化学平衡状态及移动讲义和答案(DOC 19页).doc

1、化学平衡第一课时 一可逆反应及化学平衡状态1可逆反应（概念）：注意 1.两同 2.转化率 3. 用“”表示。2.常见可逆反应2化学平衡状态(1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率及逆反应速率_，反应体系中所有参加反应的物质的_保持不变的状态。平衡标志： v正 v逆 ； 混合物体系中各组分的含量。特点思考3.对可逆反应N23H2 2NH3，若某一时刻，v正(N2)v逆(NH3)。此时反应是否达到平衡状态？化学平衡状态常用的判断方法举例反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)正逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正)v(逆)平衡在单位时间内消

2、耗了n mol B，同时生成p mol C，均指v(正)不一定平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗q mol D平衡混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡总压强或总体积或物质的量一定不一定平衡压强mmnpq时，总压强一定(其他条件不变)平衡mnpq时，总压强一定(其他条件不变)不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时平衡颜色当体系的颜色(反应物或生成物均有颜色)不再变化时平衡混合气体的平均相对分

3、子质量平均相对分子质量一定时，只有当mnpq时平衡平均相对分子质量一定，但mnpq时不一定平衡体系的密度反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定不一定平衡mnpq，恒温恒压，气体密度一定时平衡练习1下列说法可以证明H2(g)I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是_(填序号)。单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂百分含量w(HI)w(I2)反应速率v(H2)v(I2)v(HI)c(HI)c(H2)c(I2)211温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和

4、体积一定时，混合气体颜色不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化2在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A体系的体积不再发生变化 Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键3.一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，

5、则下列判断正确的是 ()Ac1c231 B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等 Dc1的取值范围为0 molL1c1pq时 mnpq时 mnpq时 3.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、浓度)，平衡将向着能够的方向移动。思考1v正增大，平衡一定向正反应方向移动吗？2升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？3对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)B(g) C(g)H0乙：A(s)B(g) C(g)H0 丙：A(g)B(g) 2C(g)H0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分别为

6、(填“向左”、“向右”或“不移动”，下同)甲_；乙_；丙_。(2)加压，平衡移动方向分别为甲_；乙_；丙_。4已知一定条件下合成氨反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。 4化学反应进行的方向1自发过程 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3综合判断反应方向的依据 G =HTS

7、G0，反应不能自发进行。 S-表示混乱程度同一物质在不同状态下熵值S(g)S(l)S(s)。思考1能自发进行的反应一定能实际发生吗？2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。 ()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响练习1.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)，H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡

8、后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_；二有关化学平衡的计算1分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系：(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平

9、衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx则有：平衡常数：KA的平衡浓度：c平(A) (molL1)。A的转化率：(A)平100%， (A)(B)。A的体积分数：(A)100%。平衡及起始压强之比：。混合气体的平均密度：(混)(gL1)。混合气体的平均摩尔质量：(gmol1)。练习1温度为T 时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mo

10、lL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g) 2HI(g) 2H2(g)2I2(g) 4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008 molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动2在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，化学平衡常数K及温度T的关系如下表：T/7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)升高温度，

11、化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。Ac(CO2)c(CO)BK不变 C容器中的压强不变Dv正(H2)v正(CO2) Ec(H2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为_(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。3已知可逆反应：M(g)N(g) P(g)Q(g)H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反

12、应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_4苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g) C8H8(g)H2(g)H125 kJmol1.某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入

13、2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是_。(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是_。(3)若保持其他条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是_。此时，该反应是否达到了平衡状态？_(填“是”或“否”)。.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参及反

14、应)，C8H10(g)的平衡转化率及水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图、图所示。(4)由图可知，T1_T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由图可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将_(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是_。5.（2010年广东） 硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛(1) 请完成B2H6气体及水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +_(2) 在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：来

15、源: 温度对应该反应的反应速率和平衡移动的响是_. 该反应的_0(填“”).(3) H3BO 3溶液中存在如下反应： H3BO 3（aq）+H2O（l） B(OH)4-( aq)+H+（aq）.已知0.70 molL-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2. 0 10-5molL-1，c平衡（H3BO 3） c起始（H3BO 3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）.6(2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g) MgO(

16、s)CO2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是() 选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2及CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率第四课时 数形结合的思想探究化学平衡图像1图像类型(1)浓度时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如AB AB反应情况如图1所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。(2)速率时间图：如Zn及足量盐

17、酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H+)渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。(3)含量时间温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数) (4) 恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率()，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示： (5)其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()及温度(T)的关系

18、曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正=v逆。2解题步骤3技巧(1)先拐先平 在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。【例1】下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是()A是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像

19、，正反应Hp2【例2】已知图一表示的是可逆反应CO(g)H2(g) C(s)H2O(g)H0的化学反应速率(v)及时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g) N2O4(g)H0，平衡移动关系如右图所示。下列说法正 确的是()Ap1p2，纵坐标指C的质量分数Cp1p2，纵坐标指A的转化率Dp1p2，纵坐标指混合气体的平均摩尔质量【例4】在恒容密闭容器中存在下列平衡：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)及温度T的关系如图所示。下列说法错误的是(双选)()A反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的H0B在T2时，若反应处于状

20、态D，则一定有v正v逆C平衡状态A及C相比，平衡状态A的c(CO)大D使用合适的催化剂能提高CO的转化率练习1(2010四川) 反应aM(g)bN(g) cP(g)dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)及反应条件的关系如下图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量及M的物质的量之比。下列说法正确的是()A同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加B同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加C同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加D同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加2(2008四川理综，8)在密闭的容器中进行如下反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，在温度T1和T

21、2时，产物的量和反应时间的关系 如图所示，符合图像的正确的判断是()AT1T2，H0 BT1T2，H0CT1T2，H0 DT1T2，H03.已知可逆反应 aAbBcC中，物质的含量R%(A%和C%)随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡B该反应在T2温度时达到过化学平衡C该反应的逆反应是吸热反应D升高温度，平衡会向正反应方向移动4反应mA(s)nB(g)pC(g)HpBx点表示该反应的正反应速率大于逆反应速率CnpDx点比y点时的反应速率慢5向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol

22、B。相同条件下(温度T )，发生下列反应：A(g)B(g)xC(g)Hv逆，反应向右进行生成NH3；CE段：已达平衡，升温使平衡左移，NH3的体积分数减小 第二课时思考1答案不一定。只有v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。2答案不会。因为升高温度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸v放，原平衡被破坏，平衡向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。3. (1)向左向左向右 (2)向右不移动不移动4.答案t1时刻增大c(N2)或c(H2)t2时刻加入催化剂 t3时刻降低温度t4时刻增大压强。练习1.答案(1)C不(2)A逆

23、反应(3)D逆反应 (4)B正反应2. 答案(1)0.02 (2)3A(g) 2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)0.00460%(4)AB5. D 6.B第三课时 化学平衡常数及计思考4. 5. (1)25%(2)增大(3)6练习 1. A 2. 正反应 E 8500c 向正反应方向进行中 3. . (1)25%(2)增大(3)6 (4)0.41b molL14.I 0.0035 molL1.min-1 0.053 molL1 60% “是”II 是 越大5. (1) B2H6+ 6H2O=2H3BO3+6H2(2分)(2) 升高温度，反应速率加快(2分)，平衡正向移动 (2分)

24、 HO(3分)(3) 5.7*10-10 6. A第四课时 数形结合的思想探究化学平衡图像【例1】C 【例2】A 【例3】B根据图象分析知纵坐标所代表的物理量随温度的升高而增大，结合上述反应知随温度升高平衡将向正向移动，所以增大的物理量有A、B的转化率，C的质量分数和混合气体的平均摩尔质量；由题给反应知，随压强的增大，A、B的转化率，C的质量分数和混合气体的平均摩尔质量均增大，故B正确。【例4】 A D练习1 A 2. D 3. B 4. BD 5. (1)50% (2) 1 (3) 2练习1. (1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1%A(g)B(g)C(g)起始浓度/molL10.1000转化浓度/molL1 0.1094.1% 0.1094.1% 0.1094.1%平衡浓度/molL1 0.10(194.1%) 0.1094.1% 0.1094.1%K1.5 molL1(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.0132.（1） O3+2+2H+=2+ O2+ H2O，H=H1+H2+H3。（2） （3）反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参及反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大；Fe3+，BD（4）（计算过程略）5.5104 mol/Ls20 / 20