1、1专题一 元素及其化合物 2一、化学反应速率(v)1是用来衡量化学反应快慢程度的，通常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。2影响因素：浓度：增大气体或溶液的浓度，v增大；反之则相反。压强：对气体增加压强，v增大；反之则相反。温度：升高温度，v增大；反之则相反。催化剂：一般情况下，加催化剂，v增大。3二、化学平衡状态 化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。由于v正=v逆，可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。4三
2、、化学平衡的移动1勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：影响平衡的因素有浓度、压强、温度三种；原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度)，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂，高中阶段不讨论；平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。5 2平衡移动就是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：6四、化学平衡的特征平衡常数1平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热反应。2平衡常
3、数K值的大小，可推断反应进行的程度。3K的表达式和数值与方程式的具体写法有关。7五、典型题型分析【例1】化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应(不可逆)，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应在48min间的平均反应速率和推测反应进行到16min时反应物的浓度，结果应是()A2.5molL-1min-1和2.0molL-1B2.5molL-1min-1和2.5molL-1C3.0molL-1min-1和3.0molL-1D5.0molL-1min-1和3.0molL-18解析：第8 min与第4 min时反应物浓度差c为10molL-1，所以在48 min间的平均反应速
4、率为2.5 molL-1min-1，可以排除CD两个答案；图中从0 min开始到8 min反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8 min到第16 min也降低4倍，即由10molL-1降低到2.5molL-1，所以可以排除A而选B。答案：B9【变式题1】(2011江苏)700 时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是()A.反应在t1 min内的平均速率为v
5、(H2)molL1 min1B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2)0.40 mol10.402t10【变式题1】(2011江苏)700 时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20C保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大D温度升高至8
6、00，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应下列说法正确的是()BC11提示：A.v(H2)molL1min1；B.CO和H2O化学计量数相同，对平衡影响相同，1.2 mol CO、0.6 molH2O和0.6 mol CO、1.2 molH2O反应的量相同，生成CO2均为0.4 mol；D.升温平衡常数减小说明平衡逆向移动，正反应放热。12【例2】在2NO2N2O4的可逆反应中，下列状态属于平衡状态的是_。v正=v逆0时的状态NO2全部转变成N2O4的状态c(NO2)=c(N2O4)的状态N2O4不再分解的状态混合物中，NO2的百分含量不再改变的状态体系的颜色不再发生变化的状态v(N
7、O2)=2v(N2O4)的状态13解析：对于一可逆反应是否达到平衡就是判断该反应是否满足化学平衡状态的内在要求(v正=v逆)或是否表现出化学平衡状态的外在特征(各组成的浓度或含量保持不变)。显然是平衡状态；对于反应2NO2N2O4来讲，只有NO2呈红棕色，N2O4无色，体系的颜色不变就是NO2的浓度不变，反应处于平衡状态。由于2NO2N2O4是可逆反应，NO2不可能全部转化为N2O4，这种状态不存在；14平衡时NO2、N2O4的百分含量保持不变，但不一定存在c(NO2)=c(N2O4)的关系或NO2、N2O4的分子数之比等于21的情况(当然在特殊条件下，也可能存在这样的特殊的平衡状态)；N2O
8、4不再分解，就 是 反 应 速 率 等 于 零，不 是 平 衡 状 态。v(NO2)=2v(N2O4)，化学反应速率之比等于计量数之比，无论可逆反应达到平衡与否，都成立，不是平衡特有的条件。15【变式练习2】在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)。此反应达到平衡的标志是()A容器内压强不随时间变化B容器内各物质的密度不随时间变化C容器内X、Y、Z的浓度之比为122D单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z提示：由于反应前后质量守恒，且容器体积不变，因此气体的密度始终不变。体系中各物质的浓度比与平衡
9、与否无关；任何状态时消耗的X与生成的Z之比均为反应的计量数之比。A16【例3】某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是()A该反应的化学平衡常数表达式是K=c4(C)c2(D)/c3(A)c2(B)B此时，B的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大D增加D，平衡向左移动，化学平衡常数减小17解析：固体和纯液体的浓度为定值，不列入平衡常数表达式，A错误；生成1.6 mol C，B消耗0.8 mol，B的平衡转
10、化率=0.8/2=0.4，B正确；化学平衡常数只跟温度有关，C、D错误。答案：B18【变式题3】(2011全国大纲卷)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%C提示：N23H22NH3开始28 0平衡6243%100%15%44633N434319例4.(2011安徽)电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：(aq)2Pb2 (aq)H2O(l)2PbCrO4(s)2H (aq)H0D25 时，该反应的平衡常数K2.2A往平衡体系中加入金属铅后，c
11、(Pb2+)增大B往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2+)变小22提示：铅是固态，对平衡没有影响；加Sn(NO3)2后c(Sn2)增大，平衡逆向移动，c(Pb2)增大；c(Pb2)增大，说明平衡逆向移动，逆反应吸热，故正反应H0；0.220.1K2.2。23一、化学平衡状态的判断1v正=v逆0(本质特征)(1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。(2)不同的物质：不同方向的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比。2反应混合物中各组成成分的含量保持不变(外部表现)：24举例反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质
12、的物质的量分数恒定平衡各物质的质量或各物质的质量分数恒定平衡各气体的体积或体积分数恒定平衡总压强、总体积、总物质的量恒定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了n mol B同时消耗p mol C，则v正=v逆平衡vAvBvCvD=mnpq，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时消耗qmol D，因均指v逆不一定平衡25举例反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)压强m+np+q时，总压力恒定(其他条件一定)平衡m+n=p+q时，总压力恒定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均
13、相对分子质量（）恒定时，只有当m+np+q时平衡恒定，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度恒定时（绝热条件下）平衡恒容时的密度密度恒定不一定平衡rMrMrM26二、利用Q值可判断某状态是否处于平衡状态如 某 温 度 下，可 逆 反 应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K，上述可逆反应在任意状态下，反应物和生成物的浓度之间的关系用Q表示如下：Q=当Q=K时，v(正)=v(逆)，反应处于平衡状态；当Qv(逆)，反应向正方向进行；当QK时，v(正)v(放)，增大压强时，v(减)v(增)，在速率时间图上，要注意看清曲线是
14、连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增；增大压强时，v(减)大增，v(增)小增；改变反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)不变。(4)注意终点。例如在浓度时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。292对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。(2)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。30(4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(5)先拐先平。例如，在转化率时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。(6)定一论二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。