学案43 化学平衡移动.docx

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学案43化学平衡移动

学案43　化学平衡移动

[考纲要求]　1.了解化学平衡建立的过程，理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

2.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响，认识其一般规律。

3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

一、化学平衡移动原理的应用

1．调控反应：

根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理，可调控工业反应使之效益最大化。

如合成氨工业中加入催化剂提高反应速率，温度控制在500℃左右，既考虑了反应速率又兼顾了催化剂的活性的最佳温度，充入过量N2以提高H2的转化率等。

2．判状态：

由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。

3．判系数：

由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。

4．判ΔH：

由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是吸热反应还是放热反应。

典例导悟1

　（2009·四川理综，13）在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX（g）

nY（g）　ΔH＝QkJ·mol－1。

反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：

1

2

4

100

1.00

0.75

0.53

200

1.20

0.90

0.63

300

1.30

1.00

0.70

下列说法正确的是（　　）

A．m>n

B．Q<0

C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少

D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动

典例导悟2

　（2011·深圳模拟）反应2A（g）＋B（g）

3C（g），起始时按5∶2的体积比将A、B两气体混合后，充入一体积不变的密闭容器中，在恒定温度下使其反应，达到平衡时混合气体中C的体积分数为60%。

求：

（1）A、B的转化率分别为：

αA＝________，αB＝

________________________________________________________________________。

（2）平衡混合气体的平均相对分子质量（设A的相对分子质量为MA，B的相对分子质量为MB）：

__________。

（3）平衡时压强与起始相比，有何变化？

________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

三、由化学平衡常数判断化学平衡移动的方向

1．借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态

对于可逆反应aA（g）＋bB（g）

cC（g）＋dD（g），在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：

Q＝

2．利用K可判断反应的热效应

若升高温度，K值增大，则正反应为________反应；

若升高温度，K值减小，则正反应为________反应。

典例导悟3

　（2008·宁夏理综，25）已知可逆反应：

M（g）＋N（g）

P（g）＋Q（g）　ΔH>0，请回答下列问题：

（1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：

c（M）＝1mol·L－1，c（N）＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；

（2）若反应温度升高，M的转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：

c（M）＝4mol·L－1，c（N）＝amol·L－1；达到平衡后，c（P）＝2mol·L－1，a＝________；

（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：

c（M）＝c（N）＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。

变式演练　[2010·天津理综－10（4）]已知反应2CH3OH（g）

CH3OCH3（g）＋H2O（g）某温度下的平衡常数为400。

此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻时测得各组分的浓度如下：

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/（mol·L－1）

0.44

0.6

0.6

（1）比较此时正、逆反应速率的大小：

v正________v逆（填“>”、“<”或“＝”）。

（2）若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）＝________________；该时间内反应速率v（CH3OH）＝________________。

题组一　化学平衡移动

1．判断正误

（1）一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率（　　）

（2010·江苏－8C）

（2）“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅，（原因是）

2NO2（g）

N2O4（g）　ΔH<0

（红棕色）　（无色）（　　）

（2010·北京理综－10B）

（3）右图中曲线表示反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

ΔH<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化（　　）

（2010·天津理综－6B）

2．（2011·福建理综，12）25℃时，在含有

Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡（Sn），发生反应：

Sn（s）＋Pb2＋（aq）

Sn2＋（aq）＋Pb（s），体系中c（Pb2＋）和c（Sn2＋）变化关系如图所示。

下列判断正确的是（　　）

A．往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2＋）增大

B．往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，c（Pb2＋）变小

C．升高温度，平衡体系中c（Pb2＋）增大，说明该反应ΔH>0

D．25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2

题组二　化学平衡的图象

3．（2011·安徽理综，9）电镀废液中Cr2O

可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：

Cr2O

（aq）＋2Pb2＋（aq）＋H2O（l）

2PbCrO4（s）＋2H＋（aq）　ΔH<0

该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（　　）

4．（2011·江苏，10）下列图示与对应的叙述相符的是（　　）

A．图1表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

B．图2表示0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线

C．图3表示KNO3的溶解度曲线，图中a点表示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液

D．图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知t时反应物转化率最大

题组一　化学平衡的移动

1．（2011·北京崇文模拟）

将1molH2（g）和2molI2（g）置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：

H2（g）＋I2（g）

2HI（g）　ΔH<0，并达到平衡，HI的体积分数w（HI）随时间变化如图（Ⅱ）所示。

若改变反应条件，w（HI）的变化曲线如图（Ⅰ）所示，则改变的条件可能是（　　）

A．恒温恒容条件下，加入适当催化剂

B．恒温恒压条件下，充入1molN2

C．恒容条件下，升高温度

D．恒温恒容条件下，再充入1molH2（g）和2molI2（g）

2．（2011·扬州调研）在密闭容器中发生下列反应：

aA（g）

cC（g）＋dD（g），反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是（　　）

A．A的转化率变小B．平衡向正反应方向移动

C．D的体积分数变大D．a>c＋d

3．（2011·陕西四校联考）

在一密闭容器中有如下反应：

L（s）＋aG（g）===bR（g）。

温度和压强对该反应的影响如右图所示，其中压强p1

A．正反应为放热反应

B．化学方程式中的计量数a>b

C．G的转化率随温度升高而减小

D．增大压强，容器内气体质量不变

4．向某密闭容器中加入0.15mol·L－1A、0.05mol·L－1C和一定量的B三种气体。

一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[t0时c（B）未画出，t1时增大到0.05mol·L－1]。

图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

（1）若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。

（2）若t5时改变的条件是升温，此时v正>v逆，若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出该反应的热化学方程式

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若t1＝15s，则t0～t1阶段以C的浓度变化表示的平均反应速率为v（C）＝________mol·L－1·s－1，A的转化率为________。

（4）t3时改变的某一反应条件可能是_____________________（选填序号）。

A．使用催化剂

B．增大压强

C．增大反应物浓度

题组二　化学平衡的计算

5．（2011·郑州月考）将等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容器中发生反应：

F2（g）＋ClF（g）

ClF3（g）　ΔH<0。

下列叙述中正确的是（　　）

A．恒温恒容时，当ClF转化40%时，容器内的压强为初始时的0.8倍

B．若c（F2）∶c（ClF）∶c（ClF3）＝1∶1∶1,则反应一定达到平衡状态

C．达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移

D．平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量减小

6．相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.6kJ·mol－1。

实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：

容器

编号

起始时各物质的物质的量/mol

达到平衡时体

系能量的变化

N2

H2

NH3

①

1

3

0

放出能量：

23．15kJ

②

0.9

2.7

0.2

放出热量：

Q

下列叙述错误的是（　　）

A．容器①、②中反应的平衡常数相等

B．平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为

C．容器②中达到平衡时放出的热量Q＝23.15kJ

D．若容器①体积为0.5L，则平衡时放出的热量<23.15kJ

题号

1

2

3

5

6

答案

7.现往1L的容器中通入CO2、H2各2mol。

在一定条件下让其发生反应：

CO2＋H2

CO＋H2O，回答下列问题：

（1）在830℃条件下，反应达到平衡时CO2的浓度为1mol·L－1。

该条件下平衡常数K1＝________。

（2）在

（1）基础上，把体系的温度降至800℃。

已知该条件下的平衡常数K2＝0.81，可以推知平衡时c（H2O）＝________________（保留2位有效数字）。

（3）该可逆反应的正反应为________反应（填“吸热”或“放热”）。

（4）在

（1）基础上，压缩容器体积至0.5L。

该条件下的平衡常数为K3。

则K3________（填“大于”、“等于”或“小于”）K1，理由是

________________________________________________________________________。

题组三　综合探究

8．