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1、
(教師獨(dú)具)
答案:①自發(fā)進(jìn)行?、谳^低溫度?、圯^高溫度?、懿荒堋、輛增大?、辷增大 ⑦c增大?、鄓增大 ⑨溫度 濃度、壓強(qiáng) ?程度 ?方向 ?轉(zhuǎn)化率 ?濃度 ?不變 ?正反應(yīng) ?逆反應(yīng) ?吸熱 ?放熱 ?正反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向 減小 增大
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的關(guān)系
1.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響
壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡存在影響,是因?yàn)楦淖儔簭?qiáng)時(shí)改變了反應(yīng)混合物中各種氣體的濃度。因此,當(dāng)反應(yīng)物中有氣體時(shí),其反應(yīng)速率隨之改變。如對(duì)于可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)物中有氣體時(shí),增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率增大;當(dāng)生成物(逆反應(yīng)的反應(yīng)物)中有氣體時(shí),增大壓強(qiáng)
2、,逆反應(yīng)速率增大。正、逆反應(yīng)速率增大的程度分別取決于反應(yīng)物和生成物中氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小。因此,對(duì)于一個(gè)非等體積的氣態(tài)反應(yīng),改變壓強(qiáng),因?yàn)檎磻?yīng)速率與逆反應(yīng)速率改變的程度不同,必定導(dǎo)致化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。
對(duì)于非氣態(tài)反應(yīng),若僅是固體、液體或者溶液中進(jìn)行的反應(yīng),因壓強(qiáng)的改變幾乎不能改變反應(yīng)混合物中各組分的濃度,因此反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡不移動(dòng)。對(duì)于氣體分子數(shù)不變的氣態(tài)反應(yīng),改變壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率改變(增大或減小)的程度相等,因此化學(xué)平衡也不移動(dòng)。
如果向恒容密閉容器中充入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體,雖然壓強(qiáng)增大,但是反應(yīng)混合物中各組分的濃度沒(méi)有改變,因此反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡不移動(dòng)。如果保持容器的
3、壓強(qiáng)不變,向容器中充入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體(容器體積增大),因?yàn)榉磻?yīng)混合物中各氣體的濃度減小,使反應(yīng)速率減小,若是氣體分子數(shù)不等的氣態(tài)反應(yīng),化學(xué)平衡會(huì)向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。
2.外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響與化學(xué)平衡的移動(dòng)
錯(cuò)誤1:化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)一定是正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小。
正確觀點(diǎn):正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,則化學(xué)平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)。但是,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),也可以是正、逆反應(yīng)速率都增加(或都減小),只是正反應(yīng)速率增加(或減小)的程度不同于逆反應(yīng)速率增加(或減小)的程度。只要v(正)>v(逆),平衡就向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
錯(cuò)誤2:升高溫度,平衡向吸熱
4、反應(yīng)方向移動(dòng),是因?yàn)樯郎貢r(shí),吸熱反應(yīng)速率增大,放熱反應(yīng)速率減小。
正確觀點(diǎn):升高溫度,吸熱反應(yīng)速率和放熱反應(yīng)速率都增大,但吸熱反應(yīng)速率增大的程度大,所以平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。同理,降低溫度,吸熱反應(yīng)速率和放熱反應(yīng)速率都減小,但放熱反應(yīng)速率減小的程度小,吸熱反應(yīng)速率減小的程度大,因此平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
錯(cuò)誤3:增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),是因?yàn)闅怏w分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率增大,而氣體分子數(shù)增大方向的反應(yīng)速率減小。
正確觀點(diǎn):增大壓強(qiáng),氣體分子數(shù)增大方向的反應(yīng)速率和氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率都增大,但氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率增大的程度大,所以平衡向氣體分子數(shù)減小的
5、方向移動(dòng)。
1.一定條件下,通過(guò)下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0。
若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變
B.平衡時(shí),其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快
C.平衡時(shí),其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率
D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變
D [解題的關(guān)鍵是掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及化學(xué)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)。該反應(yīng)中S為液態(tài),反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變,在恒容容器中進(jìn)行該反應(yīng),平衡前隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)一直在改
6、變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)中S為液態(tài),其量的變化不影響反應(yīng)速率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫后平衡逆向移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),催化劑不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,平衡常數(shù)不變,D項(xiàng)正確。]
2.已知某可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)其他條件不變時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖。下列敘述正確的是
( )
A.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.降低溫度,正反應(yīng)速率增大
C.a(chǎn)+b
7、速率和逆反應(yīng)速率都減小;從p1→p2,壓強(qiáng)增大,C的體積分?jǐn)?shù)升高,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的方向,a+b>c+d;增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),B轉(zhuǎn)化率增大。]
化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
1.正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式
對(duì)于反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
K=
(1)不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀溶液中水的濃度寫(xiě)進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式,但非水溶液中,若有水參加或生成,則此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù),應(yīng)寫(xiě)進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。
(2)同一化學(xué)反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)法不同,其平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值亦不同。因此書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值時(shí),要與化學(xué)反
8、應(yīng)方程式相對(duì)應(yīng),否則就沒(méi)有意義。
2.正確理解化學(xué)平衡常數(shù)的意義
(1)化學(xué)平衡常數(shù)可表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。K越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。K>105時(shí),可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全。
(2)K的大小只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的起始濃度的大小無(wú)關(guān)。溫度一定時(shí),濃度的變化、壓強(qiáng)的變化、固體顆粒大小(接觸面積)的變化、催化劑的使用等均不改變化學(xué)平衡常數(shù)。
3.熟練掌握化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
(1)判斷可逆反應(yīng)的狀態(tài):用任意狀態(tài)的生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值與K比較,
(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);K值減小,則正反應(yīng)為放
9、熱反應(yīng)。
(3)用于計(jì)算平衡濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等。
3.已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,在不同的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示:
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C.如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ℃,此時(shí)測(cè)得CO2為0.4 mol時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.某溫度下,如
10、果平衡濃度符合下列關(guān)系式:=,判斷此時(shí)的溫度是1 000 ℃
C [平衡常數(shù)的表達(dá)式中,分子中的物質(zhì)是生成物,分母中的物質(zhì)是反應(yīng)物,A項(xiàng)正確;由表中數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨著溫度的升高而降低,故該反應(yīng)是放熱反應(yīng),B項(xiàng)正確;利用化學(xué)反應(yīng)方程式確定各種物質(zhì)的物質(zhì)的量,代入平衡常數(shù)表達(dá)式可知該反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡,C項(xiàng)不正確;將所給關(guān)系式進(jìn)行變化,可知該條件下平衡常數(shù)為0.6,所以D項(xiàng)正確。]
4.將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(-lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的
11、是( )
A.C點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)=10-3.638
B.該反應(yīng)的ΔH>0
C.NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)
D.30 ℃時(shí),B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v正< v逆
C [C點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(-lgK)=3.638,所以C點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)=10-3.638,A正確;溫度升高平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(-lgK)減小,即溫度越高K值越大,所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則ΔH>0,B正確;體系中兩種氣體的物質(zhì)的量之比始終不變,所以NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;30 ℃時(shí),B點(diǎn)未平衡,最終要達(dá)平衡狀態(tài),平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)要變大,所以此時(shí)的(-lgQ)<(-lgK),所以Q>K,因此B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v正< v逆,D正確。]