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文檔簡介
1、高二化學教案:化學平衡的移動教學案【】鑒于大家對查字典化學網十分關注,小編在此為大家搜集整理了此文高二化學教案:化學平衡的移動教學案,供大家參考!本文題目:高二化學教案:化學平衡的移動教學案第三單元 化學平衡的移動第1課時 影響化學平衡狀態(tài)的因素目標要求 1.知道濃度、溫度、壓強等條件改變時,化學平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡影響的結果以及有關的解釋。 3.理解勒夏特列原理。1.濃度的變化對化學平衡的影響實驗探究實驗原理:Cr2O2-7+H2O 2CrO2-4+2H+橙色 黃色實驗步驟:取兩支試管各加入5 mL 0.1 molL-1K2Cr2O7溶液。向一支試管中
2、滴加1 molL-1HNO3溶液,觀察并記錄溶液的顏色。向另一支試管中滴加1 molL-1NaOH溶液,觀察并記錄溶液顏色的變化。實驗現象:如下表所示。步驟 滴加1 molL-1 HNO3溶液 滴加1 molL-NaOH溶液溶液顏色 溶液橙色加深 溶液黃色加深實驗結論:增加H+的濃度,平衡向逆反應方向移動,溶液橙色加深;增加OH-的濃度,減小H+的濃度,平衡向正反應方向移動,溶液黃色加深。基本規(guī)律:增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動;減小反應物濃度或增大生成物濃度,平衡向逆反應方向移動。2.壓強的變化對化學平衡的影響其他條件不變時,對于有氣體參加的反應,增大壓強,會使平衡向著
3、氣體體積減小的方向移動;減小壓強,會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。但是壓強改變,對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質系數不變的反應來說,平衡不移動。3.溫度的變化對化學平衡的影響實驗探究實驗原理:Co2+4Cl- CoCl2-4 0粉紅色 藍色實驗步驟:取3支試管,向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液,將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。實驗現象及結論:溶液的顏色 平衡移動的方向室溫 粉紅色 平衡不移動熱水 溶液藍色加深 升溫,平衡向正反應方向移動冰水 溶液粉紅色加深 降溫,平衡向逆反應方向移動基本規(guī)律:其他條件不變時,升高溫度,平衡向著吸熱方向移動;降低溫度,平衡向著放熱方向移動。4.勒夏特列
4、原理如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著減弱這種改變的方向移動。知識點一 外界條件的改變對化學平衡的影響1.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2O H+Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末,溶液中發(fā)生的變化是()A.H+濃度減小,HClO濃度減小B.H+濃度增大,HClO濃度增大C.H+濃度減小,HClO濃度增大D.H+濃度增大,HClO濃度減小答案 C解析 碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸,向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后,它與鹽酸反應,而不與次氯酸反應。又由于H+濃度減小,平衡Cl2+H2O H+Cl-+HClO向正反應方向移動,故HClO
5、濃度增大。2.對已達化學平衡的下列反應2X(g)+Y(g) 2Z(g)減小壓強時,對反應產生的影響是()A.逆反應速率增大,正反應速率減小,平衡向逆反應方向移動B.逆反應速率減小,正反應速率增大,平衡向正反應方向移動C.正、逆反應速率都減小,平衡向逆反應方向運動D.正、逆反應速率都增大,平衡向正反應方向移動答案 C解析 減小壓強、體系中各組分濃度都減小,所以正、逆反應速率都減小,平衡向氣體體積增大的方向移動。3.關節(jié)炎是因為在關節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體,尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛,其化學機理如下:HUr+H2O Ur-+H3O+,尿酸尿酸根離子Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)
6、。下列對反應的敘述正確的是()A.正反應為吸熱反應B.正反應為放熱反應C.升高溫度,平衡向正反應方向移動D.降低溫度,平衡向逆反應方向移動答案 B解析 題意中明確指出尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛,說明溫度降低,反應Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)的平衡向正反應方向移動,可知其正反應為放熱反應。知識點二 勒夏特列原理4.下列事實中,不能用勒夏特列原理解釋的是()A.在溴水中存在如下平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,當加入NaOH溶液后顏色變淺B.對2H2O2 2H2O+O2的反應,使用MnO2可加快制O2的反應速率C.反應CO+NO2 CO2+NO 0,升高溫度使平衡向逆反
7、應方向移動D.合成氨反應:N2+3H2 2NH3 0,為使氨的產率提高,理論上應采取低溫高壓的措施答案 B5.可逆反應A(g)+B C(g)+D的反應式中A和C都是無色氣體。當反應達到平衡時,下列敘述錯誤的是()A.若增大A的濃度,平衡體系顏色加深,則說明D是有顏色的氣體B.若升高溫度,C的百分含量減小,則說明逆反應為吸熱反應C.若增大壓強,平衡不發(fā)生移動,則說明B和D一定都是氣體D.如果B是氣體,則增大A的濃度會使B的轉化率增大答案 C6.在密閉容器中,一定條件下,進行如下反應:NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) H=-373.2 kJmol-1,達到平衡后,為提高該反應
8、的速率和NO的轉化率,采取的正確措施是()A.加催化劑同時升高溫度B.加催化劑同時增大壓強C.升高溫度同時充入N2D.降低溫度同時增大壓強答案 B解析 降低溫度雖然能提高NO的轉化率,但也降低了反應速率,D選項同時采取了降溫和增壓措施,對提高NO的轉化率是一致的,但對加快反應速率是矛盾的,故D項不能保證滿足題中條件。練基礎落實1.在某溫度下,反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡,下列說法中正確的是()A.溫度不變,縮小體積,N2的轉化率增大B.溫度不變,增大體積,NH3的產率提高C.升高溫度,增大體積,有利于平衡向正反應方向移動D.降低溫度,體
9、積不變,H2的轉化率降低答案 A解析 本題主要考查溫度對化學平衡的影響。題給反應是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。溫度不變,縮小體積,平衡向氣體體積縮小(正反應)方向移動,N2的轉化率將增大;溫度不變,增大體積,平衡向氣體體積擴大(逆反應)方向移動,NH3的產率降低;升高溫度,增大體積,均使平衡向逆反應方向移動;降低溫度,體積不變,平衡向正反應方向移動,會提高H2的轉化率。2.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);0。當反應達到平衡時,下列措施:升溫 恒容通入惰性氣體 增加CO的濃度 減壓 加催化劑 恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉化率的是()A. B. C. D.答案 B解析
10、要提高COCl2的轉化率,平衡需正向移動。已知可逆反應的正反應是一個氣體化學計量數之和增大、吸熱的反應。故升溫符合。恒容通入惰性氣體平衡不移動,不符合要求。增加CO濃度,平衡逆向移動。減壓平衡正向移動。催化劑不影響化學平衡。恒壓下通入惰性氣體相當于減壓,平衡正移,故正確答案為B。3.下列說法正確的是()A.其他條件不變,增大某一反應物的濃度,反應物的轉化率一定都增大B.對于有氣體參加的反應,其他條件不變,增大壓強,體積縮小,體系中各氣體的濃度一定增大C.對于有氣體參加的反應,改變壓強使平衡向右移動,生成的氣體的濃度一定增大D.增大反應物的濃度,平衡向右移動,生成物的體積分數一定增大答案 B解析
11、 在平衡體系中,增大某一反應物的濃度,該反應物的轉化率降低,對于有氣體參加的反應,只要增大壓強,各組分濃度同時增大,而減小壓強,各組分濃度同時減小。4.對于密閉容器中的可逆反應:mX(g)+nY(s) pZ(g) 0,達化學平衡后,改變條件,下列表述不正確的是()A.增大壓強,化學平衡不一定發(fā)生移動B.通入氦氣,化學平衡不一定發(fā)生移動C.增加X或Y的物質的量,化學平衡一定發(fā)生移動D.其它條件不變,升高溫度,化學平衡一定發(fā)生移動答案 C解析 由于該反應體積變化不明確,故改變壓強不能確定化學平衡是否移動,A項正確;在恒容條件下充入氦氣,沒有改變平衡體系各物質的濃度,平衡不移動,B項正確;由于Y為固
12、體,改變其用量不影響化學平衡,C項不正確;對任何反應改變溫度,均改變平衡狀態(tài),故D正確。5.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),達到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來的一半,當達到新平衡時,C的濃度變?yōu)樵瓉淼?.1倍,則下列敘述正確的是()A.m+np+q B.m+nC.平衡向逆反應方向移動 D.C的體積分數不變答案 A練方法技巧6.在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應mX(g) nY(g) H=Q kJmol-1。反應達到平衡時,Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示:下列說法正確的是()A.mnB.Q0C
13、.溫度不變,壓強增大,Y的質量分數減少D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動答案 C解析 由表知,體積不變升高溫度,c(Y)增大,平衡右移,因升高溫度,平衡向吸熱方向移動,說明正反應為吸熱反應,Q0,B、D錯;溫度不變,容器體積增大,即由1 L變?yōu)? L,若平衡不移動,此時c(Y)應減小為原來一半,現c(Y)比原來的一半大,即減壓,平衡向右移動,向氣體體積增大的方向移動,所以m7.下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是()A.紅棕色NO2加壓后顏色先變深,后逐漸變淺B.在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后,混合氣體顏色變深C.FeCl3溶液加熱后顏色變深D.FeCl3和KSCN的混合
14、溶液中加入無色KSCN溶液,顏色變深答案 B解析 A項中2NO2紅棕色 N2O4無色加壓后c(NO2)變大,顏色加深,但加壓使平衡向右移動,顏色又變淺,A正確;B項中H2(g)+I2(g) 2HI(g)是反應前后氣體體積不變的反應,加壓后,平衡不移動,但體積變小,c(I2)增大,顏色變深,故B錯;C項中Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+是吸熱反應,加熱平衡正移,C正確;D項Fe3+3SCN- Fe(SCN)3,加入SCN-,增大反應物濃度,平衡正移,D正確。8.對于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡體系,當升高溫度時,體系的平均相對分子質量從26變?yōu)?9,則下列說法中正
15、確的是()A.x+yz+w,正反應是放熱反應B.x+yz+w,正反應是吸熱反應C.x+yD.x+yz+w,逆反應是吸熱反應答案 B解析 M=mn,m為定值,M增大,則n減小,若x+yz+w,升溫,平衡向吸熱反應方向移動,正反應為吸熱反應;若x+y練綜合拓展9.現有反應:mA(g)+nB(g) pC(g),達到平衡后,當升高溫度時,B的轉化率變大;當減小壓強時,混合體系中C的質量分數減小,則:(1)該反應的逆反應為_熱反應,且m+n_p(填、=或)。(2)減壓時,A的質量分數_。(填增大、減小或不變,下同)(3)若容積不變加入B,則A的轉化率_,B的轉化率_。(4)若升高溫度,則平衡時B、C的濃
16、度之比c(B)/c(C)將_。(5)若加入催化劑,平衡時氣體混合物的總物質的量_。(6)若B是有色物質,A、C均無色,則加入C(體積不變)時混合物顏色_;而維持容器內壓強不變,充入氖氣時,混合物顏色_。(填變深、變淺或不變)答案 (1)放(2)增大 (3)增大 減小(4)減小 (5)不變 (6)變深 變淺解析 升高溫度,B的轉化率增大,說明正反應吸熱,則逆反應放熱;減小壓強,C的質量分數減小,則說明平衡左移,則m+np。據此可對以下諸問題作出分析。10.可逆反應3A(g) 3B(?)+C(?) 0達到化學平衡后,升高溫度。用變大、變小、不變或無法確定填空。(1)若B、C都是氣體,氣體的平均相對
17、分子質量_;(2)若B、C都不是氣體,氣體的平均相對分子質量_;(3)若B是氣體,C不是氣體,氣體的平均相對分子質量_;(4)若B不是氣體,C是氣體:如果A的摩爾質量大于C的摩爾質量,氣體的平均相對分子質量_;如果A的摩爾質量小于C的摩爾質量,氣體的平均相對分子質量_。答案 (1)變大 (2)不變 (3)變大 (4)變大 變小解析 混合氣體的平均摩爾質量在以gmol-1為單位時數值上等于其平均相對分子質量,因此可用氣體的m(總)/n(總)來推算平均相對分子質量的變化,(1)(3)可用此法;對于(2)氣體只有一種,所以不變;對于(4)屬于兩組分氣體混合物,則只要看兩種氣體的比例及摩爾質量大小。第
18、2課時 化學平衡中的數形結合問題目標要求 1.能根據化學反應的建立和化學平衡移動原理畫出常見的圖象。 2.會分析常見的關于化學平衡的圖象題。一、表示平衡建立的圖象1.速率時間圖2.濃度時間圖以H2(g)+I2(g) 2HI(g)為例,按要求畫出如下圖象:要求:(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol,平衡時HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。二、表示平衡移動的圖象1.速率時間圖(1)如圖,該平衡向正反應方向移動。此圖是增加反應物濃度引起的平衡移動。(2)如圖,可能是改變什么條件引起的平衡移動?并判斷其對應的化學反應的特點。可能是升
19、高溫度引起的平衡移動,如果是升高溫度,則該反應的正反應是吸熱反應;也可能是增大壓強引起的平衡移動,如果是增大壓強,則該反應的正反應是氣體體積減小的反應。(3)下列哪個反應一定不符合圖_D_。A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 0B.NH4Cl(aq)+H2O(l) NH3H2O(aq)+HCl(aq) 0C.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 0D.H2(g)+I2(g)=2HI(g) 02.溫度、壓強、轉化率、時間等之間三重關系的圖象由此圖可判斷該反應的正反應是氣體體積增大的反應,理由是p1時反應達到平衡所用時間短,故p1p2,從p1、p2的關系又看出當壓強大時,反應物
20、的轉化率小,故知該反應的正反應是氣體總體積增大的反應。知識點一 速率、濃度與時間圖象1.對于可逆反應mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g),反應過程中,其他條件不變時,產物D的物質的量分數D%與溫度T或壓強p的關系如下圖,下列說法正確的是()A.降溫可使化學平衡向正反應方向移動B.使用合適的催化劑可使D%有所增加C.化學方程式中化學計量數:mp+qD.B的顆粒越小,正反應速率越快,有利于平衡向正反應方向移動答案 A2.合成氨反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1,在反應過程中,正反應速率的變化如下圖:下列說法正確的是()A.t1時升高了溫度 B.
21、t2時使用了催化劑C.t3時增大了壓強 D.t4時降低了溫度答案 B3.在容積固定的密閉容器中存在如下反應:A(g)+3B(g) 2C(g) 0。某研究小組A研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,并根據實驗數據作出下列關系圖,下列判斷一定錯誤的是()A.圖研究的是不同催化劑對反應的影響,且乙使用的催化劑效率較高B.圖研究的是壓強對反應的影響,且乙的壓強較高C.圖研究的是溫度對反應的影響,且甲的溫度較高D.圖研究的是不同催化劑對反應的影響,且甲使用的催化劑效率較高答案 A解析 本題考查學生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應速率,改變到達平衡的時間,不能改變平衡,即在一樣的
22、前提條件下,到達平衡時各組分的濃度、各組分的物質的量分數不變,所以A錯;壓強增大,速率提高,且壓強增大,平衡向正反應方向移動,B對;溫度升高,速率增大,縮短到達平衡的時間,且溫度升高,平衡向逆反應方向移動,那么B的轉化率降低,所以C對;催化劑只能改變速率,不能改變平衡的移動,催化劑效率越高,到達平衡的時間越短,所以D對。知識點二 速率、濃度、轉化率與溫度、壓強的圖象4.可逆反應mA(g) nB(g)+pC(s) H=Q kJmol-1,溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象,以下敘述正確的是()A.mn,Q0 B.mn+p,Q0 C.mn,Q0 D.m答案 C解析 找準
23、平衡點,即兩曲線交叉點,然后條件改變后,根據v正與v逆的關系確定平衡移動的方向,得出結論。5.在某一容積可變的密閉容器中,可逆反應A(g)+B(g) xC(g) H,符合圖象()所示關系。由此推斷,對圖象()的說法不正確的是()A.p3p4,Y軸表示A的轉化率B.p3p4,Y軸表示B的質量分數C.p3p4,Y軸表示混合氣體的密度D.p3p4,Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量答案 B解析 根據圖中三個狀態(tài)下到達平衡的時間可知T1T2,p16.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I-3(aq)某I2、KI混合溶液中,I-3的物質的量濃度c(I-3)與溫度T的關系如圖所示(曲
24、線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()A.反應I2(aq)+I-(aq)=I-3(aq)的0B.若溫度為T1、T2,反應的平衡常數分別為K1、K2,則K1K2C.若反應進行到狀態(tài)D時,一定有v正v逆D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大答案 D解析 由圖象知:c(I-3)隨溫度升高而減小,故該可逆反應的正反應為放熱反應,0,A正確;升高溫度,可逆反應逆向移動,反應的化學平衡常數減小,即K1K2,B正確;反應進行到狀態(tài)D時,c(I-3)練基礎落實1.如圖是可逆反應A+2B 2C+3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷()A.正反應是
25、放熱反應 B.D可能是氣體C.逆反應是放熱反應 D.A、B、C、D均為氣體答案 A解析 降溫后v正逆,平衡向正反應方向移動,證明正反應放熱,加壓后v正逆,平衡向正反應方向移動,正反應體積減小,D不可能是氣體。2.有一化學平衡:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如圖是表示A的轉化率與壓強、溫度的關系,分析下圖可以得出的正確結論是()A.正反應是吸熱反應,且m+np+qB.正反應是吸熱反應,且m+nC.正反應是放熱反應,且m+np+qD.正反應是放熱反應,且m+n答案 A解析 此題是兩個條件同時對化學平衡產生影響的圖象。先固定一個條件不變,分析另一個條件變化對平衡的影響,得出一個結論
26、,然后再固定這個條件不變,分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變,壓強越大,A的轉化率越高,得出:m+n壓強不變,溫度越高,A的轉化率越大,得出:正反應吸熱。3.汽車尾氣凈化中的一個反應如下:NO(g)+CO(g) 12N2(g)+CO2(g)H=-373.4 kJmol-1在恒容的密閉容器中,反應達到平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是()答案 C解析 對于放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,K值減小,CO的轉化率降低,A、B錯誤;溫度不變,K值不變,C正確;增加N2的量,平衡向逆反應方向移動,NO的轉化率降低,D錯誤。4.反應N2O4(g) 2NO2(g) H=+57 kJmol
27、-1,在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.A、C兩點的反應速率:ACB.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法D.A、C兩點氣體的平均相對分子質量:AC答案 C解析 A、C兩點溫度相同而壓強不同,增壓平衡逆向移動,NO2的體積分數減小,但增壓也會增大濃度,反應速率:A練方法技巧5.取五等份NO2,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應:2NO2(g) N2O4(g) 0反應相同時間后,分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖。下列示意圖中,可能與實驗
28、結果相符的是()A. B. C. D.思路點撥:解答時注意以下兩點:(1)反應相同時間,反應可能達平衡或未達平衡。(2)該反應為氣體體積減小的放熱反應。答案 D解析 在恒容狀態(tài)下,在五個相同的容器中同時通入等量的NO2,反應相同時間。那么則有兩種可能,一是已達到平衡狀態(tài),二是還沒有達到平衡狀態(tài),仍然在向正反應方向移動。假若,5個容器在反應相同時間下,均已達到平衡,因為該反應是放熱反應,溫度升高,平衡向逆反應方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以B正確;假若,5個容器中有未達到平衡狀態(tài)的,那么溫度越高,反應速率越大,會出現溫度高的NO2轉化得快,導致NO2的百分含量少的情況。在D中,圖
29、中的轉折點為平衡狀態(tài),轉折點左側為未平衡狀態(tài),右側為平衡狀態(tài),D正確。6.反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時,M的體積分數y(M)與反應條件的關系如下圖所示。其中z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是()A.同溫同壓z時,加入催化劑,平衡時Q的體積分數增加B.同壓同z時,升高溫度,平衡時Q的體積分數增加C.同溫同z時,增加壓強,平衡時Q的體積分數增加D.同溫同壓時,增加z,平衡時Q的體積分數增加答案 B解析 由圖象可知M的體積分數隨著溫度升高而減小,因此正反應是吸熱反應。催化劑只能改變反應達到平衡所需的時間,而對化學平衡移動無影響。升高溫度平
30、衡正向移動,因此Q的體積分數增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強,化學平衡逆向移動,Q的體積分數減小。同溫同壓時增加z,平衡時Q的體積分數不一定減小,因為N的物質的量增加不定,因此A、C、D選項錯誤,只有B正確。練綜合拓展7.如圖,甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反應混合物中的百分含量w(C)和反應時間(t)的關系。(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況,則_曲線表示無催化劑時的情況,原因是_;(2)若乙圖表示反應達到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況,則_曲線表示恒溫恒容的情況,原因是_;(3)根據丙圖可以判
31、斷該可逆反應的正反應是_(填吸或放)熱反應,化學計量數x的值_。答案 (1)b b達到平衡所用時間長,說明b的反應速率小于a(2)a a中充入氦氣,w(C)不變,平衡不移動(3)吸 大于2(2)或大于等于3(3)解析 (1)催化劑能夠加快反應速率,縮短反應達到平衡時的時間,所以a曲線表示有催化劑時的情況,b曲線表示無催化劑時的情況。(2)恒溫恒容條件下,向平衡體系中通入稀有氣體,平衡不移動;恒溫恒壓條件下,向平衡體系中通入稀有氣體,平衡向體積增大的方向移動。(3)由丙圖可知,恒壓條件下,升高溫度,平衡向正反應方向移動,所以正反應為吸熱反應;恒溫條件下,增大壓強,平衡向逆反應方向進行,所以正反應
32、為體積增大的反應,x2。8.在一容積為2 L的密閉容器內加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2,在一定條件下發(fā)生如下反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 0。反應中NH3的物質的量濃度的變化情況如圖所示:(1)根據圖示,計算從反應開始到平衡時,平均反應速率v(NH3)為_。(2)反應達到平衡后,第5分鐘末,保持其它條件不變,若改變反應溫度,則NH3的物質的量濃度不可能為_。a.0.20 molL-1 b.0.12 molL-1 c.0.10 molL-1 d.0.08 molL-1(3)反應達到平衡后,第5分鐘末,保持其它條件不變,若只把容器的體積縮小一半,平衡_移動(填向
33、逆反應方向、向正反應方向或不),化學平衡常數_(填增大、減小或不變)。(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后,若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 molL-1)。請在圖中畫出第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線。答案 (1)0.025 molL-1min-1 (2)ac(3)向正反應方向 不變(4)解析 (1)由圖象知:v(NH3)=ct=0.1 molL-14 min=0.025 molL-1min-1。(2)合成氨的反應為可逆反應,不可能進行到底,根據反應方程式和題給數據,NH3濃度的最大值為:0.4 mol2 L=0.2 molL-1,在改變溫度后,平衡要移
34、動,達新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1 molL-1。(3)縮小體積,相當于增大壓強,平衡向正反應方向移動,由于溫度未變,平衡常數不變。(4)在5分鐘末將容積減小一半,c(NH3)瞬間增大為原來的二倍,在8分鐘末建立新平衡,圖象見答案。9.某溫度時,在2 L密閉容器中氣態(tài)物質X和Y反應生成氣態(tài)物質Z,它們的物質的量隨時間的變化如下表所示。t/min X/mol Y/mol Z/mol0 1.00 1.00 0.001 0.90 0.80 0.203 0.75 0.50 0.505 0.65 0.30 0.709 0.55 0.10 0.9010 0.55 0.10 0.9014 0.55
35、0.10 0.90(1)根據表中數據,在該題圖中相應位置上畫出X、Y、Z的物質的量(n)隨時間(t)變化的曲線:(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是_;(3)列式計算該反應在03 min時間內產物Z的平均反應速率:_;(1) 該反應達到平衡時反應物X的轉化率等于_;(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線、(如上圖所示),則曲線、改變的實驗條件分別是:_;_;_。答案(1)(2)X+2Y 2Z(3)v(Z)=cZt=nZVt=0.5 mol2 L3 min=0.083 molL-1min-1(4)45%(5)升高溫度 加入催化劑 增大壓強解析 (1)畫
36、出對應的點直接連接起來即可。(2)由01 min時,n(X)n(Y)n(Z)=122知該反應的化學方程式為:X+2Y 2Z。(3)v(Z)=cZt=nZVt=0.5 mol2 L3 min=0.083 molL-1min-1(4)X的轉化率=nXnX初100%=1.00-0.55mol1.00 mol100%=45%。(5)由題中圖象知:平衡時,曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短,且生成Z的量減少,故曲線改變的條件是升高溫度;曲線的Z的物質的量與原平衡時相同,但達到平衡的時間縮短為1 min,故曲線改變的條件是加入催化劑;曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短,且生成Z的量增加
37、,故曲線改變的條件是增大壓強。第3課時 等效平衡目標要求 1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。一、等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),對同一可逆反應體系,起始時加入物質的物質的量不同,而達到化學平衡時,同種物質的百分含量相同,這樣的平衡稱為等效平衡。二、等效平衡的分類(1)對于恒溫、恒容條件下的體積可變的反應如果按方程式中的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質,其物質的量與對應組分的起始加入量相同,則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。結果:達到平衡后,各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。例如,一定條件下的可逆反應:2SO2 + O2 2SO3 2 mol 1 m
38、ol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol上述三種配比,按方程式的計量關系均轉化為反應物,則SO2均為2 mol、O2均為1 mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。(2)對于恒溫、恒容條件下的體積不變反應以及恒溫、恒壓的可逆反應(無論體積可變或不變)如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質,其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同,則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。結果:達到平衡后,各組分的百分含量相同,但各組分的濃度并不一定相同。例如:H2(g)+ I2(g) 2HI(g) 1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2
39、mol 1 mol上述兩種配比,按方程式中化學計量關系均轉化為反應物,兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質的量比均為11,因此上述兩種情況建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。知識點一 恒溫、恒容條件下的等效平衡1.已知在等溫、等容條件下,有如下可逆反應:2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)?,F分別從兩條途徑建立平衡,途徑:A、B的起始濃度均為2 mol途徑:C、D的起始濃度分別為6 molL-1和2 molL-1。下列敘述正確的是()A.、兩種途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的濃度相同B.、兩種途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成相同C.達到平衡時,途徑的反應速率v1等于途徑的反應
40、速率v2D.達到平衡時,途徑混合氣體的密度與途徑混合氣體的密度相等答案 B解析 該反應的條件是在等溫等容條件下,且該反應前后氣體體積不變。由于途徑相當于A、B的起始濃度均為4 molL-1建立平衡體系,故平衡時各組分的體積百分含量應與相同,但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為的兩倍。2.在1 L密閉容器中通入2 mol NH3,在一定溫度下發(fā)生反應:2NH3 N2+3H2,達平衡時,N2的物質的量分數為a%,維持容器的體積和溫度不變,分別通入下列幾組物質,達到平衡時,容器內N2的物質的量分數仍為a%的是()A.3 mol H2和1 mol NH3B.2 mol NH3和1 mol N2C.2
41、mol N2和3 mol H2D.0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2答案 D解析 由題意可知,是在恒溫恒容下的等效平衡,應滿足投料相等,利用極限轉化法可將各項中物質轉化成第一種情況中NH3的物質的量來比較:A.1 mol NH3 3 mol H2 B.2 mol NH3 1 mol N2C.2 mol NH3 1 mol N2 D中2 mol NH3,故答案為D。3.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g) 3C(g),若反應開始時充入2 mol A和2 mol B,達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時,若按下列四種配比作為起始物
42、質,平衡后A的體積分數大于a%的是()2 mol C2 mol A、1 mol B和1 mol He(不參加反應)1 mol B和1 mol C2 mol A、3 mol B和3 mol CA. B. C. D.答案 A解析 將選項中的各種配比全部轉化為起始時A和B的物質的量并與題給平衡進行對比分析:起始時物質的量mol 2A(g)+ B(g) 3C(g) 平衡時A已知 2 2 0 a%A 43 23 0 a%B 2 1 0 a%C 23 43 0D 4 4 0 =a%由于是在恒容條件下,所以選項中的1 mol He對平衡無影響。由于反應2A(g)+B(g) 3C(g)是一個氣體體積不變的反應
43、,因此當n(A)n(B)=11時即與已知構成等效平衡,平衡時(A)=a%,如選項;當n(A)n(B)1時,必然A的體積分數增加,a%,如選項、;當n(A)n(B)1時,B的體積分數增加,(A)知識點二 恒溫、恒壓條件下的等效平衡4.將3 mol A和1 mol B混合于一體積可變的密閉容器P中,以此時的溫度、壓強和體積作為起始條件,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),達到平衡時C的濃度為 molL-1。保持溫度和壓強不變,按下列四種配比充入容器P中,平衡后C的濃度仍為 molL-1的是()A.6 mol A+2 mol BB.3 mol A+1 mol B+2 mol C
44、C.2 mol C+1 mol B+1 mol DD.1 mol C+2 mol D答案 A解析 在恒溫恒壓下,只要n(A)n(B)=31或n(C)n(D)=21,達到平衡時就均為同一平衡狀態(tài),即滿足等效平衡的條件。答案為A。5.某溫度下,在一容積可變的容器中,反應2A(g)+B(g) 2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整,可使平衡右移的是()A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol答案 C解析 由題意可知,本題為恒溫恒壓的等效平衡,要求投料時為等比。由于A、B等
45、比例加入各物質,則平衡不移動。將C、D拆解分析。若按比例增加、減少投料:C增加:2A(g) + B(g) 2C(g)1 mol 0.5 mol 1 mol再加0.5 mol B平衡右移。D減少:2A(g) + B(g) 2C(g)1 mol 0.5 mol 1 mol再減少0.5 mol B,則平衡左移。6.恒溫、恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g) C(g)(1)若開始時放入1 mol A和1 mol B,達到平衡后,生成a mol C,這時n(A)為_ mol。(2)若開始時放入3 mol A和3 mol B,達到平衡后,生成n(C)為_ mol。(3)若開始時放入x
46、 mol A、2 mol B和1 mol C,達到平衡后,A和C的物質的量分別是y mol和3a mol,則x=_,y=_。平衡時,n(B)_(選填一個編號),并寫出作出此判斷的理由_。(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次到達平衡后,C的物質的量分數是_。答案 (1)1-a (2)3a (3)2 3-3a (丁) 若3a1,B的物質的量小于2 mol;若3a=1,B的物質的量等于2 mol;若3a1,B的物質的量大于2 mol (4)a2-a練基礎落實1.在相同溫度和壓強下
47、,對反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗,實驗開始時放入容器內各組分的物質的量見下表上述四種情況達到平衡后,n(CO)的大小順序是()A.乙=丁丙=甲 B.乙甲丙C.丁丙=甲 D.丁乙甲答案 A解析 本題主要考查外界條件對化學平衡的影響及等效平衡問題。解題時應注意該反應及反應的特點,即反應前后氣體體積不變,同時要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學計量數轉成CO2和H2也分別為a mol,則甲與丙是等量等效,則達平衡時,n(CO)應相等;把丁中a mol CO和a mol H2O按化學計量數轉成CO2和H2,則起始時丁
48、中CO2為2a mol、H2為a mol,則與乙等量等效,到達平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2,導致平衡正移,則平衡時n(CO)乙n(CO)甲,故選A。2.對反應2NO2(g) N2O4(g),在恒溫的容器中,欲使cNO2cN2O4比值增大,在溫度不變時應采取()A.體積不變,增加NO2的物質的量B.體積不變,增加N2O4的物質的量C.使體積擴大到原來的2倍D.使體積不變充入N2答案 C解析 體積不變無論是增加NO2物質的量還是增加N2O4的物質的量,從效果上來講,都相當于增大壓強,平衡右移,NO2相對含量減小,N2O4相對增多,故A、B錯;C項等效
49、于減小壓強,C正確;需要注意的是B項單從平衡移動角度看,因c(N2O4)變大,使v正3.在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應:2A(g)+B(g) xC(g),達到平衡后,C的體積分數為w%;若維持容器的容積和溫度不變,按起始物質的量A:0.6 mol、B:0.3 mol、C:1.4 mol充入容器,達到平衡后,C的體積分數仍為w%,則x的值為()A.只能為2 B.只能為3C.可能為2,也可能為3 D.無法確定答案 C解析 這是一道關于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題,應該包括兩種情況。若x等于3,則這一反應是一個前后氣體體積不變的類型,因此只要滿足第二種投料方式中按化學計
50、量數換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量之比與第一種投料方式相等即可達到等效平衡。若x不等于3,則須滿足第二種投料方式中通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量與第一種投料方式完全相等,才能使兩平衡等效。4.在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5,加熱到200 ,發(fā)生反應:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),反應達到平衡時,PCl5在混合氣體中的體積分數為m%,若在相同的溫度和相同的容器中,起始時加入2 mol PCl5,反應達到平衡時,PCl5在混合氣體中的體積分數為n%,則m和n的關系正確的是()A.mn B.m答案 B解析 設計如下等效平衡模型
51、:在上述模型中,和互為等效平衡,平衡混合氣體中PCl5的體積分數為m%。達到平衡時,PCl5體積分數為n%,從到,由于增大壓強,平衡向逆反應方向移動,所以,PCl5在平衡混合氣體中的體積分數增大。即:nm,B選項正確。練方法技巧5.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g) 3C(g),若反應開始時充入2 mol A和2 mol B,達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時,若按下列四種配比作為起始物質,平衡后A的體積分數小于a%的是()A.2 mol CB.2 mol A和1 mol BC.1 mol B和1 mol CD.2 mol A、3 mol B和3 mol C
52、答案 C解析 由于壓強改變對平衡移動無影響,故平衡后A的體積分數只與起始加入的A、B物質的量之比有關。假設反應都向逆反應進行到底,按四種配比加入起始物質,可等效轉換成起始加入A、B的物質的量之比為:A.n(A)n(B)=21 B.n(A)n(B)=21C.n(A)n(B)=12 D.n(A)n(B)=11平衡后A的體積分數為a%時,起始加入的A、B物質的量之比為11。若平衡后A的體積分數小于a%,則起始加入A、B的物質的量之比應小于11。點撥:等效平衡問題一般涉及的是氣體參加的反應。解決問題時同學們容易出現下面兩個錯誤:(1)忽略了反應條件對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應類型的特殊性,即
53、等體反應和非等體反應的等效平衡建立的限制條件是不同的。6.已知:H2(g)+I2(g) 2HI(g) 0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度,應采取的措施是()A.甲、乙提高相同溫度B.甲中加入0.1 mol He,乙不變C.甲降低溫度,乙不變D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2答案 C解析 0.2 mol HI相當于H2、I2各0.1 mol,所以甲、乙在題述情況下達到的平衡是等效的。A項,甲、乙提高相同溫度,仍等效;B項,甲中加入0.1 mol He對反應無影響;C項,甲降低溫度,平衡右移,HI的濃度增大;D項,甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,平衡都向右移動,HI的濃度都增大。點撥:任何一個可逆反應體系,在相同條件下從不同的狀態(tài)開始,只要
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