高中化學總復習課件第2單元第8講 化學反應速率和化學平衡（2）

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歡迎進入化學課堂 2 2 考查化學反應速率問題 2010 福建卷 化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應 不可逆 反應物濃度隨反應時間變化如下圖所示 計算反應在4 8min間的平均反應速率和推測反應進行到16min時反應物的濃度 結(jié)果應是 3 A 2 5 mol L 1 min 1和2 0 mol L 1B 2 5 mol L 1 min 1和2 5 mol L 1C 3 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1D 5 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1 4 答案 A 第8min與第4min時反應物濃度差 c為10 mol L 1 所以在4 8min間的平均反應速率為2 5 mol L 1 min 1 可以排除CD兩個答案 圖中從0min開始到8min反應物濃度降低4倍 根據(jù)這一幅度 可以推測從第8min到第16min也降低4倍 即由10 mol L 1降低到2 5 mol L 1 所以可以排除A而選B 5 方法指導 化學反應速率的表示方法是較基礎(chǔ)的知識 在高考中常與化學平衡 元素化合物 化學實驗等知識相綜合 考核運用基礎(chǔ)知識綜合分析問題的能力 6 考查化學平衡概念 在一定條件下 可逆反應A g B g 2C g 達到平衡的標志是 A A B C的分子數(shù)比為1 1 2B A B C的濃度不再發(fā)生變化C 單位時間內(nèi)生成nmolA 同時消耗2nmolCD 平衡體系中的壓強不再發(fā)生變化 7 B 反應達到平衡時v正 v逆 各組分的濃度不再改變這是可以肯定的 但濃度不變并不是說它們的物質(zhì)的量之比不變或者為某一個比值 所以B選項正確 A選項錯誤 由反應可知要生成nmolA 任何時候都需要消耗2nmolC 不能說明反應到達平衡 因為反應前后氣體的體積不變 無論反應進行到什么時候壓強都不會發(fā)生變化 8 方法指導 對化學平衡狀態(tài)的本質(zhì)和特點透徹理解 是正確判斷反應是否達到化學平衡的關(guān)鍵 如果把達到平衡時各物質(zhì)的量不變 理解成平衡時各物質(zhì)的量之比等于其反應方程式中的化學計量數(shù)之比 就會認為A選項是正確的 如果不注意此反應前后的物質(zhì)的量不變 且反應物與生成物均為氣態(tài) 就會錯選D選項 9 考查化學平衡移動問題 在恒溫時 一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應 2NO2 g N2O4 g 達平衡時 再向容器內(nèi)通入一定量的NO2 g 重新達到平衡后 與第一次平衡時相比 NO2的體積分數(shù) A 不變B 增大C 減小D 無法判斷 10 C 在固定體積的容器內(nèi)通入一定量的反應物NO2 相當于增大反應物的濃度 平衡右移 且每生成1molN2O4消耗2molNO2 與原平衡的體積分數(shù)相比較 也就是平衡向著增大N2O4體積分數(shù)方向移動 即NO2的體積分數(shù)與第一次平衡相比減小 該題的分析也可以借助于數(shù)學模型 如下圖 11 在 中存在2NO2 g N2O4 g 已達到平衡 容器體積為V 是通入的NO2 我們假設(shè)這部分NO2也建立了與 相同的平衡狀態(tài) 即各物質(zhì)的百分含量與 中各物質(zhì)相同 再進行壓縮到V 很明顯 壓強增大平衡向右移 NO2的體積分數(shù)必然下降 12 方法指導 對于固定容積 即體積不變 與可變?nèi)莘e 即壓強不變 的問題 可以選擇一個參照物進行比較 也就是當有濃度 壓強等多種因素同時影響化學平衡移動時 要能根據(jù)化學平衡移動的規(guī)律 轉(zhuǎn)化思維方式去分析問題 防止概念不清或思考角度片面 13 14 15 16 方法指導 考查化學反應限度及平衡移動原理及其應用 17 考查化學平衡計算問題 在一定體積的密閉容器中 進行如下化學反應 CO2 g H2 g CO g H2O g 其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表 18 回答下列問題 1 該反應為反應 選填 吸熱 或 放熱 2 能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是 多選扣分 a 容器中壓強不變b 混合氣體中c CO 不變c v正 H2 v逆 H2O d c CO2 c CO 19 bc 吸熱 3 800 固定容積的密閉容器中 放入混合物 起始濃度為c CO 0 01mol L 1 c H2O 0 03mol L 1 c CO2 0 01mol L 1 c H2 0 05mol L 1 則反應開始時 H2O的消耗速率比生成速率 填 大 小 或 不能確定 4 850 在1L的固定容積的密閉容器中放入2molCO2和1molH2 平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為 H2的轉(zhuǎn)化率為 20 66 7 小 33 3 平衡常數(shù)是達到平衡時 生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值 本題反應的平衡常數(shù)K c CO c H2O c CO2 c H2 1 根據(jù)平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大 可推知升溫平衡向正反應方向移動 2 化學平衡的本質(zhì)是正逆反應速率相等 特征是各物質(zhì)的濃度不變 3 起始濃度代入平衡常數(shù)的表達式中 其比值小于K值 則平衡將向正反應方向移動 H2O的消耗速率比生成速率小 21 4 850 平衡常數(shù)為1 設(shè)反應中轉(zhuǎn)化的CO2為x 則反應過程中物質(zhì)濃度的變化為CO2 g H2 g CO g H2O g 起始時2100轉(zhuǎn)化時xxxx平衡時2 x1 xxx根據(jù)平衡常數(shù)的關(guān)系可得 2 x 1 x x xx 2 3 則CO2的轉(zhuǎn)化率為1 3 H2的轉(zhuǎn)化率為2 3 22 方法指導 有關(guān)化學反應速率和化學平衡的計算是綜合性較強的問題 在解答這類試題時 關(guān)鍵是要能正確分析化學平衡中的起始量 轉(zhuǎn)化量 平衡量 以及這三種量與反應速率 平衡常數(shù) 反應物轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系 23 考查等效平衡問題 將2molH2O和2molCO置于1L容器中 在一定條件下 加熱至高溫 發(fā)生如下可逆反應 2H2O g 2H2 O2 2CO O22CO2 1 當上述系統(tǒng)達到平衡時 欲求其混合氣體的平衡組成 則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度 但這兩種氣體不能同時是和 或和 填它們的分子式 24 H2 H2O CO CO2 2 若平衡時O2和CO2的物質(zhì)的量分別為n O2 平 amol n CO2 平 bmol 試求n H2O 平 用含a b的代數(shù)式表示 3 若在同樣的條件下 將一定量的H2 O2和CO2置于1L容器中 使平衡時O2和CO2的物質(zhì)的量也分別為n O2 平 amol n CO2 平 bmol 則開始加入的H2 O2和CO2的物質(zhì)的量分別為n H2 始 mol n CO2 始 mol n O2 始 mol 25 2 2a b 2 2 0 1 在同一反應容器連續(xù)發(fā)生了兩個反應 只有H2O g 分解了 CO才能被O2氧化 兩反應相互制約 同時達到平衡 但第一反應中H2O和H2與第二個反應無關(guān) 同樣第二個反應中CO和CO2的濃度與第一個反應無關(guān) 26 2 思路一 根據(jù)反應中的物質(zhì)的量變化列關(guān)系 設(shè)反應中轉(zhuǎn)化的H2O和CO的物質(zhì)的量分別為x y 則 2H2O g 2H2 O2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xxx 22CO O22CO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為yy 2y由于n O2 平 x 2mol y 2mol amol n CO2 平 y bmol 可求出消耗的H2O的物質(zhì)的量為x 2amol y 2amol bmoln H2O 平 2mol x 2mol 2amol bmol 27 思路二 從原子守恒角度分析 由CO生成CO2分子內(nèi)增加的氧原子來源于H2O 另外O2中的氧也來源于H2O 因此 n H2O 反應 2n O2 n CO2 2a b mol 所以n H2O 平 2 2a b mol 28 3 根據(jù)等效平衡的知識可知 只要加入的H2 O2和CO2物質(zhì)的量相當于加入的2molH2O和2molCO的物質(zhì)的量 就可以達到同樣的平衡狀態(tài) 當n CO2 始 2mol時 相當于加入2molCO和1molO2 而加入2molH2和1molO2時相當于加入2molH2O 即加入2molCO2和2molH2就可達到與加入2molH2O和2molCO時的同一平衡狀態(tài) 29 方法指導 等效平衡問題是化學平衡中一類難度較大的試題 判斷等效平衡的方法是利用極限轉(zhuǎn)化的方法 將各種不同的情況變換成同一反應物或同一生成物 然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相同 解決這類問題一方面要運用好反應過程中物質(zhì)起始量 轉(zhuǎn)化量和平衡量三者之間關(guān)系的知識 另一方面要注意提高思維的靈活性 30 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全