2019届高三化学第一轮复习——第七章《化学反应速率与化学平衡》 第二节《化学平衡》(第1课时)
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Ⅰ 学习目标及重难点:
序号 目标内容 1 了解化学反应的可逆性。 2 3 了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义 能利用化学平衡常数进行计算 好 中 差 【学习重难点:】了解化学平衡建立的过程;化学平衡常数、转化率的计算 Ⅱ 学习过程及内容: 【任务1一课堂小测】 【任务2一考点分析】 1、 化学平衡状态
在一定条件下,当可逆反应的 相等时,反应体系中所有参加反应的物质的 保持恒定,反应达到了“最大限度”,这种状态称为化学平衡状态。 【例1】某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入容积为10L的恒容密闭容器,发生反应
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),△H<0。 5 min后达到平衡,SO2的转化率为40%。
c SO2转化率 0
⑴画出三种物质的c-t图 ⑵画出SO2的转化率-t图 达到化学平衡状态的特征:
(1)化学平衡的本质是正、逆反应速率相等,但不为零,即体系的反应并没有停止。
(2)化学平衡状态的表现形式:反应物(或生成物)的某个随反应进行不断变化着的物理量不再发生变
化,如质量、浓度、物质的量、质量分数、物质的量分数、产率、转化率、颜色、反应的热效应等。 【例2】某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入恒容密闭容器,发生反应:2SO(+ O2(g) 2g)
△H<0。判断该反应达到平衡状态的标志是 。(填字母) a.SO2和SO3浓度相等
b.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2 c.SO2百分含量保持不变 d.容器中气体的压强不变
e.容器中混合气体的密度保持不变 f.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 g.SO3的生成速率与SO2的生成速率相等 h.单位时间内生成2molSO3 时,又生成1molO2 i.容器内混合气体的平均分子量保持不变
1
2SO3(g),
2、外界条件对化学平衡的影响:将下列ν-t示意图补充完整 ν t 0 加入反应物 加入生成物 分离生成物 分离反应物 3、勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变
的方向移动。 改变影响平衡的一个条件 增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大体系压强(V ) 升高温度 使用催化剂 【例4】有一处于平衡状态的反应:A(g)+3B(g) ①高温 ②低温
2C(g);△H>0(正反应为吸热反应)。为了使平衡向
⑥除去C
化学平衡移动方向 生成C的方向移动,应选择下列的适宜条件是( )
③高压 ④低压 ⑤加催化剂
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③⑥ D.②③⑥
【例5】将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生反应:aA+bBcC(固)+dD。当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了n/2 mol,C增加了3n/2 mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。
⑴ 该化学方程式中各物质的系数为:a=_____,b=_____,c=_____,d=_____
⑵ 若只改变压强,反应速度发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态为:
A________, B , D________
⑶ 若只升高温度,反应一段时间后测知四种物质的量又相等,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 4、化学平衡常数-------温度的函数。
表达式:对任意一个可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g),其平衡浓度的比值总是符合下列关系:Kc= ,
特别提醒: 平衡常数表达式中对水的处理:
① 若反应在水溶液中进行,水作溶剂,则不考虑水;
② 若反应在非水体系(通常是有机反应)中进行,则须考虑水; ③ 若反应在高温下进行,水已变成水蒸气,水则须考虑。 【例6】对可逆反应:mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)
平衡常数K的表达式 浓度商Qc的表达式
(1)平衡常数K和浓度商Qc的化学意义: (2)平衡常数K和浓度商Qc的区别联系
2
(3)浓度商Qc与平衡常数K的关系
①当Qc K,v正>v逆 反应状态 ②当Qc K,v正=v逆 反应状态 ③当Qc K,v正<v逆 反应状态
(4)影响平衡常数的因素: 化学平衡常数表达式的意义:
在25℃时,H 2 + Cl 22HCl ,K1=5.3×1033;H 2 + Br22HBr ,K2=2.2×1018。 K值越大,说明 ; K值越小,说明 ;
一般地说,K>105时,说明该反应 ;
【任务3一能力提升】 ( )1、(2017江苏)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)。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),实验测得:k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 B.达平衡时,容器Ⅱ中
c?O2? c?NO2?比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50% D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则 T2> T1 ( )2、(2014·上海单科化学卷,T14)只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是
A.K值不变,平衡可能移动 C.平衡移动,K值可能不变
B.K值变化,平衡一定移动 D.平衡移动,K值一定变化
2Z(g)一定达到化学平衡状态
( )3、一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)
变化;④ 单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
①X、Y、Z物质的量之比为1:2:2;② X、Y、Z的浓度不再发生变化;③容器中的压强不再发生A. ①② B.①④ C.②③ D.③④ ( )4、、(2017天津)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)。230℃时,该
反应的平衡常数K=2×10?5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。 第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低 D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
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( )6.(2017江苏)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)。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),实验测得:k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5 B.达平衡时,容器Ⅱ中c?O2? 比容器Ⅰ中的大
c?NO2?C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50% D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则 T2> T1 7、Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
V正
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为: 。
②由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为________(填字母)
8、(2016全国)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副
产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:
(1) 以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化
学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol ①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460OC.低于460OC时,丙烯腈
的产率 (填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ;高于460OC时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
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