2017专题06化学反应速率与化学平衡.doc
反应速率与化学平衡
反应速率与化学平衡化学反应是指物质之间发生的化学转化过程。
在化学反应过程中,反应速率是一个重要的指标,它表示单位时间内反应物消失或生成的物质量。
与此同时,化学平衡是指反应物和生成物浓度不再发生变化的状态。
本文将探讨反应速率与化学平衡之间的关系,并分析影响反应速率和化学平衡的因素。
反应速率的影响因素1. 反应物浓度:反应物浓度越高,碰撞机会越多,反应速率越快。
反之,反应物浓度越低,反应速率越慢。
2. 温度:温度的升高会使分子动能增加,反应物分子的频率和碰撞能量增加,从而增加反应速率。
3. 催化剂:催化剂能够提供一个新的反应路径,降低反应的活化能,加快反应速率。
催化剂在反应结束后并未参与反应,可反复使用。
化学平衡的影响因素1. 反应物浓度:根据Le Chatelier原理,当反应物浓度增加时,平衡会向生成物的方向移动,以减少反应物的浓度。
反之,当反应物浓度减少时,平衡会向反应物的方向移动。
2. 温度:根据Le Chatelier原理,当温度升高时,平衡会向吸热反应的方向移动,以消耗多余的热量。
反之,当温度降低时,平衡会向放热反应的方向移动。
3. 压力:对于涉及气体的反应,增加压力会使平衡向物质摩尔比较少的方向移动。
反之,减少压力会使平衡向物质摩尔比较多的方向移动。
化学反应示例1. 反应速率示例:氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水。
反应方程式:NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)。
在该反应中,反应物浓度越高,反应速率越快。
2. 化学平衡示例:硫磺和氧气反应生成二氧化硫。
反应方程式:S8(s) + O2(g) → SO2(g)。
在该反应中,当氧气浓度增加时,平衡会向生成SO2的方向移动。
总结与展望反应速率与化学平衡是化学反应中两个重要的概念。
反应速率受反应物浓度、温度和催化剂的影响,可以通过调节这些因素来控制反应速率。
化学平衡受反应物浓度、温度和压力的影响,可以通过改变这些条件来改变平衡位置。
2017化学反应速率和化学平衡
1.(2017•天津-6)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s) +4CO(g)Ni(CO)4(g)。
230℃时,该反应的平衡常数K=2×10﹣5.已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃C.第二阶段,Ni(CO) 4分解率较低D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)【答案】B2.(2017•江苏-15)温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g) +O2 (g)(正反应吸热)。
实验测得:v正=v (NO2)消c2(NO2),v逆=v(NO) 消耗=2v(O2) 消耗=k逆c2(NO) •c(O2),k正、k 耗=k正逆为速率常数,受温度影响。
下列说法正确的是B.达平衡时,容器Ⅱ中c(O2 )/c(NO2)比容器Ⅰ中的大C.达平衡时,容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1【答案】C D3.(2017•新课标Ⅰ-28)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
回答下列问题:(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。
在610K时,将0.10mol CO2与0.40mol H2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率α1________%,反应平衡常数K②在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2α1,该反应的△H0。
专题六化学反应速率及化学平衡专题Word版
专题六化学反应速率和化学平衡高三化学备课组宋影娟【考纲要求】1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程;了解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。
6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
【高考展望】高考对本专题考点的考查有下列趋势:一是保持对传统知识点的考查,如化学反应速率的大小比较,化学平衡的判断,平衡移动方向的判断,有关平衡的计算题,要求学生对基本概念和基本理论有较系统的掌握;二是注重对学生解题方法和技巧的考查,如运用图像、等效平衡等方法解决实际问题;三是注重化学反应速率和平衡移动理论在生产、生活中的应用;四是在非选择题中常以化学反应速率、化学平衡综合题的形式出现,注重知识的综合性考查。
【知识汇总】考点一化学反应的速率1.化学反应速率:化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量,它用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
计算公式如下:v(B)=ΔC(B)/Δt=Δn(B)/VΔt用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点:(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。
不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
如:化学反应mA(g) + nB(g) =pC(g) + qD(g) v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= m∶n∶p∶q(4)对于可逆反应,通常所计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率,当达到平衡时,总反应速率为零。
(注:总反应速率也可理解为净速2.外界条件对化学反应速率影响有效碰撞:化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.活化分子:能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明:①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越 大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.例题1:某反应的反应过程中能量变化如图所示,下列叙述正确的是( ) A 该反应为放热反应 B 催化剂能改变该反应的焓变 C 催化剂能降低该反应的活化能 D 逆反应的活化能大于正反应的活化能例题2:反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中两个重要的概念。
本文将着重探讨这两个概念的联系以及它们在化学反应中的应用。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的数量。
它可以用下列公式表示:速率= (Δ浓度/Δ时间)化学反应速率受多种因素的影响,包括反应物浓度、温度、催化剂等。
当反应物浓度增加时,反应速率也会增加,因为反应物之间的碰撞频率增加。
同样地,当温度升高时,反应速率也会增加,因为温度的升高使分子的平均动能增大,碰撞的能量也增加。
催化剂可以降低反应物之间的活化能,从而加快反应速率。
另外,化学反应速率还受到反应机理、反应物的物理状态和表面积等因素的影响。
反应机理是指描述反应过程的细节步骤,每个步骤都有一个反应速率,最慢的步骤决定了整个反应的速率。
反应物的物理状态和表面积影响着反应物质的接触程度,进而影响反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭体系中,反应物与生成物之间的浓度保持不变的状态。
它可以通过下列公式表示:反应物A + 反应物B ↔ 生成物C + 生成物D在化学反应达到平衡后,反应物与生成物的浓度之比可以用一个常数K表示。
这个常数称为平衡常数,它与反应物的浓度有关,但与反应速率无关。
化学平衡的条件是当正向反应速率等于反向反应速率时,系统处于动态平衡。
此时,反应物与生成物之间仍然发生着反应,但是整个体系的浓度不再改变。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是两个不同的概念,但它们之间有着密切的关系。
首先,当一个反应达到平衡时,正向反应和反向反应的速率相等。
这意味着在平衡状态下,虽然反应仍然进行,但是整体上没有净产物产生。
其次,化学平衡可以通过改变化学反应速率达到。
通过改变温度、压力等条件,可以改变反应速率,进而改变平衡位置。
例如,Le Chatelier的原理指出,当系统处于平衡时若受到扰动,它会倾向于抵消这种扰动。
如果增加某种物质浓度,系统会偏向消耗这种物质以重新达到平衡。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念。
化学反应速率描述了反应物转化为生成物的速度,而化学平衡描述了反应物与生成物之间达到稳定状态的过程。
本文将重点讨论化学反应速率和化学平衡之间的关系,以及影响反应速率和平衡的因素。
一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物转化为生成物的速度。
反应速率常用生成物浓度的变化率表示。
可以通过以下公式计算:反应速率 = (∆C)/(∆t)其中,∆C表示生成物浓度的变化量,∆t表示时间的变化量。
反应速率的单位通常用M/s表示。
反应速率受到多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂以及反应物的物理状态等。
温度的增加会加快反应速率,因为温度升高将使分子更具能量,从而增加了反应的碰撞频率。
浓度的增加也会提高反应速率,因为更多的反应物分子会发生碰撞,增加反应的机会。
催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,而反应物的物理状态也会对反应速率产生影响。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物之间达到稳定状态的过程。
在化学平衡状态下,反应物与生成物的浓度保持不变,但是反应仍在进行。
化学平衡的条件是反应物与生成物的摩尔比保持固定。
平衡常数(K)可以用来定量描述化学平衡。
对于以下一般的平衡反应:aA + bB ↔ cC + dD平衡常数的表达式为:K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[C]、[D]表示生成物C、D的浓度,[A]、[B]表示反应物A、B的浓度。
a、b、c、d分别为反应物与生成物的摩尔系数。
化学平衡的移动性和热力学稳定性是平衡反应研究的两个重要方面。
移动性指平衡位置是否会随着外界条件的改变而发生变化,而热力学稳定性指在给定条件下平衡是否能够达到。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是两个不同的概念,但它们之间存在紧密的联系。
在达到化学平衡的过程中,反应速率会逐渐减小直到达到平衡状态。
当反应开始时,反应速率较快,但随着反应进行,生成物逐渐增加,浓度逐渐达到饱和,反应速率逐渐降低。
化学平衡与化学反应速率
化学平衡与化学反应速率化学平衡和化学反应速率是化学动力学中两个重要的概念。
化学平衡指的是当化学反应的前进速率和逆反应的速率相等时,反应体系达到了平衡状态。
化学反应速率则是衡量反应速度的指标,表示单位时间内化学物质的消失或生成量。
一、化学平衡1.定义化学平衡是指在封闭系统中,反应物转变为生成物的速率与生成物转变为反应物的速率相等,系统各个组分的摩尔浓度保持不变的状态。
2.影响平衡的因素(1)浓度:当反应物浓度发生改变时,平衡位置会发生移动,达到新的平衡状态。
(2)温度:改变温度会影响反应速率,从而改变平衡位置。
(3)压力:对于气相反应,改变压力会对平衡位置产生影响,根据Le Chatelier原理,增加压力会使平衡移向生成物较少的一侧。
(4)催化剂:催化剂能够提高反应速率,但不会改变平衡位置。
3.平衡常数平衡常数K是表示反应在平衡时各组分浓度之比的倍数。
对于一般的平衡反应aA + bB ↔ cC + dD,平衡常数的表达式为:K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中[A]、[B]、[C]、[D]表示反应物或生成物的摩尔浓度。
二、化学反应速率1.定义化学反应速率是指单位时间内反应物消失量或生成物产生量的变化率。
2.影响反应速率的因素(1)浓度:反应物浓度越高,反应速率越快。
这是因为高浓度下,分子之间的碰撞频率增加,有效碰撞的概率增大。
(2)温度:升高温度会增加反应物的平均动能,提高反应物的反应活性,从而加快反应速率。
(3)催化剂:催化剂能够降低反应的活化能,提高反应速率,但不参与反应本身。
(4)表面积:反应物的表面积越大,反应速率越快。
这是因为增大了反应物之间的接触面积,有利于反应发生。
3.速率方程速率方程描述了反应速率与反应物浓度的关系。
对于一般的反应aA + bB → cC + dD,速率方程的表达式为:v = k[A]^m[B]^n其中k是速率常数,m和n分别是与反应物浓度的关系指数。
化学反应的速率与化学平衡的关系
化学反应的速率与化学平衡的关系化学反应速率与化学平衡是化学领域中两个重要的概念。
化学反应速率指的是在单位时间内,反应物消失或生成的速度。
化学平衡则是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持不变的状态。
这两个概念之间存在着密切的关系,下面将从不同角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的联系。
1. 影响因素化学反应速率受多个因素的影响,包括温度、浓度、反应物质质量、催化剂等。
而化学平衡则取决于反应物与生成物之间的比例关系。
当反应速率快于生成速率时,化学反应趋向产生更多的生成物,反之亦然。
因此,可以说化学反应速率与化学平衡的关系就是在不同因素影响下,反应达到平衡时速率的变化情况。
2. 速率与平衡的调节在一个封闭系统中,当一个反应开始时,反应物逐渐转化为生成物,反应速率逐渐增加。
随着时间的推移,生成物浓度逐渐积累,反应速率逐渐减慢,最终达到一个平衡状态。
这个平衡状态下,反应物与生成物的浓度保持恒定,反应速率也不再改变。
3. 平衡与速率的控制在化学反应速率与化学平衡之间存在一种平衡的关系。
当反应发生在封闭系统中时,反应速率与平衡浓度之间存在一个平衡点。
当反应速率大于平衡速率时,反应向生成物方向推进,平衡浓度逐渐增加;反之,则向反应物方向推进,平衡浓度逐渐减小。
只有当反应速率等于平衡速率时,化学反应达到平衡。
4. 动态平衡化学反应的平衡状态并不代表反应停止,而是反应物与生成物之间的动态平衡。
在动态平衡中,反应物和生成物的浓度虽然保持不变,但它们之间仍然在发生着相互转化的过程。
这种平衡状态是由于反向反应与正向反应之间的速率相等所致。
5. Le Chatelier原理Le Chatelier原理是描述物理与化学系统中对于外界变化的响应的基本原理。
根据该原理,当系统处于平衡状态时,若外界施加了一定条件变化,则系统会自动产生反应以减轻这种变化的影响。
例如,在平衡系统中增加了某种物质的浓度,系统会自动偏向反应生成该物质以减轻浓度增加的影响。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率是指在化学反应中,反应物转化为产物的速度。
而化学平衡则是指在反应达到一定条件下,反应物和产物之间的浓度保持恒定的状态。
化学反应速率与化学平衡是化学反应动力学和热力学两个重要的概念,对于理解和研究化学反应过程具有重要意义。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的变化量。
通常,我们用浓度的变化量除以时间的变化量来表示化学反应速率。
反应速率可以用以下公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
单位上,速率通常用mol/(L·s)来表示。
化学反应速率与反应物浓度之间的关系可以通过实验数据进行研究和分析,得到所谓的速率方程式。
二、速率常数化学反应速率的大小与反应物浓度有关,与温度、催化剂等条件也有关。
实验数据表明,在反应初期,反应速率与反应物浓度成正比,即速率随着反应物浓度的增加而增加。
而随着反应进行,反应速率逐渐减小,最终趋于一个定值。
这个定值就是速率常数k。
速率常数是与特定化学反应有关的常数,它与反应物浓度无关。
速率常数k的大小可以通过实验测定得到,它是用来比较不同反应的速率快慢的重要指标。
三、反应级数反应级数是反应物浓度与反应速率之间的关系。
对于不同的反应,反应级数可能是整数、分数或负数。
分别代表了不同的速率与反应物之间的关系。
一般情况下,反应速率随着反应物浓度的增加而增加,反应级数为正数。
如果反应速率与反应物浓度成正比,反应级数为1;如果反应速率与反应物的平方根成正比,反应级数为1/2。
四、化学平衡化学平衡是指反应物和产物之间的浓度保持不变的状态。
在化学平衡下,反应物与产物之间的反应速率相等,虽然反应仍然继续进行,但是净反应速率为零。
在化学平衡条件下,反应物和产物的浓度比例保持不变,这个比例被称为平衡常数Keq。
化学平衡的条件是温度、压力和浓度保持恒定。
在不同的温度和浓度条件下,化学平衡的位置可能会发生变化。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学研究中极其重要的概念。
本文将讨论这两个概念,并介绍相关的理论和实验方法。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的速度。
它可以用反应物浓度的变化量除以时间来表示。
常见的表示方法有“消失的物质的浓度减少量除以时间”和“生成的物质的浓度增加量除以时间”。
化学反应速率受到多种因素影响。
其中,温度是最主要的因素之一。
一般来说,温度升高会使反应速率加快,因为温度的升高会增加反应物的分子热运动,增加反应碰撞的频率和碰撞的有效能量。
除了温度,反应物浓度、反应物其他性质(如形态和结构),催化剂等因素也会影响反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭容器中,反应物和生成物之间达到动态平衡的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物的浓度保持不变,但反应仍在进行。
平衡常数(K)可以用来描述化学平衡状态。
根据平衡常数的大小,可以判断反应是倾向于生成反应物还是反应物。
当K大于1时,反应是倾向于生成反应物;当K小于1时,反应是倾向于生成反应物;当K等于1时,反应物和生成物的浓度相等。
化学平衡的平衡常数受到温度的影响。
根据Le Chatelier原理,当温度升高时,平衡常数会增大,反应倾向于生成反应物。
当温度降低时,则相反。
三、测定和控制化学反应速率和化学平衡为了测定化学反应速率,可以使用实验方法来进行观察和记录。
最常用的方法之一是观察反应物浓度随时间变化的曲线。
通过绘制浓度-时间曲线,可以确定反应的速率。
为了控制化学反应速率,可以调节影响因素。
例如,通过改变反应物浓度、温度和添加催化剂等方法来加快或减慢反应速率。
在控制化学平衡方面,可以通过调节反应条件来改变平衡常数。
例如,通过改变温度、反应物浓度和压力等条件来改变平衡常数。
这样可以使反应倾向于生成更多的反应物或者生成物。
四、应用化学反应速率和化学平衡的研究在许多领域都有广泛的应用。
在工业上,控制反应速率和化学平衡可以提高生产效率和产品质量。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。
本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并结合实际例子加以说明。
一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度,通常用物质浓度的变化率来表示。
反应速率的公式可表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、表面积、催化剂等。
一般来说,温度越高,反应速率越快;浓度越高,反应速率越快;表面积越大,反应速率越快;催化剂的存在能够降低反应活化能,从而加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。
在化学平衡中,正反应和逆反应同时发生,且速率相等,达到动态平衡。
根据勒夏特列亲和定律,一个化学平衡的反应可以用如下公式表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A、B为反应物,C、D为生成物,a、b、c、d为化学计量数。
化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。
根据利奥·恩希斯的法则,当某一条件发生变化时,系统会自动调整以维持化学平衡。
温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向,而当温度降低时,则向放热反应方向移动。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。
它们之间存在密切的联系。
在反应初期,反应物浓度较高,反应速率也较快。
但随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,反应速率也减慢,最终趋于稳定。
这种情况下,反应尚未达到化学平衡。
在化学平衡时,正反应和逆反应达到动态平衡,速率相等。
这并不意味着反应速率为零,而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定,反应速率呈稳定状态。
实际上,反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。
当反应物浓度偏离平衡浓度时,反应势必要重新调整以恢复平衡,从而使反应速率发生变化。
例如,当反应物浓度增加时,反应速率会相应增加,以达到新的平衡状态。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学中两个重要的概念。
化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度,而化学平衡则是指在一个封闭系统中,反应的前进和逆反应达到相互抵消的状态。
本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系以及相关的影响因素。
一、化学反应速率化学反应速率是指在单位时间内,反应物的消耗量或产物的生成量。
通常表示为物质浓度的变化速率,具体公式为:反应速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积等。
其中,温度是最主要的影响因素之一。
根据反应速率理论,温度升高10摄氏度,反应速率大约增加两倍。
这是因为温度的升高会增加反应物的动能,提高分子碰撞的频率和能量,从而加快反应速率。
浓度也会影响反应速率。
一般来说,反应物浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率也越快。
当浓度较低时,分子碰撞的频率较低,反应速率会减慢。
催化剂是能够提高反应速率的物质,但不参与反应本身。
催化剂能够通过降低反应物分子之间的活化能,加速反应速率。
催化剂在反应结束后可以循环使用,因此只需少量添加即可。
表面积也是一个影响因素。
反应物粒子的表面积越大,与其他反应物相互作用的机会越多,反应速率也会增加。
这是因为粒子表面上的分子碰撞更频繁,反应更容易发生。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,正反应和逆反应达到相互抵消的状态。
在达到化学平衡时,反应物和产物的浓度保持不变,但反应仍在进行。
化学平衡可以用化学方程式表示,通常使用双箭头(↔)表示正反应和逆反应。
化学平衡受到温度、压力和浓度的影响。
温度的变化可以改变反应平衡。
根据勒夏特列原理(Le Chatelier's principle),温度升高会使平衡向反应物生成的方向移动,而温度降低则使平衡向产物生成的方向移动。
这是因为平衡位置会随着反应热力学性质的变化而改变。
压力的变化对涉及气体的反应有影响。
化学反应速率与化学平衡的关系
化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是化学反应过程中两个重要的概念。
本文将探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并讨论它们在化学反应中的作用。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物消耗的量或产物生成的量。
通常用反应物浓度的变化量随时间的变化率来表示,即速率常数。
化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、催化剂等。
1. 温度对反应速率的影响温度是影响化学反应速率的重要因素之一。
温度升高会使反应物分子的平均动能增加,增强了分子之间的碰撞频率和能量。
根据活化能理论,当温度升高10摄氏度,反应速率大约增加2-3倍。
因此,温度升高可以加速反应速率。
2. 浓度对反应速率的影响反应物浓度的增加会增加反应物分子的碰撞频率,因此可以提高反应速率。
浓度与反应速率之间的关系可以用速率方程来表示。
例如,对于A + B → C的一级反应,速率方程可表示为v = k[A],其中v表示反应速率,k是速率常数,[A]表示反应物A的浓度。
3. 催化剂对反应速率的影响催化剂是可以改变反应速率的物质,它通过提供新的反应路径,降低了反应的活化能。
催化剂本身在反应中不被消耗,因此可以反复地参与反应。
催化剂可以加快反应速率,但不改变反应物的化学性质。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,在一定温度下,反应物与生成物浓度保持不变的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物之间的正反应速率相等。
平衡常数用于描述平衡的程度,反应物浓度的变化与平衡常数之间存在关系。
1. 平衡常数与反应浓度的关系平衡常数K表征反应的平衡状况,它的值与反应物和生成物的浓度有关。
平衡常数的表达式为K = [C]^c/[A]^a[B]^b,其中[A][B]表示反应物的浓度,[C]表示生成物的浓度,a、b、c分别表示反应物和生成物的摩尔系数。
当K>1时,生成物浓度较高,反应在正向方向进行;当K<1时,反应物浓度较高,反应在逆向方向进行。
2. 化学平衡的移动当封闭系统中的某种条件发生改变时,会导致平衡发生移动。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学中两个重要的概念。
化学反应速率指的是化学反应中产物生成或反应物消耗的速度。
而化学平衡是指当反应体系中反应物的浓度或物质的活度不再发生变化时,化学反应达到平衡状态。
1. 化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的量。
反应速率可由下述公式表示:v = ΔC/Δt其中,v表示反应速率,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率与反应物浓度之间具有直接关系。
例如,浓度较高的反应物分子与其他反应物碰撞的概率较大,因此反应速率会增加。
此外,还有其他因素会影响反应速率,如温度、催化剂和表面积等。
2. 影响化学反应速率的因素2.1 温度温度是影响反应速率的重要因素之一。
一般情况下,反应速率会随温度的升高而增加。
这是因为温度升高会使反应物分子的平均动能增加,增加了碰撞的能力和频率。
根据“碰撞理论”,只有达到一定能量(活化能)的碰撞才能发生反应。
2.2 反应物浓度反应物浓度的增加会提高反应速率。
因为反应物浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率,提高反应发生的概率。
2.3 催化剂催化剂能够提高反应速率但不参与反应本身。
催化剂通过降低反应物分子之间的能垒来加速反应。
它们提供了新的反应途径,使反应更易进行。
3. 化学平衡当反应体系中反应物的浓度或物质的活度不再发生变化时,反应达到化学平衡。
在化学平衡下,正向反应和逆向反应同时发生,但速率相等。
化学平衡是一个动态平衡过程,反应物不停地转化为产物,产物也不停地转化为反应物。
在化学平衡中,反应物和产物的浓度始终保持一定的比例,称为平衡常数。
4. 影响化学平衡的因素4.1 浓度改变反应物或产物的浓度可以影响平衡位置。
根据Le Chatelier原理,如果增加反应物的浓度,平衡会向产物的方向移动,以消耗多余的反应物。
相反,如果增加产物的浓度,平衡会向反应物的方向移动,以减少产物的浓度。
反应速率与化学平衡
反应速率与化学平衡化学反应中的反应速率以及达到化学平衡是化学学科中的重要概念。
本文将探讨反应速率与化学平衡之间的关系以及对化学反应过程的影响。
一、反应速率的定义与影响因素反应速率是指单位时间内反应物浓度的变化量。
在化学反应中,反应物分子必须碰撞并形成新化学键才能发生反应。
所以,反应速率的决定因素包括:1. 反应物浓度:反应物浓度越高,碰撞的频率越高,反应速率越快。
2. 温度:温度升高能够显著增加反应物分子的动能,从而增加碰撞频率和成功反应的可能性。
3. 催化剂:催化剂能够降低反应物分子之间的活化能,促进反应速率的提高。
需要注意的是,反应速率只描述了反应物浓度的变化,而并不关注反应的终点。
因此,理论上来说,反应物的浓度可以在很短的时间内变化至任意程度,但实际反应过程可能受到其他因素的限制。
二、反应速率并不是一个始终存在的恒定值,而是随着反应物浓度的变化而变化。
当反应物浓度开始减少,生成物浓度开始增加时,反应速率也逐渐降低。
若当反应物浓度不再变化时,反应速率达到一个平衡状态,则称之为化学平衡。
化学平衡是指在封闭系统中,反应物与生成物的浓度保持稳定,而反应速率保持恒定。
在化学平衡条件下,反应物和生成物之间的前后反应速率相等。
这并不意味着反应停止进行,而是在很微小的时间变化内,反应物和生成物之间的转化仍在持续。
化学平衡是由正向反应和逆向反应同时进行所导致的。
当正向反应速率等于逆向反应速率时,反应达到平衡。
平衡常数(Keq)是描述化学平衡的一个重要参数,它等于正向反应物浓度的乘积除以逆向反应物浓度的乘积。
三、影响化学平衡的因素化学平衡受到一些因素的影响,包括:1. 反应物浓度:根据勒夏特列原理,增加反应物的浓度将推动反应向生成物方向移动,而减少反应物的浓度将推动反应向反应物方向移动。
2. 温度:温度的变化也能够影响化学平衡。
根据吉布斯自由能方程,增加温度将导致平衡常数增大,使反应更有利于生成物。
3. 压力:对于气相反应来说,改变压力可以改变反应物浓度,进而影响化学平衡。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡教案主题:化学反应速率与化学平衡一、引言化学反应速率是指化学反应中反应物消失或生成的速度,而化学平衡是指化学反应达到一种稳定状态,反应物与生成物的浓度保持不变。
本节课将介绍化学反应速率与化学平衡的相关概念和实验方法。
二、化学反应速率1. 反应速率的定义与计算- 反应速率的定义:反应速率是单位时间内反应物的消失量或生成物的生成量。
- 反应速率的计算公式:反应速率 = 反应物消失量 / 反应时间或反应速率 = 生成物生成量 / 反应时间。
2. 影响反应速率的因素- 温度:提高温度能增加反应物的分子动能,促进碰撞频率,从而加快反应速率。
- 浓度:增加反应物浓度会增加碰撞频率,因此反应速率也会增加。
- 催化剂:催化剂能提高反应物的反应活性,降低活化能,从而加快反应速率。
三、化学平衡1. 化学平衡的定义与特点- 化学平衡的定义:在封闭系统中,正向反应与逆向反应达到相同的速率时,称为化学平衡。
- 特点:化学平衡下反应物与生成物的浓度保持不变,但反应仍在进行。
2. 平衡常数与反应商- 平衡常数:在化学平衡下,反应物和生成物的浓度比值的乘积的稳定值。
- 反应商:在非平衡状态下的反应物和生成物的浓度比值的乘积。
3. 影响化学平衡的因素- 反应物浓度:增加反应物浓度会推动反应向生成物的方向移动,减少反应物浓度则推动反应向反应物的方向移动。
- 温度:增加温度会促进反应物的分解,从而推动反应向生成物的方向移动;降低温度则推动反应向反应物的方向移动。
- 压力(对气态反应):增加压力会推动反应向物质分子数较少一方的方向移动。
四、实验活动1. 实验一:测定反应速率- 实验目的:通过观察颜色改变的反应,测定反应速率并探究影响反应速率的因素。
- 实验步骤:a) 取两个试管,分别加入蓝色试剂和红色试剂。
b) 观察颜色改变反应的时间,记录反应时间。
c) 分别改变实验条件,如温度、浓度等,重复步骤b。
- 实验结论:改变温度和浓度会影响反应速率,反应速率随温度和浓度的增加而增加。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应是一种物质转化为其他物质的过程。
在化学反应中,反应速率和化学平衡是两个重要的概念。
本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系,并讨论影响反应速率和化学平衡的因素。
一、化学反应速率化学反应速率是指反应物消耗或生成物产生的速率。
它可以通过测量单位时间内反应物浓度的变化来表示。
化学反应速率可以用下面的公式表示:反应速率= Δ反应物浓度/ Δ时间其中,Δ反应物浓度表示反应物浓度的变化量,Δ时间表示时间的变化量。
反应速率的单位通常是摩尔/升·秒。
化学反应速率受多种因素的影响。
其中最重要的因素包括反应物浓度、温度、催化剂和表面积。
1. 反应物浓度:反应物浓度越高,反应发生的速率越快。
这是因为高浓度意味着更多的反应物分子之间的碰撞,从而增加了反应的概率。
2. 温度:温度升高可以提高反应速率,因为温度升高会增加反应物分子的动能,从而增加了碰撞的强度和频率。
3. 催化剂:催化剂可以提高反应速率,通过降低反应物分子之间的活化能,使反应路径更容易进行。
4. 表面积:反应物的表面积越大,反应速率越快。
这是因为更多的反应物分子可以暴露在反应环境中,增加了反应的机会。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭的系统中,反应物和生成物的浓度达到稳定的状态。
在化学平衡中,正向反应和逆向反应的速率相等,并且反应物和生成物的浓度保持不变。
化学平衡可以用化学方程式表示。
例如,对于一个简单的平衡反应A +B ⟷C + D,可以表示为:正向反应:A + B ⟶ C + D逆向反应:C + D ⟶ A + B化学平衡状态的特点有:1. 反应物和生成物的浓度保持不变。
2. 正向反应和逆向反应的速率相等。
3. 平衡常数(Kc)是表示正向反应和逆向反应浓度比例的一个常数。
影响化学平衡的因素包括温度、压力和浓度。
1. 温度:温度的增加可以导致平衡位置的转移。
对于放热反应(△H < 0),温度升高会导致平衡位置向反应物一侧移动;对于吸热反应(△H > 0),温度升高会导致平衡位置向生成物一侧移动。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学中重要的概念,研究这两个方面可以帮助我们更好地理解和掌握化学变化过程。
本文将从理论和实验两个方面探讨化学反应速率与化学平衡的相关内容。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物物质的消失量或生成量。
在化学反应中,反应物分子之间的碰撞是引发反应的关键。
因此,反应速率与反应物的浓度、温度、压力、催化剂等因素密切相关。
1. 影响化学反应速率的因素(1)浓度:反应物浓度的增加会提高反应碰撞的频率,从而加快反应速率。
(2)温度:温度的升高会使反应物分子的平均动能增加,增加反应发生的机会,从而加快反应速率。
(3)压力:对于气相反应,增加压力会使气体分子的密度增加,增加反应碰撞的频率,提高反应速率。
(4)催化剂:催化剂可以降低化学反应的活化能,使反应路径更容易通过,从而加快反应速率。
2. 反应速率与反应级数反应级数是指反应速率与反应物浓度的关系。
反应级数可以为整数、分数或零。
(1)零级反应:反应速率与反应物浓度无关。
(2)一级反应:反应速率与反应物浓度成正比。
(3)二级反应:反应速率与反应物浓度的平方成正比。
(4)多级反应:反应速率与反应物浓度的乘积或多项式成正比。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,化学反应达到一定的状态,反应物和生成物的浓度保持不变。
在化学平衡中,前向反应和逆向反应同时进行,并且彼此的速率相等。
1. 平衡常数与平衡表达式平衡常数是在给定温度下,反应物和生成物浓度的比值的稳定值。
平衡表达式用化学式表示平衡常数。
例如,对于A + B ⇌ C + D的反应,其平衡常数用K表示,平衡表达式为:K = [C] × [D] / [A] × [B]。
2. 影响化学平衡的因素(1)浓度变化:根据Le Chatelier原理,当系统中某一物质浓度改变时,反应会向使浓度减小的方向偏移,以抵消浓度的变化。
(2)温度变化:温度升高会使平衡反应向吸热的方向移动,温度降低则反应向放热的方向移动。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域的两个重要概念。
反应速率描述了反应物转化为产物的速度,而化学平衡则描述了反应物与产物浓度之间的关系。
本文将会讨论这两个概念的定义、相关因素以及它们在实际应用中的重要性。
一、化学反应速率化学反应速率是指反应物转化为产物的速度。
它可以用两种方式表示:平均反应速率和瞬时反应速率。
平均反应速率是指在整个反应过程中反应物与产物的浓度变化之比。
瞬时反应速率则是指在某一特定时刻的反应速率,通常是反应开始的瞬间。
反应速率的计量单位通常是摩尔/升·秒。
化学反应速率受到以下几个因素的影响:1. 浓度:反应物的浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率也会随之增加。
2. 温度:提高温度会增加反应物分子的动能,使得碰撞频率和能量增加,从而提高反应速率。
3. 催化剂:催化剂能够提供新的反应途径,降低活化能,加快反应速率,而不参与反应本身。
4. 表面积:反应物的表面积越大,分子之间的碰撞机会就越多,反应速率也会增加。
二、化学平衡化学平衡是指当反应物与产物之间的浓度存在一个稳定的比例关系时,反应达到了平衡状态。
在平衡状态下,反应物与产物的摩尔数比例不再发生变化。
化学平衡受到以下几个因素的影响:1. 浓度:改变反应物或产物的浓度可以影响平衡位置,增加某一物质的浓度将会推动平衡反应向反应物的一侧移动。
2. 温度:平衡反应的温度变化会影响平衡常数,通常情况下,提高温度会使平衡位置向吸热的方向移动。
3. 压力(对于气体反应):改变气体反应中的压力可以改变平衡位置,根据 Le Chatelier 原理,增加压力会推动平衡反应向摩尔数较少的一侧移动。
4. 催化剂:催化剂对平衡位置没有直接影响,但可以加快平衡的达到速度。
化学反应速率和化学平衡在实际应用中有着广泛的重要性。
了解反应速率和平衡条件可以帮助我们控制反应过程,提高反应的效率。
例如,在工业生产中,通过调节反应条件,可以控制反应速率和平衡位置,以便使反应达到最佳状态,提高产率和节约成本。
专题06 化学反应速率和化学平衡
专题06 化学反应速率和化学平衡易错点1 混淆化学反应速率的表示方法1.将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)+B(g)=2C(g)。
反应进行到4 s末,测得A为0.5 mol,B为0.4 mol,C为0.2 mol。
则用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为A.0.025 mol/(L·s)B.0.0125 mol/(L·s)C.0.05 mol/(L·s)D.0.1 mol/(L·s)【错因分析】注意要求的是用反应物A的速率来表示,若算成B或C的反应速率,会导致错误。
【试题解析】根据v=Δc/Δt计算。
根据4A(g)+B(g)=2C(g),生成C为0.2 mol,反应的A为0.4 mol,则用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为υ(A)=0.4mol2L4s⨯=0.05 mol/(L·s),故选C。
【参考答案】C1.对化学反应速率表达式的理解2.化学反应速率的计算方法(1)利用基本公式:v=ct∆∆=·nV t∆∆。
(2)利用速率之比=化学计量数之比=各物质浓度的变化量(Δc)之比=各物质物质的量的变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板例如:反应m A+n B p C起始浓度/(mol/L) a b c转化浓度/(mol/L) x nxmpxmt时刻浓度/(mol/L) a−x b−nxmc+pxm计算中注意以下量的关系:①对反应物:c(起始)−c(转化)=c(某时刻);②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)。
注意:理解化学反应速率概念应注意的“三点”(1)平均速率和瞬时速率:中学化学中,通常所说的化学反应速率一般是指平均速率,即某段时间内的平均反应速率,而不是某时刻的瞬时速率。
(2)化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显,如某些中和反应。
(3)同一反应中,同一时间段内用不同物质的物质的量浓度变化表示的反应速率,数值可能不同,但意义相同,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。
专题六 化学反应速率与化学平衡.
专题六化学反应速率与化学平衡一、高考展望:化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。
从历年高考经典聚焦也不难看出,这是每年高考都要涉及的内容。
从高考试题看,考查的知识点主要是:①有关反应速率的计算和比较;②条件对反应速率影响的判断;③确定某种情况是否是化学平衡状态的特征;④平衡移动原理的应用;⑤转化率的计算或比较;⑥速率、转化率、平衡移动等多种图象的分析。
要特别注意本单元知识与图象结合的试题比较多。
从题型看主要是选择题和填空题,其主要形式有:⑴根据化学方程式确定各物质的反应速率;⑵根据给定条件,确定反应中各物质的平均速率;⑶理解化学平衡特征的含义,确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态;⑷应用等效平衡的方法分析问题;⑸应用有关原理解决模拟的实际生产问题;⑹平衡移动原理在各类平衡中的应用;⑺用图象表示外界条件对化学平衡的影响或者根据图象推测外界条件的变化;⑻根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、消耗量、气体体积、平均式量的变化等。
预计以上考试内容和形式在今后的高考中不会有太大的突破。
从考题难度分析,历年高考题中,本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。
因为高考中有几年出现了这方面的难题,所以各种复习资料中高难度的练习题较多。
从新大纲的要求预测命题趋势,这部分内容试题的难度应该趋于平缓,从2005年高考题看(考的是图象题),平衡方面的题目起点水平并不是太高。
在今后的复习中应该抓牢基础知识,掌握基本方法,提高复习效率。
二、考点归纳:1. 化学反应速率:⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式:v =Δc /Δt来理解其概念:①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的。
但这些数值所表示的都是同一个反应速率。
因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。
用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比.......。
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专题6 化学反应速率和等效平衡【专题目标】1.了解化学反应速率的概念及表示方法,理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的特征,了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。
3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响,理解平衡移动原理的涵义。
4.学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。
【经典题型】题型Ⅰ:根据化学计量数之比,计算反应速率【例题】反应4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)在10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol ,则此反应的平均速率)(X v (反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )A .)mol/(L 0.010)(NH 3s v ⋅=B .)mol/(L 0.001)(O 2s v ⋅= C .)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅= D .)mol/(L0.045O)(H 2s v ⋅= 【点拨】用生成物H 2O 来表示反应的平均速率:)mol/(L 0.001530L 10mol 0.45O)(H 2s sv ⋅=÷= 根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比,可求得)mol/(L 10.00)(NH 3s v ⋅=)mol/(L 250.001)(O 2s v ⋅=)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅=所以正确答案是C 。
【规律总结】遇到这一类题目,一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比这一规律进行计算。
题型Ⅱ:以图象形式给出条件,计算反应速率【例题】某温度时,在2L 容器中,X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:该反应的化学方程式为_________________。
反应开始至2min ,用Z 表示的平均反应速率为____________。
【点拨】由图可知,X 、Y 的物质的量随反应的进行而减小,Z 的物质的量随反应的进行而增大,则X 和Y 为反应物,Z 为生成物。
∵mol 0.3mol 0.7mol 1.0(X)=-=∆nmol 10.mol 90.mol 1.0(Y)=-=∆nmol 20.mol 0mol 2.0(Z)=-=∆n∴反应方程式为:3X+Y =2Z 。
min)mol/(L 0.05min2L 2mol 0.2)(⋅=÷=Z v题型Ⅲ:根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小【例题】把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL ,此时,X 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )A .10℃20mL 3mol/L 的X 溶液B .20℃30mL 2mol/L 的X 溶液C .20℃10mL 4mol/L 的X 溶液D .10℃10mL 2mol/L 的X 溶液【点拨】在化学反应中,当其它条件不变时,浓度越大,反应速率越快;温度越高,反应速率越快。
在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只要比较X 的浓度,X 浓度越大,反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL ,所以X 的物质的量最大,浓度就最大。
通过观察可知,混合后A 、B 选项中X 的浓度相等,且最大,但B 中温度更高,因此B 的反应速率最快。
本题若没有看清楚题目实质,仅仅从选项的表面看X 浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢,则会错选C 。
题型Ⅳ:一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A 和1 mol B ,发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡时C 的浓度为a mol ·L -1。
若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为a mol ·L -1的是( )A .4molA +2molBB .2molA +1molB +3molC +1molDC .3molC +1molD +1molBD .3molC +1molD【点拨】等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
对于一般可逆反应,在恒温恒容条件下,只改变起始加入的情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
假设2 mol A 和1 mol B 能够完全反应,则应生成3molC +1molD ,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入3molC +1molD ,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则C 的浓度仍为a mol ·L -1。
所以正确答案为D 。
题型Ⅴ:反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A 和1mol B ,在某温度下达到平衡时,C 的体积分数为m %;若向容器中充入1mol C ,在同样的温度下达到平衡时,C 的体积分数为n %,则m 和n 的关系正确的是( )A .m >nB .m <nC .m =nD .无法比较【点拨】在恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡也为等效平衡。
假设1mol C 物质完全反应,可以生成0.5mol A 和0.5mol B ,投入量是第一种投料方式的一半,所以压强也是其一半。
但由于该反应是一个气体体积不变的反应,即压强对该反应的平衡状态没有影响,所以前后两个平衡仍然是等效平衡。
因此两个平衡中C 的体积分数相等。
正确答案为C 。
但在第二个平衡状态中C 的浓度是第一个平衡状态的一半。
题型Ⅵ:可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡【例题】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N 2+3H 22NH 3。
已知加入1mol N 2和4mol H 2时,达到平衡后生成a mol NH 3(见下表已知项)。
在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
对下列编号①~③的状态,填写表中空白。
【点拨】对于一般的可逆反应,在恒温恒压条件下,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后,与原平衡等效。
①因为从题干可知n(N 2)∶n(H 2)∶n(NH 3)平衡=1∶4∶a ,所以①状态下n(N 2)∶n(H 2)∶n(NH 3)平衡=1.5∶6∶1.5a 。
②起始状态时,有1mol NH 3,则相当于起始时有N 2和H 2分别为0.5mol 和1.5mol ,按n(N 2)∶n(H 2)∶n(NH 3)平衡=1∶4∶a ,可得②状态时n(N 2)∶n(H 2)∶n(NH 3)平衡=0.5∶2∶0.5a ,所以原有N 2和H 2分别为0和0.5mol 。
③设起始时n(NH 3)为x mol ,则相当于N 2和H 2总量分别为(m +2x )mol 和(g +23x )mol ,则(m +2x )∶(g +23x )=1∶4,即可得x =2(g -4m ) 设为n(NH 3)平衡y mol ,可得:4∶a =(g +23x )∶y ,即:y =(g -3m )·a 。
题型Ⅶ:通过建立等效平衡的中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小【例题】体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO 2和O 2,在相同温度下发生反应:2SO 2+O 22SO 3并达到平衡。
在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO 2的转化率为p %,则乙容器中SO 2的转化率为( )A .等于p %B .大于p %C .小于p %D .无法判断【点拨】根据题意,甲、乙两容器可设为如图所示装置。
2SO 2+O 22SO 3是一气体总物质的量减少的反应。
甲容器保持体积不变,压强变小;乙容器保持压强不变,体积减小,达到平衡状态时转化为状态丙。
假设乙中的活塞不移动,由于甲、乙两个容器的体积、温度相同,达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡,其中SO 2的转化率也相等。
对于乙和丙两个状态,乙中压强小于丙中压强,因此丙中SO 2转化率大于乙中SO 2转化率。
由此可以判断出丙中SO 2的转化率也大于甲中SO 2的转化率。
所以正确答案为B 。
【规律总结】对于气体参加的可逆反应,在温度恒定的条件下,涉及体积与压强以及平衡移动有关判断的问题时,可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。
这样能降低思维难度,具有变难为易、变抽象为直观的作用。
【例题】在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N 2和1g H 2,乙容器中充入2g N 2和2g H 2。
下列叙述中,正确的错误的是( )A .化学反应速率:乙>甲B .平衡后N 2的浓度:乙>甲C .H 2的转化率:乙>甲D .平衡混合气中H 2的体积分数:乙>甲【点拨】因为乙的原料投入量正好是甲的两倍,假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍(如图所示),则此时甲与乙是等效平衡。
再将乙容器体积压缩至与甲相等(如图中丙),在此过程中平衡:N 2+3H 22NH 3要向正反应方向移动,即N 2、H 2的转化率增大,在体系中的体积分数减小。
但此时,丙中N 2、H 2、NH 3的浓度都比甲中大,但丙中N 2、H 2的浓度要小于甲中的两倍,而丙中NH 3的浓度的浓度要大于甲中的两倍。
【随堂作业】1.反应4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)在5L 的密闭容器中进行,半分钟后NO 的物质的量增加了0.3mol ,则此反应的平均速率v 为A .)mol/(L 0.01)(O 2s v ⋅=B .)mol/(L 80.00(NO)s v ⋅=C .)mol/(L 020.0O)(H 2s v ⋅=D .)mol/(L 20.00)(NH 3s v ⋅=2.已知:4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g),若反应速率分别用v (NH 3)、v (O 2)、v (NO)、v (H 2O)[mol/(L ·min)]表示则下列关系正确的是A .)()(5423O v NH v = B .)()(6522O H v O v = C .)()(3223O H v NH v = D .)()(542NO v O v = 3.某温度下,浓度都是1mol/L 的两种气体X 2和Y 2,在密闭容器中反应生成气体Z ,达到平衡后c(X 2)为0.4mol/L ,c(Y 2)为0.8mol/L ,生成Z 为0.4mol/L ,则该反应的化学方程式为A .X 2+2Y 22XY 2B .2X 2+Y 22X 2YC .3X 2+Y 22X 3YD .X 2+3Y 22XY 34.把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到20mL ,此时X 与盐酸和缓地进行反应。