3.化学平衡状态的判定
例 举 反 应 |
m
A(g) + n B(g) ![]() |
|
混合物体系中各成分的含量 |
各物质的
物质的量或各物质的质量分数一定 |
平衡 |
各物质的质量或物质的质量分数一定 |
平衡 |
|
各气体的体积或体积分数一定 |
平衡 |
|
总体积、总压强、总物质的量一定 |
不一定平衡 |
|
正、逆反应速率相等 |
在单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A,即v(正)=v(逆) |
平衡 |
在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C,即v(正)=v(逆) |
平衡 |
|
v(A): v(B): v(C):
v(D)=m:n:p:q,v(正)不一定等于v(逆) |
不一定平衡 |
|
在单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了p mol C,因均指v(逆) |
不一定平衡 |
|
压强 |
m + n ≠ p + q 时,总压强一定(其他条件一定) |
平衡 |
m + n = p + q 时,总压强一定(其他条件一定) |
不一定平衡 |
|
混合气体的平均相对分子质量M r |
M r一定时,且m + n ≠ p + q时(非气体的不算) |
平衡 |
M r一定时,且m + n = p + q时(非气体的不算) |
不一定平衡 |
|
温度 |
任何化学反应都伴有能量的变化,当体系温度一定时(其他不变) |
平衡 |
气体的密度 |
密度一定 |
不一定平衡 |
颜色 |
反应体系内有色物质的颜色稳定不变 |
平衡 |
注意:“同边异,异边同”原理(平衡的判断方法之一)
同一边的物质(都是反应物或者都是生成物)一个“消耗”一定量,同时另一个“生成”一定量才可以说明是达到了平衡;而两个不同一边的物质(一个是反应物而另一个是生成物)都“同时消耗”一定量或者“同时生成”一定量也可以表示达到了平衡。
[例1]对可逆反应A2(g)+B2(g) 2AB(g) 在一定条件下,达到平衡状态的标志是( )
A、平衡时容器内各物质的物质的量比为1∶1∶2
B、平衡时容器内的总压强不随时间而变化
C、单位时间内生成2n mol AB的同时,生成n mol的B2
D、单位时间内,生成n mol A2的同时,生成n mol的B2
[解析] 平衡时容器内各物质的物质的量之比是没有规律的,只是各物质的物质的量浓度保持不变是一般规律,A错;对于反应前后气体不变的反应,容器内的总压强不随时间的变化而改变,无论是否平衡!B不能选择;对于C,D 类型需要了解六个字的“同边异,异边同”原理,对于D,如果反应向左进行,单位时间内,本来就是生成n mol A2的同时,一定生成了n mol的B2;对于C,表示反应向左进行的同时也在向右进行,而且程度相同!所以是正确的。
[答案]C
[方法技巧]“同边异,异边同”原理是一个很实用的原理,在学习中要灵活利用!
考点2化学平衡的影响因素及勒沙特列原理
2. 化学平衡的特征:
(1)化学平衡研究的对象是可逆反应;(逆)
(2)达到平衡时正反应速率等于逆反应速率;(等)
(3)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度 ;(定)
(4)由于化学平衡状态时反应仍在进行,故其是一种 ; (动)
(5)条件改变平衡会发生移动.(变)
1. 定义:是指在一定条件下的 里,正反应和逆反应的 相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以 的状态。
3.记忆规律:
⊙升高温度天经地义要加快反应速率。
⊙催化剂能 改变(不强调是增大)正逆反应速率。
⊙压强对速率的影响是通过改变浓度而实现的,只适用于 的化学反应。
[例2] (08上海卷)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )
A.4-3-2-1 B.1-2-3-4 C.3-4-2-1 D.1-2-4-3
[解析] 化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关,实验1的盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最慢;由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高,所以反应速率实验3大于实验2;而实验4和实验3虽然浓度相同,但反应的温度不同,物质的状态也不相同,所以不能比较。
[答案]A、C
[规律总结] 考查了反应速率的影响条件和比较规律和方法。
考点3化学反应速率的有关计算及图象
计算反应速率有三大类型
题型Ⅰ:根据化学计量数之比,计算反应速率(见例3)
题型Ⅱ:以图象形式给出条件,计算反应速率(见能力提高训练18)
题型Ⅲ:根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小(见基础提升训练14)
[特别提醒]:根据系数比规律可以直接用各个物质的反应速率数据除以系数来快速判断化学反应速率的最大和最小。(体会例题3和限时基础训练卷1和5)
[例3] 反应N2O4(g)2NO2(g);△H= +57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热的方法
D.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
[解析]AC两点温度相同而压强不同,增压平衡逆向移动NO2的体积分数减小,但增压也即会增大浓度,反应速率:A<C,颜色还是C深(浓度大),由于平衡逆向移动,气体分子数减少,根据M=m/n; 气体的平均相对分子质量A<C;故ABC均错。.
2.条件因素(外因):
改变条件 |
单位体积内分子总数·活化分子分数=活化分子数 |
有效碰撞次数 |
化学反应速率 |
||
增大浓度 |
增多 |
不变 |
增多 |
增 多 |
加快 |
增大压强 |
增多 |
不变 |
增多 |
增 多 |
加快 |
升高温度 |
不变 |
增大 |
增多 |
增 多 |
加快 |
使用催化剂 |
不变 |
增大 |
增多 |
增 多 |
加快 |
其中催化剂对化学反应速率的影响较大,其次是温度
1. 决定因素(内因): 。
2.系数比规律 在同一反应中,用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的
。即对于化学反应mA(g)
+ nB(g) pC(g) + qD(g)
的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q
[例1] 已知:4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用
(NH3)、
(O2)、
(NO)、
(H2O)[mol/(L·min)]表示则下列关系正确的是( )
A. B.
C.
D.
[解析] 系数比规律是指用各个物质所表示的反应速率之比等于反应式中各个物质的系数之比!可以延伸出一些其他比法
[答案] D
[规律总结] 考查了系数比规律的基本定义。
考点2影响化学反应速率的因素:
1.通过计算式: =
来理解其概念:
2.盖斯定律的应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律,就可以间接的把它们的反应热计算出来。
[例4] (08宁夏卷)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A.-44.2kJ·mol-1 B.+44.2kJ·mlo-1
C.-330kJ·mol-1 D.+330kJ·mlo-1
[解析] 由题意可知:C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l);△H=-1411.0kJ·mol-1,
C2H5OH(1)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l);△H=-1366.8kJ·mol-1,将上述两个方程式相减得:C2H4(g)+H2O(l)
C2H5OH(l);△H=-44.2kJ·mol-1。
[答案] A
[方法技巧] 用盖斯定律解题首先要知道有关的反应式和相应的反应热,然后将反应合并成所求的反应式,其相应的反应热要同样合并。
1.盖斯定律的涵义:
化学反应的反应热只与反应的 (各反应物)和 (各生成物)有关,而与反应的 无关。即如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
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