高三复习全部专题教案及课件第三讲化学平衡.docx

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高三复习全部专题教案及课件第三讲化学平衡

子«新课标»高三化学〔人教版〕第一轮复习选修〔4〕单元讲座

第二章化学反应速率和化学平稳

第三讲　　　化学平稳

复习目标：

1、明白得化学平稳状态等差不多概念，了解等效平稳的含义及其分类。

2、明白得化学平稳状态形成的条件、适用范畴、特点。

3、明白转化率的表达式，并能进行简单的运算，明白化学平稳常数的表达式及其表示的意义。

　　4、能描述浓度、压强、温度等条件对化学平稳的阻碍，明白得勒沙特列原理的涵义。

复习重点：

1、化学平稳状态的特点；

2.描述浓度、压强、温度等条件对化学平稳的阻碍；

　　3.明白得勒沙特列原理的涵义。

复习难点：

化学平稳状态判定，明白得勒沙特列原理的涵义。

课时划分：

三课时

教学过程：

知识梳理

一、可逆反应与不可逆反应

正反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，逆反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

可逆反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

可逆反应的特点：

〝两同〞是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

可逆反应的重要特点是转化率永久不可能达到100%，也确实是反应一旦开始，那么，就不可能只存

在反应物，或只存在生成物。

二、化学平稳

化学平稳：

在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓

度保持不变的状态，称为化学平稳状态，简称化学平稳。

1.化学平稳的建立

以CO＋H2O〔ｇ〕

CO2＋H2反应为例。



在一定条件下，将0.01molCO和0.01molH2O（ｇ）通入1L密闭容器中，开始反应：

（1）反应刚开始时：



反应物的浓度__________，正反应速率。



生成物的浓度__________，逆反应速率__________。



（2）反应进行中：



反应物的浓度__________，正反应速率__________。



生成物的浓度__________，逆反应速率__________。



（3）确信最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率__________，现在，反应物的浓度__________，生成物的浓度也__________。

正反应速率和逆反应速率随时刻的变化关系如下图。



2.化学平稳状态

（1）定义：

（2）特点：

①逆：

②等：

③动：

④定：

⑤变：



（3）特点：

化学平稳的建立与建立的途径无关

（4）达到平稳的标志：



以ｍA〔ｇ〕＋ｎB〔ｇ〕ｐC〔ｇ〕为例

直截了当标志：



①速率关系：

正反应速率与逆反应速率相等，A消耗速率与A的生成速率相等，A消耗速率与C的消耗速率之比等于ｍ∶ｐ，B生成速率与C的生成速率之比等于n∶p。



②各物质的百分含量保持不变。



间接标志：



①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时刻的改变而改变。



②各物质的浓度不随时刻的改变而改变。



③各物质的物质的量不随时刻的改变而改变。



④各气体的体积、各气体的分压不随时刻的改变而改变。



3、化学平稳常数：

（1）化学平稳常数的表示方法

关于一样的可逆反应：

mA+nB

pC+qD。

其中m、n、p、q分不表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。

当在一定温度下达到化学平稳时，那个反应的平稳常数能够表示为：

在一定温度下，可逆反应达到化学平稳时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数〔用K表示〕叫该反应的化学平稳常数

（2化学平稳常数的意义

平稳常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。

即，K=f〔T〕。

平稳常数表示的意义：

能够推断反应进行的程度。

K专门大，反应进行的程度专门大，转化率大

K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。

K专门小，反应进行的程度小，转化率小

［练习］1.对反应2N02（气）

N204（气），在温度不变时

=K是个常数数；称为化学平稳常数，在弱电解质溶液中也是如此。

欲使

比值增大，在温度不变时应采取〔BD〕

A.体积不变，增加N02物质的量B.体积不变，增加N204物质的量

C.使体积缩小到原先的一半D.使压强不变充入N2

2、关于一样的可逆反应mA+nB

pC+qD，在一定温度下达平稳时反应物及生成物浓度满足下面关系：

=K，式中K为常数，在密闭容器中给CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有以下平稳：

CO+H20

C02+H2且K=1，假设用2molCO和10molH20（气）相互混合并加热到800℃，达平稳时CO的转化率约为〔D〕

A.16.7％B.50％C.66.7％D.83％

4、转化率

假设定义某反应物M在可逆反应中的转化率为：

M的转化率=

那么假如M的转化率不再随时刻而改变，也证明可逆反应已达到平稳状态。

［练习］1.x、y、z差不多上气体，反应前x、y的物质的量之比是1:

2，在一定条件下可逆反应x+2y

2z达到平稳时，测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量，那么平稳时x的转化率（D）

A.80％B.20％C.40％D.60％

2：

在450℃时，反应H2〔g〕+I2〔g〕

2HI〔g〕的K为50，由此推断出在450℃时，反应2HI〔g〕

H2〔g〕+I2〔g〕的化学平稳常数为（B）

A、50B、0.02C100D无法确定

三、化学平稳的移动

化学平稳是有条件的动态平稳，当阻碍化学平稳的条件改变时，原先的平稳被破坏，进而在新的条件下逐步建立新的平稳，那个原平稳向新平稳的转化过程叫做化学平稳的移动

1.浓度对化学平稳的阻碍

增大反应物浓度，或减小生成物浓度。

化学平稳向＿＿＿＿＿＿移动。

减小反应物浓度，或增大生成物浓度。

化学平稳向＿＿＿＿＿＿移动。

注意：

固体物质和纯液体无所谓浓度，其量改变，不阻碍平稳。

2、压强对化学平稳移动的阻碍。

关于有气体参加的可逆反应来讲，气体的压强改变，也能引起化学平稳的移动。

关于3H2〔g〕+N2（g）

2NH3（g）在反应中1体积的N2与3体积的H2反应生成2体积的NH3，即反应前后气态物质的总体积发生了变化，反应后气体总体积减少了。

下表列入的是450℃时，N2与H2反应生成NH3的实验数据。

压强/MPa

100

NH3/%

2.0

9.2

16.4

35.5

53.6

69.4

由上表实验数据能够算出：

对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情形下，增大压强，会使化学平稳向着＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿移动。

减小压强，会使化学平稳向着＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿移动。

关于有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有发生变化，如2HI（g）

H2（g）+I2（g）在这种情形下，增大或减小压强都不能使化学平稳移动。

固态物质或液态物质的体积，受压强的阻碍专门小，能够忽略不计。

因此，假如平稳混合物差不多上固体或液体，能够认为改变压强不能使化学平稳移动。

注意：

加入惰性气体后平稳体系是否发生移动，取决于平稳体系所占据的体积是否发生变化。

假设在恒容的条件下加入惰性气体，它并不能引起体系中其它物质的浓度改变，因此平稳不移动；假设在恒压情形下加入惰性气体，必定引起平稳体系占据的体积增大，体系中其它物质的浓度发生变化，使平稳发生移动。

复习：

对平稳3H2〔g〕+N2（g）

2NH3（g），

（1）假如在恒温恒容下加入氮气，平稳向——移动。

（2）假如在恒温恒容下加入氨气呢？

加入氩气又如何样呢？

（3）假如需要增加氢气的转化率，能够有什么方法？

（4）假如增大压强，正反应速率＿＿＿，逆反应速率＿＿＿，氮气的转化率＿＿＿。

3、温度对化学平稳的阻碍

任何反应都相伴着能量的变化，通常表现为放热或吸热；因此温度对化学平稳移动也有阻碍。

假如升高温度，平稳向＿＿＿＿＿的方向移动；降低温度平稳向＿＿＿＿＿的方向移动。

练习：

可逆反应2A+B

2C，在不同压强及温度下达成平稳时，c的百分含量情形如下图。

回答

（1）该反应的正反应是＿＿＿热反应，逆反应是气体体积＿＿＿的反应。

（2）假设c是气态，那么A为＿＿＿态，B为＿＿＿态。

（3）假设B为固态，那么A为＿＿＿态，c为＿＿＿态。

答案：

〔1〕吸，扩大，〔2〕气，气〔3〕气，固态或液态

浓度、压强、温度对化学平稳的阻碍能够概括为平稳移动的原理，也叫勒夏特列原理：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率，因此使用催化剂不能使平稳发生移动，然而能够改变达到平稳所需要的时刻。

疑难点拨

一、等效平稳规律及应用例析

在一定条件（定温、定压或定温、定容）下，关于同一可逆应，只要起始时加人物质的物质的量不同，而达到平稳时，同种物质的物质的量分数（或体积分数）相同，如此的平稳称为等效平稳。

依照反应条件（定温、定压或定温、定容）以及可逆反应的特点（反应前后气体分子数是否相等），可将等效平稳咨询题分成三类：

1．定温、定容条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应

例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应2A（g）+B（g）

3C（g）+D（g），达到平稳，c的浓度为wmol/L。

假设坚持容器体积和温度不变，以下四种配比作为起始物质，达平稳后，c的浓度仍为wmol/L的是

　　A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

　　C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD

　　解析：

依照题意:

　　2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应1）<==>2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应2）

　　2mol　1mol　　0　　0　　　　　　　　　0　　0　　3mol　1mol

　　2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应3）<==>2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应4）

　　1mol　0.5mol　0　　0　　　　　　　　　0　　0　1.5mol　0.5mol

　　在恒温恒容下，反应〔1〕的浓度和压强均是反应〔3〕的2倍，不满足条件相同，明显不等效，假设要变成等效，有两条途径：

　　①对反应〔3〕增加1molA和0.5molB，使投料量与反应〔1〕相同。

　　②因反应〔3〕与反应〔4〕等效，增加1.5molC和0.5molD相当于增加1molA和0.5molB，使投料量与反应〔1〕相同。

那么反应〔3〕变成

　　2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应1）<==>2A（g）+B（g）==3C（g）+D（g）（反应3）

　　2mol　1mol　　0　　0　　　　　　　　1mol　0.5mol　1.5mol　0.5mol

　　因此，以3molC+1molD或以1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD作为起始物质均可形成与反应〔1〕等效的平稳。

答案：

解题规律：

此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，假设通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平稳相同，那么两平稳等效（此种情形下又称等同平稳，此法又称极限法）。

2．定温、定容条件下，反应前后气体分子数相等的可逆反应

　例2．恒温恒容下，可逆反应2HI

H2+I2〔气〕达平稳。

以下四种投料量均能达到同一平稳，请填写：

起始状态物质的量n/mol

平稳时HI的物质的量n/mol

①

②

0.5a

③

g（g≥2m）

解析：

　　∵题干n（H2）起始:

n（I2）起始:

n（HI）平稳=1:

a<==>2:

　　∴n（HI）平稳=2a

　　依照反应：

2HI

H2+I2〔气〕，起始状态1molHI<==>0.5molH2+0.5molI2

　　依照题干n（H2）起始:

n（I2）起始:

n（HI）平稳=1:

　　那么n（H2）起始:

n（I2）起始:

n（HI）平稳=0.5:

0.5a

　　那么H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol

　　设起始HI为xmol

　　∵xmolHI<==>0.5xmolH2+0.5xmolI2

　　∴n（H2）起始=（m+0.5x）mol

　　n（I2）起始=（g+0.5x）mol

　　又∵n（H2）起始:

n（I2）起始=（m+0.5x）:

（g+0.5x）=1:

　　∴x=2（g-2m）

　　设n（HI）平稳为ymol，

　　那么n（I2）起始:

n（HI）平稳=2:

a=（g+0.5x）:

　　∴y=（g-m）a

　　答案：

起始状态物质的量n/mol

平稳时HI的物质的量n/mol

①

②

0.5

0.5a

③

g（g≥2m）

2（g-2m）

（g-m）a

解题规律：

此条件下，只要换算到同一半边时，反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平稳相等，那么两平稳等效。

3．定温、定压条件下，反应前后气体分子数任意型的可逆反应

例3．〔2003年高考江苏卷第26题〕

Ｉ．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：

Ａ〔气〕＋Ｂ〔气〕

Ｃ〔气〕

〔１〕假设开始时放入1molA和1molB，到达平稳后，生成amolC，这时Ａ的物质的量为__________mol。

〔２〕假设开始时放入3molA和3molB，到达平稳后，生成Ｃ的物质的量为________mol；

〔３〕假设开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平稳后，A和C的物质的量分不是ymol和3amol，那么x=___mol，y=___mol。

平稳时，B的物质的量___〔选填一个编号〕。

〔甲〕大于2mol〔乙〕等于2mol

〔丙〕小于2mol〔丁〕可能大于、等于或小于2mol

作出此判定的理由是__________________________________________。

〔４〕假设在〔３〕的平稳混合物中再加入3molC，待再次到达平稳后，C的物质的量分数是____________。

II．假设坚持温度不变，在一个与〔Ｉ〕反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应

〔５〕开始时放入1molA和1molB到达平稳后生成bmolC。

将b与〔１〕小题中的a进行比较_________〔选填一个编号〕。

〔甲〕ab〔丙〕a=b〔丁〕不能比较a和b的大小

作出此判定的理由是__________________________________________。

解析：

〔1〕利用关于化学平稳运算的三步骤解题法能够算出答案〔1—a〕mol；

〔2〕适用上面等效平稳规律c，由于开始加入的物质的量之比相等都为3，两平稳等效且平稳时各物质的量均为原先的3倍，因此生成C的物质的量为3a；

〔3〕平稳时C的物质的量为3a与第〔2〕题平稳时C的物质的量相等，属于绝对量相等的等效平稳，相当于开始加入了3molX和3molY，可运算出X=2mol，Y=〔3—3a〕mol。

假设平稳时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol，那么反应正向进行，平稳时B的物质的量nB<2mol；同理可知：

3a=1,nB=2mol；3a<1,nB>2mol选丁；

〔4〕由于生成物只有C一种，因此在恒温、恒压下不管加入多少C，平稳时各物质的物质的量分数都不变，因此再次到达平稳后，C的物质的量分数是a/〔2—a〕；

解题规律：

此条件下，只要按化学计量数换算到同一半边后，各物质的量之比与原平稳相等，那么两平稳等效。

三类等效平稳的比较：

等效类型

III

条件

恒温、恒容

恒温、恒压

起始投料

换算为方程式同一边物质，其〝量〞相同

换算为方程式同一边物质，其〝量〞符合同一比例

对反应的要求

任何可逆反应

反应前、后气体体积相等

任何可逆反应

平稳特点

质量分数W%

相同

浓度c

相同

成比例

相同〔气体〕

物质的量n

相同

成比例

二、例谈化学平稳在中学化学中的具体应用

化学平稳的具体应用：

化合反应和分解反应在一定条件下反应速率相等，各物质百分

含量保持不变的状态，为化学平稳．

1、用化学平稳讲明浓H2SO4具有强氧化性、稀H2SO4具有弱氧化性。

SO3+H2O

SO3·H2O

2H＋+SO42－

平稳体系中的SO3具有强氧化性、H＋具有弱氧化性、SO42－无氧化性，浓H2SO4中，水少，那么平稳向左移动，SO3浓度增大，因此氧化性增强；稀H2SO4中水多，平稳向右移动，SO3浓度减少而H＋浓度增大，出现弱氧化性．

2、用化学平稳讲明SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑发生反应的原理．

按照酸酐和含氧酸盐反应规律应当是CO2+Na2SiO3

Na2CO3+SiO2，但什么缘故SiO2能和Na2CO3发生反应．缘故是：

SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑可看作是可逆反应，当在高温时，CO2从体系中逸走，那么平稳向右移动，可发生上述反应．

3、溶解平稳：

难溶性物质在水中在一定条件下溶解速率和结晶速率相等，即各物质百分含量保持不变的状态．

①用溶解平稳讲明CaCO3什么缘故难溶于水而溶解在比H2CO3强的可溶性酸中．

CaCO3是难溶于水的盐，不溶是相对的，溶解是绝对的，CaCO3放入水中存在一个溶解平稳，CaCO3是强电解质，溶解的部分全部电离成Ca2＋、CO32－，具体用下式表示：

把上述二式合并便是溶解平稳的化学方程式．

当强酸放入CaCO3中，强酸中的水使CaCO3形成溶解平稳，强酸电离出的H＋和CO32－结合生成CO2从体系中逸出，使平稳向溶解的方向移动，使CaCO3溶解在盐酸中，具体过程用下式表示：

②用溶解平稳原明白得释什么缘故氢氧化铝既溶解在强酸又溶解在强碱溶液中。

Al（OH）3是难溶于水的碱，溶解是绝对的，不溶是相对的，在氢氧化铝悬浊液中存在一个溶解平稳．而溶解的氢氧化铝存在两个平稳：

酸式电离平稳和碱式电离平稳．在氢氧化铝悬浊液中加入强酸时，提供大量的H+，那么和碱式电离出的OH-结合成难电离的水，打破碱式电离平稳，进一步打破溶解平稳，使Al（OH）3溶解在强酸中；悬浊液中加入强碱，电离大量的OH-，和Al（OH）3酸式电离出来的H+结合成难电离的水，破坏酸式电离平稳，又破坏了溶解平稳，使Al（OH）3溶解在强碱溶液中，可用下式表示：

因此Al（OH）3既可溶解在强酸中又可溶解在强碱溶液中．

3、电离平稳：

弱电解质在一定温度下，在水中电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，即溶液中的溶质分子和电离出来的离子浓度保持不变的状态，称电离平稳。

用电离平稳讲明中和等物质的量的HCl和HAc所消耗的NaOH的物质的量相同。

HCl为一元强酸，全部电离，NaOH为一元强碱，全部电离，因此1molNaOH〔提供1molOH-〕中和1molHCl〔提供1molH＋〕；HAc是一元弱酸，在溶液中存在电离平稳；HAc

H＋+Ac-，当在HAc溶液中加入NaOH时，产生的OH-和HAc电离出的H+结合成难电离的水，从而打破HAc的电离平稳，因此会使NaOH完全中和HAc，也确实是1molNaOH完全中和1molHAc〔未考虑水解〕。

4、水解平稳：

盐中的弱酸根或弱碱阳离子和水发生水解反应速率和中和反应速率在一定条件下相等，即各物百分含量保持不变的状态，称为水解平稳。

①NaHCO3水溶液出现碱性．Al2（SO4）3溶液出现酸性的缘故。

NaHCO3为强碱弱酸酸式盐，电离出的HCO3－和水发生水解，由于中和反应的存在，在一定条件下达到平稳，当达到平稳时，[OH-]＞[H＋]，因此溶液出现碱性．

Al2（SO4）3是强酸弱碱盐，在水中电离出来的Al3＋和水发生水解反应，由于中和反应的存在，在一定条件下达到平稳，当达到平稳时，[H＋]＞[OH-]，因此溶液出现酸性．

②用水解平稳讲明泡沫灭火器的反应原理

泡沫灭火剂由两种物质组成：

玻璃瓶中装有明矾[KAl（SO4）2·〔12H2O〕]、钢筒与玻璃瓶之间装有NaHCO3溶液，待混合时，各自单水解产生的H＋和OH-结合成难电离的水，打破了各自的单水解平稳，分不向水解方向移动，水解较能完全地进行，产动气体CO2及沉淀Al（OH）3．反应如下：

5、络合平稳：

络离子在水中电离出中心体和配位体的速率和中心体的离子与配位体结合成络离子的速率相等时，即各物百分含量保持不变的状态，称络合平稳．

三、化学平稳图象题的类型及解题策略

1．物质的量〔或浓度〕—时刻图象

图1 A、B、C三种物质的物质的量随时刻变化的关系图

例1.某温度下，在体积为5Ｌ的容器中，Ａ、Ｂ、Ｃ三种物质物质的量随着时刻变化的关系如图1所示，那么该反应的化学方程式为_________，2ｓ内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓度变化表示的平均反应速率分不为_________、_________。

解析：

这类题目是讨论同一时刻段内各物质的变化量的比例关系，且要注意物质的量减少的为反应物，物质的量增多的为生成物。

又因物质的量都不变时，反应物、生成物共存，故方程式要用〝

〞表示。

答案：

2Ａ3Ｂ＋Ｃ；0．08ｍｏｌ／〔Ｌ·s〕；0．12ｍｏｌ／〔Ｌ·s〕。

2．速率—时刻图象

例2.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发觉氢气发生的速率变化情形如图2所示，其中ｔ１～ｔ２速率变化的要紧缘故是_________；ｔ２～ｔ３速率变化的要紧缘故是_________。

图2 氢气发生速率变化曲线

解析：

这类题目是讨论速率受外界条件阻碍而变化的图象。

因速率随时刻延长先升高后降低，故速率要受反应过程中物质的浓度、温度〔或压强〕两种因素变化的阻碍。

答案：

反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高；盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低。

例3.某温度下，在密闭容器里ＳＯ２、Ｏ２、ＳＯ３三种气态物质建立化学平稳后，改变条件，对反应2ＳＯ２＋Ｏ２

2ＳＯ３〔正反应放热〕的正、逆反应速率的阻碍如图3所示。

图3 正、逆反应速率的变化曲线

①加催化剂对速率阻碍的图象是〔　　〕。

②升温对速率阻碍的图象是〔　　〕。

③增大反应容器体积对速率阻碍的图象是〔　　〕。

④增大Ｏ２的浓度对速率阻碍的图象是〔　　〕。

解析：

这类图象是讨论外界条件对化学平稳的阻碍。

解决这类题目的关键是分析改变条件的瞬时，正、逆反应速率的变化及变化幅度。

答案：

①Ｃ ②Ａ ③Ｄ ④Ｂ。

3.速率—压强〔或温度〕图象

例4.符合图象4的反应为〔　　〕。

Ａ．Ｎ２Ｏ３〔ｇ〕

ＮＯ２〔ｇ〕＋ＮＯ〔ｇ〕

Ｂ．3ＮＯ２〔ｇ〕＋

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