1、2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 1 / 12第三章 化学中的平衡第二节 化学反应中的平衡 3 教学基本要求教学内容 一、化学反应速率：1定义：用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来定量地表示化学反应快慢的物理量。计算公式： 单位：2在应用速率计算公式时应注意以下几点：化学反应速率是某段时间内的平均速率，不可为负值；固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，一般不用固体或纯液体来表示反应速率；2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 2 / 12表示化学反应速率时，要注明具体物质；在同一个化学反应中，用不同物质所表示的化学反应速率，其比值等于化学方程式中的之比；在同一个化学反应中，各种物质
2、的变化量之比，等于化学方程式中的 之比。二、影响化学反应速率的因素1物质的性质决定了化学反应速率的大小2温度：其他条件相同时，反应物温度 ，反应速率 。温度每升高 10，反应速率一般增加为原来的 24 倍3浓度：其他条件相同时，反应物浓度 ，反应速率 。4压强：有气体参加的化学反应，其他条件不变时，增大压强，相当于 ，反应速率 。5其他条件相同时，使用合适的催化剂，反应速率加快6 其他条件相同时，粉末状固体比块状固体反应速率快接触面积大，反应速率快【练习】1 在 2L 密 闭 容 器 中 加 入 4molA 和 6molB， 发 生 以 下 反 应 ： 4A(g)+6B(g) 4C(g) +5
3、D(g)。若经 5s 后，剩下的 A 是 2.5mol，则 B 的反应速率是 （ ）A0.45 mol / Ls B0.15 mol / Ls C0.225 mol / Ls D0.9 mol / Ls 2现有反应 4NH3+5O24NO+6H 2O，反应速率分别用 v(NH3)、v (O2)、v (NO)、v(H 2O)表示，其关系正确的是 （ ）A.4v(NH3)=5v(O2) B.4 v(NH3)=5 v(H2O) C.4v(O2)=5 v(NO) D.4 v(NH3)=5 v(NO)3反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是Av
4、(D)=0.4 mol / Ls Bv (C)=0.5 mol / Ls （ ）Cv(B)=0.6 mol / Ls Dv(A)=0.15 mol / Ls4设反应 C CO2 2CO（正反应吸热）反应速率为 v1，N 23H 2 2NH3（正反应放热），反应速率为 v2。对于上述反应，当温度升高时，v 1、v 2 的变化情况为 （ 2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 3 / 12）A. 同时增大 B. 同时减小 C. v1 增大，v 2 减小 D. v1 减小，v 2 增大三、化学平衡CO+H2O（g） CO2+H2 反应中起始和平衡时各物质的浓度（800）如表：高 温 催 化 剂起始时
5、各物质的浓度(mol/L) 平衡时各物质的浓度 (mol/L)c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2)平衡时 )(2OHcC0.010 0.010 0 0 0.0050 0.0050 0.0050 0.0050 1.00 0 0.010 0.010 0.0050 0.0050 0.0050 0.0050 1.00.008 0.008 0.002 0.002 0.0050 0.0050 0.0050 0.0050 1.00 0 0.020 0.010 0.0067 0.0067 0.0133 0.0033 0.980.0025 0.0
6、30 0.0075 0.0075 0.0021 0.0296 0.0079 0.0079 1.00.010 0.030 0 0 0.0025 0.0225 0.0075 0.0075 1.01学平衡状态的建立过程及途径：2化学平衡状态定义：在一定条件下的 反应里， 和 的速率相等，反应混合物中各组分的 和 保持不变的状态。化学平衡状态建立的标志：【练习】5在容积固定的密闭容器中发生如下反应：N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+92.3kJ。高 温 高 压 催 化 剂能说明该反应达到了平衡状态的是： A.生成氨的速率与氨分解速率相等 B.断开一个 NN 键的同时有六个 NH 键生成201
7、8 学年上戏附中高三化学等级讲义 4 / 12C.N2、H 2、NH 3 的百分含量不再变化 D.N2、H 2、NH 3 的分子数之比为 132 的状态E.N2、H 2、NH 3 的浓度相等 F .N2、H 2 不再起反应G.3v(N2)=v(H2) H.混合气体的密度不变 I.气体总物质的量不变J.气体总质量不变 K.容器的总压强不变6对于在固定容器中发生的反应：H 2(g)+I2(g) 2HI(g)，下列说法中能说明该反应达到了平衡状态的是 A气体总物质的量不变 B气体总压强不变C反应混合气体的密度不变 D反应混合气体颜色不变E存在 c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2 F百分组
8、成 w(HI)=w(I2)3化学平衡常数：一定温度下，当可逆反应达到平衡时，生成物浓度指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，得到的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数（简称平衡常数） ，用符号 K 表示。对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)+Q(Q0)，在一定温度下：K=化学平衡常数 K 只与温度有关，与反应物的起始浓度无关反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度或视为“1”（不变）而不代入公式。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。平衡常数是在一定温度下进行一个化学反应的特征
9、常数，K 值越大，表示反应进行的程度 ，反应物转化率 ；反之，反应转化得就越不完全，反应物的转化率就越小。利用 K 值变化可判断反应的热效应若温度升高，K 值增大，则正反应为 反应。若温度升高，K 值减小，则正反应为 反应。【练习】7有可逆反应 Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g)，已知在温度 938K 时， K=1.47，在 1173K时，K=2.15。写出该反应的平衡常数表达式_ ，该反应是_ 2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 5 / 12_（选填“吸热” 、 “放热”）反应。8在 2L 密闭容器内，800时发生如下反应：2NO(g)+O 2(g) 2NO2(g)体
10、系中，写出该反应的平衡常数表达式：K= 。已知：K 300 K 350 ，则该反应是 热反应。9在一个体积为 4L 的密闭容器中，高温下发生下列反应：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)Q(Q 0)写出上述反应的平衡常数表达式： 。降低温度，平衡常数 K （填“ 增大 ”、 “不变”或“ 减小”） ，正反应速率 ；（填“ 增大”、 “减小”或“不变”，下同） ，逆反应速率 。101000时，硫酸钠与氢气发生下列反应：Na 2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) 。该反应的平衡常数表达式为_ 。已知 K1000 K 1200 ，则该反应是_反应（填
11、“吸热”或“ 放热”） 。11在 一 定 体 积 的 密 闭 容 器 中 ， 进 行 如 下 化 学 反 应 ： CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)，其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表：t/ 700 800 830 1000 1200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6(1)该反应的化学平衡常数表达式为 K 。(2)该反应为 反应（选填吸热、放热） 。(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c (CO2)c(H2)c (CO)c(H2O)，试判断此时的温度为 。4平衡转化率 ：某反应的平衡转化率=平衡转化率越大，则该反应进行得越完全。平衡转化率随着反应物起始浓度的不同
12、而改变。【练习】12已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)，正反应为吸热反应。请回答下列问题：(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)=1mol/L，c(N)=2.4mol/L，达到平衡后，M 的转2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 6 / 12化率为 60%，此时 N 的转化率为 。(2)若反应温度升高， M 的转化率 (填“ 增大 ”、 “减小” 或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)= c(N)=amol/L，达到平衡后，M 的转化率为 。 （25%、增大、41% ）四化学平衡移动：可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫
13、做化学平衡的移动。（1）化学平衡移动的方向v 正 v 逆 ，平衡向 反应方向移动；v 正 v 逆 ，平衡不移动；v 正 v 逆 ，平衡向 反应方向移动。（2）影响化学平衡的因素温度：升高温度，正、逆反应速率都 ，但 v放热 v吸热 ，平衡向着 方向移动；降低温度，正、逆反应速率都 ，但 v放热 v吸热 ，平衡向着 方向移动；浓度：增大反应浓度（或减小生成物浓度） ，v 正 v逆 ，平衡向着 方向移动；减小反应浓度（或增大生成物浓度） ，v 正 v 逆 ，平衡向着 方向移动；压强：压缩容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动；扩大容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动；(1)向
14、容积固定的容器中充惰性气体，容器内压强将 ，但反应混合物中各物质浓度 ，平衡不移动；(2)在恒压条件下，向体积可变的容器中充惰性气体，相当于将反应体系扩容，反应体系中各物质浓度将 ，平衡向着 方向移动；催化剂：因使用催化剂将同等程度地改变正、逆反应速率，故化学平衡不移动。2018 学年上戏附中高三化学等级讲义 7 / 12勒夏特列原理： 【练习】13有某可逆反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+Q；右图表示外界条件（温度、压强）的变化对上述反应的影响。下列判断正确的是 ( )Aa+b0)。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2 和 I2 各 0.1 mol，乙中加入 HI 0.2 m
15、ol，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 0.1 mol He，乙不变C甲降低温度，乙不变 D甲增加 0.1 mol H2，乙增加 0.1 mol I28碳酸钙与稀盐酸生成二氧化碳是放热反应，生成二氧化碳的量和反应时间的关系如图所示，以下结论正确的是 （ ）A反应开始 4 分钟内平均反应速率最小B反应开始 2 分钟内平均反应速率最大C反应开始 2-4 分钟内温度对反应速率的影响比浓度的影响大D反应进行 6 分钟后反应速率将加快9. 最新“人工固氮” 的研究报道：常温常压、光照条件下，N 2 在催化剂表面与水发生反应：2N2 (g)+6H2O (l) 4NH3 (g)+3O2 (g) Q(Q0) ，如果反应的平衡常数 K 值变大，该反应A一定向正反应方向移动 B一定向逆反应方向移动物质 X Y Z初始浓度/molL -1 0.1 0.2 0平衡浓度/molL -1 0.05 0.05 0.12 4 6 时间速率
