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- 2021-08-24 发布
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专题八
化学反应速率和平衡
专题八 化学反应速率和平衡
主干知识整合
专题八
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要点热点探究
专题八
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要点热点探究
► 探究点一 化学反应速率及其影响因素
专题八
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【
点评
】
本题易将反应速率与化学平衡的移动混淆而错选。此处常见的误区有:反应向正反应方向移动,则正反应速率一定增大,反应向逆反应方向移动,则逆反应速率一定增大。
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变式题
对于化学反应
3W(g)
+
2X(g)
=
4Y(g)
+
3Z(g)
,下列反应速率关系中,正确的是
(
)
A
.
v
(W
)
=
3
v
(Z) B
.
2
v
(X)
=
3
v
(Z)
C
.
2
v
(X)
=
v
(Y
) D
.
3
v
(W)
=
2
v
(X)
C
【
解析
】
将四个选项变成分数形式,看是否符合速率比等于化学计量数比关系。
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► 探究点二 化学平衡状态的判断及化学平衡移动
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2
.化学平衡的移动
(1)
分析化学平衡是否移动的一般思路
——
比较同一物质的正逆化学反应速率的相对大小。
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(2)
化学平衡移动原理
——
勒夏特列原理解读
原理内容:外界条件对化学平衡的影响可概括为一句话:若改变影响平衡的一个条件,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
原理解读:
①“
减弱这种改变
”
——
升温平衡向着吸热反应方向移动;增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动;增压平衡向气体物质的物质的量减小的方向移动。
②
化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能完全抵消外界条件的变化,更不能超过外界条件的变化。
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③
惰性气体对化学平衡的影响
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3
.等效平衡
(1)
定义:相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量
(
体积分数、质量分数或物质的量分数
)
都相同的化学平衡互称等效平衡。
(2)
类型
①
恒温、恒容条件下的等效平衡
对反应前后气体分子数改变的可逆反应,改变起始加入量时,
“
一边倒
”
后
(
即通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式同一半边的物质的量
)
,与原起始加入量相同,则为等效平衡。平衡时的各物质的浓度、百分含量均相同。
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对反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始加入量时,
“
一边倒
”
后,投料时的物质的量比与原起始加入量的比值相同,则为等效平衡。平衡时的各物质百分含量均相同。
②
恒温恒压下的等效平衡
如果反应在恒压下进行,改变起始加入量时,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物
(
或生成物
)
,物质的量比与原起始加入量的比值相同,则为等效平衡。平衡时的各物质百分含量均相同。
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例
2
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵
(NH
2
COONH
4
)
分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中
(
假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计
)
,在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH
2
COONH
4
(s) 2NH
3
(g)
+
CO
2
(g)
。可以判断该分解反应已经达到平衡的是
(
)
A
.在生成
3 mol N—H
键的同时,有
1 mol C==O
双键断裂
B
.密闭容器中总压强不变
C
.密闭容器中混合气体的密度不变
D
.密闭容器中氨气的体积分数不变
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C
【
解析
】
(1)
①
A
项,生成
3 mol N—H
键
(1 mol NH
3
)
,表示正反应速率,断裂
1 mol C==O
双键
(0.5 mol CO
2
)
,表示逆反应速率,正逆反应速率相等;
B
项,该反应前后气体分子数不相等,因此密闭容器总压强不变可以作为平衡标志;由于反应中有非气体物质,因此混合气体的密度不变可以作为平衡标志;密闭容器中只有氨气和
CO
2
,且二者的体积比始终为
2
∶
1
,因此氨气的体积分数不能作为平衡标志。
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变式题1
对于任何一个化学平衡体系,以下变化或采取的措施,平衡一定发生移动的是
(
)
①
加入一种反应物,
②
增大体系的压强,
③
升高温度,
④
使用催化剂,
⑤
化学平衡常数减小
A
.
①②③⑤
B
.
①②③④⑤
C
.
③⑤
D
.
①②③
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C
【
解析
】
对于有固体参加的反应来说,增加固体反应物的质量,因为不能改变其浓度,对平衡无影响,
①
错;压强的改变对溶液中进行的反应的反应速率和平衡没有影响,
②
错;任何反应都伴随着能量的变化,即任何反应不是吸热反应,就是放热反应,改变反应温度,化学平衡一定会发生移动,
③
对;催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的限度,
④
错;化学平衡常数减小,一定是温度发生了改变,化学平衡一定发生了移动,
⑤
对。
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变式题2
确认能发生化学平衡移动的是
(
)
A
.化学反应速率发生了改变
B
.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变压强
C
.由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变
D
.可逆反应达到平衡后,使用催化剂
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C
【
解析
】
对反应前后气体体积不变的可逆反应,若达到平衡改变压强,正、逆反应速率和各组分的浓度都会改变,但平衡不移动
(
等效平衡
)
,但对气体体积改变的反应,平衡发生移动,故
A
、
B
项的平衡不一定发生移动;催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率,平衡也不移动;而
C
项是各组分的浓度发生了不同程度的改变,不是同倍改变,故可确认发生了移动。
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► 探究点三 化学平衡的有关计算
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3
.化学平衡常数
(1)
代入化学平衡常数表达式的各物质的浓度为平衡浓度,而不是初始浓度。
(2)
K
值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正反应进行的程度越大,即反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率越小。
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(3)
化学平衡常数
K
只与温度有关,与浓度、压强无关。
若反应的
Δ
H
<
0
,升温,化学平衡逆向移动,
K
值减小;
若反应的
Δ
H
>
0
,升温,化学平衡正向移动,
K
值增大。
(4)
K
应用于判断平衡移动的方向:当
Q
c
<
K
,反应向正反应方向进行;
Q
c
=
K
,反应处于平衡状态;
Q
c
>
K
,反应向逆反应方向进行。
(5)
K
用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。
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例
3
在容积可变的密闭容器中,
2 mol N
2
和
8 mol H
2
在一定条件下发生反应,达到平衡时,
H
2
的转化率为
25%
,则平衡时氮气的体积分数接近于
(
)
A
.
5%
B
.
10%
C
.
15%
D
.
20%
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【
点评
】
利用三段式可有效地理清各物理量之间的关系,保持解题过程中思路清晰。使用三段式要注意:若题目中给出的是各种物质的物质的量而不是浓度,上述各式中的浓度均可用物质的量来代替。但要注意表示各种物质的量的关系要统一,而且单位也要统一。
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变式题
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C
【
解析
】
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例
4
已知下列反应的平衡常数:
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► 探究点四 图表及图像问题
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【
点评
】
本题若忽视题干中
“
绝热恒容密闭容器
”
几个关键字,不能从温度对反应速率的影响入手,则会束手无策。此外,本题的易错点是受常见的温度-速率图像的影响,将横坐标看成温度而错选
A
项。
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变式题1
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变式题2
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