最新初中教案《化学反应速率与化学平衡》单元复习 精.docx
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最新初中教案《化学反应速率与化学平衡》单元复习精
反应速率与化学平衡
教学目标:
1、理解反应速率含义及影响因素;
2、掌握反应速率与化学平衡的关系;
3、理解平衡的标志与等效平衡的建立;
4、学会分析平衡图象;
5、理解影响平衡的因素及平衡移动的方向;
6、掌握速率与平衡的计算。
教学重点:
掌握反应速率与化学平衡的关系
一、化学反应速率
定义
单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,v=△c/△t(单位mol/L·min)
特点
同一反应,不同物质速率数值不一定相同,但数值之比等于反应系数比
影响
1、浓度:
增大反应物浓度,加快反应速率;
2、压强:
(对气体参加的反应)增大压强,加快反应速率;
3、温度:
升高温度,加快反应速率;
4、催化剂:
加正催化剂,加快反应速率;
5、其他:
光、颗粒大小、溶剂、原电池反应等。
注意
1、可逆反应:
不同物质的同向速率之比等于反应系数比
2、若充入惰性气体①恒容:
对反应速率没有影响;②恒压:
反应速率减慢。
3、条件改变对可逆反应速率的影响幅度不一定相同。
【巩固练习】速率及与平衡的关系
考点1、计算反应速率
1、反应4
(气)+5
(气)
4NO(气)+6
(气)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
(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为
A.
(NH3)=0.0100mol.L-1.s-1 B.
(O2)=0.0010mol.L-1.S-1
C.
(NO)=0.0010mol.L-1.s-1 D.
(H2O)=0.045mol.L-1.s-1
2、合成氨反应为:
3H2+N2
2NH3,其反应速率可以分别用V(H2)、V(N2)、V(NH3)
(摩/升·秒)表示,则正确的关系式是
A.V(H2)=V(N2)=V(NH3)B.V(N2)=3V(H2)
C.V(NH3)=1.5V(H2)D.V(H2)=3V(N2)
考点2、影响速率的因素
3、100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是B
A.加入适量的6mol/L的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液
4、设C+CO2=2CO-Q1,反应速率V1,N2+3H2=2NH3+Q2,反应速率V2.若升温,V1和V2的变化是A
A.同时增大B.同时减少C.V1增大,V2减少D.V1减少,V2增大
5、一定条件反应N2+3H2
2NH3达平衡,当单独改变下述条件后有关叙述错误C
A.加催化剂,V(正)和V(逆)都发生变化,且变化的倍数相等
B.加压,V(正)和V(逆)都增大,且V(正)增加倍数大于V(逆)增加倍数
C.降温,V(正)和V(逆)都减少,且V(正)减少倍数大于V(逆)减少倍数
D.增加[N2],V(正)和V(逆)都增大,且V(正)增加倍数大于V(逆)增加倍数
6、某温度时,把1molN2O4气体通入体积为10L的真空密闭容器中,立即出现棕色,反应进行4s时NO2的浓度为0.04mol/L,再经过一定时间后,反应达平衡,这时容器内压强为开始时的1.8倍,则
(1)前4s以lN2O4浓度变化表示的平均反应速率为0.005mol/L.s
(2)在4s时容器内的压强为开始时的倍1.2
(3)在平衡时容器内含NO2mol1.6
7、在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为:
2M
N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
8、反应2X(气)+Y(气)
2Z(气)+热量,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.T1
C.T1>T2,P1>P2D.T1>T2,P1 考点3、判断催化剂 8、冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行如下反应: Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2下列说法中不正确的是C A.反应后将O3转变为O2B.Cl原子是总反应的催化剂 C.氟氯甲烷是总反应的催化剂D.Cl原子反复起分解O3的作用 9、由反应物粒子一步直接实现的化学反应称为基元反应.某化学反应是通过三步基元反应实现的: ①Ce4++Mn2+→Ce3++Mn3+②Ce4++Mm3+→Ce3++Mn4+③Ti++Mn4+→Ti3++Mn2+,由此可知,该反应的催化剂是,起始反应物是,总反应方程式为. Mn2+Ce4+和Ti+2Ce4++Ti+=2Ce3++Ti3+ 二、化学平衡 含义 在一定条件下的可逆反应,当正反应和逆反应速率相等时,各组分的浓度不再改变的状态叫化学平衡状态 特征 动、等、定、变 标志 1、直接标志: 同一物质的V正=V逆或一种物质的正反应速率和另一种物质的逆反应速率之比等于反应系数比; 2、间接标志: 各组分①物质的量;②浓度;③百分含量不再改变 注意 对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应: ①总物质的量不变;②混合气体的平均分子量不变;③恒温恒容下,反应容器内的总压强不变;若反应前后气体物质分子数相等的可逆反应以上不能作为平衡的标志 [巩固练习]化学平衡状态的标志 1.达到化学平衡的条件是() A.逆反应停止进行B.反应物与生成物的浓度相等 C.正反应与逆反应停止进行D.正反应和逆反应的速率相等。 2.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是 A.A(气)+B(气) C(气)B.A(气)+2B(气) 3C(气) C.A(气)+B(气) C(气)+D(气)D.以上都达到平衡 3.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应: A(固)+2B(气) C(气)+D(气)已达平衡的是() 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.气体总物质的量 4.在一定条件下,可逆反应2A B+3C在下列4种状态中,处于平衡状态的是 A.正反应速度vA=2mol/(L·min)逆反应速度vB=2mol/(L·min) B.正反应速度vA=2mol/(L·min)逆反应速度vC=2mol/(L·min) C.正反应速度vA=1mol/(L·min)逆反应速度vB=1.5mol/(L·min) D.正反应速度vA=1mol/(L·min)逆反应速度vC=1.5mol/(L·min) 5.在一定温度下,反应A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡状态的标志是 A.单位时间里生成nmolA2,同时生成nmolAB B.容器中的总压不随时间而变化 C.[A2],[B2],[AB]不随时间而变化 D.单位时间里生成2nmolAB的同时生成nmolB2。 6.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是() A.C的生成速度与C的分解速度相等 B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1: 3: 2 7.能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应: 2SO2+O2 2SO3,已经达到平衡的标志是() A.容器中SO2、O2、SO3共存B.容器中SO2和SO3的浓度相同 C.容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2∶1∶2D.容器中压强不随时间的变化而改变 8.在2NO2 N2O4的可逆反应中,下列状态一定属于平衡状态的是() A.N2O4和NO2的分子数比为1: 2 B.N2O4和NO2的浓度相等 C.平衡体系的颜色一定不再改变 D.单位时间有1molN2O4变为NO2的同时,有2molNO2变为N2O4 三、等效平衡 涵义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡互称为等效平衡 规律 恒温恒容 1、对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过反应的系数比换算成同一半边物质的物质的量与原平衡起始加入一样,则两平衡等效。 2、对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过反应的系数比换算成同一半边物质的物质的量的比例与原平衡起始加入比例相同,则两平衡等效。 恒温恒压 改变起始时加入物质的物质的量,只要按反应系数换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡加入比例相同,则两平衡等效 [巩固练习]等效平衡建立 1、一定条件下把2molSO2和1molO2充入容积固定的密闭容器中,反应2SO2+O2 2SO3到达平衡时,若温度不变,用a、b、c表示起始时SO2、O2和SO3的物质的量。 若a、b、c取值不同,必须满足一定关系才能保证达到平衡时,反应混合物的质量分数与上述平衡时完全相同。 则: (1)若a=0,b=0,则c=____。 (2)若a=0.5则b=____,c=____。 (3)a、b、c取值的一般条件用方程式表示: (一个只含a、c,另一只含b、c)____、____。 2、某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入3升A和2升B,发生如下反应: 3A(气)+2B(气) xC(气)+yD(气),达到平衡时C的体积百分比为m%,若维持温度、压强不变,将0.6升A,0.4升B、0.4升C、0.8升D作为起始物质充入密闭容器内,则达到平衡时C的体积百分比仍为m%,则x=_______,y=________。 3、在一定条件下,四个相同容积的容器中分别充入下列配比的气体 容器 A B C D (a) 2摩尔 1摩尔 0 0 (b) 4摩尔 2摩尔 0 0 (c) 1摩尔 0.5摩尔 1.5摩尔 0.5摩尔 (d) 0 0 9摩尔 3摩尔 发生2A(气)+B(气) 3C(气)+D(气)的可逆反应,当达到平衡时,________容器内B的浓度最大;_______和_______容器内四种物质的浓度都相同。 4、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应: H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)已知加入1摩H2和2摩Br2时,达到平衡后生成a摩HBr(见下表“已知”项)。 在相同条件下,且保持平衡时各组分的百分含量不变,对下列编号 (1)~(3)的状态,填写表中的空白: 编号 起始状态(摩) 平衡时HBr 已知 H2 Br2 HBr 物质的量(摩) 1 2 0 a (1) 2 4 0 (2) 1 0.5a (3) m n(n>2m) 5、在密闭容器中加入4molA和2molB发生如下反应 2A(气)+B(气) 3C(气)+D(气)达到平衡时C的浓度为mmol/L,若温度不变时按下列5种配比作为起始物质,达到平衡后C浓度仍为mmol/L的是() A.2molA+1molBB.4molA+2molB+3molC C.3molC+1molDD.6molC+2molDE.2molA+1molB+3molC+1molD 6、在一个固定容积的密闭容器中,加以m摩A、2n摩B,发生下列反应: mA(g)+nB(g) pC(g)平衡时C的浓度为W摩/升,若容器体积和温度不变,起始时放入a摩A,b摩B,c摩C,若要平衡后C的浓度仍为W摩/升,则a、b、c必须满足的关系是() A. = ,且 +a=mB. = 且 +b=n C. < < 且 +a=m, +b=2nD.0< < 且 +a=m, +b=2n 四、有关化学平衡的计算 浓度的变化关系 ①反应物: 平衡浓度=起始浓度-转化浓度 ②生成物: 平衡浓度=起始浓度+转化浓度 反应物的转化率 反应物的转化率= 注意 1、计算模式: “起始、转化、平衡”三步分析; 2、各物质的转化浓度或物质的量之比一定等于反应系数比。 [巩固练习]平衡计算题 1、在一密闭容器中,充入5摩SO2和4摩O2,保持温度、体积不变,当反应达平衡时,压强为起始状态的7/9。 求SO2转化率是多少? 2、在一定温度、压强和有催化剂存在条件下,将N2和H2按1: 3的体积比混合,当反应达平衡时,混合气中含有mmol的N2,且NH3的体积分数量为a%,求起始时N2、H2的物质的量各是多少mol? 3、将6molH2和3molCO充入容积为0.5L的密闭容器中,进行如下反应: 2H2(气)+CO(气)CH3OH(气),6s体系达平衡,此容器压强为开始时的0.6倍。 试求: (1)H2的反应速率? (2)CO的转化率? 4、将等物质的量的A,B混合于2L的密闭容器中,发生反应 3A(气)+B(气) xC(气)+2D(气)。 经5min后达到平衡时,测知D的浓度为0.5mol/L,[A]∶[B]=3∶5,C的平均反应速率为0.1mol/L·min。 试求 (1)A的平衡浓度是多少? (2)B的平均反应速率? (3)x=? 5、合成氨的反应在一定条件下达到平衡,测得体系中NH3为4mol,起始与平衡时的压强之比为13∶8,且[H2]始∶[H2]平=4∶1,求N2和H2的转化率。 6、1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。 若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9∶1,求SO2的转化率。 7、在763K、3.04×104千帕时,用CO和H2作原料合成CH3OH,存在下列平衡: CO(气)+2H2(气) CH3OH(气)当原料中H2和CO的比例不同时,对CO的转化率及平衡混和物中甲醇的体积百分含量都有影响。 (1)设H2和CO的起始物质的量之比为n,平衡时CO的转化率为a,平衡混和物中甲醇的体积百分含量为y。 试推断n、a、y三者的关系表达式为。 (2)将下表已知数据代入表达式中进行计算,把计算结果填入表中有关空格中: n a y 1 0.25 (a) 2 0.45 (b) 3 19.35% (3)根据上表数据,判断用CO和H2合成甲醇时,H2和CO的最佳体积比是多少? 并简述选出的依据____。 8、合成氨反应在定温定压下进行,达平衡后温度和压强如初,氨占总体积的20%。 求平衡时总体积与起始总体积之比? 9、接触法制硫酸中,焙烧黄铁矿所得气体含N278%、O211%、SO27%、CO24%,进入接触室后反应,气体体积变为原来的96.7%,求SO2的转化率及反应后O2和N2的体积比? 10、合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定反应物的转化率。 某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体密度为0.554克/升(标况)从合成塔中出现的混合气体在相同条件下密度为0.693克/升。 求该合成氨厂N2的转化率为多少? 11、某可逆反应A(气)+B(气) C(气),在两个完全相同密闭容器中分别加入A、B各1摩,第一个容器温度为400℃,达到平衡时压强为原来的75%,第二个容器温度为600℃,达到平衡时A的体积百分含量为25%,通过计算推断该反应的正反应是吸热反应还是放热反应? 12、在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应: 3A(气)+B(气) x(气)+2D(气),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白: (1)x值等于________________; (2)B的平衡浓度为____________; (3)A的转化率为________;(4)生成D的反应速率为____________; (5)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数________(填增大、减小或不变); (6)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,开始加入C和D各4/3mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时完全相等,则还应加入______物质____mol。 13、10℃时,0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/L硫酸溶液等体积混合,4分钟后有浑浊,若温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,则温度升高到40℃时,____秒钟后即可出现浑浊。 14、把氮气和氢气以1: 1物质的量比混匀后分成四等份,分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空密闭容器中(容器的容积固定),在保持相同温度的条件下,四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。 分析表中实验数据后回答问题(用A、B、C、D填空): 容器代号 A B C D 平衡时混合物的平均式量 16 17 平衡时N2的转化率 20% 平衡时H2的转化率 30% (1)都达平衡时,____容器中NH3的物质的量所占比例最大 (2)达到平衡所需时间最长的容器代号是____。 (3)四个容器的容积由小到大的排列次序是____。 15、在一个x升的密闭容器中放入y升的A(气)和z升的B(气),在一定条件下发生下列反应: 3A(气)+B(气) nC(气)+2D(气)。 这平衡后,A的浓度减少1/2,混合气的平均相对分子质量比原气体增大1/8。 式中n值(正整数)为_______ 16、在一定条件下,测得2CO2 2CO+O2的平衡混合物的密度为M/22.4(g/L)(标准状况),求该条件下CO2的平衡转化率(用含M的代数式表示)________。 17、将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应: NH4I(固) NH3(气)+HI(气)、2HI(气) H2(气)+I2(气) 当反应达平衡时[H2]=0.5mol/L,[NH3]=5mol/L,则HI的浓度为________ 18、在一定温度和压强下,将平均分子的相对质量为8.5N2和H2的混合气体,充入密闭容器中反应,达到平衡后,混合气体的平均分子的相对质量为10.0,则N2的转化率为____。 19、将N2和H2混和,使其在一定条件下发生反应并达到平衡。 根据表中数据回答有关问题: 物质 浓度 N2 H2 NH3 起始(摩/升) a 6 0 转化(摩/升) b c d 平衡(摩/升) 1 e 3 (1)表中a=____,b=____,c=____,d=_____,e=____。 (2)若反应经3分钟达到平衡,则反应速度vN =_____。 (3)氮气的转化率是____。 (4)该体系的起始状态和平衡状态的压强比(体积、温度不变)是____。 20、10.0克硫铁矿粉末被充分煅烧后,把生成的SO2气体跟4.8克O2混合,并使其在一定条件下反应。 反应混合物先用冰水冷却后得到8.0克无色晶体,剩余气体通入足量的氢硫酸中充分反应生成8.8克黄色沉淀物。 求硫铁矿中含硫质量分数。 五、影响化学平衡的因素 浓度 增大反应物(或减小生成物)浓度,平衡向正反应方向移动 压强 增大(或减小)压强,平衡向气体体积缩小(或增大)的方向移动 温度 升高(或降低)温度,平衡向吸热(或放热)方向移动 注意 ①催化剂: 同程度改变正、逆反应速率,对化学平衡没有影响 ②对气体分子数不变的可逆反应,改变压强,正逆反应速率同等程度改变,平衡不移动 [巩固练习1]平衡图像问题 1.如图所示,反应: X(气)+3Y(气) 2Z(气)+热量,在不同温度、不同压强(p1>p2)下,达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为() 2.对于达平衡的可逆反应X+Y W+Z,增大压强则正、逆反应速度(v)的变化如上图,分析可知X,Y,Z,W的聚集状态可能是()。 A.Z,W为气体,X,Y中之一为气体 B.Z,W中之一为气体,X,Y为非气体 C.X,Y,Z皆为气体,W为非气体 D.X,Y为气体,Z,W中之一为气体 3.可逆反应mA(固)+nB(气) eC(气+fD(气),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图: 下列叙述正确的是()。 A.达平衡后,加入催化剂则C%增大 B.达平衡后,若升温,平衡左移 C.化学方程式中n>e+fD.达平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动 4.反应aA(g)+bB(g) cC(g)+Q,生成物C的质量分数与压强P和温度的关系如图,方程式中的系数和Q值符合图象的是() A.a+b>cQ>0B.a+b>cQ<0 C.a+b<cQ<0D.a+b=cQ>0 5.某可逆反应L(s)+G(g) 3R(g)-Q,本图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。 试判断图中y轴可以表示() A.平衡混合气中R的质量分数 B.达到平衡时G的转化率 C.平衡混合气中G的质量分数 D.达到平衡时L的转化率 6.在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+Q中m、n、p为系数,且m+n>p,Q>0。 分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度toC、压强P关系正确的是() 7.在密闭容器中进行下列反应: M(气)+N(气) R(气)+2L 此反应符合下面图像,下列叙述是正确的是() A.正反应吸热,L是气体 B.正反应吸热,L是固体 C.正反应放热,L是气体 D.正反应放热,L是固体或液体 8.能正确反映出N2+3H2 2NH3+Q的关系的是() 9.图中C%表示某反应物在体系中的百分含量,v表示反应速度,P表示压强,t表示反应时间。 图(A)为温度一定时压强与反应速度的关系曲线;图(B)为压强一定时,在不同时间C%与温度的关系曲线。 同时符合以下两个图像的反应是() A.4NH3(气)+5O2(气) 4NO(气)+6H2O(气)+808.7kJ B.N2O3(气) NO2(气)+NO(气)-41.8kJ C.3NO2(气)+H2O(液) 2HNO3(液)+NO(气)+261.3kJ D.CO2(气)+C(固) 2CO(气)-171.4kJ 10.对于mA(固)+nB(气)pC(气)+Q的可逆反应,在一定温度下B的百分含量与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是() A.m+n<pB.n>p C.x点的状态是v正>v逆D.x点比y点的反应速度慢 11.现有可逆反应A(气)+B(气) 3C(气),下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系: (1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则___曲线是表示有催化剂时的情况。 (2)若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况,则此可逆反应的正反应是_____热反应。 (3)若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则____曲线是表
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