专题2 化学反应速率与化学平衡 专题整合-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1同步全程学习全书word（苏教版）

专题整合 一、等效平衡 1.等效平衡的概念 在相同条件下(恒温恒容或恒温恒压),同一可逆反应体系,不管是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,只要按化学方程式中各物质的化学计量数之比投入反应物或生成物,在达到化学平衡状态时,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为等效平衡。 2.等效平衡的类型及比较 条件 恒温恒容 恒温恒压 反应特点 有气体参与的任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 有气体参与的任何可逆反应 起始投料 换算为化 学方程式 同一边物 质;其“量” 相同　　 换算为化学方程式同一边物质;其“量”符合同一比例 换算为化学方程式同一边物质;其“量”符合同一比例 平衡特点 质量 分数 (w%) 相同 相同 相同 浓度 (c) 相同 成比例 相同(气体) 物质 的量 (n) 相同 成比例 成比例 3.虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式。 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。 (2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)。 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。 [典例1] 一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入 2 mol SO2和1 mol O2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3(g)平衡浓度不改变的是(　　) A.保持温度和容器体积不变,充入1 mol SO3(g) B.保持温度和容器内压强不变,充入1 mol SO3(g) C.保持温度和容器内压强不变,充入1 mol O2(g) D.保持温度和容器内压强不变,充入1 mol Ar(g) 解析:根据勒夏特列原理可知,在恒容状态下,A项中充入1 mol SO3(g),SO3(g)的平衡浓度比原来的大;C项中在保持恒压状态下充入O2,必导致容器体积增大,根据勒夏特列原理,SO3(g)的平衡浓度比原来的小,同理可知在选项D条件下,SO3(g)的平衡浓度也比原来的小。 答案:B [典例2] 在相同温度下(T=500 K),有相同体积的甲、乙两容器,且保持体积不变,甲容器中充入1 g SO2和1 g O2,乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述中错误的是(　　) A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡时O2的浓度:乙>甲 C.平衡时SO2的转化率:乙>甲 D.平衡时SO2的体积分数:乙>甲 解析:浓度越大,化学反应速率越快,故A正确;分析B、C、D则要进行平衡的比较,常用画图法(将乙分装于两个与甲同体积的容器中,再混合压缩在与甲等体积的一个容器中), 甲:1 g SO21 g O2a g SO3b g SO2c g O2 答案:D 二、化学反应速率与平衡图像 1.图像分析方法与技巧 (1)三步分析法。 一看反应速率是增大还是减小;二看Δv正、Δv逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。 (2)四要素分析法。 看曲线的起点,看曲线的变化趋势,看曲线的转折点,看曲线的终点。 (3)“定一议二”原则。 图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。 (4)“先拐先平,数值大”原则。 在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡状态;先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高或压强较大。 如对于反应aA(g)+bB(g)cC(g): 图A表示T2>T1,由T2→T1,C%增大,平衡右移,即降低温度,平衡正向移动,故正反应是放热反应。 图B表示p1<p2,由p2→p1,A%增大,平衡左移,即减小压强,平衡逆向移动,故正反应为气体总体积减小的反应,即a+b>c。 2.化学反应速率、平衡图像常见类型 (1)化学反应速率图像(v-t图像)。 ①“渐变”类v-t图像——浓度对化学反应速率的影响。 图像Ⅰ说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度,使v′(正)突变,平衡正向移动。 图像Ⅱ说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度,使v′(逆)突变,平衡正向移动。 ②“断点”类v-t图像——温度(或压强)对化学反应速率的影响。 图像Ⅰ说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应),改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。 图像Ⅱ说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应),改变的外界条件是降低温度(或减小压强)。 ③“平台”类v-t图像——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响。 图像中,t1时刻图像改变的条件可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。 (2)化学平衡类图像。 ①物质的量(或浓度)—时间图像。 这类图像能说明各平衡体系组分