B版浙江选考专用高考化学总复习第二部分专题八化学反应速率和化学平衡.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题八化学反应速率和化学平衡,化学（浙江选考专用）,考点一,化学反应速率,知识梳理,1.,表示方法,(1),化学反应速率,用,单位时间,内反应物浓度,(,常用物质的量浓度,),的减少或生成物,浓度的增加来表示。,(2),计算公式,v,=,;,单位,:,molL,-1,min,-1,或写成,mol/(,Lmin,),形式。,(3),化学反应速率与化学计量数的关系,对于同一个反应,m,A(g)+,n,B(g,),p,C(g)+,q,D(g,),在同一时间段内化学反,应速率,v,(A),v,(B),v,(C),v,(D,)=,m,n,p,q,。,考点清单,2.,影响化学反应速率的因素,(1),内因,:,参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的决定性因素。,例如,H,2,、,F,2,混合后,冷暗处就发生爆炸反应,化学反应速率极大,是不可,逆反应。而,H,2,、,N,2,在高温、高压和有催化剂存在下才能发生反应,且反,应是可逆反应,反应不能进行到底。,(2),外因,:,浓度、温度、压强、催化剂等外界条件都能对化学反应速率,产生影响。,1),浓度,:,浓度增大可以提高化学反应速率。,2),压强,:,对有气体参加的可逆反应而言,在温度一定时,对一定量气体,增,大压强就会使气体体积缩小,使气体反应物浓度增大,化学反应速率也增大,;,若减小压强,气体体积增大,气体反应物浓度减小,化学反应速率也,减小。,3),温度,:,温度升高,化学反应速率增大。通过实验测得温度每升高,10,反应速率一般增加,24,倍。,4),催化剂,:,在绝大多数反应中,使用催化剂能使化学反应速率显著增大,此类催化剂称为正催化剂,也有少数能减小反应速率的负催化剂,(,中学,阶段若无特别说明,均指正催化剂,),。,5),其他,:,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。例如光照能加速氯水中次氯酸的分解,从而加快,Cl,2,与水的反应,;,形,成原电池也是增大反应速率的一种途径。,影响因素,对化学反应速率的影响,决定因素,内因,(,主要因素,),反应物本身的性质,如金属与水反应的速率,:NaMgAl,3.,对影响化学反应速率的因素的解释,外因,(,当,其他,条件,不变,时,改变,一个,条件,),浓度,增大反应物的浓度,反应速率,增大,反,之,减小,增大反应物浓度、增大压强都使得单位体积内活化分子数增加,活化分子百分数不变,单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,压强,对于有,气体,参加的反应,增大压强,反,应速率增大,反之减小,温度,升高温度,正反应速率,增大,逆反应速,率,增大,反之,减小,升温吸收能量,使用催化剂降低反应的活化能,均导致活化分子百分数增大,而单位体积内分子数不变,则活化分子数增加,单位体积内有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,催化剂,使用催化剂,能同等程度,改变,同一反,应的正反应速率和逆反应速率,其他,因素,反应物间的接触面积、形成原电池、光、超声波等,温馨提示,(1),改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响,(,因为固体、纯液体的浓度均可视为常数,),但改变固体表面积会影响化学反应速率。,(2),不要把外界因素对反应速率的影响和对化学平衡的影响混淆。如升温,正、逆反应速率都增大,但是增大的幅度不同,导致化学平衡发生移动。,(3),催化剂有正催化剂和负催化剂之分,正催化剂即通常所说的催化剂,负催化剂又称为抑制剂。,4.“,惰性气体”对反应速率的影响,我们把化学反应体系中与各反应成分不起反应的气体统称为“惰性气体”。,(1),恒温恒容时,对于有气体参加的反应,充入“惰性气体”,体系总压强增大,但各,反应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,反应速率不变。,(2),恒温恒压时,对于有气体参加的反应,充入“惰性气体”,容器容积增大,各,反应成分浓度降低,反应速率减小。,考点二,化学反应的方向与化学平衡,知识梳理,一、化学反应进行的方向,1.,自发反应,(1),含义,:,在一定温度和压强下,无需,外界帮助,就能自动进行的反,应。,(2),特点,a.,体系趋向于从高能状态转变为低能状态,(,体系对外部做功或释放热,量,),。,b.,在密闭条件下,体系有从有序转变为无序的倾向性,(,无序体系更加稳,定,),。,(1),判据,2.,化学反应方向,类型,H,S,反应的自发性,1,0,一定能自发进行,(,H,-,T,S,0,0),3,0,0,反应的自发性随温度的变化而改变。,H,0,、,S,0,的反应通常在低温下自发进行,(,此时,H,-,T,S,0,、,S,0,的反应通常在高温下自发进行,(,此时,H,-,T,S,0,0,(2),焓变、熵变和温度对化学反应方向影响的一般规律,特别提醒,用,H,-,T,S,v,逆,:,平衡向,正反应,方向移动。,(2),v,正,=,v,逆,:,平衡不移动。,(3),v,正,v,逆,正向移动,减小反应物的浓度,v,正,、,v,逆,均减小,且,v,逆,v,正,逆向移动,任意平,衡体系,增大生成物的浓度,v,正,、,v,逆,均增大,且,v,逆,v,正,逆向移动,减小生成物的浓度,v,正,、,v,逆,均减小,且,v,正,v,逆,正向移动,正反应为气体体积增大的放热反应,增大压强或升高温度,v,正,、,v,逆,均增大,且,v,逆,v,正,逆向移动,减小压强或降低温度,v,正,、,v,逆,均减小,且,v,正,v,逆,正向移动,反应前后气体化学计量数之和相等的平衡,正催化剂或增大压强,v,正,、,v,逆,同等倍数增大,不移动,负催化剂或减小压强,v,正,、,v,逆,同等倍数减小,不移动,特别提醒,对平衡影响的几种特殊情况,(1),当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡无影响。,(2),对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,平衡不移动。,(3)“,惰性气体”对化学平衡的影响,1),恒温、恒容条件,原平衡体系,体系总压强增大体系中各组分的浓度不,变平衡不移动。,2),恒温、恒压条件,原平衡体系,容器容积增大,各反应气体的分压减小体,系中各组分的浓度同倍数减小,(,等效于减压,),(4),同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。,四、化学平衡常数及转化率,1.,化学平衡常数,(1),在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,生成物,浓度幂之,积与,反应物,浓度幂之积的比值是一个常数,该常数称作该反应的,化学平衡常数,用符号,K,表示。,(2),表达式,:,对于可逆反应,m,A(g)+,n,B(g,),p,C(g)+,q,D(g,),化学平衡常数,K,=,。,(3),影响因素,:,K,的大小与物质的浓度、压强等无关,只随,温度,的,变化而变化。,(4),化学平衡常数的应用,1),判断化学反应可能进行的程度。,K,值越大,反应进行的程度越大,一般认为,K,10,5,时,反应基本进行完全。,2),判断化学平衡移动的方向。,对于可逆反应,a,A(g)+,b,B(g,),c,C(g)+,d,D(g,),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系,:,=,Q,c,称为浓度商。,Q,c,3),利用化学平衡常数随温度的变化判断反应的热效应。,若升高温度,K,值增大,则正反应为吸热反应,;,若升高温度,K,值减小,则正反应为放热反应。,2.,平衡的转化率,对于可逆反应,:,a,A+,b,B,c,C+,d,D,达到平衡时,反应物,A,的转化率,(A,)=,100%,。,方法,1,化学平衡状态的判断方法,1.,直接,(,特征,),标志,等,:,v,正,=,v,逆,(,同一物质,),定,:,各物质的百分含量保持不变,2.,间接,(,等价,),标志,混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。,各物质的浓度不随时间的改变而改变。,各物质的质量、物质的量不随时间的改变而改变。,各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。,判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据可归纳如下表,:,突破方法,反应,m,A(g)+,n,B(g,),p,C(g)+,q,D(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),总体积、总压强、总物质的量一定,(,如反应前后气体体积不变的反应,),不一定平衡,正、逆反应速率的关系,(1),单位时间内消耗,m,mol A,同时生成,m,mol A,则,v,正,=,v,逆,平衡,(2),单位时间内消耗,n,mol B,同时消耗,p,mol C,则,v,正,=,v,逆,平衡,(3),v,(A),v,(B),v,(C),v,(D)=,m,n,p,q,(,v,正,不一定等于,v,逆,),不一定平衡,(4),单位时间内生成,n,mol B,同时消耗,q,mol D(,因均指,v,逆,),不一定平衡,压强,(1),m,+,n,p,+,q,总压强一定,平衡,(2),m,+,n,=,p,+,q,总压强一定,不一定平衡,混合气体的平均相对分子质量,M,r,(1),m,+,n,p,+,q,M,r,=,M,r,一定,平衡,(2),M,r,一定,但,m,+,n,=,p,+,q,不一定平衡,温度,任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,平衡,体系的密度,(,),密度一定,=,(,固定容积,),不一定平衡,其他,如体系颜色不再变化等,平衡,特别提醒,1.,判断化学平衡状态时,要分清反应的条件是恒温恒容还是恒温恒压。要弄清反应的特点,:,全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应,;,有固体参与的等体积反应还是非等体积反应,;,反应是吸热反应还是放热反应。,2.,不能作为“标志”的四种特殊情况,反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。,恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如,2HI(g),H,2,(g)+I,2,(g),。,全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如,2HI(g),H,2,(g)+I,2,(g),。,全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。,3.,判断可逆反应是否达到平衡状态时,只要抓住“变量不变”即可,如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量,在某时间段内不变,就,可以说明反应达到平衡状态,;,如果该物理量始终是一个定值,就不能作,为判断的依据。,例,1,(2017,浙江宁波效实中学模拟,12),一定温度下,两个恒容密闭容器中分别发生反应,:H,2,(g)+I,2,(g),2HI(g);C(s)+H,2,O(g),CO(g)+H,2,(g),。下列状态能表明两个反应都达到平衡状态的是,(,),a.,各物质的浓度不变,;b.,容器内气体压强不变,;c.,容器内气体密度不变,;d.,容器内气体颜色不变,;e.,各组分的物质的量分数或质量分数不变,;f.,混合气体的平均相对分子质量不变。,A.ae,B.aef,C.abc,D.ac,解析,a,中各物质的浓度不变,说明反应均达到平衡状态,;b,中容器,内气体压强不变,反应中压强始终不变,无法判断反应是否达到平,衡状态,;c,中容器内气体密度不变,反应的密度始终不变,无法判断反应,是否达到平衡状态,;d,中容器内气体颜色不变,反应容器内气体颜色,始终不变,;e,中各组分的物质的量分数或质量分数不变,说明反应均,达到平衡状态,;f,中混合气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混,合气的总的物质的量的比值,反应中混合气体的平均相对分子质量始,终不变,不能说明反应达到平衡状态,故选,A,项。,答案,A,1-1,(2017,浙江德清高级中学选考模拟,),一定条件下,将,1 mol A,和,3 mol B,充入恒容密闭容器中,发生反应,:A(g)+3B(g),2C(g),下列不,能说明该反应已经达到平衡状态的是,(,),A.,气体的密度不再改变,B.,混合气体中,A,的体积分数不再变化,C.,混合气体的总压强不再变化,D.,单位时间内生成,a,mol A,同时生成,2,a,mol C,答案,A,解析,题述反应前后气体质量不变,容器体积不变,故气体密度始终不,变,密度不变不能说明题述反应达到平衡状态,A,错误,;A,的体积分数不再,变化,能说明反应达到平衡状态,B,正确,;,题述反应前后气体体积减小,混,合气体的总压强不再变化,能说明反应达到平衡状态,C,正确,;,单位时间,内生成,a,mol A,同时生成,2,a,mol C,说明正、逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D,正确。,方法,2,化学反应速率及化学平衡图像的分析方法,1.,图像类型及解题要领,(1),速率,-,压强,(,或温度,),图像,特点,:,曲线表示的是外界条件,(,如温度、压强等,),对正、逆反应速率影响,的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态,压强,(,或温度,),增大后正,反应速率增大得快,平衡正向移动。,(2),转化率,(,或质量分数等,)-,压强,-,温度图像,特点,:,表示两个外界条件同时变化时,A,的转化率的变化规律。解决这类图像题,采用“定一议二法”,即把自变量,(,温度、压强,),之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。,特点,:,如上图中曲线上的点表示平衡状态,而,X,、,Y,点则未达平衡状,态,使反应由,X,点达到平衡状态,反应需向,B,的百分含量减小的方向进行,;,要使反应由,Y,点达到平衡状态,反应需向,B,的百分含量增大的方向进,行。,特点,:,表示不同条件下反应速率的快慢以及平衡混合物中,D,的质量分数大小。解题方法是“先拐先平数值大”,即曲线先拐的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高低,再依据外界条件对平衡的影响分析。,2.,一般解题思路,“,四看”,一看面,:,即看清坐标所代表的量的意义。,(3),质量分数,-,时间图像,二看线,:,看准线的走向,增减性及量的变化,(,需作辅助线、等温线、等压,线等,),。,三看点,:,弄懂曲线上点的意义,特别是一些特殊点,(,如起点、交点、转折,点、极值点等,),。,四看量,:,看横坐标轴和纵坐标轴量的变化。,例,2,(2017,浙江宁波镇海中学单元检测,),某密闭容器中充入等物质的量,的,A,和,B,一定温度下发生反应,A(g)+,x,B(g,),2C(g),达到平衡后,在不,同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中各物质的物质,的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示。下列说法中正确,的是,(,),A.8 min,时反应第一次达到平衡,B.30 min,时降低压强,40 min,时升高温度,C.,化学方程式中的,x,=1,正反应为吸热反应,D.3040 min,时该反应使用了正催化剂,解析,由图像知,20 min,时反应第一次达到平衡,8 min,时,A,、,B,、,C,的浓,度相等但在,20 min,前浓度还在发生变化,说明反应未达到平衡,A,项错,误,;,由图像知,A,、,B,的浓度随时间变化的曲线是同一条曲线,说明化学方,程式中,A,、,B,的化学计量数相等,x,=1,则该反应是一个反应前后气体物,质的量不变的反应,30 min,时,A,、,B,、,C,的浓度都减小,正、逆反应速率,相等,平衡不移动,应该是减压,;40 min,时,v,(,正,),、,v,(,逆,),都增大,应该是升,高温度,因,v,(,逆,),v,(,正,),平衡逆向移动,故逆反应为吸热反应,故,B,项正确,C,项错误,;3040 min,时,v,(,正,),、,v,(,逆,),同等程度减小,v,(,正,)=,v,(,逆,),不是使用,正催化剂,D,项错误。,答案,B,2-1,(2017,浙江余姚中学期中,),可逆反应,m,A(s)+,n,B(g,),p,C(g)+,q,D(g,),当其他条件不变时,C,的质量分数与温度,(,T,),和压强,(,p,),的关系如图所示。根据图中曲线判断下列叙述中正确的是,(,),A.,达到平衡后,若使用催化剂,C,的质量分数增大,B.,达到平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动,C.,达到平衡后,增大,A,的量,有利于平衡向正反应方向移动,D.,方程式中一定有,m,+,n,p,+,q,答案,B,解析,使用催化剂,可以缩短反应到达平衡所需的时间,但平衡不移动,C,的质量分数不变,A,错误,;,由题图知,升高温度,C%,减小,则平衡逆向移,动,B,正确,;,达到平衡后增加,A,的量,因,A,为固体,故对平衡无影响,C,错误,;,增大压强,C%,减小,则平衡逆向移动,增大压强平衡向气体体积减小的方,向移动,故,n,p,+,q,D,错误。,方法,3,化学平衡的计算方法,“,三段式”法,1.,计算模式,反应,:,m,A(g)+,n,B(g,),p,C(g)+,q,D(g,),令,A,、,B,起始的物质的量分别为,a,mol,、,b,mol,达到平衡后,A,的消耗量为,mx,mol,容器容积为,V,L,。,m,A(g,),+,n,B(g,),p,C(g,),+,q,D(g,),起始,(mol),a,b,0,0,变化,(mol),mx,nx,px,qx,平衡,(mol),a,-,mx,b,-,nx,px,qx,则有,:(1),平衡常数,K,=,。,(2),反应物,:,n,(,平,)=,n,(,始,)-,n,(,变,);,生成物,:,n,(,平,)=,n,(,始,)+,n,(,变,),。,(3)A,平衡时的浓度,:,c,平,(A)=,molL,-1,。,(4)A,的转化率,:,平,(A)=,100%,A,、,B,的转化率之比,(A),(B,)=,。,(5),平衡时,A,的体积分数,:,平,(A)=,100%,。,(6),平衡时和开始时的压强比,:,=,。,(7),混合气体的密度,:,(,混,)=,gL,-1,。,(8),混合气体的平均摩尔质量,:,=,gmol,-1,。,2.,基本步骤,(1),确定反应物或生成物的起始加入量。,(2),确定反应过程的变化量。,(3),确定平衡量。,(4),列比例式求解。,例,3,在,1.0 L,密闭容器中充入,0.10 mol,A(g,),在一定温度下进行如下反,应,:,A(g,),B(g)+C(g,),H,=+85.1 kJmol,-1,反应时间,(,t,),与容器内气体,总压强,(,p,),的数据见下表,:,时间,t,/h,0,1,2,4,8,16,20,25,30,p,/100,kPa,4.91,5.58,6.32,7.31,8.54,9.50,9.52,9.53,9.53,回答下列问题,:,(1),欲提高,A,的平衡转化率,应采取的措施为,。,(2),由总压强,p,和起始压强,p,0,计算反应物,A,的转化率,(A,),的表达式为,平衡时,A,的转化率为,反应的平衡常数,K,为,。,(3),由总压强,p,和起始压强,p,0,表示平衡时反应体系的总物质的量,n,总,和反应物,A,的物质的量,n,(A),n,总,=,mol,n,(A,)=,mol,。,下表为反应物,A,浓度与反应时间的数据,计算,a,=,;,反应时间,t,/h,0,4,8,16,c,(A)/(molL,-1,),0.10,a,0.026,0.006 5,分析该反应中反应物的浓度,c,(A,),变化与时间间隔,(,t,),的规律,得出,的结论是,由此规律推出反应在,12 h,时反,应物的浓度,c,(A,),约为,molL,-1,。,解析,(1),正反应是吸热反应,反应后气体体积增大,根据平衡移动原理,分析可知,欲提高,A,的平衡转化率,可以升高温度、减小压强。,(2),反应后气体物质的量增大的量等于反应的,A,的物质的量,所以反应物,A,的转化率,(A,),的表达式为,100%,平衡时,A,的转化率,=,100%,94.1%,。,A(g,),B(g,),+,C(g,),起始量,(molL,-1,),0.10,0,0,变化量,(molL,-1,),0.10,94.1%,0.10,94.1%,0.10,94.1%,平衡量,(molL,-1,),0.10,(1-94.1%),0.10,94.1%,0.10,94.1%,K,=,=,1.5,。,(3),依据压强之比等于物质的量之比,n,总,n,起始,=,p,p,0,n,总,=,设,A,的,变化量为,x,mol,则,A(g,),B(g,),+,C(g,),起始量,(mol),0.10,0,0,变化量,(mol),x,x,x,某时刻量,(mol),0.10-,x,x,x,(0.10+,x,)0.10=,p,p,0,x,=,n,(A,)=0.10 mol-,mol=0.10,(2-,)mol,。,4 h,时,n,(A,)=0.10,(2-,)mol=0.10,(2-,)mol,0.051 mol,所以,a,=0.0,51;,分析数据特征可知,每隔,4,h,A,的浓度减小约一半,;,由此规律推出反应,在,12 h,时反应物的浓度,c,(A,),=0.013 molL,-1,。,答案,(1),升高温度、减小压强,(2),100%,94.1%,1.5,(3),0.10,(2-,),0.051,每隔,4,h,A,的浓度减小约一半,0.013,3-1,某温度下,向,4.0 L,恒容密闭容器中充入,2.0 mol PCl,5,(g),反应,PCl,5,(g),PCl,3,(g)+Cl,2,(g),经一段时间后达到平衡,反应过程中测定的,部分数据见下表,:,时间,/s,0,50,150,250,350,n,(PCl,3,)/mol,0,0.32,0.38,0.40,0.40,下列说法正确的是,(,),A.,反应在前,50 s,的平均反应速率为,v,(PCl,3,)=0.006 4 mol/(,Ls,),B.,若保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c,(PCl,3,)=0.11 mol/L,则反应的,H,v,(,逆,),答案,D,解析,由表中数据可得反应在前,50 s,的平均反应速率为,v,(PCl,3,)=,=0.001 6 mol/(,Ls,),故,A,项错误。升高温度,平衡时,c,(PCl,3,)=0.11,mol/L,大于题表中,PCl,3,的平衡浓度,:,=0.1 mol/L,说明升温平衡正,向移动,正反应为吸热反应,H,0,故,B,项错误。由表中信息可知原平衡时,PCl,3,的物质的量为,0.40 mol,根据“三段式”得,:,PCl,5,(g),PCl,3,(g)+Cl,2,(g),起始浓度,(mol/L),0.5,0,0,转化浓度,(mol/L),0.1,0.1,0.1,平衡浓度,(mol/L),0.4,0.1,0.1,平衡常数,K,=,=0.025,则逆反应的平衡常数,K,=40,。相同温度下,起,始时向容器中充入,4.0 mol PCl,3,、,4.0 mol Cl,2,设达到平衡时消耗,PCl,3,的,物质的量浓度为,x,mol/L,根据“三段式”得,:,PCl,3,(g)+Cl,2,(g),PCl,5,(g),起始浓度,(mol/L),1,1,0,转化浓度,(mol/L),x,x,x,平衡浓度,(mol/L),1-,x,1-,x,x,K,=,=40,x,0.85,PCl,3,的转化率约为,85%,故,C,项错误。相同温度下,起始时向该容器中充入,2.0 mol PCl,5,、,0.40 mol PCl,3,和,0.40 mol Cl,2,PCl,5,、,PCl,3,、,Cl,2,的起始浓度分别为,0.5 mol/L,、,0.1 mol/L,、,0.1 mol/L,浓度商,Q,c,=,=0.02,v,(,逆,),D,项,正确。,方法,4,等效平衡问题的分析方法,(,教师用书专用,),1.,概念,相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,起始加入的物质的量不同,而达到平衡时,反应混合物中同种物质的百,分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。,由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。因此,对于,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件,(,温度、浓度、,压强等,),完全相同,则可形成等效平衡。,2.,等效平衡规律,(1),恒温、恒容条件,对于反应前后气体分子数改变的同一可逆反应,只改变起始时加入物质,的物质的量时,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的,物质的物质的量与原来加入的物质的物质的量相同,则两平衡等效。如,在恒温、恒容条件下,可逆反应,:,2SO,2,+,O,2,2SO,3,2 mol,1 mol,0 mol,0 mol,0 mol,2 mol,0.5 mol 0.25 mol,1.5 mol,从正反应开始,从逆反应开始,正、逆反应同时发生,由于、,、三种情况按化学方程式中的化学计量数关系换算成同一方向的,反应物,对应各组分的物质的量均相等,因此三者达到的平衡为等效平,衡。,(2),恒温、恒压条件,对于同一可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数关系换算成同一半边的物质的物质的量,若物质的量之比与对应组分起始加入的物质的量之比相同,则达到的平衡与原平衡等效。如在恒温、恒压条件下,可逆反应,:,2SO,2,+,O,2,2SO,3,2 mol,1 mol,0 mol,4 mol,2 mol,0 mol,0 mol,0 mol,4 mol,2 mol,1 mol,2 mol,、的图示如下,:,从正反应开始,从逆反应开始,正、逆反应同时发生,由于、三种情况按反应方程式中的化学计量数关系换算成同一方向的反应物时,对应各组分的物质的量之比均相等,因此三者为等效平衡。,(3),在恒温、恒容或者恒温、恒压的条件下,对于反应前后气体分子数,不变的可逆反应,只要反应物,(,或生成物,),的物质的量的比值与原来相同,则两平衡等效。,例,4,(2016,江苏单科,15,4,分,),一定温度下,在,3,个体积均为,1.0 L,的恒容密,闭容器中反应,2H,2,(g)+CO(g),CH,3,OH(g),达到平衡。下列说法正确的,是,(,),容器,温度,/K,物质的起始浓度,/molL,-1,物质的平衡浓度,/molL,-1,c,(H,2,),c,(CO,),c,(CH,3,OH),c,(CH,3,OH),400,0.20,0.10,0,0.080,400,0.40,0.20,0,500,0,0,0.10,0.025,A.,该反应的正反应放热,B.,达到平衡时,容器,中反应物转化率比容器,中的大,C.,达到平衡时,容器,中,c,(H,2,),大于容器,中,c,(H,2,),的两倍,D.,达到平衡时,容器,中的正反应速率比容器,中的大,解析,将容器,中,c,(CH,3,OH)=0.10 molL,-1,等效转移至左边的反应物,相,当于,c,(H,2,)=0.20 molL,-1,c,(CO)=0.10 molL,-1,。,A,项,容器,中相对于容器,中,温度升高,平衡左移,则逆反应为吸热反应,正反应放热,正确,;B,项,容器,中相对于容器,中,压强增大,平衡右移,则容器,中反应物转化,率大,错误,;C,项,容器,相对于容器,温度升高,压强减小,平衡左移,达,平衡时,容器,中,c,(H,2,),小于容器,中,c,(H,2,),的两倍,错误,;D,项,容器,中比,容器,中温度高,反应速率快,正确。,答案,AD,4-1,某温度下,在,2 L,的密闭容器中,加入,1 mol,X(g,),和,2 mol,Y(g,),发生反应,:,X(g)+,m,Y(g,),3Z(g),平衡时,X,、,Y,、,Z,的体积分数分别为,30%,、,60%,、,10%,。在此平衡体系,中加入,1 mol,Z(g,),再次达到平衡后,X,、,Y,、,Z,的体积分数不变。下列叙,述,不正确,的是,(,),A.,m,=2,B.,两次平衡的平衡常数相同,C.X,与,Y,的平衡转化率之比为,11,D.,第二次平衡时,Z,的浓度为,0.4 molL,-1,答案,D,解析,在,2 L,的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于,各物质的物质的量之比,即平衡时,n,(X),n,(Y),n,(Z,)=30%60%10%,=361,。设第一次平衡时,X,消耗的物质的量为,x,则,X(g,),+,m,Y(g,),3Z(g),初始,1 mol,2 mol,0,转化,x,mx,3,x,平衡,1 mol-,x,2 mol-,mx,3,x,则,(1 mol-,x,)(2 mol-,mx,)3,x,=361,解得,x,=0.1 mol,、,m,=2,由此可知,A,项、,C,项正确。同理可得第二次平衡时,Z,的浓度为,0.2 molL,-1,D,项错,误。平衡常数只与温度有关,两次平衡反应温度相同,故平衡常数相同,B,项正确。,方法,5,化学平衡问题的巧解方法,(,教师用书专用,),灵活运用不等式法、假设法、极限法、差量法、守恒法等能快速,解决化学平衡的有关问题。,1.,不等式法,例,5,在一定体积的密闭容器中充入,3 L,气体,R,和,5 L,气体,Q,在一定条件,下发生反应,:,2R(g)+5Q(g),4X(g)+,n,Y(g),反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的,87.5%,则化学方,程式中,n,的值是,(,),A.2,B.3,C.4,D.5,解析,反应完全后混合气体的压强减小,说明正反应为气体体积缩小的,反应,则,2+54+,n,n,b,解析,此题应用分段假设法进行分析。先假设体积增加一倍时平衡未,移动,B,的浓度应为原来的,50%,现在不是,50%,而是,60%,比假设大,说明平,衡向生成,B,的方向移动,则,a,b,。由于平衡向正反应方向移动,A,减少,B,增多,则,B,的质量分数必然增大。,答案,AC,3.,极值法,例,7,在一定温度下,将,1 mol CO,和,1 mol H,2,O(g),充入一密闭容器中发生,反应,:CO(g)+H,2,O(g),CO,2,(g)+H,2,(g),反应达到平衡后,测得,CO,2,的物质,的量为,0.6 mol,。然后再充入,4 mol H,2,O(g),达到新的平衡后,CO,2,的物质,的量为,(,),A.0.6 mol,B.1 mol,C.,大于,0.6 mol,小于,1 mol,D.,大于,1 mol,解析,向平衡体系中再充入,4 mol H,2,O(g),增加了反应物的浓度,化学平,衡向正反应方向移动,生成,CO,2,的物质的量大于,0.6 mol;,因该反应为可逆,反应,平衡时,CO,不可能全部转化为,CO,2,故,CO,2,的物质的量小于,1 mol,。,答案,C,4.,差量法,例,8,总压强为,30,MPa,时,将氮气和氢气的混合气体,(,体积比为,13),通,入合成塔,反应达到平衡时,压强降为,25,MPa,。则平衡时混合气体中氨,气的体积分数为,(,),A.35%,B.30%,C.25%,D.20%,解析,设通入合成塔的,N,2,为,1 mol,、,H,2,为,3 mol,氮气转化的物质的量为,x,mol,。,N,2,(g),+,3H,2,(g),2NH,3,(g),n,始,/mol,1,3,2,转,/mol,x,3,x,2,x,平,/mol,1-,x,3-3,x,2,x,=,解得,x,=,。,NH,3,在混合气体中的体积分数为,100%=20%,。,答案,D,5.,守恒法,例,9,在密闭容器中充入,4 mol X,在一定温度下发生反应,4X(g),3Y,(,g)+Z(g,),达到平衡时,有,30%,的,X,发生分解,则平衡时混合气体总的物质,的量是,(,),A.3.4 mol,B.4 mol,C.2.8 mol,D.1.2 mol,解析,该反应是一个等物质的量的反应,无论有多少,X,发生分解,体系中,气体总的物质的量守恒,所以答案选,B,。,答案,B,