高三一轮复习——化学平衡

1专题五化学平衡一、化学反应速率化学反应速率的计算式：v=注意：①同一化学反应在同一时间间隔内，用不同的物质表示化学反应反应速率时，速率的数值不一定相等，但这些数值表示的意义相同（即反应的快慢程度相同），且化学反应速率的数值之比等于系数之比。②该公式计算出的化学反应反应速率，是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。③化学反应速率是有单位的，常用单位是等。④化学反应速率没有负值。⑤固体和纯液体参加化学反应时，由于无浓度变化，故不能用于表示化学反应速率。二、影响化学反应速率的条件1、内因：物质性质（主要因素）2、化学反应的有效碰撞理论要点（1）反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。（2）能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。（3）能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。（4）只有活化分子之间采取合适取向进行的碰撞才是有效碰撞。（5）单位体积内有效碰撞越多化学反应速率越快2、外因：外界条件，主要有浓度、温度、压强、催化剂等。（1）浓度对化学反应速率的影响影响规律：当其它条件不变时，增加反应物浓度，化学反应速率加快。浓度影响化学反应速率的原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，即单位体积内的活化分子的数目与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，有效碰撞的次数增加，化学反应速率必然增大。注意：①一般来说，反应物处于溶液或气体状态下，才能改变其浓度，当反应物处于固体或纯液体状态下，增加或减少它们的量，不能改变其浓度，即不影响其化学反应的速率。②固体反应物表面积的大小将影响化学反应速率，固体的颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。（2）压强对化学反应速率的影响影响规律：当其它条件不变时，有气体参加的反应，增大压强，反应物浓度增大，化学反应速率增大。注意：①压强的改变必须引起参加反应的物质的浓度变化，才能改变化学反应速率。②如果参加反应的物质是固体或液体时，压强的改变对反应物的浓度基本无影响，因此压强的改变不影响固体和液体化学反应的速率。③恒温恒容的反应体系中，充入不参与反应的气体（如希有气体等），虽反应体系的压强增大，但反应物的浓度无变化，因而其化学反应速率不变。④恒温恒压体系中，充入不参与反应的气体（如希有气体等），虽反应体系的压强不变，但反应体系的体积膨胀，故造成反应物的浓度减小，因而其化学反应速率减慢。（3）温度对化学反应速率的影响温度对化学速率的影响规律：当其它条件不变时，升高温度，反应速率加快。温度影响化学速率的原因：(1)浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成了活化分子，增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞的次数增多，化学反应速率增大。(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，有效碰撞的次数也相应增多，化学反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。2注意：温度升高，不论对放热反应还是吸热反应，反应速率都增大。（4）催化剂对化学反应速率的影响催化剂影响化学反应速率的原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，这样使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。注意：①催化剂不能使不可能发生的反应变为可能。②如不特意说明，指正催化剂三、化学平衡状态：1、概念：在一定的条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征（1）逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。（2）等：达化学平衡时，从微观上来看V正=V逆。（3）定：达化学平衡时，各组分的浓度、含量保持不变。（4）动：达化学平衡时，从宏观上来看好象反应已经停止，但从微观上来看正、逆反应仍在进行即V正=V逆≠0。（5）变：化学平衡状态是暂时的，当改变影响化学平衡的条件，使V正≠V逆时化学平衡状态就被破坏，最后重新建立新的平衡。四、判断化学平衡状态的依据：1、“等”：V正=V逆≠0①必须一个表示的是正反应速率，另一个表示的是逆反应速率才能用于判断是否是化学平衡，若都表示的是正反应速率或逆反应速率时，则无法判断是否是平衡状态。②正反应速率等于逆反应速率，不是指数值上一定要相等，而是指正、逆反应速率的数值之比等于化学方程式中该物质的化学计量数之比。2、“定”：浓度、体积分数、物质的量分数等不变。（变量不再变化）用反应混合体系的某一物理量是否再发生变化，来判断反应是否达到化学平衡状态，该物理量必须是随着化学反应的进行而发生改变（可变量），如某物理量在化学反应的过程中始终不变（恒定量），则不能用该物理量来判断化学平衡状态，如在固定体积的密闭容器中进行的等体积反应的压强。即为：可变量不变达平衡。五、影响化学平衡的条件1、化学平衡的移动：可逆反应中旧化学平衡状态的破坏和新化学平衡的建立的过程。注意：化学平衡移动的根本原因是：条件改变造成化学反应的速率改变，使V正≠V逆。2、影响化学平衡移动的因素（1）浓度对化学平衡的影响影响规律：在其它条件不变时，增大反应物的浓度（或减小生成物的浓度）平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度（或增大生成物的浓度）平衡向逆反应方向移动。注意：一般情况下，增大反应物浓度，该物质的转化率减小，其它反应物的转化率增大。（2）压强对化学平衡的影响影响规律：在其它条件不变时，增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，减小压强，平衡向着气体体积增大的方向移动。注意：①在恒温恒容的条件下，向该平衡体系中充入惰性气体（或与体系中物质不发生反应的气体）时，容器内气体的总压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动。②在恒温恒压的条件下，向该平衡体系中充入惰性气体（或与体系中物质不发生反应的气体）时，容3器内气体的总压强不变，因气体的体积增大，各物质的浓度减小，平衡移动。（3）温度对化学平衡的影响影响规律：在其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。六、平衡移动原理（勒夏特列原理）如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强或温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。本部分重要方程式：1、Na2S2O3与稀硫酸反应方程式：离子方程式：2、KI、O2、H2SO4反应的方程式：离子方程式：3、KMnO4与H2C2O4反应的方程式：离子方程式：4、Cr2O72—与CrO42—的转化：七、化学平衡常数：1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。2．表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）K=。3．影响化学平衡常数的因素（1）内因：可逆反应的可逆性大小。（2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关。（3）若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。4．平衡常数的意义（1）表示可逆反应的限度K值越大，表示反应进行得越彻底，反应物转化率越高；一般情况下K105时，该反应基本完全反应。（2）判断平衡状态或移动方向对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=，叫该反应的浓度商。QcK，反应正向进行；Qc=K，反应处于平衡状态；QcK，反应逆向进行（3）判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；Ｋ值减小，则正反应为放热反应八、等效平衡1、等效平衡的含义：在相同条件下（恒温、恒容或恒温、恒压），各物质的起始配比不同，但反应达平衡后各组分的含量相同，这种不同起始配比所达到的含量相同的平衡状态称为等效平衡。2、等效平衡的种类（1）恒温、恒容，非等体积反应：极端折算后各物质与原配比各物质对应相等（2）恒温、恒容，等体积反应：极端折算后各物质与原配比各物质的比例对应相等（3）恒温、恒压，任何气体反应：极端折算后各物质与原配比各物质的比例对应相等4九、化学反应进行的方向：复合判据——自由能变化（ΔG）ΔG=ΔH–TΔS在恒温、恒压的条件下，若：ΔG0，反应能自发进行；ΔG0，反应不能自发进行；ΔG=0，反应达到平衡状态。练习：1、在一定条件下，将A2和B2气体通入1L密闭容器中，反应按下式进行：mA2＋nB2，2s内反应速率如下：v(A2)＝0.5mol·L－1·s－1，v(B2)＝1.5mol·L－1·s－1，v(C)＝1mol·L－1·s－1，则m和n的值分别为()A．2、3B．3、2C．3、1D．1、32．将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋⇋＋zD(g)，若2分钟后达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25mol/(L·min)，则下列推断正确的是()A．v(C)＝0.2mol/(L·min)B．z＝3C．B的转化率为25%D．C的体积分数为28.6%3．在一密闭容器中发生反应：2X(g)＋Y(g)⇋aZ(g)ΔH＝QkJ·mol－1，开始按体积比2:1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图象，下列有关说法正确的是()A．图甲，p1p2，a3B．图甲，T1T2，Q0C．图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体D．图乙，如果a＝3，t2时表示向体系中加入了催化剂4、有一反应：2A＋⇋，其中A、B、C均为气体，如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，则下列描述正确的是()A.该反应是放热反应B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C．T1温度下a点若要达到平衡，可以采取增大压强的方法D．c点时v(正)v(逆)5．运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是()A．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应B．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底D．增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率6、(2014·新课标全国卷Ⅱ)在容积为1.00L的容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：（1）反应的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为__________mol·L－1·s－1，反应的平衡常数K1为______________。（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T________100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是_______________________。②列式计算温度T时反应的平衡常数K2______________。（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由