2011届高考化学4轮复习考点突破(7)

1．平衡状态判断的标志很多，需在运用中体会。可逆反应达平衡状态的标志本章重点提示直接标志间接标志对于反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，不能用总物质的量、总压、平均相对分子质量等是否随时间变化来判断反应是否达到了平衡状态，因为这些物理量不随时间的变化而变化。2．有关化学反应速率和化学平衡的图象问题，对横纵坐标含义，图象起点、拐点、终点及趋势分析。3．影响K的因素(1)化学平衡常数表达式中是各物质在平衡状态时的物质的量浓度，不是物质的量，尤其当m＋n≠p＋q时更应注意，化学平衡常数的单位应视表达式而定。(2)对于有固体、水参加或生成的反应来说，固体、水的浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。(3)K只受温度影响，当温度不变时，K值不变；温度升高时，对ΔH0的反应，K值变小；ΔH0的反应，K值增大。如果由于浓度、压强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则K值一定不变。1．外界条件对反应速率和化学平衡的影响(1)c：增大反应物的浓度(或减小生成物浓度)，使QK，此刻v正，而v逆不变，使v正v逆，故平衡向正反应方向移动。注：增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡不移动。(2)P：增大压强(缩小容器的体积)对v的影响是通过改变物质的浓度实现的，当改变压强使QK时，平衡则向正反应方向移动。(3)T：若升高温度，使吸热方向的K增大而放热方向的K减小(即升高温度虽然正逆反应速率均增大，但是v吸增大的程度更大，使v吸v放，故平衡向吸热方向移动。)(4)催化剂：使用催化剂可降低活化能，使v正、v逆均增大，且两者增大的程度相同，故平衡不移动。(5)“惰性气体”对化学平衡的影响①恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大→体系中各反应物、生成物浓度不变→平衡不移动②恒温、恒压条件原平衡体系容器容积增大→体系中各成分的浓度同倍数减小(等效于减压)2．等效平衡(1)等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，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，这样的平衡称为等效平衡。(2)等效平衡的分类根据反应条件(恒温、恒压或恒温、恒容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类：(1)恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应；(2)恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数相等的可逆反应；(3)恒温、恒压条件下，反应前后气体分子数任意类型的可逆反应。以下是三类等效平衡的比较：等效均指的是平衡混合物中各组分的百分含量保持不变。实际上三种等效是有差别的，第1种情况是绝对等效(包括浓度、密度、相对分子质量等都相等)，而2、3种情况下，物质的量等存在倍数关系。等效类型(1)(2)(3)条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例对反应的要求任何可逆反应反应前后气体体积相等任何可逆反应1．当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡基本无影响。2．由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。3．对于气体分子数无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，压强的变化对其平衡无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。4．同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某平衡体系中，c(N2)＝0.1mol·L－1、c(H2)＝0.3mol·L－1、c(NH3)＝0.2mol·L－1，当浓度同时增大一倍时，即让c(N2)＝0.2mol·L－1、c(H2)＝0.6mol·L－1、c(NH3)＝0.4mol·L－1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。5．在恒容的容器中，当改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强改变，但判断平衡移动的方向时，应仍以浓度的影响去考虑。如2NO2(g)N2O4(g)，平衡后，向容器中再通入反应物NO2，使c(NO2)增大，平衡正向移动；如向容器中再通入生成物N2O4，则使c(N2O4)增大，平衡逆向移动，但由于两种情况下，容器内的压强都增大，故对最终平衡状态的影响是一致的，如：两种情况下，重新达到平衡后，NO2的百分含量都比原平衡时要小。一、化学反应速率及其影响因素【例1】(2009·福建理综，12)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度c/mol·L－1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①②③④0.801.600.800.800.200.200.400.200.00100.00100.00100.0020290145145580分析实验数据所得出的结论不正确的是()A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B．实验②和③的v(Br2)相等C．增大c(HCl)，v(Br2)增大D．增大c(Br2)，v(Br2)增大解析：A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变少，v(Br2)增大。B项，实验②和③反应时间相同，则v(Br2)相等。C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大。D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，反应时间增长，v(Br2)减小，故选D。答案：D二、化学平衡移动原理【例2】(2009·北京理综，9)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)；ΔH0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A．甲、乙提高相同温度B．甲中加入0.1molHe，乙不变C．甲降低温度，乙不变D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2解析：0.2molHI相当于H2、I2各0.1mol，所以甲、乙在题述情况下达到的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，仍等效；B项，甲中加入0.1molHe对反应无影响；C项，甲降低温度，平衡右移，HI的浓度增大；D项，甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，平衡都向右移动，HI的浓度都增大，具体结果不能断定。答案：C三、化学反应速率及化学平衡图像【例3】(2009·安徽理综，9)汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.4kJ·mol－1，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()解析：ΔH＝－373.4kJ·mol－1，温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，CO转化率降低，故A、B两项错；K只与温度有关，C项正确；D项增大N2的物质的量平衡左移，则NO转化率降低，所以D项错。答案：C四、综合题【例4】二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理其对环境的污染是当前环保工作的重要研究内容之一。(1)一定条件下，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，向2L密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2molSO3(g),2min后反应达到平衡时，测得SO2的物质的量为1mol，则该可逆反应的平衡常数K＝________；恒温下，若往容器中再加入2molSO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%(填“”、“”或“＝”)。(2)在一密闭容器中发生反应2NO22NO＋O2；ΔH0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答：①依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为________。②若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件可能是________(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。(3)一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应：①2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)②2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)若达平衡时，c(NO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝1.3mol·L－1，则反应②中NO2的转化率为________，N2O5(g)的起始浓度应不低于________mol·L－1。解析：(1)根据数据可以计算出平衡时，c(SO2)为0.5mol·L－1，c(O2)为0.25mol·L－1，c(SO3)为0.6mol·L－1，由平衡常数表达式可以得到：平衡常数K＝5.76；增大二氧化硫的浓度，导致二氧化硫自身转化率减小。(2)①根据图象分析可知：前3min内氧气浓度增大了0.035mol·L－1，所以平均反应速率为0.0117mol/(L·min)；②从图象变化趋势来看，B相对于A来说，反应速率增大，NO2浓度减小，所以只可能是温度。(3)利用反应①和②可以求出当c(NO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝1.3mol·L－1时，①2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)4xx②2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)2y2yyx＋y＝1.3mol·L－14x－2y＝0.4mol·L－1，解得：x＝0.5mol·L－1，y＝0.8mol·L－1，所以反应②中NO2的转化率为80%。答案：(1)5.76(2)①0.0117mol/(L·min)②温度(3)80%1