高三化学二轮专题复习 化学平衡教案

第四讲 化学平衡一、建立化学平衡状态的标志我们根据什么可以来判断，在一定条件下，一任意可逆反应： mA+nB pC+qD，是否达到了化学平衡状态？（正逆反应速率相等；平衡混合气中各组分的体积分数不变。）例1 在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3（气） 2SO2（气）+O2（气）可用来确定该反应已经达到平衡状态的是AA反应容器内，压强不随时间改变B单位时间消耗1molSO3同时生成1molSO2C单位时间消耗1molSO3同时消耗1molSO2D容器内混合气体的总质量不发生变化例2 在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明可逆反应A（固）+2B（气） C（气）+D（气）H0已达到平衡状态的是 CDA混合气体的压强 B混合气体的密CB的物质的量浓度 D反应放出的热量【小结】化学平衡的判断（标志）1从反应速率：v正 = v逆 来判断。正逆反应的描述：同一物质 消耗和生成反应物和生成物 消耗或生成速率相等：同一物质 速率的数值相等不同物质 速率的数值与系数成正比即相等2从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。3从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断，与可逆反应中m+n和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关，应具体情况具体分析。二、同一平衡状态1.从化学平衡的概念出发，化学平衡的建立与哪些条件有关？例1 可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500Fe为催化剂，三种不同的初始态：3molH2、1molN2，2mol NH3，1.5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？（三种不同的起始态的平衡混合体系中NH3的体积分数相同。）例2 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B（气） 2C（气）。已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡混合气体中C的摩尔分数为R。若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？（C的物质的量为2a mol，C在平衡混合气体中的摩尔分数与R相等。）【小结】1可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。2在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应：mA+nB pC+qD当m+np+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。三、勒沙特列原理的应用什么是勒沙特列原理，在化学平衡中的具体体现有哪些？讨论题：在密闭容器中有可逆反应：nA（气）+mB（气） pC（气）H0处于平衡状态（已知n+ mp，），则下列说法正确的是 B升温，B/C的比值变小 降温时体系内混合气体平均分子量变小加入B，A的转化率增大 加入催化剂，气体总的物质的量不变加压使容器体积减小，A或B的浓度一定降低若A的反应速率为vA，则B的反应速率为vAn/mA B C D对于其他平衡体系，如：电离平衡、水解平衡、溶解平衡等，勒沙特列原理是否适用呢？例题 一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca（OH）2 Ca2+2OH-，当向悬浊夜中加入少量的生石灰时，下列说法正确的是ACA溶液中Ca2+数目减少 BCa2+浓度增大C溶液pH保持不变 D溶液pH增大四、化学平衡的有关计算在复习化学平衡的计算时，除了常规的计算方法，还应具备一些常用的数学思想，以及常用的解题方法。1极值思想例题：在一定条件下，将物质的量相同的NO和O2混合，发生如下反应：2NO+O2 2NO2，2NO2 N2O4，所得混合气体中NO2的体积分数为40，则混合气体的平均分子量是AA49.6 B41.3 C62 D312代换思维例题：在一真空的一定体积的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200时发生如下反应：PCl5（气） PCl3（气）+Cl2（气），反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M。若在同一温度和容器中，最初投入的PCl5是2 mol，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为N，则M和N的正确关系是BAMN BMN CM=N D无法比较【启示】当需要比较两个相同的可逆反应的不同平衡状态时，即可采用这样的代换思维方法：转换为平衡移动问题；3差量方法例题：在一定条件下，合成氨反应达到平衡，混合气中NH3的体积分数为25，若反应条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是 AA1/5 B1/4 C1/3 D1/2【启示】可逆反应是化学反应中的一种，反应过程中是按反应式各物质的系数比变化的，所以差量法经常应用在化学平衡的计算中。五、综合问题例题：在一容积固定的反应容器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下： A、 B和C均为4.0mol， D为 6.5mol， F为2.0mol，设E为xmol，x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中间位置。若x=4.5，则右侧反应在起始时向_方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为_ 。（体积缩小的方向进行，3.5x7.0。若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？_，其理由是_。（温度肯定不同，所以左侧中的气体A的物质的量也肯定不同。）【启示】解化学平衡综合题，应围绕着化学平衡概念，应用平衡的基本知识来综合分析问题，解决问题。精选题一、选择题1在一定温度下，可逆反应A（气）+3B（气） 2C（气）达到平衡的标志是AC生成的速率与C分解的速率相等B单位时间生成a molA，同时生成 3a molBCA、B、C的浓度不再发生变化DA、B、C的分子数比为1232在一真空容器中，充入10molN2、30molH2，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，在一定条件下达到平衡时，H2的转化率为25。若在同一容器中，在相同温度下，向容器中充入NH3，欲使达到平衡时各成分的质量分数与上述平衡时相同，则起始时NH3的物质的量和达平衡时NH3的转化率为 A15mol 25B20mol 50 C20 mol 75D40mol 803在一固定容积的密闭容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A（气）+B（气） x C（气），达到平衡后， C的体积分数为w。若维持容器体积和温度不变，按0.6 molA， 0.3molB和1.4 molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为w，则x的值 A 1 B2 C3 D44在一个固定体积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：H2（气）+Br2（气） 2HBr（气），已知加入1molH2和2mol Br2时，达到平衡后生成a molHBr。在相同条件下，起始加入H2、Br2、HBr分别为x、y、z（均不等于0），如果仍保持平衡时各组分的质量分数不变，以下推断正确的是Ax、y、z应满足的关系是4x+z=2yB达平衡时HBr物质的量为（x+y+z）a/3 molC达平衡时HBr物质的量为 a molDx、y、z应满足的关系为x+y=z5在一真空密闭容器中，通入一定量气体A，一定条件下，发生如下反应：2A（气） B（气）+xC（气），反应达到平衡时，测得容器内压强增大了p，若此时A的转化率为a，下列关系正确的是A若x=1，则pa B.若x=2，则paC若x=3，则p=a D若x=4，则pa6已知反应3A（气）+B（气） C（固）+4D（气）+Q，图2-14中a、b表示在一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是A增大B的浓度 B升高温度C缩小反应容器的体积（加压） D加入催化剂7在CuCl2水溶液中存在下列平衡：Cu（H2O）42+4Cl- CuCl42-+4H2O，能使黄绿色氯化铜溶液蓝色 黄绿色向蓝色转化的操作是A蒸发浓缩 B加水稀释 C加入AgNO3溶液 D加入食盐晶体8在接触法制硫酸中，进入接触室的气体组成为（体积分数）SO27、O211、N282。在一定条件下达到平衡时，SO2的转化率为77，则平衡时气体总体积是反应前的A38.5 B77 C6.4 D97.39一定条件下，在2SO2+O2 2SO3（气）的化学平衡体系中，各物质的浓度分别是2.0molL-1、0.8molL-1、2.4 molL-1，则O2在反应初始时的浓度可能是A0.82.0 molL-1 B02.0molL-1C00.8molL-1 D无法确定10在800时，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO（气）+H2O（气） CO2（气）+H2 （气），已知CO和H2O（气）的初始浓度为0.01molL-1时，H2平衡浓度为0.005molL-1。若此时再加入0.02molL-1的H2O（气），重新达到平衡时，H2平衡浓度为A0.0025 molL-1 B0.0075 molL-1C0.010 molL-1 D0.015 molL-1二、非选择题11下列平衡体系均有颜色，改变条件后，平衡怎样移动？颜色怎样变化？（1）2NO2（气） N2O4（气）+57 kJ，迅速加压：平衡_，颜色_。加热：平衡_，颜色_。（2）2HI（气）=H2（气）+I2（气）-Q加压：平衡_，颜色_。加热：平衡_，颜色_。加氢气：平衡_，颜色_。12在某条件下，容器中有如下平衡反应：A+4B 2C+D+Q此时，A、B、C的物质的量均为 a mol，而D的物质的量为 d mol。（1）改变a的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新平衡时，D的物质的量只允许在 d/2到 2d之间变化，则 a的取值范围应是_（用a和d的关系式表示）。（2）如果要使本反应重新建立的平衡中， D的物质的量只允许在d到2d之间取值，则应采取的措施是_（从下面列出的选项中选择）。A升高反应温度 B增大反应容器内的压强C增大反应容器的容积 D降低反应温度E减小反应容器内的压强 F减小反应容器的容积13若温度为830K时，下列可逆反应及其平衡具有某些特殊性。 CO+H2O H2+CO2，若起始浓度CO=2molL-1，H2O=3molL-1，反应达平衡时，CO转化为CO2的转化率为60；如果将H2O的起始浓度加大到6molL-1，则CO的转化率为75。请注意上述有关数据，总结出其中规律。填写以下空白：设830K时，起始浓度CO=a molL-1，H2O=b molL-1，达平衡时H2= cmol L-1。（1）当b不变时， a减小，重新达到平衡时CO的转化率_ ；H2O转化率_。（2）当a=5， c=20/9时，b=_。 （3）当a=b时，c/a= _。（4）用以表示a、b、c之间的关系的代数式_。答 案一、选择题1A、C 2C 3B、C 4A、B 5B、C 6C、D 7B、C提示：从图象看，改变条件只加快反应速率，不使平衡发生移动。 8D提示：采用差量法计算。 9B提示：采用极值思想来确定取值范围 10.B二、非选择题11（1）向右移动 先深后浅 向左移动 变深（2）不移动 变深 向右 移动 变深 向左移动 变浅12（1）a4d（2）D提示：可以将题中的平衡看作是新平衡的起始态，按照题中给出的D的物质的量变化范围的下限（d/2）和上限（2d）来分别讨论。讨论时应注意平衡移动的方向，由哪一种物质来确定a的取值。13（1）提高降低（2）4（3）0.5（4）c/a+c/b