专题21+化学平衡状态.docx

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专题21+化学平衡状态

化学平衡状态

教学目标

1．使学生建立化学平衡的观点，并通过分析化学平衡的建立，增强学生的归纳和形象思维能力。

2．使学生理解化学平衡的特征，从而使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。

教学重点：

化学平衡的建立和特征。

教学难点：

化学平衡观点的建立。

一、化学平衡的研究对象

可逆反应：

，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。

【注】任何一个可逆反应都不会进行到底的，最终达到平衡状态时，一定是每一反应物和生成物都存在。

【练习1】下列为可逆反应的是…………………………………………………………（）

A氢气与氧气点燃可化合成水,水电解可生成氢气和氧气,因此氢气与氧气的反应是可逆反应。

B在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又有分解。

C碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这二个反应互为可逆反应。

【注】只有在“同一条件下”同时进行的才互为可逆反应。

二、化学平衡的建立

在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和1molO2，发生反应

思考：

（1）开始阶段有什么特征？

（浓度和速率变化）

（2）瞬间过后有什么特征？

（3）一定时间段后有什么特征？

三、化学平衡状态的定义

化学平衡状态，就是指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

注意三点

1.前提（适用范围）：

2.内在本质

3.外在标志

四、化学平衡状态的特征

（1）动

（2）等

（3）定（4）变

（5）同

五、化学平衡状态的标志

直接判断法

①正反应速率等于逆反应速率v（正）=v（逆）

②各成分的浓度保持不变

间接判断法

①化学键的断裂与形成

②各成分的质量、物质的量、质量分数、物质的量分数、转化率等不随时间变化而变化

③各气体的体积不随时间变化而变化

特殊标志判断法

反应体系的总压强、总物质的量、总质量、混合气体的平均分子量、密度等都是有条件的特殊规律，视具体反应、具体条件决定是否可作为平衡的标志。

【练习1】在一定温度下,可逆反应A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡的标志是（　　）

A.　C的生成速率与C分解的速率相等B.　单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB

C.　单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等D.　单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC

六、化学平衡的相关计算

2基本关系①反应物：

平衡浓度＝起始浓度－转化浓度

生成物：

平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度

②转化率α

【练习2】在一定温度下,容积为20L的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应：

2SO2+O22SO3，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。

试求：

1SO2的转化率②平衡时的O2浓度③SO3的体积分数

2④混合气体的平均相对分子量⑤平衡时混合气体的密度

【课后巩固练习】

一、选择题（单选）

1．化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律…………………………………………（）

A．可逆反应B．任何反应C．溶液反应　　　　　D．气体反应

2．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是………………………………………………………………（）

A．反应的化学方程式为：

2M

NB．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡

C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍

3．可逆反应达到平衡的重要特征是…………………………………………………（）

A．反应停止了B．正逆反应的速率均为零

C．正逆反应都还在继续进行D．正逆反应的速率相等

4．在密闭容器中进行如下反应：

X2（g）+Y2（g）

2Z（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别0．1mol·Lˉ1、0．3mol·Lˉ1、0．2mol·Lˉ1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能（mol·Lˉ1）

A．Z为0．3B．Y2为0．4C．X2为0．2D．Z为0．4

5.体积比为2∶3的N2和H2的混合气体，在一定条件下发生反应。

达到平衡时，容器内压强为反应开始时的

则N2的转化率为………………………………………（）

A．50%B．37.5%C．25%D．12.5%

6．在一定条件下，可逆反应2A

B＋3C在下列4种状态中，处于平衡状态的是（）

A．正反应速度vA=2mol/（L·min）逆反应速度vB=2mol/（L·min）

B．正反应速度vA=2mol/（L·min）逆反应速度vC=2mol/（L·min）

C．正反应速度vA=1mol/（L·min）逆反应速度vB=1．5mol/（L·min）

D．正反应速度vA=1mol/（L·min）逆反应速度vC=1．5mol/（L·min）

7．在一定温度下，反应A2（气）+B2（气）

2AB（气）达到平衡的标志是…………………（）

A．单位时间内生成nmolA2同时生成nmol的ABB．容器内总压强不随时间而变化

C．单位时间内生成2nmolAB，同时生成nmol的B2D．单位时间生成nmolA2，同时生成nmol的B2

8．恒温下的密闭容器中反应：

2SO2＋O2

2SO3，说明反应达到平衡的标志是……（）

A．容器中SO2、O2、SO3共存B．容器中SO2和SO3的浓度相同

C．容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2∶1∶2D．容器中压强不随时间的变化而改变

9．可逆反应∶2NO2

2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是……（）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO；③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:

2:

1的状态；④混合气体的颜色不再改变的状态；⑤混合气体的密度不再改变的状态；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥

10．恒温恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应达到平衡的是（）

A．A（g）＋B（g）

C（g）B．A（g）＋2B（g）

3C（g）

C．A（g）＋B（g）

C（g）＋D（g）D．以上都达到平衡

11．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应NH4I（s）

NH3（g）+HI（g）2HI（g）

H2（g）+I2（g）当反应达到平衡时，c（H2）=0.5mol/L，c（HI）=4mol/L，则NH3的浓度为

A.3.5mol/LB.4mol/LC.4.5mol/LD.5mol/L

12．一定条件下,在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量A,发生如下反应并建立平衡:

A（g）

2B（g）,2B（g）

C（g）+2D（g）测得平衡时各物质的量浓度是:

[A]=0.3mol/L,[B]=0.2mol/L,[C]=0.05mol/L.最初向容器里加入A的物质的量是（）

A.0.5molB.0.8molC.0.9molD.1.2mol

二、填空题

13．对于反应2L（g）+3M（g）

xQ（g）+3R（g）,在容积为2L的密闭容器中,将2mol气体L和3mol气体M混合,当反应经2min后达平衡时生成2．4mol气体R,并测得Q的浓度为0．4mol/L，的值为，L的转化率为，v（M）=

14．某溶液中发生反应：

A

2B+C，VA—t的关系如右图。

已知溶液的体积为2L，起始时体系中只有A，请回答下列问题：

（1）图中阴影部分的面积表示2min内的减小值，

应小于；

（2）2min时，B的物质的量浓度的取值范围是

15．将2molH2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：

2H2O（g）

2H2＋O22CO＋O2

2CO2若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n（O2）平＝amol，n（CO2）平＝bmol。

试求n（H2O）平＝。

（用含a、b的代数式表示）

16、恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）。

（1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）＝13mol，nt（NH3）＝6mol，计算a的值

（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。

计算平衡时NH3的物质的量。

（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），n（始）∶n（平）＝。

（4）原混合气体中，a∶b＝　　　　　。

（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，

（N2）∶

（H2）＝　　　　　。

（6）平衡混合气体中，n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）＝　　　　。

化学平衡移动

（1）

【学习目标】1.知道化学平衡移动的概念

2.通过活动探究掌握条件对化学平衡的影响，并提高归纳思维能力

3.理解化学平衡移动原理，分析讨论合成氨工艺条件的选择，能用图像解释有关化学平衡问题

【知识回顾】⒈影响化学反应速率的因素

①内因②外界条件

2.化学平衡状态

化学平衡的移动：

改变外界条件，原平衡被破坏、新平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。

v正＝v逆化学反应处于平衡状态

v正＞v逆平衡向方向移动

v正＜v逆平衡向方向移动

一、化学平衡移动1.浓度对平衡的影响

【活动与探究】P53

橙色黄色

实验现象

实验结论

实验1

实验2

在其它条件不变的情况下：

①增大的浓度或生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；

②减小的浓度或生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；

【课堂练习1】完成表格，并作出v—t图

条件改变

改变时刻

速率大小

移动方向

V正

V逆

V正V逆

①

增大c反

②

减小c反

③

增大c产

④

减小c产

【练习1、新制的氯水中存在平衡:

Cl2+H2OHCl+HClO；若向氯水中投入少量CaCO3粉末，则……………………………………………………………………（）

A.平衡不移动。

B.平衡移动，且HClO浓度减小

C.平衡向正反应方向移动，Cl2的转化率增大D.平衡移动，且HClO浓度增大

2、可逆反应CO2（g）+C（s）2CO（g）在体积固定的密闭容器中达平衡后：

①增加CO2，平衡移动，Ｃ（CO）。

②增加碳，平衡移动,C（CO）

2.压强变化对化学平衡的影响

若将有气体参加的可逆反应简单表示成aA（g）bB（g）则平衡常数可表示为：

K＝

为什么压强变化会影响化学平衡？

请用平衡常数K来解释。

（对物质浓度的影响）

反应2NO2（g）⇌N2O4（g）的平衡常数K=增大压强时刻，各组分浓度，此时的各组分浓度代入常数表达式中所得K’K，因此平衡向方向移动；若减小压强，则各组分浓度，则K’K，因此平衡向方向移动；

【结论】对于有气体参加或生成的反应：

aA（g）bB（g

（1）若a≠b增大压强，平衡往气体分子数的方向移动

减小压强，平衡往气体分子数的方向移动。

（2）若a＝b压强改变，平衡发生移动

【课堂练习2】①已知aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）且a+b﹥c+d，若反应达到平衡后增大体系压强，则此时v正，v逆，而平衡将向方向移动，说明压强增大时刻，v,正v,逆，请画出对应的v—t图；②若减压，则此时v—t图？

【课后巩固练习】

1．下列反应在容器中建立化学平衡：

SO2（g）+NO2（g）

NO（g）+SO3（g），若在容器中通入一定量的O2，此时反应将会发生的变化是…………………………………（）

A．平衡向正反应方向移动　　　B．平衡将向逆反应方向移动

C．平衡不发生移动D．不使平衡移动，但容器内压强增大

2．某酸碱指示剂在溶液中存在下列平衡：

HIn（溶液）（红色）

H＋（溶液）＋Inˉ（溶液）（黄色）在下列哪种溶液中,指示剂显红色……………………………………………（）

A．NaCl　　　　B．Ca（OH）2　　　C．SO2　　　　　D．NaOH

3．甲、乙两个容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率……………（）

A．快B．慢C．相等D．无法判断

4．向存在着FeCl3（黄色）＋3KSCN

Fe（SCN）3（血红色）＋3KCl平衡体系的溶液中,加入下列物质，能使溶液血红色消失的是………………………………………（）

A．AgNO3B．KClC．FeD．H2O

5．把氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：

Ca（OH）2（s）

Ca2++2OHˉ。

加入以下物质可使c（Ca2+）减少，而使c（OHˉ）增大的是…………………………（）

A．加入少量MgCl2固体　　　B．加入水稀释

C．加入少量NaOH固体　　　D．加入少量KCl晶体

6．某温度下，在容积不变的密闭容器中存在下列可逆反应：

A（g）+3B（g）

2C（g），达到平衡后，保持温度不变，再充入一定的物质的量A，则下列说法正确的是……（）

A．该反应的正反应速率始终增加直至达到新的平衡

B．该反应的逆反应速率始终增加直至达到新的平衡

C．该反应的平衡常数不变，且平衡向逆反应方向移动

D．平衡时C的物质的量分数一定增大

7．在一密闭容器中，反应aA（g）

bB（g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60％，则…………………………（）

A．平衡向正反应方向移动了B．物质B的质量分数减小了

C．物质A的转化率减少了D．a＞b

8．下列说法正确的是……………………………………………………………………（）

A．只要是有气体参加或生成的化学反应,化学平衡都会受压强的影响

B．增大压强可以使气体分子数增多的可逆反应的正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动

C．减小压强可以使气体分子数减少的反应逆向移动，同时使正逆反应速率都减小

D．压强对反应前后气体分子数不变的反应的化学平衡和反应速率都没有影响

9．压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是………………………………（）

A．H2（g）+I2（g）

2HI（g）B．3H2（g）+N2（g）

2NH3（g）

C．2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）D．C（s）+CO2（g）

2CO（g）

10．体积相同的甲、乙两个容器分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：

2SO2+O2

2SO3并达到平衡．在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p％，则乙容器中SO2的转化率（）

A．等于p％B．大于p％C．小于p％D．无法判断

11．在密闭容器中A＋B

C反应达到平衡后，增大压强A的转化率增大，若B物质为固体时，下列说法正确的是…………………………………………………………（）

A．A若为气体则C一定为气体B．A可能是气体，C可能是液体

C．A一定是气体，C可能是液体D．A一定是液体，C一定是气体

12．在密闭容器中发生如下反应：

aX（g）+bY（g）

cＺ（g）+ｄW（g），反应达平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的1/2，当再次达平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍．下列叙述中不正确的是…………………………………………………（）

A.平衡向逆反应方向移动B.a＋b＜c＋dC．X的转化率下降D.z的体积分数增加

13．在密闭容器中进行可逆反应：

CO（g）＋NO2（g）

CO2（g）＋NO（g），（正反应放热），达到平衡后，只改变其中一个条件，对平衡的影响是：

①增大容器的体积，平衡　　移动（“正向”、“逆向”或“不”），反应混合物的颜色　　（“变深”“变浅”“不变”），CO的转化率（“变大”“变小”“不变”）。

②通入CO2气体，平衡　　移动，反应混合物的颜色　　。

③加入正催化剂，平衡　　移动。

④升高温度，平衡　　移动，反应混合物的颜色　　。

14．在溴水中存在着下列平衡：

Br2+H2O

HBr+HbrO，在溶液中加入CCl4，则平衡将向______方向移动，溴水层的颜色将______________，溶液的酸性将_______。

15．某温度下，在容积不变的密闭容器中存在下列可逆反应：

A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡时，各物质的物质的量之比为n（A）∶n（B）∶n（C）=2∶2∶1。

保持温度不变，再以平衡时相同组成的A、B、C混合气体充入密闭容器中，平衡将移动。

（填“正向”、“逆向”或“不”）

化学平衡移动

（2）

教学目标：

正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。

教学重点：

理解浓度、温度对化学平衡的影响。

教学难点：

勒夏特列原理的归纳总结。

【知识回顾】一、浓度对化学的影响

在其它条件不变的情况下：

①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；

②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；

二、压强对平衡的影响

对于有气体参加或生成的反应：

aA（g）bB（g）若a≠b：

增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；

减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。

（2）若a＝b：

压强改变，平衡不发生移动。

【例1】反应CO2（g）+C（s）2CO（g）在密闭容器中达到平衡后，保持温度不变：

①减小密闭容器体积，则平衡;c（CO2）。

②保持密闭容器体积不变，通入N2，则平衡;c（CO2）。

③保持密闭容器压强不变，通入N2，则平衡;c（CO2）。

【例2】下列反应达到平衡后，增大压强，平衡是否移动？

若移动，向哪个方向移动？

（1）2NO（g）+O2（g）2NO2（g）

（2）H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

（3）H2O（g）+C（s）CO（g）+H2（g）

（4）CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）

（5）H2S（g）H2（g）+S（s）

（6）HCl+NH3.H2ONH4Cl+H2O

【活动与探究P54】

三、温度对化学反应速率的影响

在其它条件不变的情况下：

升高温度，化学平衡向热反应方向移动；

降低温度，化学平衡向热反应方向移动。

【练习1】可逆反应aA+bBcC+dD△H﹥0，达到平衡状态后：

①升高体系温度，则此时v正，v逆，而平衡将向方向移动，说明温度升高时刻，v正v逆。

并作出速率时间图像

②若降低体系温度呢？

四、催化剂对平衡的影响

催化剂同等程度的改变正、逆反应速率（V正＝V逆）

使用催化剂，对化学平衡无影响，转化率。

正催化剂能平衡到达的时间

五、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）

改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。

例3.（2004年广东18）．上图曲线a表示放热反应X（g）+Y（g）Z（g）+M（g）+N（s）进行过程中X的转化率随时间变化的关系。

若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（）

A．升高温度B．加大X的投入量C．加催化剂D．减小体积

【课后巩固练习】

1.对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是…（）

A.提高反应物的平衡转化率B.以同样程度改变正逆反应的速率

C.增大正反应速率，减小逆反应速率D.改变平衡混合物的组成

2.对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是（）

①高温②低温③低压④高压⑤催化剂⑥加氨⑦除氨

A.②④⑤B.②④⑦C.①④⑤D.②③⑥

3.在一定条件下，可逆反应N2+3H2

2NH3△H＜0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是

A．加入催化剂V正、V逆都发生变化，且变化的倍数相等

B．加压，V正、V逆都增大，且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数

C．降温，V正、V逆都减小，且V正减少倍数大于V逆减少倍数

D．加入氩气，V正、V逆都增且V正增大倍数大于V逆增大倍数

4.合成氨所需的H2由炭和水蒸气反应制得，其中一步反应为CO+H2O（g）CO2+H2△H＜0，欲使CO的转化率提高，同时提高H2的产率，可以采取的措施是（）

A．增大水蒸气的浓度B．升高温度C．增大CO浓度D．增大压强

5.反应2A（g）+B（g）≒2C（g）（正反应为吸热反应）下列反应条件有利于生成C的是（）

A．低温，低压B.低温高压C.高温高压D.高温低压

6．（2005广东高考）对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）≒4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（）

A．达到化学平衡时：

4v正（O2）=5v逆（NO）

B若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

C.达到平衡状态时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大

D.化学反应速率关系是：

2v正（NH3）=3v逆（H2O）

7.（2004，天津）在一定条件下，向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2，发生下列反应2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）达到平衡后改变如下述条件，SO3气体的平衡浓度不变的是（）

A.保持温度和容器体积不变，充入1molSO2（g）

B.保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3（g）

C.保持温度和容器内压强不变，充入1molO2（g）

D.保持温度和容器内压强不变，充入1molAr（g）.

8.（2003，广东）恒温恒压下，在容积可变的容器中反应2NO2（g）=N2O4（g）达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时N2O4的体积分数……………………（）

A不变B.增大C.减小D.无法判断

9．下列叙述中，正确的是………………………………………………………………（）

A．正反应是吸热反应，达到平衡时，升高温度，v正增大，v逆减小，所以平衡向正反应方向移动

B．升高温度能加快反应速率的主要原因，是增加了反应物分子中