2019年高考化学总复习专题16化学反应速率与化学平衡课件20190509265.pptx

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1、专题十六化学反应速率与化学平衡,专题十六化学反应速率与化学平衡,考情精解读,A.考点帮知识全通关,目录 CONTENTS,考点1 化学反应速率考点2 化学平衡考点3 化学平衡常数与转化率,考纲要求,命题规律,命题分析预测,知识体系构建,方法1 化学反应速率的计算与大小比较方法2 影响化学反应速率的因素方法3 化学平衡状态的判断方法4 化学平衡的移动方法5 平衡转化率的判断方法6“三段式”法解答有关化学平衡常数的计算方法7 等效平衡微课12 化学平衡图像题的解题方法,B.方法帮素养大提升,C.考法帮考向全扫描,考向1 有关化学反应速率的图像题考向2“三段式”法计算化学平衡

2、常数考向3 化学反应速率与化学平衡理论在工业生产中的应用,考情精解读,考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建,1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率()。 2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。 3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 4.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。 5.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,能用相关理论解释其一般规律。 6.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,考纲要求,命题规律,命题规律,（续表）,考

3、情分析高考主要考查对化学反应速率的理解、化学反应速率的相关计算、外界条件对化学平衡的影响、平衡常数的表达及计算、化学反应速率和化学平衡的综合计算及图像问题,延续选择题或非选择题的形式,分值为415分。命题预测预计在今后的高考中,会将化学平衡移动原理与化工生产、生活实际相结合,考查化学反应速率和化学平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用,考生应予以重视,命题分析预测,知识体系构建,A.考点帮知识全通关,考点1 化学反应速率考点2 化学平衡考点3 化学平衡常数与转化率,1.定义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2.表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物

4、浓度的增加量来表示。数学表达式为v= ,单位为 mol/(Lmin)、mol/(Ls)或 mol/(Lh)。 3.特点 (1)同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同物质表示其反应速率,其数值可能不同,但这些数值所表示的意义相同。因此表示化学反应速率时,必须,考点1 化学反应速率（重点）,指明是用反应体系中的哪种物质作依据。 (2)同一化学反应中,各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变化量之比。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,1.化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。 2.c是指反应过程中物质

5、的消耗浓度或生成浓度,可根据反应方程式或比例计算。 3.固体或纯液体(不是溶液),其浓度保持不变(可视为常数),因此不用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率。,特别提醒,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,考点2 化学平衡（重点）,1.可逆反应在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,称为可逆反应。在可逆反应中使用“ ”。可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应,对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。,可逆反应的特点 1.正反应和逆反应发生的条件相同。 2.在可逆反应体系中,反应不能进行彻底

6、,与化学反应有关的各种物质同时存在,即反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能全部转化为反应物。 3.能量转化可逆。若正反应是吸(或放)热反应 ,则逆反应是放(或吸)热反应。 4.对于可逆反应,可以通过改变反应条件,使之向着人们需要的反应方向最大限度地进行。,规律总结,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,2.化学平衡状态一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,3.化学平衡状态的特征,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,4.化学平衡的

7、移动 (1)化学平衡的移动定义达到平衡状态的反应体系,条件改变,引起平衡状态被破坏的过程。化学平衡移动的过程,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,(2)影响化学平衡移动的因素温度:在其他条件不变的情况下,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。浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。压强:对于反应前后总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。,

8、化学专题十六化学反应速率与化学平衡,注意因压强的影响实质是对浓度的影响,所以只有当压强“改变”能造成浓度改变时,化学平衡才可能移动。催化剂:由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率,故其对化学平衡的移动无影响。催化剂可以缩短达到平衡所需的时间。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,疑难辨析化学平衡移动的根本原因,速率不变:如容积不变时充入惰性气体,平衡不移动速率改变程度相同( 正 = 逆 ) 使用催化剂或反应前后气体总体积无变化的反应改变压强平衡不移动程度不同( 正逆 ) 浓度压强温度平衡移动,改变条件,化学专题十六化学反应速率与化学平

9、衡,(3)勒夏特列原理在密闭体系中,如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、压强或浓度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,注意 “减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,即平衡移动不能将外界影响完全消除,而只能减弱。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,考点3 化学平衡常数与转化率（难点）,1.化学平衡常数 (1)定义在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用 K表示。 (2)表达式对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K= (C) (D) (

10、A) (B) 。,1.不能把反应体系中固体、纯液体及稀溶液中水的浓度写入平衡常数表达式中。但非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写入平衡常数表达式中。如C2H5OH(l)+CH3COOH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) K= (C H 3 COO C 2 H 5 )( H 2 O) ( C 2 H 5 OH)(C H 3 COOH) 。 2.同一化学反应,化学方程式写法不同,其平衡常数的表达式及数值亦不同。如373 K时,N2O4和NO2的平衡体系:,特别提醒,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,N2O4(g) 2NO2(g) K= 2

11、 (N O 2 ) ( N 2 O 4 ) =0.36 1 2 N2O4(g) NO2(g) K= (N O 2 ) 1/2 ( N 2 O 4 ) = 0.36 =0.60 2NO2(g) N2O4(g) K= ( N 2 O 4 ) 2 (N O 2 ) = 1 0.36 2.8 书写平衡常数表达式时,要与化学方程式相对应,否则意义就不明确。 3.对于给定的化学反应,K只与温度有关,温度改变,平衡常数发生变化。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,(3)应用判断反应进行的限度 K值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高。K值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化率低。,化学专题

12、十六化学反应速率与化学平衡,判断反应是否达到平衡状态化学反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在任意状态时, 浓度商均为 Qc= (C) (D) (A) (B) 。,利用平衡常数判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,2.转化率对于一般的化学反应:aA+bBcC+dD,达到平衡时反应物A的转化率为(A)= A的起始浓度A的平衡浓度 A的起始浓度 100%= 0 (A)(A) 0 (A) 100% c0(A)为起始时A的浓度,c(A)为平衡时A的浓度。,化学专题十六化学反

13、应速率与化学平衡,误区警示,1.同一个反应中,反应物可有多种,但不同反应物的转化率可能不同。 2.对于一个确定的化学反应,温度一定,平衡常数一定。,3.化学反应进行的方向 (1)自发过程含义在一定条件下,不需要借助外力就可以自动进行的过程。特点 a.体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量); b.在密闭条件下,体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,(2)化学反应方向的判据焓判据放热反应过程中体系能量降低,HS(l)S(s)。 c.熵判据:体系的混乱度增加,S0,反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自

14、发进行,故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,复合判据自由能变化判据在温度、压强一定的条件下,化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果,因此,把焓判据和熵判据结合起来组成的复合判据即自由能变化G,更适合对所有过程进行判断。G=H-TS(T为开尔文温度),G的正、负决定着反应的自发与否。G0,则反应不能自发进行。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,B.方法帮素养大提升,方法1 化学反应速率的计算与大小比较方法2 影响化学反应速率的因素方法3 化学平衡状态的判断方法4 化学平衡的移动方法5

15、平衡转化率的判断方法6“三段式”法解答有关化学平衡常数的计算方法7 等效平衡微课12 化学平衡图像题的解题方法,方法1 化学反应速率的计算与大小比较,方法解读：,1.化学反应速率的计算“四法” (1)根据定义求化学反应速率:v= 。 (2)根据反应速率与化学方程式中各物质的化学计量数的关系计算。同一个化学反应,同一段时间内,用不同物质的浓度变化表示的反应速率,数值可能不同,但意义相同,其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g),即v(A)v(B)v(C)=mnp,或 (A) = (B) = (C) 。 (3)根据图像求反应速率找

16、出横、纵坐标对应的物理量; 将图中的变化量转化成相应浓度的变化量; 根据公式v= 进行计算。 (4)运用“三段式”进行化学反应速率的计算写出有关反应的化学方程式; 找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,根据已知条件列方程计算。例如:反应 mA + nBpC 起始浓度(molL-1) a bc 转化浓度(molL-1) x 某时刻浓度(molL-1) a-xb- c+ ,注意以上浓度也可用物质的量替代,且第一段是加料的量,其数值与化学方程式中的化学计量数没有关系。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例1 2014北京理综,12,6分一定温度

17、下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。,下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin) B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin) C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol/L D.反应至6 min时,H2O2分解了50%,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,思维导引,表格中数据是连续反应过程中不同时刻所测得的生成O2的体积,因此计算某段时间内的平均反应速率必须紧扣公式v=

18、,用一段时间结束时生成O2的体积减去该段时间开始时O2的体积算出V(O2),进而算出n(O2),结合过氧化氢分解反应方程式算出c(H2O2),最终计算出该段时间内用H2O2表示的平均反应速率。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析根据题目信息可知,06 min内生成22.4 mL(标准状况)氧气,消耗0.002 mol H2O2,则v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin),A项正确;随反应物浓度的减小,反应速率逐渐降低,B项正确;反应至 6 min时,剩余 0.002 mol H2O2,此时c(H2O2) =0.20 mol/L,C项错误;反应至6 min时,消耗 0.00

19、2 mol H2O2,转化率为50%,D项正确。,答案 C,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,2.定量法比较化学反应速率的大小 (1)归一法按照化学计量数关系将化学反应速率换算成用同一物质、同一单位表示的量,再比较它们数值的大小。 (2)比值法比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)+bB(g) cC(g),即比较 (A) 与 (B) ,若 (A) (B) ,则用A表示的反应速率比用B表示的大。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,注意压强对反应后气体体积减小的反应影响更大,如正反应是气体体积减小的反应:增大压强,v正、v逆均增大,但v正增大的幅度更大;减小压强,v正、

20、v逆均减小,但v正减小的幅度更大;反应前后气体体积不变的反应:改变压强,v正、 v逆同等程度改变。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例2 对于反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)来说,下列反应速率中表示该反应进行得最快的是 A.v(A2)=0.6 mol/(Ls) B.v(B2)=2.7 mol/(Lmin) C.v(AB3)=12 mol/(Lmin) D.v(A2)=6 mol/(Lmin),化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析 A项,可表示为v(A2)=36 mol/(Lmin);B项,经转化可表示为v (A2)=0.9 mol/(Lmin);C项,经转化可表示

21、为v(A2)=6 mol/(Lmin),故A项符合要求。,答案 A,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,方法2 影响化学反应速率的因素,方法解读：,1.内因(主要因素) 反应物本身的性质(活化能的大小)。 2.外因(只改变一个条件,其他条件不变),3.理论解释有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子:能够发生有效碰撞的分子。活化能:如图,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,图中E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,E2为逆反应的活化能,反应热为E1-E2。有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系,化学专题

22、十六化学反应速率与化学平衡,4.外界条件对化学反应速率的影响 (1)固体或纯液体的浓度可视为常数,其物质的量的变化不会引起反应速率的变化,但固体颗粒的大小会影响接触面积的大小,从而影响反应速率的大小。 (2)改变压强,对反应速率产生影响的原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系,有以下几种情况:,恒温时:增大压强,体积缩小,浓度增大,反应速率增大,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,恒温恒容时:,a.充入气体反应物,反应物浓度增大,反应速率增大。,b.充入稀有气体(或非反应气体),总压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变。,恒温恒压时:充入稀有气体(或非反应气体),体积增大,各

23、物质浓度减小,反应速率减小。,(3)增加反应物的浓度,v正急剧增大(突变),v逆随着反应进行逐渐增大(渐变)。 (4)催化剂能同时同等程度地改变正逆反应速率。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例3 利用“断点”突破化学反应速率图像(vt)2017郑州一模一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,图1表示各物质浓度随时间的变化,图2表示速率随时间的变化,t2、t3、t4、t5时刻各改变一种条件,且改变的条件均不同。若t4时刻改变的条件是压强,则下列说法错误的是,图1,图2,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,A.若t1=15 s,则前1

24、5 s的平均反应速率v(C)=0.004 molL-1s-1 B.该反应的化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g) C.t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度 D.B的起始物质的量为0.04 mol,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析由题图1知,前15 s内c(C)=0.11 molL-1-0.05 molL-1=0.06 molL-1,则v(C)= 0.06mol L 1 15 s =0.004 molL-1s-1,A项正确;由题图1知,A为反应物,C为生成物,根据各物质浓度变化量之比等于其系数之比知,A与C的系数之比为(0.15-0.06)

25、(0.11-0.05)=32,由题图2知,t4时刻改变压强,平衡不移动,故该反应在反应前后气体分子数不变,从而推出B为生成物,反应的化学方程式为 3A(g) B(g)+2C(g),B项正确;由题图2知,t2时刻,一个速率瞬时不变,另一个速率瞬时增大,则改变的条件应为增大反应物浓度或增大生成物浓度,t5时刻,正、逆反应速率同时但不同倍数增大,则改变的条件应为升高温度,C项错误;由题图1知,平衡时c(B)=0.05 molL-1,结合反应的化学方程式知,前15 s内,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,c(B)=0.03 molL-1,故B的起始浓度为0.05 molL-1-0.03 molL

26、-1=0.02 molL-1,结合题图1知,容器的容积为2 L,故B的起始物质的量为0.02 molL-12 L= 0.04 mol,D项正确。,答案 C,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,素养提升,常见含“断点”的速率变化图像分析,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,方法3 化学平衡状态的判断,方法解读：,1.动态标志:v正=v逆0 (1)同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。 (2)不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如 aA(g)+bB(g),cC(g)+dD(g), 正 (A) 逆 (B) = 时,反应达到平衡状态

27、。 2.静态标志:各种“量”不变 (1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。 (2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)不变。,(3)温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 3.综合分析,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,注意 1.正反应速率与逆反应速率相等和反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变是判断可逆反应达到化学平衡状态的直接依据和核心依据,其他依据都是由这两个依据衍生的间接依据。,

28、化学专题十六化学反应速率与化学平衡,2.以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态时的标志: (1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比(同为正反应速率或逆反应速率)。 (2)恒温恒容下体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不随时间而变化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。 (3)全是气体参加的体积不变的反应,气体的平均相对分子质量不随时间而变化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。 (4)全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变(因为密度始终保持不变)。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例4 利用压强、密度等物理量判断化学平衡状态在

29、一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应一定达到平衡的标志是体系的压强不再改变体系的温度不再改变各组分的浓度不再改变各组分的质量分数不再改变反应速率v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq 单位时间内m mol A断键反应,同时p mol C也断键反应体系的密度不再变化 A. B. C. D.,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析因为m+n与p+q的关系不确定,故无法确定该反应是不是体积改变的反应,故不一定是平衡状态的标志;因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”,反应过程中,体系中的

30、温度应随时间发生变化,当温度不变时达到平衡状态;各组分的浓度不再改变和各组分的质量分数不再改变时,反应都达到了平衡状态;速率之比等于方程式的化学计量数之比是恒定的,不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系,故不一定是平衡状态的标志;单位时间内m mol A断键反应,则说明有p mol C生成,同时p mol C也断键反应,即v正=v逆0,故能说明反应达到平衡状态;体系的总质量和总体积始终不变,体系的密度始终不变,故不一定是平衡状态的标志。,答案 B,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例5 利用Qc与K的大小关系判断化学平衡状态一定温度下,在容积为 1 L的密闭容器中进行反应2SO2(g)

31、+O2(g) 2SO3(g),SO2的起始浓度是0.40 molL-1,O2的起始浓度是 0.96 molL-1。当SO3的浓度为0.32 molL-1时,反应达到平衡状态。下列说法正确的是 A.该温度下反应的平衡常数为6.25 B.若将平衡时混合物的压强增大1倍,平衡常数将变大 C.平衡时保持容器总体积不变,向混合气体中充入0.08 mol SO3和0.20 mol O2,则平衡正向移动 D.SO2的转化率为80%,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析首先,标出各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度,然后,根据化学反应速率和平衡常数进行计算。 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g

32、) 起始浓度(molL-1) 0.40 0.96 0 转化浓度(molL-1) 0.32 0.16 0.32 平衡浓度(molL-1) 0.08 0.80 0.32 平衡常数K= 0.3 2 2 0.0 8 2 0.80 =20,A项错误;因为平衡常数只与温度有关,故压强变化对K无影响,B项错误;保持容器总体积不变,向混合气体中充入0.08 mol SO3,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,和0.20 mol O2,在平衡不发生移动时,SO3和O2的浓度分别为0.40 molL-1和1.00 molL-1,Qc= 0.4 0 2 0.0 8 2 1.00 =25K,平衡逆向移动,C项错误

33、;SO2的转化率为 0.32mol L 1 0.40mol L 1 100%=80%,D项正确。,答案 D,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,方法4 化学平衡的移动,方法解读：,1.解答化学平衡移动问题的一般思路,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+ qD(g),分析如下:,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,2.浓度、压强和温度

34、对平衡移动影响的几种特殊情况 (1)改变固体或纯液体的量,对平衡无影响。 (2)当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变一般对平衡无影响。 (3)对于反应前后气体体积无变化的反应,如H2(g)+I2(g) 2HI(g),压强的改变对平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或变浅)。 (4)恒容时,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响,增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。 (5)在恒容容器中,当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,变,在判断平衡移动的方向、物质的转化率和体

35、积分数变化时,应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。若用表示物质的转化率,表示气体的体积分数,则: 对于A(g)+B(g) C(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,加入一定量的A,则平衡向正反应方向移动,(B)增大而(A)减小,(B)减小而(A)增大。对于aA(g) bB(g)或aA(g) bB(g)+cC(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,加入一定量的A,平衡移动的方向、A的转化率变化,可分以下三种情况进行分析:,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例6 在密闭容器中,发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0,

36、下列有关说法正确的是 A.恒温恒容条件下,充入少量H2,平衡向正反应方向移动,逆反应速率会一直减小 B.恒温恒容条件下,充入少量He,压强增大,平衡正向移动 C.其他条件不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,正反应速率减小 D.使用催化剂可大大提高生产效率,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析恒温恒容条件下,充入少量H2,增大了反应物的浓度,在这一时刻正反应速率变大,逆反应速率不变,随后正反应速率会不断减小,而逆反应速率不断增大,直至两者相等,建立新的平衡状态,A错误;恒温恒容条件下,充入少量稀有气体He,体系内总压强虽然增大,但反应体系中各物质的浓度未变,所以平衡不移动,B错误;

37、升高温度,正逆反应速率均增大,C错误;催化剂能提高化学反应速率,加快反应进行,也就是提高了生产效率,D正确。,答案 D,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,若将外界条件对反应速率的影响等同于对平衡移动的影响,则会导致错选。外界条件的改变可能会使正、逆反应速率都发生变化或只有一方发生变化,而平衡移动的方向由v正和v逆的相对大小决定,条件改变时平衡有可能不发生移动。,突破攻略,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例7 压强对化学平衡移动的影响2018西安第一中学上学期质量检测将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s) 2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%

38、)随温度和压强的变化如表所示:,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,b0 K(1 000 )K(810 ) 上述中正确的有 A.4个 B.3个 C.2个 D.1个,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,答案,A,解析同温下,增大压强,平衡逆向移动,平衡时G的体积分数变小,故可知54.0ab,因75.0a,故升温平衡正向移动,从而可知f75.0,所以正确;在 915 、2.0 MPa下,设E的起始物质的量为a mol,转化率为x,则平衡时G的物质的量为2ax mol,由题意得2ax/(a-ax+2ax)100%=75.0%,解得x=0.6,正确;该反应是气体体积增大的反应,因此为熵增反应

39、,正确;结合前面分析知升温平衡正向移动,则平衡常数增大,正确。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,方法5 平衡转化率的判断,方法解读：,判断反应物转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。常见有以下几种情形:,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,示例8 反应X(g)+Y(g) 2Z(g) H0,在密闭容器中充入0.1 mol X和0.1 mol Y,达到平衡时,下列说法不正确的是 A.减小容器体积,平衡不移动,X的转化率不变 B.增大c(X),X的转化率减小 C.保持容器体积不变,同时充入0.1

40、mol X和0.2 mol Y,X的转化率增大 D.加入催化剂,正反应速率增大,Z的产率增大,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析 A项,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,平衡不受压强影响,减小容器体积,平衡不移动,X的转化率不变,正确;B项,增大c(X),平衡正向移动,Y的转化率增大,X的转化率减小,正确;C项,相当于只增加Y的浓度,X的转化率会增大,正确;D项,催化剂不能使平衡移动,不改变产物的产率,错误。,答案 D,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,方法6 “三段式”法解答有关化学平衡常数的计算,方法解读：,1.明确三个量起始量、变化量、平衡量,N2 + 3H2 2N

41、H3,起始量 1 3 0 转化量 a b c 平衡量 1-a 3-b c 反应物的平衡量=起始量-转化量。生成物的平衡量=起始量+转化量。,各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。 2.掌握三个百分数反应物的转化率= (转化) (起始) 100%= (转化) (起始) 100%。生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,产率= 实际产量理论产量 100% 混合物组分的

42、百分含量= 平衡量平衡时各物质的总量 100%。,3.谨记答题模板反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后,A的转化量为mx mol,容器容积为V L,则有以下关系:,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 起始(mol) ab 0 0 转化(mol) mxnxpxqx 平衡(mol) a-mxb-nxpxqx 对于反应物:n(平)=n(始)-n(转) 对于生成物:n(平)=n(始)+n(转) 则有(1)K= ,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,(2)c平(A)=

43、 (molL-1) (3)(A)平= 100%,(A)(B)= = (4)(A)= +(+) 100% (5) (平) (始) = +(+) + (6) (混)= (A)+(B) (gL-1)其中M(A)、M(B)分别为A、B的摩尔质量 (7)平衡时体系的平均摩尔质量 = (A)+(B) +(+) (gmol-1),化学专题十六化学反应速率与化学平衡,示例9 在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如表所示。,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,下列说法正确的是 A.实验中,若5 min时测得n(M)=0.050 mo

44、l,则05 min内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.010-2mol/(Lmin) B.实验中,该反应的平衡常数K=2.0 C.实验中,达到平衡时,X的转化率为60% D.实验中,达到平衡时,b0.060,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析实验中05 min内v(N)=v(M)=1.010-3 mol/(Lmin),A项错误;实验中平衡时X、Y、M、N的浓度分别为0.002 mol/L、0.032 mol/L、0.008 mol/L和0.008 mol/L,求得K=1.0,B项错误;实验中,平衡时X、Y、M、N的物质的量分别为(单位为mol,略去)0.20-a、0.30-a、

45、a和a,则根据化学平衡常数K=1.0可求得a=0.120,则X的转化率为60%,C项正确;根据实验和,可求出700 和800 的平衡常数,从而可确定该反应为放热反应,该反应前后气体体积不发生改变,故保持温度不变,将实验中容器容积扩大一倍(相当于向 10 L 容器中充入X、Y的物质的量分别为 0.10 mol、0.15 mol,设为实验,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,),平衡不移动,X的转化率不变,实验到为升温过程,升温平衡逆向移动,X的转化率降低(小于60%),则 b0.060,D项错误。,答案 C,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,方法7 等效平衡,方法解读：,1.等效平衡的

46、概念在相同条件下(恒温、恒容或恒温、恒压),同一可逆反应体系,不管是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,只要按化学方程式中各物质的化学计量数之比投入反应物或生成物,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。,2.等效平衡与等同平衡的异同,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,（续表）,示例10 2017江苏,15,4分双选温度为T1时,在三个容积均为 1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得: v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,A.达平衡时,容器与容器中的总压强之比为45 B.达平衡时,容器中 ( O 2 ) (N O 2 ) 比容器中的大 C.达平衡时,容器中NO 的体积分数小于50% D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2T1,化学专题十六化学反应速率与化学平衡,解析容器中平衡时,c(NO2)=0.2 molL-1,c(NO)

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