【優(yōu)教通-備課參考】2020年高中化學(xué)同步學(xué)案：《化學(xué)反應(yīng)的限度》2(魯科版選修4)

化學(xué)反應(yīng)的限度學(xué)習(xí)目標(biāo)把握化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)字表達(dá)式。理解化學(xué)平衡常數(shù)的意義，會(huì)用化學(xué)平衡常數(shù)推斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。把握有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算。把握濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律，會(huì)推斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。學(xué)問梳理化學(xué)平衡常數(shù)K及表達(dá)式化學(xué)平衡常數(shù)可定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度。在______確定時(shí)，對(duì)于確定的反應(yīng)，K為常數(shù)，壓強(qiáng)、濃度的轉(zhuǎn)變與平衡常數(shù)______(無關(guān)，有關(guān))。K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的越________。aA+bBcC+dD，Kc=______________________（1）對(duì)于有純固體或純液體參與的反應(yīng)，如：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),Kc=_______C(B)表示____________C0(B)表示____________[B]表示____________（2）若A、B、C、D均為氣體，Kp=________________※氣體分壓定律：混合氣體中某組分氣體_____________所表現(xiàn)的壓強(qiáng)為該氣體的分壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱分壓?？倝簭?qiáng)為混合氣體各組分分壓________。混合氣體中，分壓之比與氣體物質(zhì)的量有何關(guān)系？當(dāng)體積確定時(shí)，與濃度又有何關(guān)系？__________________________________________________________________________濃度平衡常數(shù)(Kc):由各物質(zhì)_________算得的平衡常數(shù)。（3）化學(xué)平衡常數(shù)壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp):由各物質(zhì)_________算得的平衡常數(shù)。（4）可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)。3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K1=__________H2(g)+N2(g)NH3(g)K2=__________2NH3(g)3H2(g)+N2(g)K3=___________K1，K2，K3之間的關(guān)系_____________________2.用化學(xué)平衡常數(shù)推斷反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诨瘜W(xué)反應(yīng)aA+bBcC+dD，濃度商Qc=_______________當(dāng)Qc=Kc時(shí)，反應(yīng)________________；Qc＞Kc時(shí)，反應(yīng)________________；Qc＜Kc時(shí)，反應(yīng)________________。3.化學(xué)平衡的計(jì)算（1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡過程中物質(zhì)濃度的變化關(guān)系反應(yīng)物：平衡濃度=______________________;生成物：平衡濃度=______________________。各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于_________________之比。（2）平衡轉(zhuǎn)化率對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA+bBcC+dD反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)=_________________①溫度確定，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率因反應(yīng)物的不同而不同。②提高A在原料氣中的比例，可使B的轉(zhuǎn)化率________，而A的轉(zhuǎn)化率_________。提高B在原料氣中的比例，可使A的轉(zhuǎn)化率________，而B的轉(zhuǎn)化率_________。（3）平衡時(shí)某組分的百分含量A%=____________________4.反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響在其他條件不變的狀況下，（1）轉(zhuǎn)變溫度：上升反應(yīng)體系的溫度，平衡向________的方向移動(dòng)；降低反應(yīng)體系的溫度，平衡向________的方向移動(dòng)。溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響是通過轉(zhuǎn)變_______________實(shí)現(xiàn)的。（2）轉(zhuǎn)變濃度：增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，Qc___Kc，化學(xué)平衡____移動(dòng)。增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，Qc___Kc，化學(xué)平衡____移動(dòng)。（3）轉(zhuǎn)變壓強(qiáng)：增大體系壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積_________的方向移動(dòng)；減小體系壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積_________的方向移動(dòng)?！障奶亓性怼胶庖苿?dòng)原理2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH＞0，設(shè)平衡狀態(tài)下，體系中O2的物質(zhì)的量濃度為amol·L—1，SO3的物質(zhì)的量濃度為bmol·L—1，氣體的壓強(qiáng)為MPa，氣體的溫度為d℃。（1）將平衡體系中的C(O2)增大為2amol·L—1，則平衡將向____反應(yīng)方向移動(dòng)，使O2物質(zhì)的量濃度______，達(dá)到新平衡時(shí)[O2]與2amol·L—1、amol·L—1比較為__________________。（2）將平衡體系中的C(SO3)減小為mol·L—1，則平衡將向____反應(yīng)方向移動(dòng)，使SO3物質(zhì)的量濃度______，達(dá)到新平衡時(shí)[O2]與bmol·L—1、mol·L—1比較為__________________。（3）將體系氣體溫度一次性上升到2d℃，則平衡向_____反應(yīng)方向移動(dòng)，使體系的溫度______，達(dá)到新平衡時(shí)，溫度t與d℃、2d℃比較為________________________。（4）將體系氣體壓強(qiáng)一次性降到Pa，則平衡向_____反應(yīng)方向移動(dòng)，使體系的壓強(qiáng)______，達(dá)到新平衡時(shí)，壓強(qiáng)p與Pa、MPa比較為_______________________。學(xué)習(xí)導(dǎo)航1．方法導(dǎo)引（1）有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律是本節(jié)的重點(diǎn)。（2）對(duì)于一個(gè)已知的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度確定時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)K為確定的值。溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響是通過轉(zhuǎn)變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。濃度、壓強(qiáng)的影響是通過使Qc與Kc不再相等，而使平衡發(fā)生移動(dòng)。（3）濃度適用于有氣體參與或氣體生成的反應(yīng)或溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以通常認(rèn)為轉(zhuǎn)變固體的量時(shí)化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。（4）反應(yīng)物有兩種或兩種以上，增加一種物質(zhì)的濃度，該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低，而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率上升。（5）不特殊指明時(shí)，增大壓強(qiáng)均指壓縮體積。平衡混合物是固體或溶液時(shí)，轉(zhuǎn)變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)。轉(zhuǎn)變體系的壓強(qiáng)相當(dāng)于轉(zhuǎn)變體系的體積，也就相當(dāng)于轉(zhuǎn)變物質(zhì)的濃度（如增大體系的壓強(qiáng)相當(dāng)于增大氣體的濃度），壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響是由于壓強(qiáng)轉(zhuǎn)變引起氣體濃度的轉(zhuǎn)變而引起化學(xué)平衡移動(dòng)的，若壓強(qiáng)的轉(zhuǎn)變并沒有造成氣體濃度的轉(zhuǎn)變則平衡不移動(dòng)。稀有氣體（或不參與反應(yīng)的氣體）的加入而導(dǎo)致的壓強(qiáng)變化，對(duì)化學(xué)平衡的影響，要具體分析平衡物質(zhì)的濃度是否變化，即體系占據(jù)的體積是否轉(zhuǎn)變。恒容時(shí)，壓強(qiáng)增大，但體積不變，所以濃度不變，平衡不移動(dòng)。恒壓時(shí)，體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度同時(shí)減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向總體積增大的方向移動(dòng)。（6）同等程度地轉(zhuǎn)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．例題解析例1．密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)+3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z起始濃度分別為0.2mol.L—1、0.6mol.L—1、0.4mol.L—1，當(dāng)平衡時(shí)，下列數(shù)據(jù)確定不對(duì)的是（）A.X2為0.4mol.L—1，Y2為1.2mol.L—1B.Y2為1.0mol.L—1C.X2為0.3mol.L—1，Z為0.2mol.L—1D.Z為1.0mol.L—1分析：若X2、Y2完全反應(yīng)，則可生成Z的濃度為0.8mol.L—1，若Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2，則X2、Y2最多可達(dá)0.4mol.L—1、1.2mol.L—1，但反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故不能進(jìn)行到底。答案：A、D點(diǎn)評(píng)：化學(xué)平衡爭(zhēng)辯的是可逆反應(yīng)，故解這類題目要擅長(zhǎng)利用極值法。另外，選項(xiàng)中將全部物質(zhì)的濃度都列出來，還得留意物質(zhì)的量是否守恒。例2．HI分解反應(yīng)為2HI(g)H2(g)+I2(g)，若開頭時(shí)有1molHI，平衡時(shí)有24.4%的HI發(fā)生了分解。今欲將HI的分解率降到10%，應(yīng)往此平衡體系中加入I2物質(zhì)的量是多少？解析：設(shè)容器的體積為V，應(yīng)向平衡體系中加入I2物質(zhì)的量為x2HI(g)H2(g)+I2(g)起始濃度mol.L—100原平衡濃度mol.L—1新平衡濃度mol.L—1依據(jù)題意，溫度不變，則平衡常數(shù)不變：==答案：x=0.372mol例3．反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達(dá)到平衡時(shí)，下列各種狀況中，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是（）A.溫度、容積不變時(shí)，通入SO2氣體B.加入一部分NH4HS固體C.保持容器體積不變，充入氮?dú)釪.保持容器體積不變，通入氯氣解析：在NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的平衡體系中，當(dāng)恒溫、恒容通入SO2時(shí)，SO2與H2S反應(yīng)，將使的濃度減小；因NH4HS為固體，增加或削減其量，濃度不變；容積不變，充入氮?dú)?，體系的總壓強(qiáng)雖然增大，但NH3和H2S的濃度卻沒轉(zhuǎn)變；壓強(qiáng)不變，充入氮?dú)?，相?dāng)于將容器中的NH3、H2S稀釋。答案：B、C例4．對(duì)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)，在確定條件下達(dá)到平衡，在溫度不變時(shí)，欲使[NO2]/[N2O4]的比值增大，可實(shí)行的方法是（）A．使體積增大到原來的2倍B．體積不變，增加的物質(zhì)的量C．保持壓強(qiáng)不變，充入D．體積不變，增加的物質(zhì)的量解析：A.擴(kuò)大體積，容器內(nèi)的壓強(qiáng)減小，平衡向氣體體積增大方向移動(dòng)，即平衡左移，[NO2]增大，[N2O4]減小，[NO2]/[N2O4]變大；B.依據(jù)[N2O4]/[NO2]2=K，可化為=，據(jù)此分析，體積不變，增加n(NO2)，即增加了C(NO2)，所以[NO2]/[N2O4]變小；同理，D體積不變，增加n(N2O4)，C(N2O4)變大，平衡左移，結(jié)果[NO2]也變大，據(jù)上式分析得[NO2]/[N2O4]變??；C壓強(qiáng)不變，充入N2，容器體積必定擴(kuò)大，平衡左移，[NO2]增大，[N2O4]減小，[NO2]/[N2O4]變大。答案：A、C例5．由可逆反應(yīng)測(cè)繪出圖像如圖，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對(duì)該反應(yīng)的推斷正確的是（）A.反應(yīng)物中確定有氣體B.生成物中確定有氣體C.正反應(yīng)確定是放熱反應(yīng)D.正反應(yīng)確定是吸熱反應(yīng)解析:定一議二。溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，生成物的百分含量降低，說明平衡逆向移動(dòng)，逆向?yàn)轶w積縮小方向，而題中未給出具體的可逆反應(yīng)，但是可以確定生成物中確定有氣體；壓強(qiáng)不變時(shí)，上升溫度，生成物的百分含量增大，說明平衡正向移動(dòng)，正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)。答案：B、D例6在容積相同且固定不變的四個(gè)密閉容器中，進(jìn)行同樣的可逆反應(yīng)：2A(g)+3B(g)3C(g)+2D(g)，起始時(shí)四個(gè)容器所盛A、B的量分別是甲：A2mol，B1mol；乙：A1mol，B1mol；丙：A2mol，B2mol；?。篈1mol，B2mol，在相同溫度下建立平衡時(shí)，A或B的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系正確的是（）A.B的轉(zhuǎn)化率：甲＜丙＝乙＜丁B.A的轉(zhuǎn)化率：甲＜丙＜乙＜丁C.B的轉(zhuǎn)化率：甲＞丙＞乙＞丁D.A的轉(zhuǎn)化率：甲＜乙＜丙＜丁A的轉(zhuǎn)化率：A的轉(zhuǎn)化率：?。颈鸅的轉(zhuǎn)化率：丁＜丙A的轉(zhuǎn)化率：甲＜乙B的轉(zhuǎn)化率：甲＞乙A的轉(zhuǎn)化率：乙＞丙B的轉(zhuǎn)化率：乙＞丙相當(dāng)于增加反應(yīng)物B的濃度A的轉(zhuǎn)化率：?。疽褺的轉(zhuǎn)化率：?。家叶1molB2mol甲A2molB1mol乙A1molB1mol丙A2molB2mol丁A1molB2mol相當(dāng)于增加反應(yīng)物B的濃度，故A的轉(zhuǎn)化率：丙＞甲，B的轉(zhuǎn)化率：丙＜甲相當(dāng)于增加反應(yīng)物A的濃度A的轉(zhuǎn)化率：甲＜乙