2013年化学平衡专题复习.ppt

化学平衡专题复习,叙永二中高二备课组,2013.03.16,化学平衡在最近几年高考卷中的出题形式主要有定性分析和定量计算两类。此类题型变化灵活，注重考查知识综合应用能力和分析判断能力，命题者往往希望通过它能实现一定的区分度。综观这几年的全国各地高考卷，化学平衡的考题就知识点本身而言挖掘的并不深，但是插入了图、表信息，在考查化学平衡知识的同时，考查了读图识表、分析数据等处理实际问题的能力，因此综合能力考查方面加大了难度。,一、近几年高考化学平衡命题特点和趋势,2008年的考试大纲在化学平衡的考查内容方面与前几年相比没有变化，它规定的内容有：（1）了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响（2）了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。（3）掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。,“化学反应速率和化学平衡”的考纲要求,1、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2、了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3、了解化学反应的可逆性。4、了解化学平衡建立的过程。5、理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。6、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，认识其一般规律。7、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。,“化学反应速率和化学平衡”的新考纲要求,添加了对“活化能”、“焓变，熵变”、“化学平衡常数”等概念的明确要求。添加了“认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用”。删除了“理解勒夏特列原理的含义”的具体说法，但“平衡移动”依然保留。,变化:,考点1：化学反应速率及其影响因素,1化学反应速率,（1）概念及计算公式：,（2）注意：,平均速率；不能用固体或纯液体表示；同一反应选用不同物质浓度的变化量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同；化学反应速率之比等于化学方程式的化学计量数之比；比较反应速率的大小：“要求两同”即“同一物质、同一单位”。,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,在2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应3H2+N22NH3，先加入H2和N2各2mol，反应经2min钟后达平衡状态，测得N2的物质的量浓度为0.8mol/L。求此反应的化学反应速率是多少？,例1：,0.8mol/L,0.4mol/L,0.4mol/L,0.2mol/L,0.4mol/L,例1：,V(N2)=,0.6mol/L,例2.在4个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是()A.V(H2)=0.1mol/LminB.V(N2)=0.2mol/LminC.V(NH3)=0.15mol/LminD.V(H2)=0.3mol/Lmin,B,考点1：化学反应速率及其影响因素,2影响化学反应速率的因素,（1）有效碰撞理论,（2）内因：,（3）外因：,活化分子数分子总数活化分子百分数,反应物本身的性质,浓度、压强、温度、催化剂,固体表面积、光、原电池等,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,考点2：化学平衡的特征及判断标志,1可逆反应和不可逆反应,2化学平衡状态特征：,逆、等、动、定、变,3化学平衡的判断：,（1）等：v正v逆（意义上的相等）,（2）定：各组分质量、物质的量、物质的量浓度、体积分数、质量分数、物质的量分数以及反应物的转化率等保持不变,（3）对于全是气体的反应，且前后计量数不相等,（4）对于全是气体的反应，且前后计量数相等,（5）颜色和温度等,能变的量保持不变即达平衡,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,例1、化学平衡状态的判断：,平衡,平衡,平衡,不一定,平衡,不一定,不一定,不一定,平衡,不一定,平衡,不一定,平衡,不一定,例2、能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：（)容器内N2、H2、NH3三者共存容器内N2、H2、NH3三者浓度相等容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2tmin内，生成1molN2同时消耗3molH2某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内的平均相对分子质量不再发生变化,考点3：化学平衡移动,1勒夏特列原理：,2影响化学平衡的因素：,浓度、压强、温度、,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,注意：催化剂只能同等倍数改变正逆反应速率，对平衡无影响。,例1、（08年四川理综8）在密闭容器中进行如下反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如下图所示符合图示的正确判断是()AT1T2，H0BT1T2，H0CT1T2，H0DT1T2，H0,D,（2010四川理综卷）13.反应aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中：Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是（）A.同温同压Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加B.同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加,C.同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加D.同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加。,B,考点4：等效平衡,1等效平衡：,2方法：,平衡时等效，百分含量相同，而浓度可能不同。,“一边倒”,3类型：（只有恒温恒容不等体积原样填充）,（1）恒温恒容，反应前后气体计量数不等,（2）恒温恒容，反应前后气体计量数相等,（3）恒温恒压，与计量数无关,极值等量即等效：,极值等比即等效,极值等比即等效,此类等效平衡完全等同,（2）（3）两类等效平衡，百分含量一样，但物质的量和物质的量浓度与原始投料成倍数关系,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,10.（2011四川）可逆反应X(g)+2Y(g）2Z(g)、2M（g）N（g）+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：,下列判断正确的是()A.反应的正反应是吸热反应;B.达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15;C.达平衡（I）时，X的转化率为5/11;D.在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数相等.,C,（07年高考理综四川卷13）向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：COH2O(g)CO2H2。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，超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（）A.0.5molCO2molH2O(g)1molCO21molH2B.1molCO1molH2O(g)1molCO21molH2C.0.5molCO1.5molH2O(g)0.4molCO20.4molH2D.0.5molCO1.5molH2O(g)0.5molCO20.5molH2,B,在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应：2A(g)B(g)2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为Kmol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质：A4molA+2molBB2molCC2molC+1molBD2molA+1molB+2molCE1molA+0.5molB+1molC（1）达到平衡后，C的物质的量浓度仍是Kmol/L的是（2）A项平衡时，c(C)与2Kmol/L的关系为：c(C)2Kmol/L；（3）平衡时各选项中C的平衡浓度c(C)的大小顺序为；,变式训练1:,变式训练2、在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应:2A（g）+B（g）xC（g）,达到平衡后，C的体积分数为m%。若维持容器容积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量，达到平衡后，C的体积分数仍为m%。则x的值可能为（）A、1B、2C、3D、4,BC,注意等效平衡规律的应用.,考点5：化学平衡常数及转化率,1K表达式：,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),2注意：,（1）K是一常数，只受温度影响，与反应物或生成物浓度、p无关；（2）K有单位，与表达式有关，但一般不写；（3）表达式中，固体浓度、水(纯液体)的浓度不写；（4）K是指具体一个反应的平衡常数，与方程式的书写和方向有关。,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2)c(H2),CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),Cr2O72-+H2O(l)2CrO42-+2H+,如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-),(1)由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少;,通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应.,3、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义,(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。,(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K105，认为正反应进行得基本完全；K10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。,对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),QCk，未达平衡，逆向进行。,QC=k,达平衡，平衡不移动。,QCK反应逆向,例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1K2，K1=K22,(5)同一化学反应，化学反应方程式各物质前的化学计量数不同时，其对的平衡常数的表达式亦不同，结果也不同，但它们之间相互关联。,用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率来表示反应限度。,4、转化率与平衡转化率（）,转化率：反应进行的过程中已反应掉了的反应物占反应物总量的百分比。,1、反应物A的平衡转化率是该条件最大转化率。2、反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度。3、反应物的转化率受外界条件（温度和浓度）的影响。4、当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时，该反应的各反应物的转化率相等。,注意：,氮气和氢气在一定条件下在一密闭容器中发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H0写出该反应的化学平衡常数表达式(2)升高温度，该反应的K值_，化学反应速率_，氨气的百分含量_。(以上均填增大、减小或不变)若增大容积，则反应的K值_，化学反应速率_，氨气的百分含量_。(以上均填增大、减小或不变),减小,增大,减小,不变,减小,减小,平衡常数只与温度有关!,练一练:,例1、2012四川理综化学卷12在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600发生反应：2SO2+O22SO3；H0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是（）,A、当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡B、降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大C、将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980gD、达到平衡时，SO2的转化率是90%,D,例2、2012天津理综化学卷6已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；H197kJmol1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（）A容器内压强P：P甲P丙2P乙BSO3的质量m：m甲m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲k丙k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲G丙2Q乙,B,例3.2012海南化学卷15(9分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K=，H0（填“”“=”)；(2)830时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0003molL-1s-1，则6s时c(A)=molL-1，C的物质的量为mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为；,0.022,0.09,80%,80%,、p+q,正反应放热m+np+q,正反应吸热m+n=p+q,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);Hp。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P,关系正确的是（）,B,例3如图曲线是在其他条件一定时，反应：2NO2N2O4；H(逆)的点是（）,（A）A或E（B）C（C）B（D）D;,B,CD,变一变,五、其它：,正反应放热,m+nS(l)S(s),3复合判据自由能变化G,（1）公式GHTS（2）当G0，不自发进行,注意：过程的自发性只能用于判断过程进行的方向，不能确定过程能否发生和反应速率。,专题二、关于化学反应速率和化学平衡,S,H,高自,低自,均自,均不自,1、同一物质气态时熵值最大，液态较小，固态时最小。2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。3、反应过程中气体物质的量增加的反应。,导致混乱度增加的一些因素,自发反应一定是熵增加的反应吗？,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),结论：SO有利于反应自发进行，自发反应不一定要SO,熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是惟一因素。,G=H-TS,自由能变化G,自由能变化G综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,当G0时，反应为非自发反应,H,S,例1、在T时，反应K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中,按右表加入物质，一段时间后达平衡,下列说法正确的是。A若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态B甲容器中CO的平衡转化率大于乙的C甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为23D增加Fe2O3可以提高CO的转化率,AC,可逆反应aX（g）+bY（g）cZ（g）在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，（v）（t）图象如右图。则下列说法中正确的是()A、若abc，则t0时只能是增大了容器的压强B、若abc，则t0时只能是加入了催化剂C、若abc，则t0时只能是增大了容器的压强D、若abc，则t0时只能是加入了催化剂,例2、,D,(3)下图表示上述反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图。由图判断，氨的百分含量最高的一段时间是_。,t3t5,(4)据图判断反应在t2-t3这段时间内，曲线变化的原因是_(填写编号)，t5t6时间内曲线变化的原因可能是_(填写编号)(a)加了催化剂(b)扩大容器的体积(c)减小容器的体积(d)增加了NH3的量（e）降低温度,C,b,（4）若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：若a0，b0，则c_；若a0.5，则b=，c；a、b、c的取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c）：；。,例4、将16mLNO和NH3的混合气体在催化剂作用下，400左右发生下列可逆反应：6NO+4NH35N2+6H2O已知反应达平衡后在相同条件下混合气体体积变为17mL。则在原混合气中，NO和NH3的物质的量之比可能是（此温度下不考虑NH3在H2O中的溶解）（）A3：5B3:4C3:2D3:1,BC,注意可逆反应的特点.,已知常温下，N2(气)和H2(气)生成2molNH3(气)放出92.4kJ热量。现有甲、乙两个容积相同的密闭容器，在常温下：向密闭容器甲中通入1molN2和3molH2，达到平衡时放出热量Q1kJ。向密闭容器乙中通入0.5molN2和1.5molH2，达到平衡时放出热量Q2kJ。则下列关系式正确的是()AQ1=2Q2=92.4BQl2Q2CQ12Q2DQ1=2Q292.4,变式训练:,B,例5、一定温度下，于VL的密闭容器中加入amolHI，使之发生分解反应，2HI(g)H2(g)+I2(g)达平衡时，HI的分解率为1。在相同条件下，继续加入amolHI，待再次达到平衡时，HI的分解率为2，试问：1)1和2的大小比较?2)第二次加入HI后，平衡是否移动?,例7、已知t、pKPa时，在容积为VL的密闭容器内充有1molA和1molB，保持恒温恒压，使反应A(g)+B(g)C(g)达到平衡时，C的体积分数为40%。回答以下问题：(1)若温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2molA和2molB，则反应达到平衡时，容器的容积为_，C的体积分数为_。(2)若选一容积不变的密闭容器，仍控制在t，使1molA和1molB反应达到平衡状态时，C的体积分数为40%，则该密闭容器的容积为_。,10V/7,40%,5V/7,二、速度-时间图：,对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。,因素是升高温度。,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有如下图所示的变化，请分析t1时的改变因素可能是什么？并说明理由。,二、速度-时间图：,由于v正、v逆相同程度的增大，t1时的改变因素可能是a.加入(正)催化剂；b.当m+np+q时增大压强，平衡没有移动。,三、浓度-时间图：,1)写出化学反应方程式：2)求反应物的转化率：,5A3B+2C,A的转化率=62.5%,练一练：,