1、章末整合,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1 化学反应速率和化学平衡的相关计算 化学反应速率和化学平衡相关计算的步骤和模式 1.计算模式(三段式),专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,【例题1】 将2 mol SO2和1 mol O2混合置于体积可变、压强恒定的密闭容器中,在一定温度下发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H”或“=”)2.1 mol,并简单说明原因: 。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,解析：(1)设参加反应的O2的物质的量为x mol。 (1) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
2、起始(mol) 2 1 0 转化(mol) 2x x 2x 平衡(mol) 2-2x 1-x 2x 即:2-2x+1-x+2x=2.1, 所以:x=0.9。 平衡时n(SO2)=2 mol-0.92 mol=0.2 mol,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,(2)t1时充入氩气,由于保持压强不变,体积增大,等效于减压,平衡逆向移动,n(SO2)增大。 (3)t1时升温,平衡逆向移动,因此新平衡体系中气体总物质的量大于2.1 mol。 答案：(1)9.5% (2)增大 (3) t1时升温,平衡逆向移动,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题2 化学平衡状态的判断 对于给出的某可逆反应
3、,判断是否已达到平衡状态,关键是紧紧围绕“等”v(正)=v(逆)与“定”(条件一定,反应混合物中各组分的百分含量保持不变)这两个因素来判断。 【例题2】 (1)下列方法中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是 (填序号)。 单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI 一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂 I2与HI的浓度相等时,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,c(HI)c(H2)c(I2)=211时 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化时 温度和体积一定时,容器内压强不再变化时 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化时 温度和体积一定时,混
4、合气体的颜色不再变化时 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化时 (2)在上述的说法中,能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,解析：由第(1)题反应的特征可知:此反应在反应前后气体的体积不发生变化,即在反应的任何一个阶段,容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变,因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。 由第(2)题反应的特征:反应前后气体体积发生改变,因此若平衡发生移动,则其平均相对分子质量、混合气体密度都发生改变,当反应处于平衡状态时,这些都不再改变,此时c(NO2)恒定,颜色不再变化。 答案：(1)
5、(2),专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,点拨 判断化学平衡状态时要抓住“v(正)=v(逆)”和“各组分的百分含量保持不变”这两个核心判据。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题3 外界条件对反应物转化率的影响 1.温度的影响 若正反应是吸热反应,升高温度,反应物转化率增大;降低温度,反应物转化率减小;若正反应为放热反应,升高温度,反应物转化率减小;降低温度,反应物转化率增大。 2.压强的影响 对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) (1)若m+np+q时,压强增大,A、B的转化率增大;压强减小,A、B的转化率减小。 (2)若m+np+q时,压强增大,A、B的转化率减
6、小;压强减小,A、B的转化率增大。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,(3)若m+n=p+q时,压强变化,A、B的转化率不变。 (4)加入He,如果容器的体积不变(总压强增大)A、B的转化率不变。 如果容器的压强不变(容器的体积增大): 若m+np+q时,A、B的转化率减小。 若m+np+q时,A、B的转化率增大。 若m+n=p+q时,A、B的转化率不变。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,3.浓度的影响 (1)对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),加入A,A的转化率减小,B的转化率增大。 按初始比例增加A、B: 若m+np+q时,A、B的转化率增大。 若m+np+q
7、时,A的转化率增大。 若mp+q时,A的转化率减小。 若m=p+q时,A的转化率不变。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,【例题3】 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( ) A.增大压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度 D.更换催化剂,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,解析：因为该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大压强只能增大反应速率,平衡不移动,由此判断A项与题意不符;因为该正反应为放热反应,降温使平衡向正反应方向移动,从而增大CO
8、的转化率,B项正确;增大CO的浓度,平衡虽然向正反应方向移动,但CO的转化率会降低,因此C项与题意不符;D项催化剂对化学平衡无影响,因此D项也与题意不符。 答案：B,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,【例题4】 据报道,在300 、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实,2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述错误的是( ) A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率 B.由反应需在300 下进行可推测该反应是吸热反应 C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率 D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用
9、率 解析：A项,催化剂能加快化学反应速率,提高生产效率;B项,判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化,不能根据反应条件;C项,充入大量CO2气体,平衡正向移动,H2的转化率提高;D项,平衡正向移动,可提高CO2和H2的利用率。 答案：B,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题4 化学平衡常见图像分析 1.物质的量浓度与时间图像 由这类图像可书写化学方程式。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,由(1)可知,T1温度先达到平衡,故T1 T2,升温,(C)增大,H0。 由(2)可知,T2温度先达到平衡,故T1p2,加压,(C)增大,m+np+q
10、。 由(4)可知,p2先达平衡,故p1 p2,加压,(C)减小,m+np+q。 另外,还有:,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,由(5)可知,p2p1,m+n=p+q。 由(6)中(A)、(B)两线可知,p1p2,m+np+q;由(B)、(C)两线可知,T1T2,H0。 在上述体积分数时间图像曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,由(7)可知,加压,(C)减小,m+n0。 由(8)可知,升温,(C)减小,Hp。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,在上述体积分数温度(或压强)曲线中,图像中有三个变量,先确定其中
11、一个量不变,再讨论另外两个量的关系(因化学平衡移动原理只适用于“单因素”的改变),即确定横坐标所表示的量后(通常可画一垂线),讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,点拨 解答平衡图像题可采用如下模式: (1)先分析反应的特点(是放热反应还是吸热反应,是气体体积增大的反应还是气体体积缩小的反应等)。一定要抓住图像中的改变条件瞬间所引起的浓度、压强、速率的变化,再针
12、对改变各种条件引起变化的特征进行对照分析。 (2)再分析图像所表达的各个量之间的关系(两个坐标轴各表示什么物理量,曲线的变化趋势如何,是单一曲线还是多条曲线,曲线上的关键点,如起点、拐点、交点、终点的含义是什么等)。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,专题5 关于“等效平衡”问题 解等效平衡问题,应看清两点:一是看清反应的条件:等温、等压或等温、等容;二是看清反应的特点。对于反应前后气体物质的量不变的可逆反应,无论在什么条件下,只要温度一定,配比与原来相同即可建立等效平衡;而对于反应前后气体物质的量发生变化的可逆反应,则要分两种情况讨论:等温、等压条件下化归原比值;等温、等容条件下化归原
13、值。,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,【例题6】 将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为 molL-1。试回答下列问题: (1)保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C的浓度仍为 molL-1的是 。 A.6 mol A和2 mol B B.3 mol A+1 mol B+2 mol C C.2 mol C+1 mol B+1 mol D D.1 mol C+2 mol D,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,(2)保持原起
14、始温度和体积不变,要使平衡后C的浓度仍为 molL-1,应按下列哪种配比向另一容器Q中充入有关物质 。 A.3 mol A+1 mol B B.4 mol C+2 mol D C.1.5 mol A+0.5 mol B+1 mol C+0.5 mol D D.无法判断(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3 mol A和1 mol B 配比在容器Q中发生反应,则平衡时C的浓度和 molL-1的关系是 。 A.大于 B.小于 C.等于 D.不能确定,专题1,专题2,专题3,专题4,专题5,解析：(1)在恒温、恒压下,只有n(A)n(B)=31或n(C)n(D)=21,达到平衡时才为同一平衡状态,即满足等效平衡的条件。(2)因容器P的容积可变,且正反应是体积缩小的反应,故相当于加压。而现在容器Q体积不变,条件不同,不属于等效平衡,故无法判断。(3)本题所述条件相当于减压,平衡向逆反应方向移动,C的浓度减小。 答案：(1)A (2)D (3)B,
