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1、第七講 化學反應速率與化學平衡
知識點一:化學反應速率
1.化學反應速率的概念及其計算公式
2.影響化學反應速率的因素
知識點二:化學平衡
1.化學平衡
(1)化學平衡研究的對象:可逆反應的規(guī)律
①可逆反應的概念:在同一條件下,既能向正反應方向進行同時又能向逆反應方向進行的反應,叫做可逆反應.可逆反應用可逆符號“”表示
(2) 化學平衡狀態(tài)
(3) 化學平衡的特征
①“動”:.
②“等”:
③“定”:
④“變”..
⑤化學平衡的建立與建立化學平衡的途徑無關(guān).即等效平衡 :對于一個可逆反應,在一定條件下,反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,或是正、逆反應同時開
2、始,最終都能達到同一平衡狀態(tài).具體包括:
a.當T、V一定時
b.當T、P一定
如在恒溫、恒壓時,對于可逆反應:N2 + 3H22NH3,在下列起始量不同情況下達到的是同一平衡狀態(tài).
N2
H2
NH3
A
1 mol
3 mol
0
B
0.5 mol
1.5 mol
0
C
0
0
2 mol
D
1 mol
3 mol
2 mol
c.對于反應前后氣體體積相等的可逆反應,不論是恒溫、恒容或是恒溫、恒壓,在不同的起始狀態(tài)下,將生成物“歸零”后,只要反應物的物質(zhì)的量之比不變,就會達到同一平衡狀態(tài).如:H2(g) + I2(g) 2HI(g
3、)等.
2.判斷化學平衡狀態(tài)的依據(jù)
3.化學平衡常數(shù)
4.反應物平衡轉(zhuǎn)化率的計算公式
知識點三:影響化學平衡移動的條件
1.化學平衡的移動
2.影響化學平衡的因素
(1)濃度對化學平衡的影響.
(2)壓強對化學平衡的影響
(3)溫度對化學平衡的影響
3.化學平衡移動原理(勒夏特列原理)
知識點四:反應物用量對平衡轉(zhuǎn)化率的影響
(1)若反應物只有一種,如aA(g) bB(g) + cC(g),則增加A的量,平衡向正反應方向移動,但A的平衡轉(zhuǎn)化率究竟如何變化,要具體分析反應前后氣體體積的相對大?。纾孩偃鬭=b+c,則A的轉(zhuǎn)化率不變;②若a>b+c,則A的轉(zhuǎn)化率增大;③若
4、a<b+c,則A的轉(zhuǎn)化率減?。?
(2)若反應物不只一種,如aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g).則:
①若只增加反應物A的量,平衡向正反應方向移動,則反應物B的轉(zhuǎn)化率增大,但由于外界因素占主要方面,故A的轉(zhuǎn)化率減?。?
②若按原比例同倍數(shù)地增加反應物A與B的量,A、B的轉(zhuǎn)化率的變化有以下三種情況:
a.當a+b=c+d時,A、B的轉(zhuǎn)化率都不變;
b.當a+b>c+d時,A、B的轉(zhuǎn)化率都減?。?
c.當a+b<c+d時,A、B的轉(zhuǎn)化率都增大.
知識點五:合成氨條件的選擇
N2(g) + H2(g) 2NH3(g)
1.合成
5、氨的適宜條件:
①溫度為500℃左右;
②壓強為20Mpa~50MPa;
③使用以鐵為主體的多成分催化劑(稱為鐵觸媒)
2.在合成氨生產(chǎn)中同時采取的措施:
①將生成的氨及時從平衡混合氣體中分離出去,未反應的N2、H2重新送回合成塔中進行循環(huán)操作,使平衡向合成氨的方向移動,以提高N2和H2的轉(zhuǎn)化率.
②不斷向循環(huán)氣體中補充N2、H2,以提高反應物的濃度.
③加入過量的N2,使成本較高的H2得以充分利用.
例:
題型1 化學平衡及平衡移動
1.對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)能增大正反應速率的措施是
A.通入大量O2 B.增大容器容積
C.移去部分S
6、O3 D.降低體系溫度
2.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)
某I2、、KI混合溶液中,I3-的物質(zhì)的量濃度c(I3-)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法正確的是
A. 反應 I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的△H>0
B 若溫度為T1、T2,反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2則K1>K2
C 若反應進行到狀態(tài)D時,一定有v正>v逆
D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大
3.向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,在一定條件下使反應SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)達到平衡,
7、正反應速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是
A.反應在c點達到平衡狀態(tài)
B.反應物濃度:a點小于b點
C.反應物的總能量低于生成物的總能量
D.△t1=△t2時,SO2的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段
題型2 化學平衡計算與圖像
1下列說法正確的是
A.一定溫度下,反應MgCl2(1)=Mg(1)+ Cl2(g)的 △H>0 △S>0
B.水解反應NH4++H2ONH3·H2O+H+達到平衡后,升高溫度平衡逆向移動
C.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應
D.對于反應2H2O2=2H2O+O2↑, 加入MnO2或升高溫度都能加快O2的
8、生成速率
2下列各表述與示意圖一致的是
A.圖①表示25℃時,用0.1 mol·L-1鹽酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨加入酸體積的變化
B.圖②中曲線表示反應2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g);ΔH < 0 正、逆反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化
C.圖③表示10 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4 酸性溶液與過量的0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合時,n(Mn2+) 隨時間的變化
D.圖④中a、b曲線分別表示反應CH2=CH2 (g) + H2(g)CH3CH3(g);ΔH< 0使用和未使用催化劑時,反應過程中的
9、能量變化
3下圖表示反應,,在某溫度時的濃度隨時間變化的曲線:
下列有關(guān)該反應的描述正確的是
A.第6后,反應就終止了 B的平衡轉(zhuǎn)化率為85%
C.若升高溫度,的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85%
D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減少
在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應 kJ/mol。反應達到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示:
下列說法正確的是
A.m>n
B.Q<0
C.溫度不變,壓強增大,Y的質(zhì)量分數(shù)減少
D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動
氣體體積
C(Y)/mol·L-1
溫度℃
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.09
0.63
300
1.30
1.00
0.70