：29.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300升至400，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）v正v逆平衡常数K转化率30.相同温度时，上述反应

17、在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：CO2/molL-1H2/molL-1CH4/molL-1H2O/molL-1平衡abcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。31.人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3- H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_ 。【2017】某温度下，3L密闭容器中，在无水AlCl3催化下，发生异构化反应：A(g)B(g)+Q(Q0)23.该反应的平衡常数表达式K=_；欲使K值变大，可采取的措施是_。反应达到平衡后 ，在其他条件不变的情况下，若使反应容器的体积压缩为原来的1/2，则平衡_。（选填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）24.若起始时A的物质的量为4.0mol，A与B的物质的量分数x与时间t的关系如右图所示，则0-5min内B的平均反应速度为 _。