化学平衡状态章末总结-教师版
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若各组分的物质的量、浓度不发生变化,则反应已达到平衡状态。若用反应速率关系表示化
学平衡状态,式中既要有正反应速率,又要有逆反应速率,且两者之比等于化学计量数之比,
就达到化学平衡状态。
(2)对于有有色气体存在的反应体系,如 2NO2(g) 变,则反应已达平衡状态。
N2O4(g)等,若体系的颜色不再发生改
正、逆反应速率相等。
(3)等:指“v 正=v 逆≠0”。即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓度和生成的物质的 量浓度相等,也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等。
(4)定:指参加反应的各组分的含量保持不变,即各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气
体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。
章末总结
[学习目标定位] 1.熟知外界条件对化学反应速率影响的规律。2.学会化学平衡状态及其移
动方向的判断。3.学会化学平衡的计算方法。4.掌握图像题与等效平衡的分析方法。
一 外界条件对化学反应速率的影响规律
影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是指Байду номын сангаас应物本身的性质;外因包括浓度、温
度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如
二 化学平衡状态的特征及其判断方法 1.化学平衡状态具有的“五大特征” (1)逆:指化学平衡状态只适用于可逆反应,同一可逆反应,在同一条件下,无论反应从正 反应方向开始还是从逆反应方向开始,或同时从正、逆反应方向开始,以一定的配比投入反 应物或生成物,则可以达到相同的平衡状态。 (2)动:指动态平衡,即化学反应处于平衡状态时,正、逆反应并未停止,仍在进行,只是
(3) 对 于 有 气 体 存 在 且 反 应 前 后 气 体 的 物 质 的 量 发 生 改 变 的 反 应 , 如 N2(g) +
高温、高压
后达到如下平衡:N2(g)+3H2(g) 催化剂 2NH3(g),下列有关说法中正确的是( )
A.达平衡后再加入一定量的 N2,体系内各物质含量不变 B.N2、H2、NH3 的浓度一定相等 C.反应没有达到平衡时,NH3 会不断地分解,达到平衡时则不会再分解 D.平衡时,N2、H2 物质的量之比为 1∶3 解析 化学平衡是一种相对平衡,条件改变后原来的平衡状态就会被破坏,A 错;化学平衡
生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。
特别提示 在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率
的影响规律时,逐一改变一个因素而保证其他因素相同,通过实验分析得出该因素影响反应
速率的结论,这种方法叫变量控制法。
【例 1】 某探究小组用 HNO3 与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的 因素,所用 HNO3 浓度为 1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格, 实验温度为 298 K、308 K。
请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 T(K) 大理石规格 HNO3 浓度(mol·L-1)
实验目的
①
298 粗颗粒
②
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究 HNO3 浓度对
该反应速率的影响
③
粗颗粒
(Ⅱ)实验①和_____探究温度对该
反应速率的影响
④
(Ⅲ)实验①和_____探究大理石规
下:
1.浓度
(1)浓度增大,单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变),有效碰撞的几率增加,化
学反应速率增大。
(2)浓度改变,可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为
常数,它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化,但固体颗粒的大小会导致接触面积
的变化,故影响化学反应速率。
2.压强
改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应
体系,有以下几种情况:
引起
引起
引起
(1)恒温时:增大压强――→体积缩小――→浓度增大――→反应速率增大。
(2)恒容时
引起
引起
引起
①充入气体反应物――→反应物浓度增大――→总压强增大――→反应速率增大。
引起
②充入“稀有气体”――→总压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变。
又是一种动态平衡,平衡时正、逆反应仍在进行,C 错;平衡时体系内各物质浓度或百分含
量保持不变(不是相等),B 错;D 中因反应中消耗 N2、H2 的物质的量之比为 1∶3,而 N2、 H2 的起始量之比是 1∶3,故平衡时仍是 1∶3。 答案 D
2.化学平衡状态判断的“四大依据”
催化剂
(1)对于普通可逆反应,以 2SO2(g)+O2(g) △ 2SO3(g)为例:
引起
引起
引起
(3)恒压时:充入“稀有气体”――→体积增大――→各物质浓度减小――→反应速率减小。
3.温度
(1)温度升高,活化分子百分数提高,分子间的碰撞频率提高,化学反应速率增大。
(2)温度升高,吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得,温度每升高 10 ℃,化学反应
速率通常增大为原来的 2~4 倍。
4.催化剂
(1)催化剂对反应过程的影响通常可用下图表示(加入催化剂,B 点降低)。催化剂能改变反应
路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率,但不影响反应的ΔH。
(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大,反应速率才达到最大。
(3)对于可逆反应,催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡状态无影响,
格(粗、细)对该反应速率的影响
解析 考查影响反应速率的因素的实验设计。实验①和②探究 HNO3 浓度对反应速率的影响, 故大理石规格和反应温度应相同,而 HNO3 浓度不同;同理,①和③应选择不同的温度、① 和④应选择不同的规格,而另外 2 个条件相同。 答案 ②298 粗颗粒 1.00 ③308 2.00 ④298 细颗粒 2.00 (Ⅱ)③ (Ⅲ)④
(5)变:指平衡移动。可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的,当外界某一条件改变时,原
平衡被破坏,化学平衡向着减弱这种改变的方向移动,在新的条件下达到新的平衡状态。
理解感悟 “一定条件”、“可逆反应”是前提,“相等”是实质,“保持不变”是标志。
【例 2】 一定温度下,向某容积恒定的密闭容器中充入 1 mol N2、3 mol H2,经充分反应