高三化学化学平衡人教版知识精讲.doc

高三化学化学平衡人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容：化学平衡二. 重点、难点：三. 具体内容：（一）化学反应速率1. 定义公式：=Ct （C物质的量浓度变化量；t反应时间） 2. 一个重要规律：不同物质的速率的比值等于化学方程式中相应的系数比如对：mA + nBpC + qD 有：（A）:（B）:（C）:（D）=m:n:p:q注：同一反应用不同物质表示的反应速率数值不一定相同，但所表示的意义是相同的。3. 说明：（1）化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度，它与时间和浓度变化有关。（2）在同一反应中用不同物质来表示时，其数值可以不同，但都表示同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时，必须说明反应物中哪种物质做标准.不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。（3）一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，是平均速率，而不是指瞬时速率。（4）化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。4. 影响反应速率因素：（1）浓度：浓度越大，反应速率越快 （固体不能改变其浓度） （2）温度：温度越高，反应速率越快（注意：正逆反应速率同时增大）（3）压强：增大压强，反应速率增大（本质是浓度的影响，如压强改变不能引起浓度的改变，则速率不变）（4）催化剂：加快反应速率；（正逆反应速率同时同倍数增大）（二）化学平衡1. 化学平衡状态在一定条件下可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的质量分数保持不变的状态。2. 化学平衡的特征：逆可逆反应；等正逆反应速率相等；动动态平衡； 定各物质含量保持不变；变条件改变，平衡移动。3. 平衡状态的标志：（1）V正=V逆 （2）各成分含量保持不变 各物质的物质的量、物质的量浓度不随时间而变化。 对于反应前后气体体积不等的反应： 气体总物质的量不随时间而变；平均摩尔质量不变 恒容时混合气体的总压强不随时间而变； 恒压时混合气体的总体积不随时间而变平均密度不变。 对于恒温恒容的容器，压强不变；4. 化学平衡的移动：化学平衡移动的本质：外界条件的改变引起正逆反应速率的改变，使正逆反应速率不等，从而破坏了原来正逆反应速率相等的状态，在新的条件下重新达到相等的状态。化学平衡移动的规律：改变条件后v正大则向正反应方向移动；v逆大则向逆反应方向移动勒沙特列原理：如果改变影响化学平衡的某一条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。（1）浓度：增反应物浓度或减生成物浓度,平衡正向移动；减反应物浓度或增生成物浓度，平衡逆向移动。（2）温度：升温，平衡向吸热方向移动；降温，平衡向放热方向移动。（3）压强：加压，平衡向气体体积缩小方向移动；减压，平衡向气体体积扩大方向移动。（4）催化剂：对化学平衡无影响，但能缩短到达平衡所需的时间。5. 平衡移动的判据理解勒沙特列原理。平衡移动的根本原因：条件改变引起v正v逆，且v正与v逆的变化程度不同，从而导致平衡移动。（1）温度：温度改变，v正、v逆必定同时改变，且改变值不同，平衡一定移动。（2）压强：压强改变，引起平衡移动，必须符合以下两个条件： 体系体积改变。 反应前后气体体积发生改变的可逆反应。（3）平均分子量：对于mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）+的气体体系，令平衡体系的平均分子量为M1，达到新平衡时的平均分子量为M2。如果mnpq，则M1M2时平衡正向移动，M1M2时平衡逆向移动；如果mnpq，则情况与上述相反；对于mnpq，不能用变化来判断。（4）浓度：浓度改变，平衡一般要发生移动。（5）惰气对化学平衡的影响： 压强不变，充入惰气，（实质：体积增大）平衡向气体体积增大方向移动。 体积不变，充入惰气，平衡不移动。实质：（看体积是否变化） 体积增大，平衡向气体体积增大方向移动； 体积减小，平衡向气体体积减小方向移动。（6）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强的影响。（7）在恒容的容器中，当改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，仍应以浓度的影响考虑。（8）合成氨条件选择速率、平衡原理在生产中的应用实例（9）化学平衡计算的基本模式平衡“三步曲”例： mA + nBpC + qD起始： a b 0 0转化：mx nx px qx平衡：amx bnx px qx注意： 转化量与方程式中各物质的系数成比例。 这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。 对反应物：平 = 始转 对生成物：平 = 始 + 转。（10）解答图象题常用的几条重要规律： 定点分析；（固定某一条件，观察另某一条件的改变对反应的影响） 温度越高到达平衡所需时间就越短（同压强时） 压强越大到达平衡所需时间就越短（同温度时） 使用催化剂到达平衡所需时间就越短（11）等效平衡规律：等效平衡的含义在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。6. 等效平衡的分类（1）定温、定容条件下的等效平衡I类：对于一般可逆反应，在定T、V条件下，改变起始加入情况，只要按可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量与原平衡起始量相同，则两平衡等效。类：对于一般可逆反应，在定T、V条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比与原平衡相同，则两平衡等效（2）定温、定压条件下的等效平衡类：对于一般可逆反应，在定T、P条件下，改变起始加入情况，只要按可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量比与原平衡相同，则两平衡等效。【典型例题】题型一：根据化学计量数之比，计算反应速率例1反应4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（ ）A. B. C. D. 解析：用生成物H2O来表示反应的平均速率：根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，可求得答案：C。规律总结：遇到这一类题目，一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比这一规律进行计算。题型二：以图象形式给出条件，计算反应速率例2 某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为_。反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为_。解析：由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。 反应方程式为：3X+Y2Z。题型三：根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小例3 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）A. 1020mL 3mol/L的X溶液B. 2030mL 2mol/L的X溶液C. 2010mL 4mol/L的X溶液D. 1010mL 2mol/L的X溶液解析：在化学反应中，当其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大。通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最快。本题若没有看清楚题目实质，仅仅从选项的表面看X浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢，则会错选C。答案：B题型四：一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡例4 在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A（g）B（g）3C（g）D（g），达到平衡时C的浓度为a molL1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a molL1的是（ ）A. 4molA2molBB. 2molA1molB3molC1molDC. 3molC1molD1molBD. 3molC1molD解析：等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，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等效平衡。对于一般可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。假设2 mol A和1 mol B能够完全反应，则应生成3molC1molD，所以如果维持容器体积和温度不变，开始时向容器中加入3molC1molD，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则C的浓度仍为a molL1。答案：D。题型五：反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡例5 可逆反应A（g）B（g）2C（g）在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1mol A和1mol B，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%；若向容器中充入1mol C，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是（ ）A. mnB. mb9. 下列可逆反应：NH4HS（S）NH3（g）+H2S（g）Q，在某温度下达到化学平衡后，采取下列措施能使平衡向正反应方向移动的是（ ）A. 加入2gNH4HSB. 通入一些SO2C. 通入适量NH3D. 升高反应温度10. 在一定条件下，可逆反应N2（气）+3H2（气）2NH3（气）+Q达到平衡，当单独改变下述条件后，有关叙述错误的是（ ）A. 加催化剂，V正、V逆都增大，且变化的倍数相等B. 加压，V正、V逆都增大，且V正增大倍数大于V逆增大倍数C. 降温，V正、V逆都减小，且V正减小倍数大于V逆减小倍数D. 增加N2，V正、V逆都增大，且V正增大倍数大于V逆增大倍数11. 已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是（ ） 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂A. B. C. D. 12. 密闭容器中进行如下反应：X2（气）+3Y2（气）2Z（气），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，当平衡时，下列数据肯定不对的是（ ）A. X2为0.4mol/L,Y2为1.2mol B. Y2为1.0mol/L C. X2为0.3mol/L，Z为0.2mol D. Z为1.0mol/L13. 如图表示不同温度和压强下，对可逆反应2L（气）2M（气）+N（气）Q平衡状态的影响（P1P2）， 图中y轴表示的意义是（ ）A. 一定条件下L的转化率B. 气体混合物中M的百分含量C. 气体混合物中L的百分含量D. 气体混合物的平均摩尔质量14. 在373K时，把0.5molN2O4气体通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进到2s时，NO2的浓度为0.02mol/L。在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始的1.6倍。下列说法正确的是（ ）A. 前2s，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/（Ls）B. 在2s时，体系内的压强为开始的1.1倍C. 在平衡时，体系内含N2O4 0.25molD. 平衡时，如果压缩容器体积，则可提高N2O4的转化率15. 把0.6molx气体和0.4moly气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应3x（g）+y（g）=nz（g）+2w（g）5min末已生成0.2molw，若测知以z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01molL1min1，则上述反应中n值是（ ）A. 1 B. 2 C. 3 D. 416. 上题中反应在5min末时，已作用去的y占原来物质的量的分数（ ）A. 20% B. 25% C. 33% D. 50%17. 在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q，在一定条件下发生反应：2R（气）+5Q（气）=4X（气）+nY（气）反应完全后，容器温度不变混合气体的压强为原来的87.5%，则化学方程式中n值是（ ）A. 2 B. 3 C. 4 D. 518. 反应2X（气）+Y（气）2Z（气）+Q，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量（nZ）与反应时间（t）的关系如图所示。下列判断正确的是（ ） A.T1T2 P1P2 B.T1P2 C.T1T2 P1P2 D.T1T2 P1P219. 体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2（气）+O2（气）2SO3（气），并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率为（ ）A. 等于P% B. 大于P% C. 小于P% D. 无法判断20. 把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：（固）Ca2+2，加入以下溶液，可使减少的是（ ）A. Na2S溶液 B. AlCl3溶液 C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液21. X、Y、Z为三种气体，把a molZ和b molY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n（X）+n（Y）n（Z），则Y的转化率为（ ）A. 100% B. 100% C. 100% D. 100%22. 已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度表示的化学反应速率为1molL1min1，则此段时间内以的浓度变化表示的化学反应速率为（ ） A. 0.5molL1min1 B. 1molL1min1 C. 2molL1min1 D. 3molL1min123. 如下图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间用止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100mL 6mol/L的盐酸，烧杯乙中盛有100mL的冷水。现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25gNH4NO3固体搅拌使之溶解（1）A瓶中气体颜色_（变深、变浅、不变）理由是_，混合气体的平均分子量_（增大、减小、不变）（2）B瓶中的气体颜色_（变深、变浅、不变），理由是_。B瓶中化学平衡的移动方向是_。24. 如下图（尚有部分仪器未画），有一蒸馏烧瓶与注射器相连接，向蒸馏烧瓶中先加入0.384g铜片和18mL 2.5mol/L的稀硝酸溶液，立即用锡箔包住的橡胶塞封住烧瓶瓶口，实验装置内的空气在标准状况下为500mL（其中注射器内不少于其体积）。（1）欲提高Cu与HNO3反应的速率可采用多种不同措施。 若采用加化学试剂法，可加入的试剂为_A. 蒸馏水 B. 无水醋酸钠 C. 块状石墨 若用升高温度法，请在图空白处画出必需的仪器。（2）当烧瓶中的Cu和HNO3反应开始后，可观察到的现象有_。 （3）待Cu与HNO3反应停止后，通过轻轻推拉注射器活塞，使装置内气体与气体、气体与液体之间充分反应，若忽略液体体积变化，最终溶液中的物质的量浓度与开始时相比是否有变化_（填变化或不变） （4）上述反应中，曾经被还原的硝酸为_mol。 25. 某温度下，在2L密闭容器中，x、y、z三种物质的物质的量随时间的曲线如图所示（1）该反应的化学方程式是_；（2）3min末，反应速度V为_；（3）反应是由_开始的反应；A. 正反应 B. 逆反应 C. 正、逆反应同时26. 检验苯酚可用FeCl3溶液，因生成而显紫色，其反应式为：Fe3+6C6H5OH+6H如果溶液的pH过小或过大，都不会出现紫色，其原因是_。27. 在真空密闭容器内加入a molPH4I固体，在一定温度下发生如下反应：PH4I（固）PH3（气）+HI（气）4PH3（气）P4（气）+6H2（气）2HI（气）H2（气）+I2（气）以上三反应建立平衡后，测得HI为b mol，I2（气）为c mol，H2为dmol求：（1）平衡后，容器内P4（气）和PH3的物质的量（用代数式表示）：n（P4）_；n（PH3）_。（2）a、b、c三者的关系服从a_（填含b，c的代数式）；b、c、d三者的关系服从b_（填含c，d的代数式）。（3）平衡后，增大压强，容器内n（I2）_，n（PH4I）_（增加、减少、不变）。28. 在一个容积固定的反应器中，有一左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.0摩、D为6.5摩、F为2.0摩，设E为x摩。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写以下空白：（1）若x4.5，则右侧反应在起始时向_（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行，则的最大取值应小于_。（2）若分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？_（填“相等”、“不相等”或“不能确定”）。其理由是：_。29. 如图所示，打开两个容器间的活塞K，使两种气体混合充分反应，平衡状态时（温度不变），A管中汞液面比B管中汞液面高7.1cm，（反应刚开始高10cm），设此温度产物为气态， 汞蒸气压忽略不计，体系容积为定值。求NO2转化为N2O4的转化率。30. 已知400和1.0110Pa时的气体摩尔体积为：55.20L/mol在该条件下有1mol气体x发生如下反应并达到平衡：2x（气）my（气）+z（气）测得混合气体中x的体积分数为58.80%，混合气体的总质量为56.00g，混合气体的密度为0.72g/L，请直接填写：（1）的摩尔质量是_，平衡混合气体的平均相对分子质量为_。反应式中m的值为_。（2）平衡时的转化率为_。（3）相同条件下，反应前气体的密度是反应后平衡混合气体密度的_倍。【试题答案】1. A 2. B 3. B 4. C 5. C 6. AC 7. C 8. AC 9. BD 10. C11. B 12. AD13. AB14. B 15. A 16. B 17. A 18. C 19. B20. B 21. B 22. C 23. （1）变深 NaOH溶解放热，与盐酸中和放热使溶液温度升高，化学平衡向生成NO2的方向移动，NO2增大 减小 （2）变浅 NH4NO3溶于水吸热溶液温度下降，平衡向生成N2O4方向移动。NO2变小 向生成N2O4的方向移动。24.（1） C （酒精灯、石棉网、图略）（2） 溶液变蓝， 生成无色气体，随之变为红棕色 活塞慢慢外移 （3）不变 （4）0.00425.（1）x+3y2z （2）0.25mol/（Lmin） （3）C26. pH值过小，溶液的酸性较强，H+较大，使Fe3+与苯酚的络合平衡左移，导致-很小，而Fe3+很大，则溶液不会显示的颜色而会显示Fe3+在水中的颜色。pH过大，则溶液碱性较强，会使Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe3+减小，络合平衡左移-变小而不显紫色。27.（1） （2） （3）减少 增加28.（1）正反应 7.0（2）不相等 因为这是在两个不同温度下达到的化学平衡，所以A的物质的量不相同。解析：设达到平衡时E的消耗量为2amolD + 2E 2F 始 6.5 x 2.0 变 a 2a 2a 平 6.5a x2a 2.0+2a因左侧反应混合物的总物质的量为12mol，所以达到平衡时，右侧反应需满足： 解之x7.029. 设反应前NO为3mol,O2为1mol,反应前气体总物质的量为4mol混合后发生反应： 2NO + O2=2NO2余下NO为1mol,设NO2有xmol转化为N2O4 30.（1）46g/mol，39.74，m=2 （2）32% （3）1.16用心 爱心 专心