高三化学第七章第二节化学平衡状态化学平衡移动学案新人教版.docx

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高三化学第七章第二节化学平衡状态化学平衡移动学案新人教版

化学平衡状态化学平衡移动

[知能学通]

1.可逆反应

2.化学平衡状态

(1)概念

在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

(2)化学平衡的建立

反应过程

正、逆反应速率

反应物、生成物的浓度

①反应开始

v正>v逆

反应物浓度最大,生成物浓度为零

②反应过程中

v正逐渐减小,

v逆逐渐增大

反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大

③平衡状态时

v正=v逆≠0

各组分的浓度不再随时间的变化而变化

(3)化学平衡状态的特点

[题点练通]

可逆反应的特征

1.(2019·武汉质检)对于可逆反应2SO2+O2

2SO3 ΔH<0,在混合气体中充入一定量的18O2,经足够长的时间后,下列有关说法中正确的是(  )

A.18O只存在于O2中

B.18O只存在于O2和SO3中

C.某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66

D.三氧化硫的相对分子质量均为82

解析:

选C 由于2SO2+O2

2SO3为可逆反应,故18O存在于O2、SO3、SO2中,故A、B项错误;SO2的相对分子质量可能为64或66或68,C项正确;SO3的相对分子质量可能为80或82或84,D项错误。

2.在密闭容器中进行反应:

X2(g)+Y2(g)

2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(  )

A.Z为0.3mol·L-1   B.Y2为0.4mol·L-1

C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1

解析:

选A 若X2完全转化为Z,则X2、Y2、Z的浓度分别是0mol·L-1、0.2mol·L-1、0.4mol·L-1;若Z完全转化为X2、Y2,则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2mol·L-1、0.4mol·L-1、0mol·L-1;反应为可逆反应,反应物不能完全转化,所以0

极端假设法确定各物质浓度范围

假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围(以第2题为例)。

(1)假设反应正向进行到底:

X2(g)+Y2(g)

2Z(g)

起始浓度/(mol·L-1)0.10.30.2

转化浓度/(mol·L-1)0.10.10.2

终态浓度/(mol·L-1)00.20.4

(2)假设反应逆向进行到底:

X2(g)+Y2(g)

2Z(g)

起始浓度/(mol·L-1)0.10.30.2

转化浓度/(mol·L-1)0.10.10.2

终态浓度/(mol·L-1)0.20.40

故:

平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。

    

化学平衡状态的判断

3.一定温度下,反应N2O4(g)

2NO2(g)的焓变为ΔH。

现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(  )

A.①②          B.②④

C.③④D.①④

解析:

选D 因反应容器保持恒压,所以容器容积随反应进行而不断变化,结合ρ气=

可知,气体密度不再变化,说明容器容积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH都不变,②不符合题意;反应开始时,加入1molN2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,故v正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,③不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。

4.将0.2mol·L-1的KI溶液和0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-

2Fe2++I2”的是(  )

实验编号

实验操作

实验现象

滴入KSCN溶液

溶液变红色

滴入AgNO3溶液

有黄色沉淀生成

滴入K3[Fe(CN)6]溶液

有蓝色沉淀生成

滴入淀粉溶液

溶液变蓝色

A.①和②         B.②和④

C.③和④D.①和③

解析:

选A 设混合后溶液体积为VL,则起始时n(I-)=0.2mol·L-1×VL=0.2Vmol,n(Fe3+)=2×0.1mol·L-1×VL=0.2Vmol,若此反应不可逆,则I-和Fe3+能恰好完全反应,则溶液中无Fe3+和I-,故只需证明溶液中含Fe3+和I-,即能证明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。

①现象说明存在Fe3+,②现象说明有I-,③现象说明有Fe2+生成,④现象说明有I2生成。

但是③④不能说明反应为可逆反应。

5.可逆反应N2+3H2

2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(  )

A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)

C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)

解析:

选C 因化学反应达到平衡时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于化学计量数之比(不同物质)。

无论该反应是否达到平衡状态,都有3v正(N2)=v正(H2),A错误;反应达到平衡状态时,2v正(N2)=v逆(NH3),B错误;反应达到平衡状态时,v正(H2)∶v逆(NH3)=3∶2,C正确;反应达到平衡状态时,v正(N2)∶v逆(H2)=1∶3,D错误。

6.(2017·全国卷Ⅲ节选)298K时,将20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:

AsO

(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)

AsO

(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。

溶液中c(AsO

)与反应时间(t)的关系如图所示。

下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.v(I-)=2v(AsO

c.c(AsO

)/c(AsO

)不再变化

d.c(I-)=ymol·L-1

解析:

溶液的pH不再变化,即OH-的浓度不再变化,所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化,说明反应达到平衡状态,a项正确;当v正(I-)=2v逆(AsO

)或v逆(I-)=2v正(AsO

)时反应达到平衡状态,由于选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率,不能确定是否达到平衡状态,b项错误;反应达到平衡之前,c(AsO

)逐渐减小而c(AsO

)逐渐增大,故c(AsO

)/c(AsO

)逐渐增大,当c(AsO

)/c(AsO

)不变时反应达到平衡状态,c项正确;根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I-)=2c(AsO

),观察图像可知反应达到平衡时c(AsO

)=ymol·L-1,此时c(I-)=2ymol·L-1,d项错误。

答案:

ac

7.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时:

①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比,⑦某种气体的百分含量。

(1)能说明2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)达到平衡状态的是____________。

(2)能说明I2(g)+H2(g)

2HI(g)达到平衡状态的是____________。

(3)能说明2NO2(g)

N2O4(g)达到平衡状态的是____________。

(4)能说明C(s)+CO2(g)

2CO(g)达到平衡状态的是____________。

(5)能说明A(s)+2B(g)

C(g)+D(g)达到平衡状态的是____________。

(6)能说明NH2COONH4(s)

2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是____________。

答案:

(1)①③④⑦ 

(2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ 

(4)①②③④⑦ (5)②④⑦ (6)①②③

[方法规律]

化学平衡状态的判断方法——“两审”“两标志”

(1)“两审”

一审

题干条件

恒温恒容或恒温恒压

二审

反应特点

全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应

有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应

(2)“两标志”

正向、

逆向

相等

一个表示正反应速率,一个表示逆反应速率

表示正向反应和逆向反应的不同物质表示的速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比

变量

不变

题目提供的量[如某物质的质量、浓度、百分含量,n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量]如果是随着反应的进行而改变的量,该量为“变量”,否则为“定量”。

当“变量”不再变化时,证明可逆反应达到平衡,但“定量”无法证明

考点

(二) 化学平衡移动【点多面广精细研】

1.化学平衡移动的过程

图示表示为:

2.化学平衡移动的方向与化学反应速率之间的关系

(1)v正>v逆:

平衡向正反应方向移动。

(2)v正=v逆:

反应达到平衡状态,平衡不移动。

(3)v正

平衡向逆反应方向移动。

3.外界因素对化学平衡移动的影响

条件的改变(其他条件不变)

化学平衡的移动

浓度

增大反应物浓度或

减小生成物浓度

向正反应方向移动

减小反应物浓度或

增大生成物浓度

向逆反应方向移动

压强(对有气体存在的反应)

反应前后气体分子数改变

增大压强

向气体体积减小的方向移动

减小压强

向气体体积增大的方向移动

反应前后气体分子数不变

改变压强

平衡不移动

温度

升高温度

向吸热反应方向移动

降低温度

向放热反应方向移动

催化剂

使用催化剂

平衡不移动

4.勒夏特列原理

如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

[注意] 外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的改变,但不能“消除”条件的改变。

[小题练微点]

1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)化学平衡正向移动,说明正反应速率一定增大(  )

(2)增大反应物的量平衡一定会正向移动(  )

(3)增大某一反应物A的浓度,平衡正向移动时,反应物的浓度一定小于原来的浓度,生成物的浓度一定大于原来的浓度(  )

(4)增大压强平衡正向移动,反应物的浓度会减小,生成物的浓度会增大(  )

(5)恒容条件下,增加气体反应物的量,平衡正向移动,反应物的转化率一定增大(  )

(6)升高温度,化学平衡一定发生移动(  )

答案:

(1)× 

(2)× (3)× (4)× (5)× (6)√

2.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示:

(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填标号),平衡________移动。

(2)升高温度对反应速率影响的图像是________(填标号),平衡向________方向移动。

(3)增大反应

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