2022年高考化学大串讲 专题15 化学平衡教案

2022年高考化学大串讲 专题15 化学平衡教案一、化学反应速率1. 化学反应速率 化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。 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。 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。 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。 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD来说有： VA ：VB ：VC ：VD = CA ：CB ：CC ：CD = nA ：nB ：nC ：nD= a ：b ：c ：d2. 化学反应速率大小的比较方法 看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 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。 对于一般反应aAbB=cCdD，比较与，若，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 浓度对化学反应速率的影响： 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 。 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 压强对化学反应速率的影响 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。 改变压强的涵义，一般是指：气体物质的量不变，改变容器的容积。比如像a. N2 + 3H2 2NH3，反应物为气体的反应，缩小体积，压强增大，反应物气体的浓度增大，反应速率加快。如果增大体积，压强减小，反应物气体的浓度减小，反应速率减小。b. 气体的容器容积不变，充入不相关的气体。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反应，充入Ne，压强增大，但各反应物的浓度没有变化，反应速率不变。如果充入Ne，压强不变，必然是容器的容积增大，而气体容积的增大，一定引起反应物浓度的减小，所以化学反应速率减小。 像化学反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2生成物中有气体，反应物中没有气体，增大压强，速率不增大；减小压强，速率也不减小。 温度对化学反应速率的影响不管是吸热反应还是放热反应，只要是升高温度一定加快反应速率，降低温度一定减慢反应速率。 催化剂对化学反应速率的影对可逆反应来说使用催化剂，可同时加快正逆反应速率 。例1已知：一定温度下的某恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) H +Q kJ/mol (Q0) 。若向2L该容器中通入1.2 mol NO2 气体，测得100s时反应达到化学平衡状态，此时c(O2) 为0.2 mol/L。下列说法正确的是A 增加c(NO)，平衡逆向移动，反应的化学平衡常数减小B 100s 内NO2的分解速率为8103 mol/(Ls)C 反应达平衡时，吸收的热量为0.2QD 其他条件不变时，若开始时n(NO2)为2.4 mol，则达到平衡后，c(O2)c(NO2)【答案】D例2常压下羰基化法精炼镍的原理为: Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230时，该反应的平衡常数K=2105。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯镍。下列判断不正确的是A 该反应达到平衡时，v分解Ni(CO)4=4v消耗(CO)B 第一阶段应选择稍高于42.2的反应温度C 第二阶段,230时Ni(CO)4分解率较高D 其他条件不变，增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数不变【答案】A例3298 K时，在2 L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g) N2O4(g)Ha kJ/mol(a0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，若反应在398 K进行，某时刻测得n(NO2)0.6 mol，n(N2O4)1.2 mol，则此时，下列大小关系正确的是()A v(正)v(逆)B v(正)0)的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，所以若反应在398K进行，反应达到平衡时的化学平衡常数K16.67。若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.3mol/L、n（N2O4）=0.6mol/L，则Q= c(N2O4)/ c2(NO2)= 0.6mol/L(0.3mol/L)2=6.67L/mol，说明反应未处于平衡状态，反应逆向进行，因此v（正）0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。(2 )各物质的浓度保持不变。2间接判断法(1) 各物质的百分含量保持不变。(2) 各物质的物质的量不随时间的改变而改变。(3) 各气体的体积不随时间的改变而改变。例如：我们以密闭容器中的反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)为例来说明：化学反应mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A，即v(正) v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C，即v(正) v(逆)平衡v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ，v(正) 不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D，即叙述的都是v(逆)不一定平衡压强其它条件一定、总压强一定，且m + n p + q平衡其它条件一定、总压强一定，且m + n p + q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定，且m + n p + q平衡平均相对分子质量一定，且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气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡例4在恒容密闭容器中，可逆反应C(s)+CO2(g)2CO（g）达到平衡状态的标志是（ ）单位时间内生成n molCO2的同时生成n molC 单位时间内生成n molCO2 的同时生成2n mol CO CO2 、CO的物质的量浓度之比为1: 2的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 C的质量不再改变的状态A B C D 【答案】B例5反应N2O4(g）2NO2(g）H57kJmol1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ）A A、C两点的反应速率：ACB A、C两点气体的颜色：A深，C浅C A、C两点气体的平均相对分子质量：ACD 由状态B到状态A，可以用加热的方法【答案】D三、化学平衡图像图像题解题方法（1）分析反应速度图像：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。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。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。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。（2）化学平衡图像问题的解答方法：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。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。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+np+q。若转化率降低，则表示m+np+q。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。强调：不管是速率图像还是平衡图像，都要搞清纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。例6在一定温度下，发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)HKcKaD b、c点均为化学平衡点,a点未达平衡且反应正向进行【答案】B例7下列图示与对应的叙述相符的是A图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，则H2的燃烧热为241.8 kJmol1B图2表示压强对可逆反应2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D（s）的影响，乙的压强比甲的压强大C图3表示等质量的钾、钠分别与足量水反应，则甲为钠D图4表示常温下，稀释HA、HB两种酸的稀溶液时，溶液pH随加水量的变化，则相同条件下NaA溶液的pH大于同浓度的NaB溶液的pH【答案】C【解析】A、燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，与图象不吻合，故A错误；B、该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡向正反应方向移动，则反应物的含量减少，该图中改变条件后，反应物的含量不变，说明平衡不移动，加入的是催化剂，故B错误；C、钾比钠活泼，反应速率快。钠的摩尔质量小于钾的摩尔质量，在质量相等的条件下钠放出的氢气多，与图像吻合，故C正确；D、在稀释过程中HA的pH变化大，说明HA的酸性比HB强，越弱越水解，所以NaA的水解程度小于NaB，NaA与NaB水解显碱性，所以NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH，故D错误。例8T时，反应物和生成物均为气体的某反应，反应过程中浓度变化如图（）所示。若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图（）所示，则下列结论正确的是A在t1时间内用B表示该反应的平均速率为：06molL-1mim-1B在（t1+10）时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动CT时，在相同容器中，若由01molL-1A、03molL-1B和04molL-1C反应，达到平衡后，C的浓度仍为04molL-1D在其他条件不变时，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大【答案】C