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1、第三節(jié)化學(xué)平衡(1課時(shí))一化學(xué)平衡研究的對(duì)象可逆反應(yīng)(1)概念:在 條件下既可以向 反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向 反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn):三同一小。三同:a.相同條件下;b.正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行;c. 反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在。一?。喝我唤M分的轉(zhuǎn)化率都 100%。(3) 表示方法:在化學(xué)方程式中用“”表示?!纠}】1:在密閉容器中充入SO2和由O18原子組成的O2,在一定條件下開(kāi)始反應(yīng),在達(dá)到平衡前,O18存在于( )A、只存在于氧氣中 B、只存在于SO3中 C、只存在于SO2和SO3中D、SO2 、SO3 、O2中都有可能存在?!纠}】2、一定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g)2Z(
2、g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L1、0.3 mol·L1、0.08 mol·L1,則下列判斷正確的是()Ac1c231 B平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等 Dc1的取值范圍為0 mol·L1<c1<0.14 mol·L1 二、化學(xué)平衡狀態(tài)1、概念:一定條件下的可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 ,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度 ,我們稱(chēng)為“化學(xué)平衡狀態(tài)”,簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。2、化學(xué)平衡的建立 以CO(g)+H2O
3、(g) CO2(g)+H2(g)反應(yīng)為例:在一定條件下,將0.01 mol CO和0.01 mol H2O(g)通入1 L密閉容器中,開(kāi)始反應(yīng):(1)反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí):反應(yīng)物的濃度 ,正反應(yīng)速率 。生成物的濃度為 ,逆反應(yīng)速率為 (2)反應(yīng)進(jìn)行中反應(yīng)物的濃度 ,正反應(yīng)速率 。生成物的濃度 ,逆反應(yīng)速率 。(3)肯定最終有一時(shí)刻,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 ,此時(shí),反應(yīng)物的濃度 ,生成物的濃度也 ,即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),如上圖所示。3、化學(xué)平衡的特征:(1)動(dòng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),實(shí)際反應(yīng)并不 (2)等反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí), 0(3)定各組分的含量保持一定不變(4)變條件改變,平衡狀態(tài)有可能 【例題】3:在一定條件
4、下,某容器內(nèi)充入N2和H2合成氨,以下敘述中錯(cuò)誤的是( ) A、開(kāi)始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零。 B、隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,最后降為零。 C、隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后相等。 D、在反應(yīng)過(guò)程中,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。【探究活動(dòng)】一、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 1兩方法逆向相等、變量不變(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。 (2)“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。 例如:
5、 以A(g)+2B(g)3C(g) 1.直接標(biāo)志:速率關(guān)系:v正v逆(實(shí)質(zhì)):同種物質(zhì),生成速率等于消耗速率。比如A消耗速率與A的生成速率相等,不同種物質(zhì)遵循“同邊異向,異邊同向,比例相當(dāng)”。比如A的消耗速率與C的消耗速率之比等于1 :3,B生成速率與C的生成速率之比等于2 :3。各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),質(zhì)量,質(zhì)量分?jǐn)?shù),氣體的體積,氣體的體積分?jǐn)?shù))保持不變。(2) 間接標(biāo)志:原則“變量不變則可用” 混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。(注:m+np) 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M。 混合氣體的密度。 組成成分有顏色時(shí),體系顏色不再變化 絕熱體系,體系溫度
6、一定?!纠}】4.可逆反應(yīng):2NO2 2NO+O2在體積不變的密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡的標(biāo)志是( ) 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí),生成2nmolNO用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài) 混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A、 B、C、D、【隨堂練習(xí)】1一定溫度下,可逆反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A混合氣體的壓強(qiáng)不再變化 B混合氣體的顏色不再變化C反應(yīng)速率v(H2)v(HI) Dc(H2)c(I2)c(HI)112 2
7、一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)Z(s),以下不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A混合氣體的密度不再變化 B反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變CX的分解速率與Y的消耗速率相等 D單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol Y的同時(shí)生成2 mol X3.在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()體系的壓強(qiáng)不再改變體系的溫度不再改變各組分的濃度不再改變各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變反應(yīng)速率v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq單位時(shí)間內(nèi)m mol A斷鍵反應(yīng),同時(shí)p mol C也斷鍵反應(yīng)體系的
8、密度不再變化A B C D 4、在一個(gè)密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻測(cè)得SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 mol·L1,0.2 mol·L1,0.2 mol·L1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是( ) A. c(SO3)=0.4 mol·L1 B. c(SO2)=c(SO3)=0.15 mol·L1 C. c(O2)=0.1 mol·L1 D. c(SO2)+c(SO3)=0.4 mol·L1 5一定溫度下,在密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)
9、4NO2(g)O2(g) 2NO2(g)2NO(g)O2(g)若達(dá)平衡時(shí),c(NO2)0.4 mol/L,c(O2)1.3 mol/L,則反應(yīng)中NO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi),N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于_mol/L。 化學(xué)平衡的移動(dòng)(2課時(shí))一、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響【探究活動(dòng)】1.濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響:(1)規(guī)律:在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,都可以使平衡向 移動(dòng);增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,都可以使平衡向 移動(dòng)。注意:固體物質(zhì)和純液體無(wú)所謂濃度,其量改變,不影響平衡。(2)用v-t圖表示化學(xué)平衡的移動(dòng):V正V正 v vV逆V正例:V逆V逆 0 t 0 t 舊的
10、化學(xué)平衡 增大反應(yīng)物的濃度后新的化學(xué)平衡的移動(dòng)【例題】1 、用v-t圖表示下列平衡的移動(dòng): 減少反應(yīng)物的濃度 增大生成物的濃度 減少生成物的濃度 2. FeCl2溶液呈淺綠色,其中存在著下列平衡:Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ ,改變下列條件能使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是( ) A . 增大 FeCl2 的濃度 B. 加入氫氧化鈉固體 C. 通入氯化氫氣體 D. 加入Fe(OH)2【探究活動(dòng)】2. 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響: (1)規(guī)律:對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng),在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著 移動(dòng)。減小壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著 移動(dòng)。對(duì)于有些可逆反應(yīng),反應(yīng)
11、前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒(méi)有發(fā)生變化,如2HI(g) H2(g)+I2(g)在這種情況下,增大或減小壓強(qiáng)都 化學(xué)平衡移動(dòng)。但是正逆反應(yīng)速率會(huì)同等程度的增大或減小。注意: 固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積,受壓強(qiáng)的影響很小,可以忽略不計(jì)。因此,如果平衡混合物都是固體或液體 ,可以認(rèn)為改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。 .加入惰性氣體后平衡體系是否發(fā)生移動(dòng)或如何移動(dòng),取決于平衡體系中V正和V逆是否變化或變化的相對(duì)大小。若在恒容的條件下加入惰性氣體,它并不能引起體系中其它物質(zhì)的濃度改變,所以平衡不移動(dòng);若在恒壓情況下加入惰性氣體,必然引起平衡體系占據(jù)的體積增大,體系中其它物質(zhì)的濃度減小,使平衡向著氣體體積增大的方向移
12、動(dòng)。 同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí),應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。(2)v t圖:比如2SO2(g) + O2(g) SO3(g)如右圖。 注意:與濃度的影響v t圖有何差別?【例題】3:分別畫(huà)出下列兩個(gè)反應(yīng)增大壓強(qiáng)和減小壓強(qiáng)的v t圖。2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) 2HI(g) H2(g)+I2(g)4.下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),增大壓強(qiáng),平衡是否移動(dòng)?向哪個(gè)方向移動(dòng)?2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) H2
13、S(g) H2(g) + S(s)5、.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng): m A (g) + n B (g) p C (g)達(dá)到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來(lái)的1/2,達(dá)到新的平衡時(shí),C的濃度為原來(lái)的1 . 8倍,則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A. m + n > p B. A 的轉(zhuǎn)化率降低 C. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) D. C的體積分?jǐn)?shù)增加【探究活動(dòng)】3.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)規(guī)律: 任何反應(yīng)都伴隨著能量的變化,通常表現(xiàn)為放熱或吸熱;所以溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)也有影響。如果升高溫度,平衡向的方向移動(dòng);降低溫度平衡向的方向移動(dòng)。(2)v t圖:如下圖?!咎骄炕顒?dòng)】4.催化劑對(duì)
14、化學(xué)平衡影響通過(guò)對(duì)變化的分析可知:催化劑可 的增加正逆反應(yīng)速率,平衡 移動(dòng)。 但催化劑能 反應(yīng)到達(dá)平衡所需的時(shí)間。思考后作出v t圖:【例題】6、反應(yīng)ABC分兩步進(jìn)行:ABX,XC,反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示,E1表示反應(yīng)ABX的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是()AE2表示反應(yīng)XC的活化能BX是反應(yīng)ABC的催化劑C反應(yīng)ABC的H<0D加入催化劑可改變反應(yīng)ABC的焓變7.放熱反應(yīng)2NO 2(g) +O 2(g) 2NO 2(g) H<0 達(dá)到平衡后,若分別采取下列措施: 增大壓強(qiáng) 減小 NO 2 的濃度 增大 O 2 濃度 升高溫度 加入催化劑,能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是 ( ) A
15、 B C D 小結(jié):解答化學(xué)平衡移動(dòng)題目的一般思路改變條件【例題】8、對(duì)處于化學(xué)平衡的體系,以化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系可知 ( ) A. 化學(xué)反應(yīng)速率變化時(shí),化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng) B. 化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率一定變化。 C. 平衡向正反應(yīng)移動(dòng),正反應(yīng)速率一定比逆反應(yīng)速率大 D. 只有催化劑存在下,才會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)速率變化而化學(xué)平衡不移動(dòng)的情況【探究活動(dòng)】5、勒夏特列原理: 定義:如果改變影響化學(xué)平衡的條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度等)之一,平衡將向著 的方向移動(dòng)。理解:(1)只適用于判斷“改變影響平衡的一個(gè)條件”時(shí)平衡移動(dòng)的方向; (2)僅使用勒夏特列原理于已達(dá)平衡的 反應(yīng)體系,對(duì)不可逆
16、過(guò)程或未達(dá)到平衡的過(guò)程的可逆反應(yīng)均不能使用勒夏特列原理; (3)化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“消滅”外界條件的改變,改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度一定比原平衡大。若將體系溫度從50 升高到80 ,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 <T<80 ;若對(duì)體系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加壓,例如從30 MPa加壓到60 MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡時(shí)30 MPa<p<60 MPa。 (4)不要
17、把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同起來(lái),當(dāng)反應(yīng)物總量不變時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高;當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí),只會(huì)使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高?!纠}】8、下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述,可用勒夏特列原理來(lái)解釋的是()A使用鐵做催化劑,可提高合成氨反應(yīng)的速率 B高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)C500 左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) D合成氨時(shí)采用循環(huán)操作,可提高原料的利用率【隨堂練習(xí)】1下列關(guān)于化學(xué)平衡的說(shuō)法中正確的是()A一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度B當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等都等于0
18、C平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變D化學(xué)平衡不可以通過(guò)改變條件而改變2對(duì)可逆反應(yīng)2A(s)3B(g)C(g)2D(g)H<0,在一定條件下達(dá)到平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()增加A的量,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)減小壓強(qiáng)增大一倍,平衡不移動(dòng),v(正)、v(逆)不變?cè)龃驜的濃度,v(正)>v(逆)加入催化劑,B的轉(zhuǎn)化率提高A B C D3.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得,其中的一步反應(yīng)為:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0反應(yīng)達(dá)到平衡后,為提高CO的轉(zhuǎn)化率,下列措施中正確的是()A增加
19、壓強(qiáng)B降低溫度 C增大CO的濃度 D更換催化劑4.反應(yīng)2X(g)Y(s)2Z(g) H0,達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ( ) A減小容器體積,平衡不移動(dòng) B增大Y的量,Z的百分含量增大C加入催化劑,X的轉(zhuǎn)化率增大 D降低溫度,正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率減小5.在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2A(g)B(g)2C(g)H>0。達(dá)到平衡后,改變一個(gè)條件(x),下列量(y)一定符合圖中曲線的是()xyA通入A氣體B的轉(zhuǎn)化率B加入催化劑A的體積分?jǐn)?shù)C增大壓強(qiáng)混合氣體的總物質(zhì)的量D升高溫度混合氣體的總物質(zhì)的量6.密閉容器中一定的混合氣體發(fā)生反應(yīng):xA(g)yB(g)z
20、C(g),平衡時(shí),測(cè)得A的濃度為0.50 mol/L,在溫度不變時(shí),把容器容積擴(kuò)大到原來(lái)的2倍,使其重新達(dá)到平衡,A的濃度為0.30 mol/L,有關(guān)敘述不正確的是()A平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)BB的轉(zhuǎn)化率降低Cxy>z DC的體積分?jǐn)?shù)升高7現(xiàn)有反應(yīng): mA(g)+nB(g) pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時(shí), B 的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí),混合體系中 C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,則:該反應(yīng)的逆反應(yīng)為 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),且 m + n p (填“ ”、“ ”或“ ”)。減壓使容器體積增大時(shí), A 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (填“增大”、“減小”或“不變”,下同)。若加入 B (維持體積不變),則
21、 A 的轉(zhuǎn)化率 ,若加入催化劑,平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量 。 8.在2 L密閉容器內(nèi),800 時(shí)反應(yīng):2NO(g)O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:時(shí)間(s)012345n(NO)(mol)0.0200.010.0080.0070.0070.007(1)800 ,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),NO的物質(zhì)的量濃度是_;升高溫度,NO的濃度增大,則該反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(2) 如圖中表示NO2變化的曲線是_。用O2表示從02 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v_。 (3)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。av(NO2)2v(O2) b容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變cv逆(NO)2v正(O
22、2) d容器內(nèi)密度保持不變(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是_。a及時(shí)分離出NO2氣體 b適當(dāng)升高溫度c增大O2的濃度 d選擇高效催化劑9.在 5 L 密閉容器中加入 2 mol Fe (s)與 molH2O(g), t1 秒時(shí), H2的物質(zhì)的量為 0.20 mol ,到第 t2 秒時(shí)恰好達(dá)到平衡,此時(shí) H2 的物質(zhì)的量為 0.35 mol。 t1 t2 這段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率 v (H2) 。若繼續(xù)加入 2 molFe(s),則平衡 (填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動(dòng),繼續(xù)通入 mol H2O(g)再次達(dá)到平衡后, H2 物質(zhì)的量為 mol。該反應(yīng)
23、的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如右下圖。 t1時(shí)改變了某種條件,改變的條件是 。 第二節(jié) 化學(xué)平衡 第3 課時(shí)一、化學(xué)平衡常數(shù)1概念:在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到 時(shí), 比值是一個(gè)常數(shù),用符號(hào)K表示。2表達(dá)式:對(duì)于反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g),K (固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中)。 3 平衡常數(shù)的意義:(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行得 ,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 ;(2)化學(xué)平衡常數(shù) K 只受 影響,與反應(yīng)物或生成物的 無(wú)關(guān)注意:1、必須指明溫度,反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)2、平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度,不表示
24、反應(yīng)的快慢,即速率大,K值不一定大3.在平衡常數(shù)表達(dá)式中:水(1)的濃度、固體物質(zhì)的濃度均不寫(xiě),但是水蒸氣的濃度要寫(xiě)。4 平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度為平衡時(shí)的濃度,其書(shū)寫(xiě)形式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)。將化學(xué)計(jì)量數(shù)擴(kuò)大或縮小,K值可能會(huì)相應(yīng)改變??赡娣磻?yīng)的K(正)與K(逆)互為倒數(shù)。若干方程式相加(減),則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)?!纠}】1在一定條件下,已達(dá)平衡的可逆反應(yīng):2A(g)B(g)2C(g),下列說(shuō)法中正確的是()A平衡時(shí),此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系:KB改變條件后,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑,平衡常數(shù)會(huì)隨之變化 D若平衡
25、時(shí)增加A和B的濃度,則平衡常數(shù)會(huì)減小2已知反應(yīng)CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反應(yīng)H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2,該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)的平衡常數(shù)K1B反應(yīng)的平衡常數(shù)KC對(duì)于反應(yīng),恒容時(shí),溫度升高,H2濃度減小,則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑對(duì)于反應(yīng),恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2濃度一定減小二、平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K 值越大,說(shuō)明平衡體系中 所占比例越大, 反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全,反應(yīng)物 越大;反之,就越不完全,轉(zhuǎn)化率就
26、越小。(2)利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度,值增大,則正反應(yīng)為 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”);若升高溫度,值減小,則正反應(yīng)為 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng):mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),若Qc,則將Qc和平衡常數(shù)K作比較可判斷可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)。(4)計(jì)算平衡體系中的相關(guān)“量”根據(jù)相同溫度下,同一反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,計(jì)算反應(yīng)物或生成物的濃度、轉(zhuǎn)化率等。某個(gè)指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=×100%轉(zhuǎn)化率越大,反應(yīng)越完全注意:若反應(yīng)物起始量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,達(dá)到平衡
27、后,它們的轉(zhuǎn)化率相等。若反應(yīng)物起始量之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,達(dá)到平衡后,過(guò)量的那種物質(zhì)轉(zhuǎn)化率較小。對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),若只增加A的量,平衡向 移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率 A的轉(zhuǎn)化率減小。 對(duì)于下列反應(yīng),增大反應(yīng)物的量, 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化如下(1)2NO2(g)N2O4(g) 增大(2)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) 減?。?)2HI(g) H2(g)+I2(g) 不變【例題】3、在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表:t/7008008301 0001 200
28、K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題:(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K_。(2)該反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)某溫度下,各物質(zhì)的平衡濃度符合下式:3c(CO2)·c(H2)5c(CO)·c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)。(4)若830 時(shí),向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反應(yīng)達(dá)到平衡后,其化學(xué)平衡常數(shù)K_1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)830 時(shí),容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下,擴(kuò)大容器的體積。平衡_移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。(6)若1 200 時(shí),在某時(shí)刻平衡體系中C
29、O2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 mol·L1、2 mol·L1、4 mol·L1、4 mol·L1,則此時(shí)上述反應(yīng)的平衡移動(dòng)方向?yàn)開(kāi)(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動(dòng)”)?!倦S堂練習(xí)】1.反應(yīng)Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g),700 時(shí)平衡常數(shù)為1.47,900 時(shí)平衡常數(shù)為2.15。下列說(shuō)法正確的是()A升高溫度該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小B該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為KC該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D增大CO2濃度,平衡常數(shù)增大2.已知在450時(shí),反應(yīng) H2(g)+ I2(g) 2HI(g)的K為50,由此推斷出在
30、450時(shí),反應(yīng) 2HI(g)H2(g)+I2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為 ( ) A、50 B、0.02 C 、100 D、無(wú)法確定3.高溫下,某反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=c(CO)·c(H2O)/ c(CO2)·c(H2)。恒容時(shí),溫度升高,H2濃度減小下列說(shuō)法正確的是 ( )A該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?B恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2濃度一定減小w.w.w.k.s.C升高溫度,逆反應(yīng)速率減小 D該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COH2OCO2H24在25時(shí),密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表:( )物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L10.10.20平衡濃度/mol
31、3;L10.050.050.1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是: A反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為50 B反應(yīng)可表示為X+3Y2Z,其平衡常數(shù)為1600C增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動(dòng),平衡常數(shù)增大 D改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù) 5.將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng):NH4I(s)NH3(g)HI(g);2HI(g)H2(g)I2(g) 達(dá)到平衡時(shí),c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,則此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為 ( )A9B16C20D256.已知A(g)B(g) C(g)D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:溫度/70080083
32、01 0001 200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4回答下列問(wèn)題:(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_,H_0(填“<”“>”“”);(2)830 時(shí),向一個(gè)5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)0.003 mol·L1·s1,則6 s時(shí)c(A)_ mol·L1,C的物質(zhì)的量為_(kāi) mol;若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后,達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi),如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1 mol氬氣,平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。(3)判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為_(kāi)(填正確選項(xiàng)前的字母):a壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
33、b氣體的密度不隨時(shí)間改變cc(A)不隨時(shí)間改變 d單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等(4)1 200 時(shí)反應(yīng)C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常數(shù)的值為_(kāi)。7、研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng):2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H1 < 0 ()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2 < 0()(1)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常數(shù)K_(用K1、K2表示)。(2) 為研究不同條件對(duì)反應(yīng)()的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1
34、 mol Cl2,10 min時(shí)反應(yīng)()達(dá)到平衡。測(cè)得10 min內(nèi)v(ClNO)7.5×103mol·L1·min1,則平衡后n(Cl2)_mol,NO的轉(zhuǎn)化率1_。其他條件保持不變,反應(yīng)()在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率2_1(填“>”“<”或“”),平衡常數(shù)K2_(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是_。 專(zhuān)題 化學(xué)平衡圖像【解題策略】 利用“數(shù)形結(jié)合思想”巧解速率、平衡圖像題看圖像一看面,即縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義二看線,即線的走向和變化的趨勢(shì)三看點(diǎn),即起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)四看輔助線,如等溫線、等壓線等五看變化,如
35、濃度變化、溫度變化等想規(guī)律聯(lián)想外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律作判斷根據(jù)圖像中表現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律相對(duì)比,作出符合題目要求的判斷題型一速率壓強(qiáng)(或溫度)。(方法:交點(diǎn)為平衡狀態(tài),分析交點(diǎn)之后速率的變化特點(diǎn),判斷平衡的移動(dòng)方向) 例如:N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJ·mol1(如下圖)【例題】1. 可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(s) HQ,溫度和壓強(qiáng)的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個(gè)圖像,以下敘述正確的是()A m>n,Q>0Bm>np,Q>0 Cm>n,Q<0 Dm<np,Q<0
36、題型二百分含量(或轉(zhuǎn)化率)時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖像。解答這類(lèi)圖像題方法:“先拐先平,數(shù)值大”以A(g)B(g)C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率A為例說(shuō)明 【例題】2.已知可逆反應(yīng):4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H1025 kJ/mol,若反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量相同,下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是() 題型三恒溫線(或恒壓線)圖像 (以反應(yīng)A(g)B(g)C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率A為例說(shuō)明)解答這類(lèi)圖像題的方法: “定一議二”原則,通過(guò)做輔助線分析各個(gè)量之間的變化?!纠}】3、有一化學(xué)平衡mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),如圖所示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系。下列敘述正確
37、的是()A正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mn>pq B正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);mn<pqC正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mn<pq D正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);mn>pq 題型四幾種特殊圖像(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),M點(diǎn)前,表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開(kāi)始,則v正 >v逆;M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A%增大(C%減小),平衡左移,H<0。(2)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。左上方(E點(diǎn)),A%大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中的A%,E點(diǎn)必須朝正反應(yīng)方向移動(dòng)才能達(dá)到平衡狀態(tài),所以,E點(diǎn)v正>v
38、逆;則右下方(F點(diǎn))v正<v逆。【例題】4、如圖所示是表示其他條件一定時(shí),2NO(g)O2(g)2NO2(g)H<0反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)有a、b、c、d四點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài),且v正>v逆的點(diǎn)是()Aa點(diǎn) Bb點(diǎn)Cc點(diǎn) Dd點(diǎn)【隨堂檢測(cè)】1、下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)反應(yīng):2A(s)2B(g)2C(g)D(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))的正、逆反應(yīng)速率的影響,曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng),其中正確的是() 2、一定條件下,下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合如圖的是()ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H<
39、0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H>0CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)H>0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g) 2H2O(g)H<03、如圖是溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)XY2Z影響的示意圖。圖中縱坐標(biāo)表示平衡混合氣體中Z的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的是()AX、Y、Z均為氣態(tài)B恒容時(shí),混合氣體的密度可作為此反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)C升高溫度時(shí)v正增大,v逆減小,平衡向右移動(dòng)D使用催化劑Z的產(chǎn)率提高4、向絕熱恒容密閉容器中通入SO2 和NO2,一定條件下使反應(yīng)SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達(dá)到平衡,正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn)
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