32 化学平衡文档格式.docx
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用不同物质表示同一反应的速率时,其值相等吗?
有什么关系?
探究:
设计一个实验,探究锌与稀硫酸反应的化学反应速率,并根据影响的因素进行分析讨论。
①温度②浓度③锌粒④加其他物质(CuSO4、BaCl2、Na2SO4)
想一想:
一定量的锌与稀硫酸恰好完全反应,在不影响产生H2量的情况下:
①使化学反应速率加快,可加入的盐是_______________。
②使化学反应速率减慢,可加入的盐是_______________。
〖典例分析〗
例1将ag块状的碳酸钙跟足量的盐酸反应,固体损失的质量随时间的变化曲线如下图实线所示;
在相同条件下,将bg(a>b)粉末状碳酸钙跟同浓度的足量的盐酸反应,固体损失的质量随时间的变化曲线如下图虚线所示。
其中正确的是()。
A.B.C.D.
答案:
C。
例2在恒温恒容的密闭容器中进行反应:
A(g)
B(g)+C(g)-Q,若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需要20s,那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需要反应时间为()。
A.10sB.大于10sC.小于10sD.无法判断
B。
例3
某温度时,在2升密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。
由图中数据分析,该反应的化学方程式为__________________________________;
反应开始至2分钟时,Z的平均反应速率为_________。
3X(g)+Y(g)
2Z(g)0.1mol/L·
min
〖互动练习〗
1.对于4NH3+5O2
4NO+6H2O反应,用不同物质表示反应速率时,下列关系正确的是()。
A.4υ(NH3)=5υ(O2)B.2υ(NH3)=3υ(H2)
C.6υ(O2)=5υ(H2O)D.5υ(O2)=4υ(NO)
2.设C+CO2
2CO-Q1的反应速率为υ1,N2+3H2
2NH3+Q2的反应速率为υ2,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为()。
A.同时增大B.同时减小
C.υ1增大,υ2减小D.υ1减小,υ2增大
A。
3.BrO3-与Br-有下列反应:
BrO3-(aq)+5Br-(aq)+6H+(aq)
3Br2(aq)+3H2O(l)
该反应的有关实验数据如下:
c(BrO3-)
(mol/L)
c(Br-)
c(H+)
υ
(mol/L•s)
(1)
0.10
1.2×
10-3
(2)
0.20
2.4×
(3)
0.30
3.6×
(4)
0.15
5.4×
(1)当c(BrO3-)加倍时,反应速率将是原来的___________倍。
(2)该反应速率正比于___________。
A.c(Br-)B.c(Br-)2C.c(H+)2
(1)2。
(2)A和C。
二、化学平衡的特征
在一定条件下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达到平衡状态的是()。
A.混合气体的压强B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
B、C。
怎样的可逆反应已达到平衡?
小结:
化学平衡的特征:
①动——任何化学平衡是动态平衡,平衡时正、逆反应还在进行,但υ(正)=υ(逆)。
②定——在一定条件下达到平衡时,体系中各物质的量是确定的值,不再发生变化。
③变——当外界条件发生变化时,平衡可能会发生移动。
久置在桌子上的一瓶汽水看不到气泡,瓶盖打开后却产生气泡,为什么?
例1在一密闭容器中发生如下反应:
CO+H2O(g)
CO2+H2-Q。
当达到平衡后,再增大压强,则()。
A.CO的物质的量增加B.CO的物质的量减小
C.CO的物质的量不变D.CO的浓度减小
例2将18O2加入下列平衡体系中:
2SO2+O2
2SO3,重新达到平衡后,含18O原子的物质是()。
A.只有O2B.O2和SO3C.SO2和O2D.SO2、O2和SO3
D。
例3血红素参与一系列平衡过程,包括质子化过程。
总反应接近下式:
HbH++O2
HbO2+H+(Hb表示血红素,HbO2表示氧合血红素)。
如果人体发生酸中毒,则()。
A.血红素的输氧能力下降B.血红素的输氧能力提高
C.血液的pH值升高D.血液的pH值降低
A、D。
例4A、B两容器由极易导热的材料组成。
A的容积不变,B容器有一活塞可以上下移动,保持内外压强相等。
在相同条件下,将等量的NO2压入容积相同的A、B容器中发生反应:
2NO2
N2O4+Q,回答下列问题(填“>”、“=”或“<”):
(1)反应刚开始时,生成N2O4的速率υ(A)________υ(B);
(2)反应中生成N2O4的速率υ(A)________υ(B);
(3)平衡时两容器内分子总数n(A)___________n(B);
(4)达到平衡时两容器的压强P(A)___________P(B)。
1.有一可逆反应为:
B(g),下列各项中,能表示达到平衡的是()。
A.c(A)=c(B)B.压强不再发生变化
C.A与B的百分含量都保持不变D.A的消耗速率等于B的生成速率
2.下列反应:
C+H2O(g)
CO+H2-Q,达到平衡后,在其它条件不变的情况下,改变表中所列的条件,填写表中空格。
改变条件
υ正
υ逆
移动方向
通入一氧化碳
缩小容器体积
通入水蒸气
降低温度
容积不变,通入氮气
压强不变,通入氮气
3.可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()。
A.3υ正(N2)=υ正(H2)B.υ正(N2)=υ逆(NH3)
C.2υ正(H2)=3υ逆(NH3)D.υ正(N2)=3υ逆(H2)
4.H2O2受热易分解,若把7%~8%的H2O2溶液浓缩成30%,可采用的适宜方法是()。
A.常压蒸馏B.减压蒸馏C.加压蒸馏D.加生石灰蒸馏
三、平衡转化率
什么是平衡转化率?
某一反反应物的平衡转化率=
平衡转化率有何意义?
其他条件相同时,转化率越大,反应进行得越完全。
在一体积不变的密闭容器中,对于可逆反应A(g)+2B(g)
C(g)+Q,当A的量不变,B的量增大,A、B的平衡转化率各有何变化?
①在一体积不变的密闭容器中,反应mA(g)
nB(g)达到平衡后,再充入A气体,A的平衡转化率有何变化?
各物质的浓度有什么变化?
②在一压强保持不变的密闭容器中,反应mA(g)
可逆反应A(g)+2B(g)
C(g)中,加入等物质的量的A、B,达到平衡后,再增加B,生成物的百分率有怎样的变化?
可逆反应中,为了使各反应物的转化率相同,反应物应按怎样的投料比?
例1一定条件下,5molH2和1molN2反应达到平衡时,H2的转化率可能是()。
A.20%B.60%C.80%D.100%
例2A物质在一定温度下可发生反应:
2A(g)
B(g),现在a、b两等体积的密闭容器中分别加入mg、2mgA物质,相同温度下反应达平衡时a、b两容器中A的转化率的大小比较为()。
A.a>bB.a<bC.a=bD.不能确定
例3在一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)达到平衡。
当温度不变时,压缩混合气体,平衡_______________移动;
当温度和体积不变时,向混合气体中充入一定量氦气,平衡_____________移动;
当温度和压强不变时,向混合气体中充入一定量氦气,平衡______________移动。
1.在一固定容积的密闭容器中,加入2LX气体和3LY气体,发生如下反应:
nX(g)+3Y(g)
2R(g)+Q(g),反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为30%和60%,则化学方程式中的n值是()。
A.1B.2C.3D.4
2.某温度下,反应N2O4(g)
2NO2(g)-Q在密闭容器中达到平衡。
下列说法正确的是()。
A.增加压强,正反应速率减小,逆反应速率增大
B.恒容时加入少许NO2,正反应速率减小,逆反应速率增大
C.恒容时加入少许N2O4,混合气体颜色变深
D.恒容时升高温度,再达平衡时颜色变深
C、D。
3.反应CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g),在不同温度下CO2的平衡分压如下表:
温度(℃)
550
650
750
850
897
压强(Pa)
5.32×
10
9.17×
102
8.37×
103
4.94×
104
1.01×
105
请回答下列问题:
(1)该反应为_________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)若升高原CaCO3分解体系的温度,同时给反应容器加压,则原平衡_______。
A.向逆反应方向移动B.向正反应方向移动
C.不移动D.无法确定移动方向
(3)在一个与外界不能进行热交换的密闭容器中,足量的CaCO3在850℃时建立了分解平衡。
若将该容器的体积扩大为原来的2倍,当重新达到平衡时容器内的温度将_______,CaCO3的分解率将______,CO2的平衡分压将_____4.94×
104Pa(填“>”、“<”或“=”),其理由是_____________________________________。
四、化学平衡常数
对于反应:
mA+nB
pC+qD
化学平衡常数的表达式为:
化学平衡常数的大小有何意义?
衡量反应进行的程度。
平衡转化率与平衡常数都可以衡量反应进行的程度,它们有何不同?
结论:
化学平衡常数不受浓度的影响。
书写平衡常数表达式有何要求?
(平衡常数表达式表示某个相)
①固体不列入平衡常数表达式中
②稀溶液中,水不列入常数表达式中
影响K值大小的外界因素是什么?
温度
随着温度升高,K值如何变化?
例1关节炎的病因是关节滑液内形成了尿酸钠晶体(NaUr),该反应是:
Ur-(aq)+Na+(aq)
NaUr(s),人们第一次犯关节病大多发生在远离人体的脚趾和手指关节处。
关于上述平衡的说法正确的是()。
A.温度越低,该反应的平衡常数越大B.该反应是吸热反应
C.温度越高,生成NaUr越多D.以上三种说法均不对
例2在一个固定体积的密闭容器中,装入amolN2和bmolH2,在一定条件下达到平衡时,生成cmolNH3。
保持温度不变,反应达到平衡时与反应前的压强比为()。
A.
B.
C.
D.
例3已知反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)。
写出该反应的平衡常数表达式________________;
若该反应在200℃时的K=0.02,在275℃时的K=0.625,则该反应是________热反应;
在275℃时,在1L的密闭容器中充入0.1molPCl5,0.25molPCl3,0.5molCl2,反应将向________方向进行。
1.现有三个化学方程式:
①
N2(g)+
H2(g)
NH3(g)——K1
②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)——K2
③2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)——K3
平衡常数K1与K2的相互关系可用数学式表示为K2=____________________。
平衡常数K2与K3的相互关系可用数学式表示为K2=____________________。
2.在密闭容器中进行如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q,请按右表所示,回答:
(1)此反应的平衡常数表达式为K=_______________。
(2)表中最大的平衡常数是_____________。
(3)当反应在200℃达到平衡时,如增大氧气的量,则平衡_________移动(“正向”、“逆向”或“不”),K1值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)K=
(2)K1(3)正向;
不变。
3.反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;
Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。
在不同温度时,K1、K2的值如下表所示:
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
(1)反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)是_______(填“吸”或“放”)热反应。
(2)反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的平衡常数为K3。
求973K时的K3=_______,1173K时的K3=_____________。
(3)反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)是_____(填“吸”或“放”)热反应。
(1)吸
(2)0.621.29(3)吸
作业一
班级____________学号___________姓名____________________
1.下列外界条件的改变可能不影响化学反应速率的是()。
A.反应物的浓度B.反应的温度
C.反应所处的压强D.反应时加入合适催化剂
2.Na2S2O3和H2SO4发生反应,以下各组中,同时反应后,最先产生浑浊的是()。
A.10℃时,2L混合液中含有0.05molNa2S2O3和0.05molH2SO4
B.30℃时,2L混合液中含有0.08molNa2S2O3和0.08molH2SO4
C.30℃时,1L混合液中含有0.05molNa2S2O3和0.05molH2SO4
D.30℃时,2L0.08mol/LNa2S2O3溶液和2L0.08mol/LH2SO4溶液混合
3.设2HI(g)
I2(g)+H2(g)-Q1的正反应速率为υ1,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)+Q2的正反应速率为υ2,当都加入H2时,υ1和υ2的变化情况为()。
C.υ1增大,υ2减小D.υ1减小,υ2增大
4.为进一步提高合成氨的生产能力,科研中最有开发价值的是()。
A.研制高温下活性较大的催化剂B.寻求氮气的新来源
C.研制低温下活性较大的催化剂D.研制耐高温和高压的新材料建造合成塔
5.下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是()。
A.氮氢合成氨需要较高的温度(约500℃)
B.饱和氯化钠溶液中通入氯化氢气体有晶体析出
C.工业制硫酸,用催化剂有利于SO3的生成
D.用排饱和碳酸氢钠溶液收集二氧化碳
6.在工业生产硫酸的过程中,发生如下反应:
2SO3+Q,下列叙述中,不正确的是()。
A.采用高温的目的,只能加快化学反应速率,不能提高SO3的产率
B.使用催化剂,只能加快生成SO3的速率,不能影响产物的浓度
C.通入过量的氧气,不仅能加快化学反应速率,又能提高SO2的利用率
D.到达平衡时,生成SO3的速率与生成O2的速率相率
7.在一密闭容器中进行如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。
当反应达到平衡时,可能存在的数据是()。
A.SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/L
C.SO2、SO3均为0.15mol/LD.SO3为0.4mol/L
8.下列叙述正确的是()。
A.在合成氨的平衡体系中减小c(NH3),则υ(正)将增大
B.若υ(正)增大,平衡向正反应方向移动
C.若使原平衡混合物中各组成成份的浓度发生变化,则平衡一定发生移动
D.使用催化剂只影响化学反应速率而不影响化学平衡
9.在一个密闭容器中,反应2HBr(g)
H2(g)+Br2(g)-Q达到平衡后,在其他条件不变的情况下,下列措施不能使混合气体的颜色加深的是()。
A.通入HBr气体B.升高温度C.增大H2的浓度D.增大压强
10.在反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)达到平衡时,碳的氧化物中碳与氧的质量比m(C)∶m(O)可能是()。
A.3∶1B.3∶4C.3∶5D.3∶8
11.足量的金属镁与一定量的稀硫酸作用其反应速率是慢
快
慢,试解释原因。
__________________________________________________________。
12.可逆反应A+B
2C在一定条件下达到平衡。
(1)升高温度,正反应速率___________,逆反应速率___________,若测得体系中C的浓度增大,则平衡向___________方向移动,正反应是_________(吸热、放热)反应。
(2)在平衡体系中加入催化剂,正反应速率_______,逆反应速率_______,平衡_______移动。
13.某温度时,在密闭容器中存在如下平衡体系:
N2O4(g)
2NO2(g)-Q,
(1)在恒温恒容时,通入一定量的N2O4后,υ(正)__________,υ(逆)__________,容器内混合气体的压强__________,N2O4的物质的量分数__________。
(2)在恒温时,使容器的体积缩小,混合气体的颜色__________,υ(正)__________,υ(逆)__________,平衡向__________移动。
(3)恒容时,将温度升高,υ(正)_______,υ(逆)_______,混合气体的密度_______,混合气体的平均相对分子质量________。
14.可逆反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),取amolA和bmolB置于VL容器内,1min后,测得容器内A的浓度为xmol/L,这时B的浓度为__________mol/L,C的浓度为__________mol/L,这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度表示,应为_______________。
15.若A、B、C的起始浓度分别用amol/L,bmol/L,cmol/L表示,且a、b、c均不为零。
在一定条件下,可逆反应A(g)+B(g)
2C(g)达到平衡时,c(A)=0.5mol/L,c(B)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/L。
则:
(1)a,b应满足的关系是____________________。
(2)a的取值范围是____________________________。
16.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:
2SO3(g),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%,则乙容器中的SO2的转化率__________p%。
17.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+
2Fe2++I2(水溶液)
上述反应的正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为:
υ=k•c(I-)m•c(Fe3+)n(k为常数)
c(I-)(mol/L)
c(Fe3+)(mol/L)
υ[mol/(L•s)]
0.80
0.032k
0.60
0.40
0.144k
0.128k
通过所给的计算得知:
在υ=k•c(I-)m•c(Fe3+)n中。
m,n的值为_______。
[选填A.、B.、C.、D.]
A.m=1,n=1B.m=1,n=2C.m=2,n=1D.m=2,n=2
I-浓度对反应速率的影响__________Fe3+浓度对反应速率的影响(选填:
“小于”、“大于”或“等于”)。
18.丙酮和碘在酸性溶液中发生下列反应:
CH3COCH3+I2
CH3COCH2I+H++I-
25℃时,该反应的速率由下列经验公式决定:
υ=2.73×
10-5c(CH3COCH3)•c(H+)[mol/(L•s)]
25℃时,c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H+)的起始浓度依次为0.01mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L,求:
(1)反应开始时的速率。
(2)当溶液中的I2消耗一半时,反应速率比开始时慢还是快(通过计算说明)?
作业二
1.在一定条件下,当C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)-Q的反应达到平衡后,改变下列条件,使反应速率减慢,但平衡向正反应方向移动的是()。
A.升高温度B.恒温恒压下通入氦气
C.恒温恒容下通入水蒸气D.恒温恒容下通入氦气
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