平衡移动与转化率的专题学案

-1-化学平衡与转化率的专题导学案高二化学9.25【学习目标】1.掌握转化率的概念及计算；2.理解平衡移动对转化率的影响。【学习重点】转化率的计算及大小比较。【学习方法】在化学平衡的有关问题中，关于物质转化率的讨论是其中既常见又为学生所困惑的问题。鉴于化学平衡知识的抽象性，学生在学习过程中很难准确理解化学平衡的实质。但只要深刻理解化学平衡的概念和平衡移动原理，并掌握一定的思维方法和解题技巧，该类问题就可迎刃而解。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论。【学习过程】一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化例1．在557℃时，密闭容器中进行下列反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。若CO起始浓度为2mol/L（1），水蒸气浓度为3mol/L（2），达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol/L。求CO及H2O的转化率。例2．若将例1中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.5mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为，H2O的转化率为。例3．若将例1中的划线部分（1）改成CO起始浓度为1mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为0.75mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为，H2O的转化率为。例4．若将例1中的划线部分（1）改成CO起始浓度为2mol/L，将例1中的划线部分（2）改成水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为2.4mol/L。同样按上述方法求算，可得CO转化率为60%，H2O的转化率为40%。以上三小题转化率可归纳为CO+H2O(气)CO2+H2转化率CO%H2O%例1起始浓度mol/L230060%40%例2起始浓度mol/L260075%25%例3起始浓度mol/L130075%25%例4起始浓度mol/L460060%40%通过以上四题的计算可得出以下结论：1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降；2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。3、若容器体积不变，对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量若a+bc+d，A、B的转化率均减小若a+bc+d，A、B的转化率均增大若a+b=c+d，A、B的转化率均不变由此可反映出反应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果，也可能是化学平衡向逆向移动的结果。-2-二、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化在上一难题解决之后，学生又遇到新的问题，增大分解反应的反应物浓度，转化率又该怎么判断？举例ΔV反应物的转化率（1）2NO2（g）N2O4（g）ΔV0增大（2）PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）ΔV0减小（3）2HI（g）H2（g）+I2（g）ΔV=0不变例1：某恒温恒容的容器中，建立如下平衡：2NO2（g）N2O4（g），在相同条件下，若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，重新达到平衡后，容器内N2O4的体积分数比原平衡时（）A．都增大B．都减小C．前者增大后者减小D．前者减小后者增大例2：例一定温度下，将amolPCl5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），测得平衡混合气体压强为p1，此时再向反应器中通入amolPCl5，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为p2，下列判断正确的是（）A.2p1＞p2B.PCl5的转化率增大C.2p1＜p2D.PCl3%（体积含量）减少例3：2HI（g）H2（g）+I2（g）是气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后，再向固定密闭容器中加入HI，使c（HI）的浓度增大，HI平衡转化率。对于气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后增加反应物，达到新的化学平衡时反应物的转化率不变。由以上三个例题可以总结为：恒温恒容的容器，当增大某物质的量时，可将浓度问题转换为压强问题，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，最后再判断转化率变化。三、增大压强判断各反应物转化率变化对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，（a+b≠c+d，）在压强变化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面：1.恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。2.恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。常见题型及解题技巧①“概念”法：例1：已知在一定温度下，0.2molCO和0.2molH2O(g)在容积为2L的密闭容器中进行下列反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，经过一段时间后，反应达平衡。测得CO和CO2的平衡浓度值比为3∶2，求CO的平衡转化率为多少？-3-②“比较”法：例2：在一定温度下，在一容积不变的密闭容器中按3molA、1molB投料进行下述可逆反应：3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)经一段时间后达平衡。测得A的转化率为a%，用“”，“”或“=”填空。①若按3molA、2molB投料，在相同条件下反应，则达平衡时A的转化率a%；②若按4molA、1molB投料，在相同条件下反应，则达平衡时A的转化率a%；③若按6molA、2molB投料，在相同条件下反应，则达平衡时A的转化率a%；练习:在恒温、恒容条件下，在某密闭容器中发生可逆反应N2(g)+3H2(g)NH3(g)，刚开始向容器中加入1molN2,3molH2,当反应达到平衡后，再向容器中按1：3的比例加入N2和H2，重新到达平衡时，N2和H2的转化率怎样变化？平衡体系中各种物质的体积分数如何变化？③“隔离”法：例3：将amol的NO2放入一固定容积的容器中，在一定温度下反应达平衡，NO2的转化率为A，再充入等量的NO2在相同条件下反应再达平衡，NO2的转化率为B，则AB。若充入适量的氮气，则达到平衡时，NO2的转化率将，④“极限”法例4：在一密闭容器中，反应mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡时，测得c(A)为0.5mol·L-1；在温度不变的条件下，将容器体积扩大一倍，当达到平衡时，测得c(A)为0.3mol·L-1。则下列判断正确的是A．化学计量数：m+n﹤pB．平衡向正反应方向移动了C．物质B的转化率减小了D．物质C的质量分数增加了练习:在一密闭容器中，反应mA(g)nB(g),达到平衡后，保持温度不变，改变容器的体积（V）时，B的浓度的变化如下表所示，则下列判断正确的是容器的体积（V）L1V2V3V4V5V6VC(B)(mol/L)0.20.160.120.100.060.07A.物质B的质量分数增加B.平衡向正反应方向移动C.物质A的转化率减小D.化学计量数：m﹥n小结：在审题过程中进行4个关注：一要关注容器是否可变，二要关注化学反应是否可逆，三要关注各物质的状态是否都为气体，四要关注反应两边气体体积是否相等。巩固练习1.有两个起始体积相同的密封容器，容器①体积固定，容器②体积可变，分别在两个容器中充入mmolA、nmolB，在相同温度(恒温)下发生可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)比较平衡时，容器①、②中A的转化率大小关系。-4-2.已知723K时，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+393.2kJ。在该温度下，向一有固定容积的密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时放出热量为Q1；向另一体积相同、固定容积的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2，达到平衡时放出热量为Q2。则下列判断不正确的是()A.反应速率v(SO2)第一种情况比第二种情况大B.达到平衡时，SO2的转化率第一种情况比第二种情况大C.达到平衡时，混合气体的密度第一种情况比第二种情况大D.两种情况下平衡时放出的热分别为Q1=393.2kJ，Q2=196.6kJ3.在800℃时，在2L密闭容器中将一定量的NO和O2混合发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，n(NO)随时间的变化如下表：时间/s01020304050n(NO)/mol0.20.10.080.070.070.07请回答下列问题：（1）用O2表示从0—20s内该反应的速率为；达到平衡时NO的转化率为。（2）若升温到850℃，平衡后n(NO)=n(NO2)，则该反应是热反应（填：“吸”、“放”）（3）下列能说明该反应已达到平衡的是。A．容器内压强不变B．容器内气体密度不变C．n(NO)=n(NO2)D．容器内气体颜色不变E．容器内混合气体的平均分子量不变F．ｖ(NO2)=2ｖ(O2)（4）若改变某一条件，达新平衡时n(NO)=0.06mol，下列说法正确的是。A．平衡一定正向移动B．可能是向容器中加入了一定量的NO气体C．NO的转化率一定增大D．可能是缩小了容器的体积（5）假设在一定条件下0.2molNO气体与氧气反应，达到平衡时测得放出热量akJ，此时NO转化率为80%，写出在此条件下该反应的热化学方程式。.w.4.（2010重庆卷）22COClgCOg+Clg;0.H＞当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体③增加CO的浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是A．①②④B．①④⑥C．②③⑥D．③⑤⑥5.(1998年全国高考试题).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，在相同温度下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡。在这过程中，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