第三节化学平衡导学案

公安县南闸中学高二化学导学案：选修四第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡状态制作：蔡宜波【学习目标】1、了解化学反应；了解化学平衡建立的过程，理解化学平衡的特征。2、理解外界条件对化学平衡的影响，认识一般规律。3、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。4、了解等效平衡的含义、类型和分析方法。【学习重难点】化学平衡状态的判断，外界条件对化学平衡的影响（勒夏特列原理）。【学习过程】〖自主学习〗阅读课本P25-30的内容一、可逆反应和不可逆反应1、可逆反应：（1）概念：在一定条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。（2）表示方法：约定采用“”表示，通常把从左向右的反应称作正反应，从右向左的反应称作逆反应。（3）特征：①正逆反应同时在相同条件下进行；②正反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。2、不可逆反应：正反应几乎能进行到底，而逆反应进行的程度非常小，可以忽略的化学反应，用“＝”表示。例如酸碱中和反应。【趁热打铁】在一密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时可能存在的数据是（）A、SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LB、SO3为0.25mol/LC、SO2、SO3均为0.15mol/LD、SO3为0.4mol/L二、化学平衡状态1、化学平衡的建立：V-t图2、化学平衡的特点：（1）逆：研究对象是可逆反应。（2）动：化学平衡状态是动态平衡状态，反应并没有停止。（3）等：V(正)＝V(逆)。（4）定：各组分的含量（或浓度）保持一定。（5）变：外界条件改变，化学平衡发生移动。3、化学平衡状态的判断（1）V(正)＝V(逆)≠0；同一物质的消耗速率与生成速率相等；反应物的消耗量（或生成量）与生成物的消耗量（或生成量）相当。（2）各组分的含量（或浓度）保持一定。（3）反应体系中某个指标（压强、平均相对分子质量、密度、颜色等）保持不变。（4）以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例来说明混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量、质量或物质的量浓度、质量分数一定平衡②各气体的体积或体积分数一定平衡③总体积、总压强、总物质的量一定不一定正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，即V(正)＝V(逆)平衡公安县南闸中学②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，即V(正)＝V(逆)平衡③在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD，均指V(逆)不一定④V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)＝m∶n∶p∶q，V(正)不一定V(逆)（平衡是否，该式都成立）不一定压强①m＋n＝p＋q时，总压强一定不一定②m＋n≠p＋q时，总压强一定平衡混合气体的平均相对分子质量Mr①当m＋n＝p＋q时，Mr一定不一定②当m＋n≠p＋q时，Mr一定平衡温度体系温度一定时平衡颜色反应体系内有有色物质时，颜色一定时平衡混合气体的密度密度ρ一定时不一定【趁热打铁】可逆反应2NO22NO+O2在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是①单位时问内生成nmo1O2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③混合气体的颜色不再改变④混合气体的密度不再改变的状态⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A、①③⑤B、②④⑤C、①③④D、①②③④⑤三、化学平衡的移动1、指在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件，化学平衡状态被破坏（此时V(正)≠V(逆)），直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态的过程。2、外界条件的改变对化学平衡的影响（勒夏特列原理）条件改变速率改变移动方向移动结果浓度C(反)↑或C(生)↓V(正)↑或V(逆)↓正方向C(反)↓或C(生)↑C(反)↓或C(生)↑V(正)↓或V(逆)↑逆方向C(反)↑或C(生)↓压强P↑V(正)、V(逆)均↑气体体积减小的方向体系P↓，比原来大P↓V(正)、V(逆)均↓气体体积增大的方向体系P↑，比原来小温度T↑V(正)、V(逆)均↑吸热（ΔH＞0）方向体系T↓，比原来高T↓V(正)、V(逆)均↓放热（ΔH＜0）方向体系T↑，比原来低加(正)催化剂V(正)、V(逆)等倍↑不移动加入惰气恒温恒容V(正)、V(逆)均不变不移动恒温恒压相当于P↓V(正)、V(逆)均↑气体体积增大的方向体系P↑，比原来小勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意事项（1）浓度不适合固体或纯液体；（2）压强只适合气体。【趁热打铁】对可逆反应：A(g)＋3B(g)2C(g)∆H＜0，下列叙述错误的是（）A、升高温度v（正）、v（逆）都增大，但v（正）增的更大B、增大压强v（正）、v（逆）都增大，但v（正）增的更大C、增大A的浓度v（正）会增大，但v（逆）会减小D、采用催化剂一般v（正）、v（逆）同时增大，而且增大的倍数相同公安县南闸中学3、化学平衡移动规律（勒夏特列原理）的应用【趁热打铁】有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是（）①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥分离出ZA、①③⑤B、②③⑤C、②③⑥D、②④⑥4、化学平衡图像题的解题原则和技巧（1）解答步骤：①看图像：一看面，二看线，三看点，四看量的变化；②找规律：联系外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律；③作判断：根据图像和规律作出符合要求的判断。（2）解答原则：①“定一议二”原则；②“先拐先平，数值大”原则。【趁热打铁】可逆反应A(g)＋2B(g)nC(g)，在不同压强（P1、P2）下，测得C的体积分数跟反应时间的关系如图所示，以下结论正确的是（）A、P1＞P2，n＞3B、P1＞P2，n＜3C、P1＜P2，n＞3D、P1＜P2，n＜3四、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。2、注意：①对于有固体或纯液体参加的反应，它们的浓度不列入K的表达式。②K值与浓度无关，只受温度影响。不指明温度，K值无意义。③对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。3、应用：①判断反应进行的程度：K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。②判断反应热效应：T升高，K值增大，则正反应为吸热反应。T降低，K值减小，则正反应为放热反应。【趁热打铁】在557℃时密闭容器中进行反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。若CO起始浓度为2mol/L，水蒸气的起始浓度为3mol/L，达到平衡后，CO2起始浓度为1.2mol/L，求CO(g)和H2O(g)的平衡转化率和平衡常数K。五、等效平衡1、定义：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。2、规律、判断：（1）定温、定容：①反应前后气体体积改变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同。②反应前后气体体积不变：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。（2）定温、定压：转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。【趁热打铁】在恒温恒容密闭容器中加入4molA和2molB发生如下反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)达到平衡时，C的浓度为pmol/L，若温度不变时按下列配比作为起始物质，达到平衡后C浓度仍为pmol/L的是（）A、2molA+1molBB、4molA+2molB+3molCC、3molC+1molDD、6molC+2molD【练一练】1、一定温度下,可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)达化学平衡状态的标志是（）A、Z的生成速率与Z的分解速率相等B、单位时间生成amolX，同时生成3amolYC、X、Y、Z的浓度不再发生变化D、X、Y、Z的分子数比为1:3:22、在恒温恒容的密闭容器中，对于可逆反应A(g)+B(g)2C(g)，可以判断达到化学平衡状态的是（）A、体系压强不变B、单位时间消耗nmolA,同时生成2nmolC公安县南闸中学C、A的转化率不变D、容器内气体密度不变3、下列哪种说法可以证明反应.N2＋3H22NH3已达到平衡状态（）A、1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成B、1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂C、1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂D、1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成4、下列事实能用勒沙特列原理来解释的是（）A、H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深B、加入催化剂有利于氨氧化的反应C、高压有利于合成NH3的反应D、500℃左右比室温更有利于合成NH3的反应5、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＋H2ΔH＜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6、某温度时，一定压强下的密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g)＋dW(g)，达平衡后，保持温度不变，将容器体积缩小到原来一半，当再达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍，下列叙述正确是（）A、平衡正移B、(a+b)＞(c+d)C、Z的体积分数变小D、X的转化率变大7、下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是（）A、在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B、当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变C、化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强无关D、化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度8、在某温度下，H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，充分反应后达到平衡，测得c(H2)=0.008mol•L-1,则该反应的平衡常数为（）A、40B、62.5C、0.25D、49、体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，并达到平衡。在这过程中甲容器压强保持不变，乙容器保持体积不变，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10、对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g),反应过程中，当其它条件不变时C的百分含量与温度(T)和压强(P)关系如图所示，下面叙述正确的是（）A、使用催化剂，C的百分含量增大B、升温，化学平衡向正反应方向移动C、化学方程式的化学计量数关系n＜e＋fD、其他条件不变，增入A物质，提高B的转化率11、在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到800℃，达到下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K＝1.0，则CO的转化率为________。在800℃，若上述反应体系中各物质的浓度分别为c(CO)＝2.0mol/L，c(H2O)＝6.0mol/L，c(CO2)＝3.0mol/L，c(H2)＝4.5mol/L，则此时该反应向_________方向移动。〖学后小结〗（疑点反馈）T1T2C%tP1P2C%t