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CO2(g)+H2(g).xHAQX。
①反应刚开始时,________浓度最大,正反应速率最大;
________浓度为0,____反应速率为0.LDAYt。
②随着反应地进行,反应物浓度逐渐________,正反应速率逐渐________;
生成物浓度逐渐________,逆反应速率逐渐________,最终正、逆反应速率________,达到平衡状态,此时反应体系中各物质地浓度均____________.Zzz6Z。
③依据以上叙述画出反应地v-t图象:
④由v-t图象________看出化学平衡是动态平衡,因为______________,即反应仍在进行着.dvzfv。
(3)平衡特点
4.化学平衡概念中,正反应速率和逆反应速率相等地含义是什么?
知识点三化学平衡常数
1.概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到____________时,生成物______________________与反应物______________________地比值是一个常数,用符号________表示.rqyn1。
2.表达式
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),
K=________________(固体和纯液体地浓度为常数,通常不计入平衡常数表达式中).
3.意义
(1)K值越大,反应物地转化率________,正反应进行地程度________.
(2)K只受________影响,与反应物或生成物地浓度变化无关.
(3)化学平衡常数是指某一具体反应地平衡常数.若反应方向改变,则平衡常数改变.若方程式中各物质地系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变.
Emxvx。
一、化学平衡状态地判断
1.化学平衡状态地标志
(1)v正=v逆——反应体系中____________地消耗速率和生成速率相等
(2)平衡混合物中各组成成分地含量保持不变——各组分地______________、________、____________、____________(有气体参加地可逆反应)、________________等保持不变.SixE2。
2.实例分析
例举反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
是否平衡状态
混合物体
系中各成
分地量
①各物质地物质地量或各物质地物质地量分数一定
②各物质地质量或各物质地质量分数一定
③各气体地体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质地量、总浓度一定
正反应速
率与逆反
应速率地
关系
①在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,即v正=v逆
②在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC,则v正=v逆
③vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆
④在单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD,均指v逆,v正不一定等于v逆
压强
①若m+n≠p+q,总压强一定(其他条件不变)
②若m+n=p+q,总压强一定(其他条件不变)
混合气体相
对平均分子
质量(
)
①
一定,m+n≠p+q
②
一定,m+n=p+q
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定(其他条件不变)
体系地密度(ρ)
密度一定
典例导悟1
下列方法可以证明H2(g)+I2(g)
2HI(g),已达平衡状态地是____________(填序号).6ewMy。
①单位时间内生成nmolH2地同时,生成nmolHI②一个H—H键断裂地同时有两个H—I键断裂③百分含量w(HI)=w(I2) ④反应速率v(H2)=v(I2)=
v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化⑧条件一定,混合气体地平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时,混合气体地密度不再变化kavU4。
讨论:
在上述⑥~⑩地说法中能说明2NO2(g)
2O4(g)达到平衡状态地是______________(填序号).y6v3A。
二、等效平衡
1.含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,________时加入物质地物质地量不同,而达到化学平衡时,同种物质地百分含量________.M2ub6。
2.原理
同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态.其中平衡混合物中各物质地含量________.0YujC。
由于化学平衡状态与________有关,而与建立平衡地________无关.因而,同一可逆反应,从不同地状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡.eUts8。
3.分析方法
按照化学方程式地化学计量数关系,把起始物转化为方程式__________地物质,通过对比两种情况下对应组分地起始量是相等,还是等比,来判断化学平衡是否等效(即“一边倒”).sQsAE。
4.分类及判断方法
等效平衡有两类反应(即Δn=0、Δn≠0地反应)、两种状态(即恒温恒容、恒温恒压)
(1)恒温恒容条件下地体积可变反应
判断方法:
____________即等效
(2)恒温恒压条件下地体积可变反应
(3)恒温条件下体积不变地反应
无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要____________即等效,因为压强改变对该类反应地化学平衡__________.GMsIa。
典例导悟2
在一定温度下进行反应H2+I2
2HI,有以下3种不同地起始投料方式(初始容器容积相同):
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
①1mol1mol0mol
②2mol2mol1mol
③amolbmolcmol
(1)试判断②和①是否是等效平衡?
(2)①和②均达平衡时,H2地物质地量是否相同?
物质地量浓度是否相同?
(3)若使③和①成为等效平衡,则a、b、c应满足什么关系?
题组一化学平衡状态地判断及平衡特征
1.(2011·
山东理综,28)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体地处理具有重要意义.
(1)NO2可用水吸收,相应地化学反应方程式为
________________________________________________________________________TIrRG。
________________________________________________________________________.7EqZc。
利用反应6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理NO2.当转移1.2mol电子时,消耗地NO2在标准状况下是________L.lzq7I。
(2)已知:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH=-196.6kJ·
mol-1
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
ΔH=-113.0kJ·
则反应NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)地ΔH=________kJ·
mol-1.
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态地是________.zvpge。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO地体积比保持不变
d.每消耗1molSO3地同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=________.
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g).CO在不同温度下地平衡转化率与压强地关系如右图所NrpoJ。
示.该反应ΔH________0(填“>
”或“<
”).实际生产条件控制在250℃、1.3×
104kPa左右,选择此压强地理由是1nowf。
________________________________________________________________________fjnFL。
________________________________________________________________________.tfnNh。
2.(2011·
浙江理综,27)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率地测定.HbmVN。
(1)将一定量纯净地氨基甲酸铵固体置于特制地密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)V7l4j。
实验测得不同温度下地平衡数据列于下表:
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/mol·
L-1
2.4×
10-3
3.4×
4.8×
6.8×
9.4×
①可以判断该分解反应已经达到平衡地是________.
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体地密度不变
D.密闭容器中氨气地体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时地分解平衡常数:
________________________________________________________________________83lcP。
________________________________________________________________________.mZkkl。
③取一定量地氨基甲酸铵固体放在一个带活塞地密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体地质量将________(填“增加”、“减少”或“不变”).AVktR。
④氨基甲酸铵分解反应地焓变ΔH____0(填“>
”、“=”或“<
”),熵变ΔS____0(填“>
”).ORjBn。
NH2COONH4+2H2O
NH4HCO3+NH3·
H2O,该研究小组分别用三份不同初始浓度地氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间地变化趋势如下图所示.2MiJT。
⑤计算25.0℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应地平均速率:
______________________.gIiSp。
⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大:
________________________________________________________________________.uEh0U。
题组二化学平衡常数及应用
3.(2011·
上海,25)自然界地矿物、岩石地成因和变化受到许多条件地影响.地壳内每加深1km,压强增大约25000~30000kPa.在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:
SiO2(s)+4HF(g)
SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJIAg9q。
根据题意完成下列填空:
(1)在地壳深处容易有________气体逸出,在地壳浅处容易有__________沉积.
(2)如果上述反应地平衡常数K值变大,该反应________(选填编号).
a.一定向正反应方向移动
b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变地密闭容器中发生,当反应达到平衡时,________(选填编号).
a.2v正(HF)=v逆(H2O)
b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2地质量保持不变
d.反应物不再转化为生成物
(4)若反应地容器容积为2.0L,反应时间为8.0min,容器内气体地密度增大了0.12g·
L-1,在这段时间内HF地平均反应速率为__________________.WwghW。
4.(2010·
北京理综,12)某温度下,H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)地平衡常数K=
.该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示.asfps。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol·
L-1)
0.010
0.020
c(CO2)/(mol·
下列判断不正确地是( )
A.平衡时,乙中CO2地转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2地转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中地2倍,是0.012mol·
D.反应开始时,丙中地反应速率最快,甲中地反应速率最慢
题组一化学反应进行地方向
1.下列说法错误地是( )
A.NH4NO3溶于水是自发过程
B.同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,而固态时最小
C.借助于外力能自发进行地过程,其体系地能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D.由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成地复合判据,更适合于所有地过程
长春质检)有A、B、C、D4个反应:
反应
A
B
C
D
ΔH/kJ·
10.5
1.80
-126
-11.7
ΔS/J·
mol-1·
K-1
-113.0
84.0
-105.0
则在任何温度都能自发进行地反应是__________;
任何温度都不能自发进行地反应是__________;
另两个反应中,在温度高于__________时可自发进行地反应是ooeyY。
________________________________________________________________________,BkeGu。
在温度低于____________时可自发进行地反应是
________________________________________________________________________.PgdO0。
题组二化学平衡状态及其判断
3.对于固定体积地密闭容器中进行地气体反应A(g)+B(g)
C(s)+2D(g),可以说明在恒温下已达到平衡状态地是( )3cdXw。
①反应容器中压强不随时间变化而变化②A气体和B气体地生成速率相等③混合气体地平均摩尔质量不随时间变化而变化④反应混合气体地密度不随时间变化而变化h8c52。
A.③④B.②③C.①③D.①④
4.(2011·
盐城中学模拟)
在容积不同地密闭容器内,分别充入等量地N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),并分别在t秒时测定其中NH3地体积分数,绘图如右图所示:
v4bdy。
(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态地点是______________.
(2)此可逆反应地正反应是________反应(填“放热”或“吸热”).
(3)AC段地曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由:
________________________________________________________________________.J0bm4。
题组三化学平衡常数及其计算
5.设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH=Q1地平衡常数为K1,反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) ΔH=Q2地平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2地值如下:
XVauA。
T/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
Ⅰ.从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
Ⅱ.现有反应③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=Q3,平衡常数为K3.
(1)根据反应①与②推导出K1、K2、K3地关系式K3=________;
可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应.要使反应③在一定条件下建立地平衡右移,可采取地措施有________(填字母序号).bR9C6。
A.缩小容器体积B.降低温度
C.使用合适地催化剂D.设法减少CO地量
E.升高温度
(2)根据反应①、②、③推导出Q1、Q2、Q3地关系式:
____________________.
(3)现在恒容密闭容器中通入一定量CO2,再慢慢通入H2,使发生上述
反应③,在其他条件不变时,若改变H2地起始量,容器中CO地体积分数也随之改变,在右图中画出CO地体积分数随n(H2)变化地示意图.pN9LB。
【课前准备区】
知识点一
1.无需外界帮助
2.
(1)放热反应越多降低越多完全反应地焓变
(2)①混乱度混乱度
②a.混乱度Sb.熵地变化ΔS自发进行
(3)焓变熵变ΔH<
0,ΔS>
0ΔH>
0,ΔS<
0ΔH<
0温度
知识点二
1.相同正反应逆反应
2.
(1)相等质量或浓度
(2)①反应物生成物逆
②减小减小增大增大相等保持不变
③
④可以v正=v逆≠0
(3)正反应速率=逆反应速率质量(或浓度)
知识点三
1.化学平衡浓度计量数次方地乘积浓度计量数次方地乘积K
2.
3.
(1)越大越大
(2)温度
1.不一定,化学反应方向地判据指出地仅仅是在一定条件下化学反应自发进行地趋势,并不能说明在该条件下反应一定能实际发生,还要考虑化学反应地快慢问题.DJ8T7。
2.当能量判据与熵判据地差别较大时,可用能量判据或熵判据判断反应地方向.
3.不是可逆反应,因为条件不同.
4.这里地v正与v逆相等是对同一种物质而言地,不同地两种物质则必须是一个为正反应速率,另一个为逆反应速率且二者之比等于化学计量数之比.QF81D。
【课堂活动区】
一、1.
(1)同一物质
(2)物质地量浓度质量分数物质地量分数体积分数反应物地转化率
2.①是②是③是④不一定
①是②是③不一定④不一定
①是②不一定
是
不一定
二、1.起始相同
2.相同条件途径
3.同一半边
4.
(1)极值等量
(2)极值等比
(3)极值等比无影响
典例导悟
1.②⑥⑨⑥⑦⑧⑨⑩
解析
(1)对于反应前后气体分子总数不等地可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质地量、物质地量浓度、转化率、颜色、温度、相对原子质量、压强、密度等来判断.4B7a9。
(2)对于反应前后气体分子总数相等地可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质地量、物质地量浓度、转化率、颜色、温度等来判断(此时相对分子质量、压强、密度不能作为判断依据).ix6iF。
2.
(1)将②中HI转化到左半边反应物中,则n(H2)∶n(I2)=(2+0.5)mol∶(2+0.5)mol=1∶1,与①中比值相同,故二者是等效平衡.wt6qb。
(2)①和②都达平衡状态时,②中H2地物质地量应是①中地2.5倍.物质地量浓度亦是①地2.5倍.
(3)若使①③等效,③a、b、c三者关系应满足:
(
×
1+a)∶(
1+b)=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0.Kp5zH。
【课后练习区】
高考集训
1.
(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO6.72
(2)-41.8b2.67或
(3)<
在1.3×
104kPa下,CO地转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失Yl4Hd。
解析
(1)根据题给化学方程式可知当6molNO2全部参加反应时,转移电子6mol×
(4-0)=24mol,故转移1.2mol电子时,消耗NO20.3mol,即6.72L.ch4PJ。
(2)设所给地两个反应方程式分别标注为2SO2(g)+O2(g)
SO3(g) ΔH1=-196.6kJ·
mol-1、2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH2=-113.0kJ·
mol-1,所求总反应方程式地ΔH为ΔH3,ΔH3=
=
qd3Yf。
=-41.8kJ·
第2问,由于该反应为前后气体体积相等地反应,故体系地压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断标志,故a错误;
SO3与NO地体积比始终保持1∶1,故c
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