第二章化学平衡。
第一节化学反应速率。
一、化学反应速率。
例题】在2l的密闭容器中,加入1mol和3mol的h2和n2,发生 n2 + 3h2 2nh3 ,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的nh3,求该反应的化学反应速率。
解n2 + 3h22nh3
起始量(mol): 1 30
2s末量(mol): 1-0.2 3-0.6 0.4
变化量(mol): 0.2 0.60.4
则 vn2==0.2/2×2==0.05 mol/(l·s) vh2==0.6/2×2==0.15 mol/(l·s)
vnh3==0.4/2×2==0.1 mol/(l·s)
小结:外因对化学反应速率影响的微观解释(填“增大”或“不变”)
例题巩固]1.在一定温度下,在两个体积相同的密闭容器中分别充入1molc和1mol h2o(气molc和1molh2o(气),进行如下反应:c(s)+h2o(g)=co(g)+h2(g),二者的反应速率:
a.前者大 b.后者大c.相等d.无法确定。
例题巩固]2.比较下列情况混合时,开始时的反应速率的大小。
a.10ml2moll-1 na2s2o3和10ml1moll-1hcl
b. 10ml4moll-1 na2s2o3和30ml2moll-1hcl
c. 10ml1moll-1 na2s2o3和30ml0.5moll-1hcl
例题巩固]3.一定温度下,在密闭容器a(体积不变)和b(体积可变)中分别充入1moln2和3molh2, 进行如下反应:n2+3h2=2nh3,起始时两容器反应速率相同。
若重新充入时都增加1molne, 则与起始相比较a容器中反应速率 (填“加快、减慢、不变”),b容器中反应速率 (填“加快、减慢、不变”)。
三:练习11. 反应刚开始时,的浓度为,的浓度,后测得浓度为,则此时间内,下列反应速率表示正确的是( )
a. b.
c. d.
2. 已知某反应的各物质浓度数据如下:
起始浓度。2s末浓度。
据此可推算出上述方程式中各物质的计量数之比是( )
a. 9:3:4 b. 3:1:2 c. 2:1:3 d. 3:2:1
3. 将和放入10l真空容器内,某温度下发生反应:
在最初的0.2s内,消耗a的平均速率为,则在0.2s时,容器中c的物质的量是( )
a. b. c. d.
4. 在的反应中,经过一段时间内,的浓度增加了,在此段时间内用表示的平均反应速率为,则所经过的时间是( )
a. b. c. d.
5. 一定温度下,向一个容积为2l的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入和,后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍,在此时间内是( )
a. b.
c. d.
6. 下列说法中正确的是( )
a.和与溶液反应速率相同。
b. 大理石块与大理石粉分别同盐酸反应速率相同。
c.在相同条件下分别与盐酸反应,其反应速率相同。
d.和与相同形状和大小的大理石反应,速率相同。
7. 将盐酸滴到碳酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是( )
a. 盐酸浓度不变,使用量增大1倍 b. 盐酸浓度增加1倍,用量减至。
c. 增大碳酸钠粉末的用量 d. 使反应在较高温度下进行。
8.跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )
a. 硫酸钠固体 b. 水。
c. 硫酸钾溶液 d. 硝酸钾溶液。
9. 反应在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
a. 增加c的量。
b. 将容器的体积缩小一半。
c. 保持体积不变,充入使体系压强增大。
d. 压强不变充入使容器体积增大。
10. 把气体和气体混和于2l容器中,使它们发生如下反应:
5分钟末已生成,若测知以z浓度变化来表示的反应平均速率为,则上述反应中z气体的计量数n的值是( )
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
11. 可逆反应: 在4种不同的情况下的反应速率分别为该反应进行速率最快的是( )
a. ①b. ②和③ c. ④d. ①和④
12. 可逆反应: ,取和置于vl容器内。1分钟后,测得容器内a的浓度为,这时b的浓度为___c的浓度为___这段时间内反应的平均速率若以物质a的浓度变化来表示,应为。
第二节化学平衡。
什么是“化学平衡状态“?平衡状态的特征是什么?
“逆”化学平衡研究的对象是可逆反应,可逆反应不能进行彻底,即反应过程中反应物(生成物)不能全部转化为生成物(反应物)。
例:在一个密闭容器中发生如下反应:2so2+o22so3,反应过程中某一时刻so2、so3、o2的浓度分别为0.
2mol/l、0.2mol/l、0.2mol/l,当反应达平衡时可能的数据是( )
a、[so3]= 0.4mol/lb、[so3]= so2] =0.15mol/l
c、[so2] =0.25mol/ld、[so3]+ so2] =0.4mol/l
“等”——正=υ逆,这是可逆反应达到平衡状态的核心标志。
例1:在一定温度下,下列答案中能说明可逆反应a(气)+3气)2c气)达到平衡的是( )
a.c生成的速率和c消耗的速率相等的浓度不再变化.
c.单位时间内生成n mola同时生成3n molb d.a、的分子数之比为1:3:2
.生成c的速率是生成a的速率的2倍。
“定”——在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量,物质的量浓度,质量分数,体积分数等)保持一定(注意:不是“相等”),例:在一定条件下,化学反应 n2 + 3h22nh3达到平衡,下列说法正确的是( )
a、容器内不随时间变化b、n2 、h2 、nh3的浓度之比为1:3:2
c、n2 减少的速率和nh3增加的速率为1:2 d、气体体积为初始体积的。
“动”——化学反应达化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应仍在进行,只不过正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态是动态中。
例1:当可逆反应2so2+o22so3达到平衡后,通入18o2,再次达到平衡时18o存在于
分子中。例2:乙酸乙酯在稀硫酸中水解达到平衡后,向体系中加入少量h 218o,则。
分子中都含有18o原子。
“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)。当外界条件变化时,原来的化学平衡可能被打破,在新的条件下又将建立新的平衡。
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据:一切方法和依据均必须遵守“va生成=va消耗”,只要所给条件能推出“va生成=va消耗”的结论,则在该条件下反应就可达到平衡。否则,反应未达平衡。
常见的方法和依据如下页表:
反应速率和化学平衡的关系:
速率改变平衡不一定移动,平衡移动速率一定改变。
例:①对某反应使用催化剂后,因同时、等倍增大正逆反应速率,即“va生成=xa消耗”所以平衡不移动。
②对2hi(气)h2(气)+i2(气)反应已达平衡后,加压或减压都会改变正、逆反应速率,但平衡不移动(因平衡两边气体系数和相等,仍使“va生成=va消耗”).
例:能够说明 n2 + 3h2 2nh3 +q反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 :
容器内n2、h2、nh3三者共存
容器内n2、h2、nh3三者浓度相等。
容器内n2、h2、nh3的浓度比恰为1:3:2
t min内生成1molnh3同时消耗0.5moln2
t min内,生成1moln2同时消耗3mol h2
某时间内断裂3molh-h键的同时,断裂6moln-h键。
容器内质量不随时间的变化而变化。
容器内压强不随时间的变化而变化。
容器内密度不再发生变化。
容器内的平均摩尔质量不再发生变化。
容器内的温度保持恒定不变。
容器内的颜色保持不变。
2.反应2n02(g) 2no(g)+02(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡的标志是。
单位时间内生成nmol02的同时生成2nmol的n02
单位时间内生成n mol02的同时生成2nmo1的no
v(n02):v(n0):v(02)=2:2:l时。
混合气体的颜色不再改变时。
混合气体的密度不再改变时。
混合气体的压强不再改变时。
a)①④b)②③c)①③d)①②
练习:一、选择题
1.在下列可逆反应中,增大压强,降低温度,均可使化学平衡向正反应方向移动的是( )
a.2so2+o2 2so3(g)
b.4nh3+5o2 4no+6h2o(g)
c.2nh3 n2+3h2-q
d.so2+no2 so3(g)no+q
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