高考化学复习：第7章·第24课时 影响化学反应速率的因素（山西）

欢迎进入化学课堂 第24课时影响化学平衡的因素 一 影响化学平衡的因素 1 含义 化学反应体系的平衡状态通过改变反应条件 温度 浓度 气体反应的压强 而发生的变化 2 过程 3 影响化学平衡的因素与勒夏特列原理 1 反应条件对化学平衡的影响 改变温度升高温度 化学平衡向吸热反应方向移动 降低温度 化学平衡向放热反应方向移动 改变浓度若Qc Kc 化学平衡正向 向右 移动 若Qc Kc 化学平衡逆向 向左 移动 改变压强若Qp Kp 化学平衡正向 向右 移动 若Qp Kp 化学平衡逆向 向左 移动 催化剂 能同等程度改变反应速率 平衡不受影响 2 勒夏特列原理 在封闭体系中 如果只改变平衡体系中的一个条件时 平衡将向减弱这个条件改变的方向移动 3 分析原因 以2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0为例 完成下表 基础题一 对于可逆反应 X s 2Y g 2Z g 下列叙述不正确的是 A 达到平衡时v正 Y v逆 Z B 平衡后 若再充入Y X的转化率增大C 平衡后 若增大压强 Z的体积分数增大D 平衡后 若保持温度和容器内压强不变 充入氦气 平衡不移动 解析 选项A v正 Y v逆 Z 说明Y的反应量等于Z的反应量 反应处于平衡状态 选项B 再次充入Y时 Y的浓度增大 有利于X的转化 X的转化率增大 选项C 增加压强平衡不移动 Z的体积分数不变 选项D 恒温恒压下 充入He 平衡不移动 答案 C 思考题 某一可逆反应 一定条件下达到了平衡 若化学反应速率改变 平衡一定发生移动吗 若平衡发生移动 化学反应速率一定改变吗 解析 不一定 如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂 速率发生变化 但平衡不移动 一定 化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变 使v 正 v 逆 才发生移动的 二 等效平衡 1 等效平衡的概念在一定条件 定温 定压或定温 定容 下 对于同一可逆反应 尽管起始时原料的物质的量不同 但达到平衡时 同种物质的物质的量分数 或体积分数 相同 这样的平衡称为等效平衡 2 常见三类等效平衡的比较 基础题二 在恒温 恒容下 发生如下反应 2A g 2B g C g 3D g 现从两条途径分别建立平衡 途径 A B的起始浓度均为2mol L 1 途径 C D的起始浓度分别为2mol L 1和6mol L 1 以下叙述正确的是 A 达到平衡时 途径 的反应速率等于途径 的反应速率B 达到平衡时 途径 所得混合气体的压强等于途径 所得混合气体的压强C 两途径最终达到平衡时 体系内各组分的百分含量相同D 两途径最终达到平衡时 体系内各组分的百分含量不相同 C 解析 该反应为两端气体分子数相等的反应 故途径 和途径 建立了等效平衡 达到平衡时 各成分的物质的量虽然不同 但体系内各组分的百分含量相同 故选C 重要考点1化学平衡的移动 1 化学平衡移动的方向与化学反应速率关系 2 理解化学平衡要注意的问题 1 只适用于平衡体系 对于一个刚开始的气态反应 缩小容器的体积反应总是正向进行 而不服从平衡移动原理 2 当有 多个 条件改变时 若对平衡影响一致 则强化此平衡的移动 若对平衡影响不一致时 应根据各条件对改变平衡影响的程度 判断移动的方向 3 平衡移动的方向 减弱 这种改变 如升高温度 平衡移动的方向 使温度降低的方向 吸热方向 平衡移动的结果 减弱 这种改变 而不能相互 抵消 如某平衡体系温度为T 若改变条件升高的温度为T1 平衡向吸热方向移动降低了T2 但T1 T2 0 即新平衡体系温度为T T1 T2 4 惰性 气体对化学平衡的影响 恒温 恒容条件原平衡体系体系总压强增大 各反应气体的分压不变 体系中各反应成分的浓度不变 平衡不移动 恒温 恒压条件原平衡体系容器容积增大 但各反应气体的分压减小 体系中各反应成分的浓度同倍数减小 等效于减压 5 化学平衡移动原理对所有动态平衡都适应 如溶解平衡 电离平衡 水解平衡 考点释例1 将等物质的量的X Y气体充入某密闭容器中 在一定条件下 发生如下反应并达到平衡 X g 3Y g 2Z g H 0 当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时 下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 解析 升高温度 平衡逆向移动 X的转化率变小 增大压强 平衡正向移动 X的浓度不一定变小 充入Y 平衡虽然正向移动 但Y的转化率变小 催化剂不影响平衡 故X的体积分数不变 答案 A 温馨提示 1 固体 纯液体的浓度是常数 改变其用量化学平衡不移动 2 在溶液中进行的反应 如果加水稀释溶液 v正和v逆都减小 但减小程度可能不同 总的结果是平衡向方程式中离子的化学计量数之和大的方向移动 3 对于无气体参加的可逆反应 改变压强时化学平衡不移动 4 压强在影响平衡状态时 一般必须伴有容器体积的改变 所谓增大压强 一般是指缩小容器容积造成的压强增大 若向平衡体系中充入某种气态反应组分或对体系升温 应考虑浓度增大或温度升高对化学平衡的影响 不能考虑由于浓度增大或体系温度升高引起的压强增大对化学平衡的影响 1 下列能用勒夏特列原理解释的是 棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 FeCl3溶液加热后颜色加深 Fe SCN 3溶液中加入同体积KSCN后颜色变深 氯水宜保存在低温 避光条件下 乙酸乙酯在碱性条件下水解比在酸性条件下水解更彻底 SO2催化氧化成SO3的反应 往往加入过量的空气 向AgCl悬浊液中加入KI溶液有黄色沉淀生成A B C D D 2 接触法制硫酸通常在400 500 常压和催化剂的作用下 用SO2与过量的O2反应生成SO3 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 在上述条件下 SO2的转化率约为90 但是部分发达国家采用高压条件生成SO3 采取加压措施的目的是 双选 A 发达国家电能过量 以此消耗大量能源B 高压将使平衡向正反应方向移动 有利于进一步提高SO2的转化率C 加压可使SO2全部转化为SO3 消除SO2对空气的污染D 高压有利于加快反应速率 可以提高生产效率 BD 3 对可逆反应X Y Z W 在其他条件不变的情况下 增大压强 反应速率变化图像如图所示 则图像中关于X Y Z W四种物质的聚集状态正确的说法为 A Z W均为气体 X Y中有一种是气体B Z W中有一种是气体 X Y皆非气体C X Y Z W皆非气体D X Y均为气体 Z W中有一种为气体 答案 A 重要考点2有关化学平衡的图像 1 常见类型对于反应mA g n B g pC g qD g 若m n p q且 H 0 1 v t图像 2 c t图像 3 c p T 图像 4 其他图像 a是在b的基础上加入催化剂 2C g 2A g 3B g 2 图像分析方法对于化学反应速率的有关图像问题 可按以下的方法进行分析 1 认清坐标系 搞清纵 横坐标所代表的意义 并与有关的原理挂钩 2 看清起点 分清反应物 生成物 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 一般生成物多数以原点为起点 3 看清起点 拐点 终点 看清曲线的变化趋势 分清正 逆反应 吸 放热反应 升高温度时 v 吸 v 放 在速率 时间图上 要注意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 例如 升高温度 v 吸 大增 v 放 小增 增大反应物浓度 v 正 突变 v 逆 渐变 4 注意终点 例如在浓度 时间图上 一定要看清终点时反应物的消耗量 生成物的增加量 并结合有关原理进行推理判断 5 先拐先平 例如 在转化率 时间图上 先出现拐点的曲线先达到平衡 此时逆向推理可得该变化的温度高 浓度大 压强高 6 定一议二 当图像中有三个量时 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系 考点释例2 现有可逆反应A g 2B g nC g Q 在相同温度 不同压强时 A的转化率跟反应时间 t 的关系如图 其中结论正确的是 A p1 p2 n 3B p1 p2 n 3C p1 p2 n 3D p1 p2 n 3 解析 当其他条件不变时 对于有气体参加的可逆反应 压强越大 或温度越高 反应越快 线条的斜率越大 一般到达平衡的时间越短 图像中p2的斜率大于p1 表明p2是高压 在其他条件不变的情况下 增大压强会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 当压强为p1时 A的转化率较大 所以正反应为气体体积增加的反应 即1 2 n 故正确答案选B 答案 B 温馨提示 图像题的解题思路 一看面 即看清横坐标和纵坐标所反映的物理量 二看线 即看线的走向和变化趋势 三看点 即看线是否通过原点 两条线的交点和线的拐点 四看要不要作辅助线 即看是否需要作等温线或等压线 五看定量图像中有关量的多少 1 对于反应 A2 g 3B2 g 2AB3 g H 0下图中正确的是 解析 该反应是放热反应 达到平衡后v 正 v 逆 升高温度平衡向逆反应方向移动 v 正 与v 逆 都增大 但v 正 v 逆 故A项正确 增大压强平衡向正反应方向移动 AB3的物质的量分数 AB3 增大 B2的物质的量分数 B2 减小 故B C项均不正确 升高温度平衡向逆反应方向移动 A2和B2的物质的量分数都增大 故C D项均不正确 答案 A 2 汽车尾气净化中的一个反应如下 NO g CO g N2 g CO2 g H 373 4kJ mol 1 在恒容的密闭容器中 反应达到平衡后 改变某一条件 下列示意图正确的是 C 解析 该反应为气体化学计量数减小的放热反应 升高温度 平衡逆向移动 生成物浓度减小 反应物浓度增大 平衡常数减小 A选项错误 同理 升高温度 平衡逆向移动 CO的转化率减小 B选项错误 平衡常数只与热效应有关 与物质的量无关 C选项正确 增加氮气的物质的量 平衡逆向移动 NO的转化率减小 D选项错误 重要考点3等效平衡 解答等效平衡的常见方法 放缩法 放缩法 是数学解题中常用的一种方法 在解化学平衡题时 也可借助 放缩法 来构建一些解题模型 从而快速 准确地得出正确结论 放缩法 解化学平衡题的适用条件是 研究对象的有关物质的物质的量成倍地增减 增减倍数可以是整数倍 也可以是分数倍 解题思路是 当有关物质的物质的量成倍地增减后 我们先通过假设同倍增减容器的容积来创设一个与起始条件完全相同的情况 从而得到一个与原平衡完全相同的平衡状态 然后把容器的容积恢复成已知条件时的情况 我们重点分析在容器的容积恢复成已知条件过程中该状态的变化情况 即平衡移动情况 放缩法 解题之所以有 放 有 缩 是因为容器的容积固定 当恒压条件时 也可利用 放缩法 思考解题 只是此时 只放不缩或只缩不放 注意 放缩法只能用于不同起始条件达到平衡后各种量的比较 不能用于判断化学平衡移动的方向 化学平衡移动方向的判断要利用化学平衡移动原理 考点释例3 将2 0molSO2气体和2 0molSO3气体混合于固定体积的密闭容器中 在一定条件下发生反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 达到平衡时SO3为nmol 在相同温度下 分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质 平衡时SO3等于nmol的是 A 1 6molSO2 0 3molO2 0 4molSO3B 4 0molSO2 1 0molO2C 2 0molSO2 1 0molO2 2 0molSO3D 3 0molSO2 0 5molO2 1 0molSO3 BD 1 在一个固定体积的密闭容器中加入2molA 1molB发生反应 2A g B g 3C g D g 达到平衡时生成C的物质的量浓度为Wmol L 1 若维持容器的体积和温度不变 按下列配比作为起始物质 达到平衡后 C的物质的量浓度仍为Wmol L 1的是 4molA 2molB 2molA 1molB 3molC 1molD 3molC 1molD 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molD 3molA 1molBA B C D C 2 在容积相同的两个密闭容器A和B中 保持温度为423K 同时向A B中分别加入amol及bmolHI a b 可逆反应2HI g H2 g I2 g 达到平衡后 下列说法正确的是 A 开始时A容器中的反应速率大于B容器中的反应速率B 平衡时c I2 A c I2 BC 平衡时 I2蒸气在混合气体中的体积分数 A容器 B容器D HI的平衡分解率 A B A 3 在一恒定容积的容器中充入4molA和2molB发生如下反应 2A g B g xC g 达到平衡后 C的体积分数为w 若维持容积和温度不变 按1 2molA 0 6molB和2 8molC为起始物质 达到平衡后 C的体积分数仍为w 则x的值为 A 只能为2B 只能为3C 可能为2 也可能为3D 无法确定 C 解析 根据等效平衡原理 可认为A物质由4mol改变为1 2mol的同时 n A 4mol 1 2mol 2 8mol 而 n C 2 8mol 此时x 2符合题意 又因为该容器定容 若为等体积反应 只要加入的A B符合2 1时 起始时加入各物质 物质的量为多少 并不影响该平衡 所以当x 3时 n A n B 2 1 与C物质加入的多少并无关系 据此分析x 2 x 3均符合题意 重要考点4反应物转化率与平衡移动之间的关系 1 温度和压强的影响温度或压强改变后 若能引起平衡向正反应方向移动 则反应物的转化率一定增大 2 反应物用量的影响 1 若反应物只有一种 如aA g bB g cC g 增加A的量 A的浓度增大 平衡正向移动 此种情况等效于加压 A的转化率与气态物质的化学计量数有关 2 若反应物不止一种 如aA g bB g cC g dD g 若只增加A的量 平衡向正反应方向移动 则A的转化率减小 B的转化率增大 若只减少A的量 平衡向逆反应方向移动 则B的转化率减小 若反应物A B的物质的量同倍数的增加 平衡向正反应方向移动 此种情况等效于加压 反应物的转化率与气态物质化学计量数有关 考点释例4 在恒温时 一固定容积的容器内发生如下反应 2NO2 g N2O4 g 达到平衡时 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 C 1 相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应 2X g Y g 3W g 2Z g 起始时四个容器所装X Y的量分别为 甲 X 2mol Y 1mol 乙 X 1mol Y 1mol 丙 X 2mol Y 2mol 丁 X 1mol Y 2mol 在相同温度下 建立平衡时 X或Y的转化率大小关系为 A X的转化率为 甲丙 乙 丁D Y的转化率为 丁 乙 丙 甲 A 2 2010 广东模拟 如图所示 向A中充入1molX和1molY 向B中充入2molX和2molY 起始VA VB aL 在相同温度和有催化剂的条件下 两容器中各自发生下列反应X g Y g 2Z g W g 达到平衡时 VA 1 2aL 则下列说法错误的是 A 反应开始时 B容器中化学反应速率快B A容器中X的转化率为40 且比B容器中X的转化率小C 打开K一段时间达平衡时 A的体积为1 6aL 连通管中气体体积不计 D 打开K达新平衡后 升高B容器温度 A容器体积不一定增大 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全