2019-2020年苏教版高中化学选修4《化学平衡的移动》学案.doc

2019-2020年苏教版高中化学选修4化学平衡的移动学案问题导入1.在化工生产中，为了充分利用一种原料，经常让另一种与之反应的原料过量。如制硫酸中利用“2SO2+O22SO3”这一反应制取SO3，为了使SO2充分利用，常通入过量的O2，为什么这样操作呢？其原理是什么？答案：1.当反应达平衡时，加入O2，使平衡向右移动，从而增加SO2的利用率。2.一个可逆反应达到平衡后，若外界条件改变，平衡将发生移动。你知道哪些外界条件的改变能使化学平衡发生移动？移动方向如何？答案:浓度、温度、压强增大（减小）反应物浓度或减小（增大）生成物浓度，平衡朝着正（逆）反应方向移动。增大（减小）体系压强，平衡朝着气态物质减少（增多）的方向移动。升高（降低）体系温度，平衡朝着吸（放）热方向移动。基础知识1.化学平衡的移动，就是改变_，破坏_，建立起_。答案:外界条件 原有的平衡状态 新的平衡状态的过程2. _反应物浓度或_生成物浓度，平衡向_反应方向移动。_体系压强，平衡向_的方向移动。_体系温度，平衡向_方向移动。答案:增大（减小） 减小（增大） 正（逆） 增大（减小） 气态物质减小（增多） 升高（降低） 吸（放）热3.勒夏特列原理（也叫_）：改变_，平衡将向_的方向移动。答案:化学平衡移动原理 影响化学平衡的一个因素 能够减弱这种改变课堂互动三点剖析重点 温度、浓度对化学平衡的影响1.温度对化学平衡的影响 温度通过影响化学平衡常数，而使平衡发生移动。（1）温度升高，若K增大，则反应将向生成物浓度增大、反应物浓度减小的方向移动，正好是吸热的方向。 温度升高，若K减小，则反应将向生成物浓度减小，反应物浓度增大的方向移动，也是吸热方向。规律：温度升高，平衡将向吸热方向移动。（2）温度降低，若K减小，则反应将向反应物浓度增大、生成物浓度减小的方向移动，向放热的方向移动。 温度降低，若K增大，则反应将向反应物浓度减小、生成物浓度增大的方向移动，向放热方向移动。 规律：温度降低，平衡向放热方向移动。2.浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动。 注意：（1）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。例如，可逆反应C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g)，在某温度达到平衡后，增加或移去一部分C固体，化学平衡不移动。（2）在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v（正）减小，v(逆)也减小，但减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。【例1】 若C+CO22CO（正反应为吸热反应），反应速率为v1,N2+3H22NH3(正反应为放热反应)，反应速率为v2,对于上述两个反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况是（ ）A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大，v2减小 D.v1减小，v2增大解析：误以为升高温度，对吸热反应，其速率是增加的，对放热反应其速率是减小的，故错选C。根据温度对化学反应速率的影响结果知：升高温度，不管该化学反应是吸热反应还是放热反应，化学反应速率均加快，只不过加快的程度不同而已。答案：A难点1 压强对化学平衡影响的探究 其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着气体体积缩小的反应方向移动；减小压强，会使平衡向着气体体积增大的反应方向移动。 说明：（1）化学平衡移动的过程是可逆反应中旧化学平衡破坏、新化学平衡建立的过程。旧化学平衡的破坏就是改变v(正)=v(逆)的关系，因此，无气态物质存在的化学平衡，由于改变压强不能改变化学反应速率，所以改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。（2）像2HI（g）H2(g)+I2(g)、3Fe(s)+4H2O(g)4H2(g)+Fe3O4(s)等可逆反应，由于反应前后气体体积守恒，改变压强后正、逆反应速率同时、同幅度地改变，因此增大或减小压强不能使其化学平衡发生移动。（3）在容积不变的密闭容器中，气体反应已达平衡，若向该容器中充入一种不能发生化学反应的气体，化学平衡不移动，原因是气态反应物、生成物的浓度未变化。 例如可逆反应2SO2（g）+O2(g) 2SO3(g),达到平衡后，在温度和气体体积不变的条件下充入N2，因c(SO2)、c(O2)和c(SO3)均未发生变化，故化学平衡不移动。（4）在容积可变的恒压容器中，充入一种不反应的气体，这时尽管总压强不变，但各气态物质的浓度发生了变化，故应考虑化学平衡发生移动的问题。 例如可逆反应N2（g）+3H2(g) 2NH3(g)和3Fe(s)+4H2O(g) 4H2(g)+Fe3O4(s)的化学平衡，保持容器内总压强和温度不变充入氦气，前一个化学平衡向逆反应方向移动，后一个化学平衡不移动。（5）溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化平衡移动规律相似。例如3H2（g）+N2(g) 2NH3(g)减压，平衡向左移动；增压，平衡向右移动。3SCN-（aq）+Fe3+(aq)Fe(SCN)3(aq)稀释，平衡向左移动；浓缩，平衡向右移动。【例2】 在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大1倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列判断正确的是（ ）A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减小了C.物质B的质量分数增加了 D.ab解析：容器增大1倍，A、B的浓度瞬间应为原来的50%，而题中达新平衡时，B的浓度是原来的60%，说明生成物B的质量、物质的量、质量分数都增大了，平衡向正反应方向移动，容器体积增大，就相当于减压，所以正反应是体积增大的反应，ba;平衡正移A的转化率增大。答案：AC难点2 平衡图象 平衡图象的类型及解法 化学平衡的有关图象是中学化学中图象知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象、直观地表述出来。学生能熟练地解答化学图象问题，也是现行教学大纲的要求。分析解答化学平衡图象问题要注意几点：1.看懂图象：一看面（横坐标与纵坐标）；二看线（线的走向，变化的趋势）；三看点（线的起点、交点及拐点）；四看要不要作辅助线（如等温线、等压线）。2.联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，且要求熟练准确。第一类图象：平衡体系中某个量作纵坐标，压强p或温度T作横坐标的变化曲线，如图1、图2。 纵轴可表示平衡转化率、各组分含量、组合物质的量等。这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。 第二类图象：反应速率v作纵坐标，时间t作横坐标，即vt图象，如上图所示。 当条件改变时，判断平衡移动的方法是：看v(正)、v(逆)的高低判断移动的方向。若v(正)v(逆)，平衡向正反应方向移动；若v(正)v(逆)，平衡向逆反应方向移动。再看v(正)、v(逆)的连续或跳跃，判断影响平衡的条件。如果v(正)、v(逆)有一个连续，另一个突变，那么一般是因改变浓度条件引起的；如果v(正)、v(逆)同时有突变，则可能是压强、温度或催化剂等条件改变引起的。 图3和图4仅以增加反应物的浓度或减小生成物的浓度而引起的vt变化图象为例。图3是增加反应物浓度，v(正)突变，v(逆)连续，且v(正)大于v(逆)，所以化学平衡向正反应方向移动。图4是减小生成物浓度,v(逆)突变，v(正)连续，但v(正)大于v(逆)，所以化学平衡向正反应方向移动。【例3】用来表示可逆反应2A（g）+B(g) 2C(g)(正反应为放热反应)的正确图象为（ ）解析：此反应的特点是气体总体积减小、放热的可逆反应。A项，温度越高，达到平衡的时间越短，但温度升高平衡左移，C的质量分数要降低，所以A正确。B项，表示温度与v的关系，随着温度的升高，v（正）与v(逆)的总体趋势却下降，所以不正确。C项，随着压强的增大，v(正)、v(逆)都增大，但对正反应速率影响更大。D项，随着温度的升高，A的转化率应当降低。答案：AC各个击破类题演练1 某体积可变的密闭容器中盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L，其中A物质在不同时间的物质的量浓度（molL-1）记录如下表。根据上述数据，完成下列填空。（1）实验1，反应在1020 min时间内A的平均反应速率为_mol(Lmin)-1。（2）实验2，A的初始浓度c2=_molL-1,反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是_。（3）设实验3的反应速率为 v3,实验1的反应速率为v1,则v3_v1(填“”“=”“”)，且c3_1.0 molL-1（填“”“=”或“”）。（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_（填“吸热”“放热”）反应。理由是_。解析：（1）根据反应速率公式v1(A)=0.013 mol（Lmin）-1。（2）由于实验1，2达到的平衡状态相同，则相同外界条件下，只有A的初始浓度相同，才能达此结果。故c2=1.0 molL-1。由于A的起始浓度、平衡转化率都相同，但实验2达到平衡所需时间比实验1短，即反应速率快。从影响反应速率的因素：浓度（已相同）、压强（已相同）、温度（已相同）、催化剂（能提高反应速率，但不能改变转化率）等分析，可推测实验2中使用了催化剂。（3）实验1、3反应温度相同，而达到平衡时A的浓度不同，并且比实验1大。所以c31.0 molL-1，由表中数据对比可知v3v1。（4）在A的起始浓度相同时，升高温度，A的平衡浓度下降，说明平衡向正反应方向移动，故该反应的正反应方向是吸热反应。答案：（1）0.013(2)1.0 使用催化剂（3） (4)吸热 在A的起始浓度相同时，升高温度，A的平衡浓度下降，说明平衡向正反应方向移动，故反应是吸热反应类题演练2 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，在相同温度下发生如下反应：2SO2+O22SO3（g）,并达到平衡。在这一过程中，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的转化率为（ ）A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断解析：该反应是一个气体体积缩小的反应，增大压强会使平衡正向移动，从而使反应物的转化率增大。 在甲、乙两容器中发生的反应，起始状态相同，但终态不同。甲容器在定容的情况下达到平衡，则达平衡时压强减小；乙容器在定压的情况下达到平衡，则达平衡时体积缩小。综合分析；平衡时乙容器中的压强大于甲容器中的压强；故乙容器中SO2的转化率大于甲容器。答案：B变式训练1在密闭容器中进行下列反应CO2（g）+C(s)2CO（g） H0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：（1）增加C，平衡_，c(CO)_。(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2) _。(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡_，c(CO2 _。（4）保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡_，c(CO) _.解析：（1）C为固体，增加C，其浓度并不变，平衡不发生移动；（2）减少容器体积，相当于增大加强，向气体体积减小的方向移动；（3）通入的N2不参加反应，并且密闭容器体积和温度不变时，各物质的浓度并不变，平衡不发生移动；（4）其他条件相同，升高温度，平衡向吸热方向移动。答案：（1）不移动 不变（2）向逆反应方向移动 增大（3）不移动 不变（4）向正反应方向移动 增大变式训练2在一密闭容器中充入1 mol NO2，建立平衡2NO2N2O4，测得NO2的转化率为a%。在其他条件不变时，再充入1 mol NO2，待新平衡建立时，又测得NO2的转化率为b%,问a、b值的大小关系？解析：如题图所示，当第次达到平衡时，条件为V、p、T，转化率(NO2)=a%。再加入1 mol NO2,与起始2 mol NO2在V、p、T条件下达平衡是一样的，若从2 mol NO2开始，p、T不变体积为2V，则与平衡等效，达平衡时(NO2)也为a%。只需压缩体积2VV,就与第次达到的平衡一样，而题给反应正方向是气体体积减小的反应，压缩平衡会向正反应方向移动，即达平衡时NO2的转化率b%必然大于a%。答案：b%a%或ba类题演练3在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A（g）+B(g)2C(g)（放热），达平衡后，改变一个条件（x），下列量（y）一定符合图中曲线所示变化的是（ ）xyA温度混合气体平均相对分子质量B压强B的浓度C再加入AB的转化率D再加入BC的体积分数解析：因正反应放热，升温，平衡向逆反应方向移动，混合气体物质的量增大，平均相对分子质量减小，A不正确；加压平衡向正反应方向移动，B的物质的量减小，但加压体积减小导致浓度增大，这个改变不足以通过平衡的移动彻底消除，只能减弱，故最终B的浓度是增大的，符合题意；再加入A，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，C正确；再加入B，平衡向正反应方向移动，C的物质的量增大，但体积分数不一定增大，一般要减小，故D不正确。答案：BC变式训练3反应：L（s）+aG(g)bR(g)达到化学平衡时，温度和压强对该反应的影响如下图所示。图中p1p2,x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。据此判断（ ）A.上述反应是放热反应 B.上述反应是吸热反应C.ab D.ab解析：由图象可知，随温度的升高（其他条件一定）G的体积分数减小，说明的平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；其他条件不变时，压强增大，G的体积分数增大平衡向左移动，说明ab。答案：BD变式训练4已知反应：3A（g）+B(g) C(s)+4D(g)H0。下图中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.增加C的质量 B.升高温度C.缩小反应容器的体积（加压） D.减小B的浓度解析：若使曲线b变为曲线a，则说明只加快反应速率而不影响平衡。由于C是固体，增加C的质量对平衡和反应速率均无影响；升温会改变平衡的曲线；减小B的浓度，会使反应速率减小；而缩小反应容器的体积（加压），由于反应是等体积反应，不改变平衡曲线，却能加快反应速率。答案：C课后集训基础达标1.一真空定容的密闭容器中盛有1mol PCl3，发生反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),一定条件下平衡时PCl5所占的体积百分数为M，若相同条件相同容器中，最初放入2 mol PCl5，则平衡时，PCl5的体积百分数为N，下列结论正确的是（ ）A.MN B.M=N C.MN D.无法比较解析：通入2 mol PCl5，可认为分两次，每次均通入1 mol PCl5，如果是在恒压条件下（即把容器的体积扩大为原来的2倍），那么反应达到平衡时PCl5所占体积分数小，使之恢复到原体积，在这个过程中，因压强增大，平衡向逆反应方向移动，PCl5所占体积分数增大，NM。答案：C2.一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)+yB(g)zC(g)达到平衡后，测得A浓度为0.5 molL-1，当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后，测得A浓度为0.3 molL-1，则下列叙述正确的是（ ）A.平衡向正反应方向移动 B.x+yzC.C的体积分数降低 D.B的转化率提高解析：恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍，如果平衡不移动，则A的浓度变为原来的12，应为0.25 molL-1，现新平衡A的浓度为0.3 molL-1，说明平衡向生成A的方向移动，所以x+yz,则C的体积分数降低，B的转化率降低。答案：BC3.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）A.对盛在烧杯（敞口）内的氨水加热，氨水中浓度减小B.对石灰的悬浊液加热使温度升高，悬浊液中Ca(OH)2固体的含量增加C.高压有利于合成氨的反应D.500 左右比室温更有利于合成氨的反应解析：勒夏特列原理可解释的是动态平衡移动方向的问题，而不是速率的问题。氨水中存在NH3+H2ONH3H2O+OH-的平衡状态，加热能使NH3挥发，NH3的浓度减小，平衡向左移动，的浓度减小。石灰水的悬浊液中存在Ca(OH)2Ca2+2OH-的溶解平衡，升高温度后平衡向左移动，Ca(OH)2固体的质量增大。对N2+3H22NH3的化学平衡状态，加压后平衡向右移动，有利于N2与H2合成NH3，升温后平衡向左移动，不利于N2与H2合成NH3。升温后N2与H2合成NH3的反应速率提高，但这与勒夏特列原理无关。答案：D4.在某温度下，反应：ClF(g)+F2(g)ClF3(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是（ ）A.温度不变，缩小体积，ClF的转化率增大B.温度不变，增大体积，ClF3的产率增高C.升高温度，增大体积，有利于平衡向正反应方向移动D.降低温度，体积不变，F2的转化率降低解析：本题所列反应是正反应为放热、体积缩小的可逆反应。可依据温度、压强、浓度的变化对平衡的影响以及气体的体积和压强、浓度的关系进行判断。A项温度不变，缩小气体的体积，根据玻意耳气体定律（PV=C）可知气体的压强必然增大，使平衡向正反应方向移动，所以，ClF的转化率增大。即A选项的说法正确。B项温度不变，增大体积，其压强必然减小，使平衡向逆反应方向移动。所以，ClF3的产率应降低，不应增高。故B选项的说法不对。C项升高温度，对放热反应来说，可使平衡向逆反应方向移动。同时，增大体积即减小压强，亦使平衡向逆反应方向移动。故C选项错。D项降低温度，体积不变，有利于平衡向放热反应方向移动，使F2的转化率升高。故D选项错。答案：A5.下列说法中错误的是（ ）A.对于有气体参与的平衡体系，若增大压强，使平衡向逆反应方向移动，则在新平衡前的逆反应速率大于正反应速率B.对于气体的可逆反应，如果气体的平均相对分子质量保持不变时，则此可逆反应就达到了平衡状态C.对于可逆反应达到平衡时，当增大反应物的浓度达到新的平衡时，则此反应物的转化率一定会提高D.对于可逆反应：2NO2（g）2NO(g)+O2(g)达到平衡时，将各气体成分的浓度都增大一倍，则平衡向左移动解析：因为化学平衡发生移动，必然是因为正、逆反应速率不相等所致，原平衡时的正、逆反应速率相等，平衡移动过程中的正、逆反应速率不相等，但逐渐趋于一致，当再次重新相等时，即达到新平衡状态。A项中表明平衡向逆反应方向移动，就说明逆反应速率比正反应速率大，所以A选项的说法正确。B项错误。因为对于反应前后气体体积相等的反应，从起始到平衡时的全过程中其物质的量始终没有改变，因而混合气体的平均相对分子质量也不会改变。C项错误。因为增大某一反应物的浓度可以提高另一反应物的转化率，而其自身的转化率反而会降低。D项将各气体的浓度都增大一倍，就相当于对此体系加压，而增大压强可使平衡向气体体积减小的方向移动，即应向左移动。故D选项的说法正确。答案：AD6.对于可逆反应：N2（g）+3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是（ ）A.达到平衡时，NH3的生成速率等于NH3的分解速率B.达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等C.达到平衡时，若加入N2，在重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，氢气的浓度比原平衡时减小D.达到平衡时，若升高温度，加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应方向移动解析：在一定条件下，可逆反应的实质是v(正)=v(逆)，反应混合物中各组分的质量分数保持不变，但不是一定相等。A项正确。因为达平衡时，NH3的生成速率等于NH3的分解速率，即v（正）=v（逆）。B项错误。因为达平衡时反应物和生成物的浓度（质量分数）不是一定相等。C项正确。因为达平衡时加入N2，即增加了反应物的浓度，根据勒夏特列原理，平衡要向生成氨的方向移动。这样就要消耗一部分H2，生成一部分氨。当反应重新达到平衡时，氨的浓度必然比原平衡时增大，而H2的浓度必然比原平衡时减小。D项错误。因为升高温度，对合成氨反应，首先增大逆反应速率，随之增大正反应速率。并不是降低放热反应的速率。答案：AC综合运用7.在一个容积为6 L的密闭容器中，放入3 LX（g）和2 LY（g），在一定条件下发生下列反应：4X（g）+3 Y(g)2Q(g)+nR(g)，达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小,则该反应中方程式的n值是（ ）A.3 B.4 C.5 D.6解析：依题意，此反应从开始到达平衡，X的速率减小了,反应向正反应方向进行，但容器内压强增大了5%，则表明Q和R的化学计量数之和应大于X、Y的化学计量数之和。即2+n4+3所以 n5对照各选项，只有D项符合。答案：D8.已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正方向移动时，下列有关叙述正确的是（ ）生成物体积分数一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂A. B. C. D.解析：由于v（正）v（逆），导致化学平衡向正方向移动，而其他条件则都不能确定。答案：C9.恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中，反应2NO2（g）N2O4(g)达到平衡后，再向容器中通入一定量的NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（ ）A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断解析：容积可变的容器，平衡后充入NO2，由于反应物仅有一种，所以前后两种情况为等效平衡，N2O4的体积分数不变。答案：A10.牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2+3+OH-。进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是_。已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是_。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法_。解析：H+OH-=H2O使平衡向脱矿方向移动。依据信息，F-替换平衡中的OH-，生成溶解度更小、质地更坚固的Ca5(PO4)3F。5Ca2+3+F-=Ca5(PO4)3F。促进矿化的方法之一是使上述平衡逆向移动，一种可行的方法是加入Ca2+,使平衡逆向移动。答案：生成的酸性物质能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿；F-替换平衡中的OH-，生成溶解度更小、质地更坚固的Ca5(PO4)3F,5Ca2+3+F-=Ca5(PO4)3F;加入Ca2+(或)。11.如右图所示，将4 mol SO2和2 mol O2混合置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生如下反应：2SO2（g）+O2(g)2SO3(g)（正反应为放热反应）。该反应达到平衡状态A时，测得气体总物质的量为4.2 mol。若SO2，O2,SO3的起始物质的量分别用a,b,c表示，回答下列问题。（1）在达到平衡状态向A的容器中通入少量O2，体系中SO2的体积分数_（填“增大” “减小”或“不变”），若要使SO2的体积分数再变到与平衡状态A相同，可采取的措施有：_或_。（2）若起始时a=1.2 mol,b=0.6 mol,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时c的取值为_。（3）若要使反应开始时向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与平衡状态A相同，则起始时c的取值范围是_。解析：（1）平衡向正方向移动;通过改变条件，使平衡向逆方向移动。（2）在等温、等压时，只需加入的反应物与起始物成比例即可。（3）算出平衡时A中生成的SO3的物质的量为3.6 mol，若使平衡向逆方向进行，则加入的C必大于3.6 mol。答案：（1）减小 升高温度 再通入2倍于O2的SO2（2）c0(3)3.6c412.将1 mol A气体在较高温度下放入一密闭容器下，使其分解，A(g)2B(g),当有40%的A分解时，达到平衡，平衡时反应混合气体的平均摩尔质量为65.7 gmol-1,求A的摩尔质量。解析：利用平衡模式法解题。 A(g)2B(g)始（mol） 1 0变（mol） 0.4 0.8平（mol） 0.6 0.8=65.7解得：MA=92。答案：92 gmol-1拓展探究13.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA+bBcC(s)+dD。当反应进行一定时间后，测得A减小了n mol,B减小了mol,C增加了mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。（1）该化学反应中各物质的系数为a=_,b=_,c=_, d=_。（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态是A_，B_，C_，D_。（3）若只升高温度，反应一段时间后，测得四种物质的量又达到相等，则该反应为_（填“放热”或“吸热”）反应。解析：（1）化学方程式的系数之比等于各物质的量变化值之比，即abcd=nn=2132。（2）只改变压强却没有发生平衡移动，这说明该反应是一个气体体积不变的反应，根据（1）所得系数可知A、B、C、D四种物质的聚集状态。（3）升高温度，各物质又恢复到起始状态，表明平衡向逆方向移动，所以该反应正反应方向为放热反应。答案：（1）2 1 3 2（2）气态 固态或液态 固态 气态（3）放热14.在763K、3.04104 kPa时，用CO和H2为原料合成CH3OH，存在下列平衡：CO（g）+2H2(g) CH3OH(g)，当原料中H2和CO的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合气中甲醇的体积分数都有影响。（1）设H2和CO的起始物质的量比为m,平衡时CO的转化率为a,平衡混合物中甲醇的体积分数为y,试推断y、a、m三者的相互关系，并用y=f(am)的函数表达式表示出来。（2）将表中已知数据代入导出的表达式中，把计算结果填入空格中。may10.2520.45319.35%(3)根据表中数据，判断用CO和H2合成甲醇时，H2和CO的最佳体积比是多少？并简述依据。解析：（1）CO(g)+2H2(g) CH3OH (g)始 1 m 0变 a 2a a平 1-a m-2a ay=100%=100%(2)（3）代入数据即可。答案：（1）y=100%（2）may16.67%21.43%0.56（3）当m=2时，CO转化率大，而这时平衡混合气体中CH3OH的体积百分数最高，故最佳比为n(H2)n(CO)=21。导学案：第一单元 化学反应速率第2时第2课时课前预习问题导入1.单质硫在空气中燃烧，火焰浅蓝色，而在纯O2中燃烧更剧烈，发出明亮的蓝紫色火焰；铁在空气中不能燃烧，但在纯氧气中剧烈反应，火星四溅，这是什么原因？试解释之。答案：反应物浓度影响化学反应速率。浓度越大，化学反应速率越快。2.我们在做KClO3分解制O2的实验中，发现若不用MnO2，反应放出氧气的速率非常缓慢，说明催化剂能大幅度增大化学反应速率。那么催化剂是如何改变化学反应速率的呢？答案：催化剂是通过降低反应活化能增大化学反应速率的。基础知识1.其他条件相同时，增大反应物的浓度，_；减小反应物的浓度，_。答案：反应速率增大 反应速率减小2.在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为_。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为_。当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子数目增多，_，所以，反应速率_。答案：活化分子 活化能 反应物发生有效碰撞的次数增多 增大3.对于有气体参加的反应，密闭容器中保持温度不变时，增大压强，相当于增大_，反应速率_；减小压强，相当于减小_，因而化学反应速率_。因此，压强对反应速率的影响，可以归结为_。答案：反应物浓度 增大 反应物浓度 减小 浓度改变对反应速率的影响4.升高温度，化学反应速率_；降低温度，反应速率_。据测定，许多反应的温度每升高10 K,其反应速率增加_。答案：增大 减小 24倍5.催化剂对化学反应速率有显著影响，催化剂是通过_增大反应速率的。没有催化剂参与的反应，活化能_；而有催化剂参与的反应，活化能_，因此反应速率较大。答案：降低反应所需的活化能 较大 较小课堂互动三点剖析重点 浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 1.浓度对化学反应速率的影响 通常状况下，增大反应物浓度可以提高反应速率。参与反应的物质的浓度与化学反应速率之间的定量关系由实验测定。如对于反应：H2O2+2HI=2H2O+I2 v=kc(H2O2)c(HI)K为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率。2.温度对化学反应速率的影响（1）影响规律：k=A 当Ea0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之增大。化学反应的活化能越大，温度对化学反应速率的影响越大。（2）活化能Ea:不同反应有不同的活化能；基元反应的活化能是活化分子平均能量与普通反应分子平均能量的差值。3.催化剂对化学反应速率的影响 催化剂通过改变反应历程来降低反应的活化能，从而提高化学反应速率。催化剂不能改变反应的平衡常数，不能改变平衡转化率；催化剂具有选择性。【例1】 升高温度能加快反应速率的主要原因是（ ）A.活化分子能量明显增加 B.降低活化分子的能量C.增加活化分子百分数 D.降低反应所需的能量解析：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。答案：C难点 压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，但增大压强，即缩小体积时，增大了单位体积内的活化分子数，活化分子碰撞几率增大，所以增大了化学反应速率。【例2】 对于反应：N2+O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是（ ）A.缩小体积使压强增大 B.体积不变充入N2使压强增大C.体积不变充入He使气体压强增大 D.使总压强不变，充入Ne气体解析：缩小体积使浓度增大，反应速率加快，A符合；体积不变充入N2时，可使c(N2)增大，能使反应速率增大，B符合；充入He后，由于体积不变，物质浓度不变，故对反应速率没有影响，C不符合题意；而在压强不变时，充入Ne，若要使总压强不变，则气体体积将变大，各物质浓度将变小，故使反应速率减小。答案：AB各个击破类题演练1下列说法正确的是（ ）A.增大压强，活化分子数增多，化学反应速率一定增大B.升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大C.加入反应物，使活化分子百分数增大，化学反应速率增大D.使用催化剂，降低了反应的活化能，增大了活化分子百分数，化学反应速率一定增大解析：增大压强和加入反应物，只能增多单位体积内活化分子数，故A、C错误。答案：BD变式训练1盐酸与K2CO3反应时，能使反应的最初速率明显加快的是（ ）A.将盐酸的用量增加一倍 B.盐酸的浓度增加一倍，用量减半C.温度升高30 D.增加K2CO3粉末的量解析：本题主要考查浓度、温度对化学反应速率的影响。升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。增大反应物的浓度，反应速率加快；降低反应物的浓度，反应速率减慢。A中将盐酸的用量增加一倍，浓度不变，不影响反应速率。答案：BC变式训练2煅烧硫铁矿产生SO2，为了提高生成SO2的速率，下列措施可行的是（ ）A.把块状矿石碾成粉末 B.向炉内喷吹氧气C.使用Fe2O3作催化剂 D.降低体系的温度解析：提高反应速率，把块状碾成粉末状，增大了接触面积，增大O2浓度，均能加快反应速率。燃烧产物中有Fe2O3不需要再加；降温，不利于SO2生成，故选AB。答案：AB类题演练2反应C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）A.增加C的量 B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大解析：C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，正、逆反应速率均增大；体积不变，充入N2体系总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率基本不变；充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应混合物浓度同等程度变小，正、逆反应速率均变慢。答案：AC变式训练3在C（s）+CO2(g) 2CO(g)反应可使反应速率增大的措施是（ ）增大压强 增加碳的量 通入CO2 恒压下充入N2 恒容下充入N2A. B. C. D.解析：根据影响化学反应速率的条件，直接加以判断：增大压强，反应速率加快；增加固体反应的量只相当于延长反应时间，不能加快反应速率；通入CO2相当于增大反应物浓度反应速率加快；恒压下充入N2，容器体积扩大，气体物质的浓度减小，反应速率减小；恒容下充入N2，参加反应的各物质浓度没变，故反应速率不变。答案：C课后集训基础达标1.在温度不变，恒容的容器中进行反应H22H H0，若反应物的浓度由0.1 molL-1降到0.06 molL-1需20 s，那么由0.06 molL-1降到0.036 molL-1，所需反应时间应为（ ）A.等于10 s B.等于12 s C.大于12 s D.小于12 s解析：v=0.002 molL-1s-1，t=12 s,由于浓度逐渐变小，则需要时间一定大于12 s。故选C。答案：C2.冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：Cl+O3ClO+O2,ClO+OCl+O2。下列说法不正确的是（ ）A.反应后将O3转变为O2 B.Cl原子是总反应的催化剂C.氟氯甲烷是总反应的催化剂 D.Cl原子反复起分解O3的作用解析：Cl参加第一步反应，在第二步中又生成了，因而Cl是催化剂，使O3O2，故选项A、B、D说法正确。选项C说法错误。答案：C3.在a L的密闭容器里，于一定温度下进行2A（g）+B（g）2C（g）的可逆反应。容器内开始加入下列各组物质，在达到平衡时逆反应速率最大的一组物质是（ ）A.2 mol A和1 mol B B.1 mol A和1 mol BC.1 mol A和2 mol B D.1 mol B和1 mol C解析：浓度大，反应速率快，浓度最大的是A。答案：A4.向四个体积相同的密闭容器（甲、乙、丙、丁）中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是（ ）甲：在500 时，10 mol SO2和6 mol O2反应乙：在500 时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应丙：在450 时，8 mol SO2和5 mol O2反应丁：在500 时，8 mol SO2和5 mol O2反应A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲解析：温度高反应速率大，因而甲、乙、丁的速率大于丙；甲、乙中，乙使用了催化剂故乙大于甲；甲丁中，甲中反应物浓度大于丁，故甲比丁速率大，故选C。答案：C5.由于催化作用使反应速率加快的是（ ）A.乙酸乙酯的水解，加入少量稀硫酸 B.苯和溴反应时，加入少量铁粉C.实验室制取甲烷时，要加入生石灰 D.锌与盐酸反应，加入少量浓硫酸解析：实验室制甲烷加入CaO是起吸水作用；加入浓H2SO4能与锌作用，不是催化剂。答案：AB6.进行如下实验：在A锥形瓶中放入10 g绿豆粒大的碳酸钙，在B锥形瓶中放入5 g粉末状的碳酸钙，分别加入50 mL 1 molL-1盐酸。下图中（图中：x表示时间；y表示锥形瓶中碳酸钙减小的质量），能正确表示实验结果的是（ ）解析：n(HCl)=0.05 mol,A中CaCO3为0.1 mol，B中为0.05 mol，因而反应过程中盐酸量不足，则CaCO3消耗量相同，且粉末状比块状反应快，故选C。答案：C综合运用7.对于反应3X（g）+Y(g)=Z(g),在其他条件不变时，改变其中一个条件则生成Z的速率（填“增大” “减小”或“不变”）：（1）升高温度：_；（2）增大压强：_；（3）增大容器容积：_；（4）加入X：_；（5）加入Y：_；（6）压缩体积：_。解析：升高温度，增大压强，增加反应物浓度X或Y，均能加快反应速率，也加快了生成Z的速率，反之减慢反应速率。答案：（1）增大（2）增大（3）减小（4）增大（5）增大（6）增大8.在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2+O22SO3 H0。已知常压下SO3体积分数为91%，试回答：（1）在生产中常用过量的空气是为了_。（2）加热到400500 是由于_。（3）压强应采用_（填“高压”或“常压”）。原因是_。（4）常用浓H2SO4来吸收SO3，而不是用水，是因为_。（5）尾气中的SO2必须回收，是因为_。答案：（1）增大O2的浓度，使平衡向正方向移动，提高SO2的转化率使成本高的SO2得到充分利用（2）400500 是催化剂活性温度，选择此温度可以提高反应速率，缩短到达平衡的时间（3）常压 常温在常压下SO3的体积分数已达91%，若再加压对设备动力要求很高，使生产效益低（4）用水吸收SO3会形成酸雾，使吸收速率减慢（5）SO2是有毒气体，避免对环境造成污染9.可逆反应N2（g）+3H2(g) 2NH3(g),在反应过程中NH3的质量分数（NH3%）与温度(t )关系如下图所示，请回答：（1）正反应是_（填“放热”或“吸热”）反应。（2）t500 时，NH3%逐渐增大，是因为_。（3）t500 时，NH3%逐渐减小，是因为_。答案：（1）放热（2）当t500 时，反应未达到平衡，温度升高、反应速率加快，且v(正)v(逆)（因为反应物浓度大于生成物浓度）所以NH3%随温度升高而增大（3）当t=500 时，反应达到平衡状态。NH3%达最大值。由于正反应是放热反应，在t500 时，温度升高，反应速率加快，但v(正)v(逆)平衡向逆反应方向移动。所以NH3%随温度升高而减小10.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图所示。其中t1t2速率变化的主要原因是_；t2t3速率变化的主要原因是_。解析：Mg与HCl溶液的反应是放热反应，反应过程中，反应物的浓度不断减小，因此，该反应中并存两个影响化学反应速率的外因：一是反应放出的热能使反应体系温度升高，化学反应速率加快；二是反应使HCl物质的量浓度减小，化学反应速率减慢。由图象可知，在t1t2的时间内温度变化是影响化学反应速率的主要外因，在t2t3的时间内，HCl物质的量浓度的变化是影响化学反应速率的主要外因。答案：反应是放热反应，使温度升高，所以反应速率加快 随着反应的进行，H+浓度减小，反应速率逐渐减慢拓展探究11.在120 时分别进行如下四个反应：A.2H2S+O2=2H2O+2S B.2H2S+3O2=2H2O+2SO2C.C2H4+3O22H2O+2CO2 D.C4H8+6O24H2O+4CO2（1）若反应在容积固定的容器内进行，反应前后气体密度（d）和气体总压强（p）分别符合关系式d前=d后和p前p后的是_；符合关系式d前=d后和p前=p后的是_。（请填写反应的代号）（2）若反应在压强恒定容积可变的容器内进行，反应前后气体密度（d）和气体体积（V）分别符合关系式d前d后和V前V后的是_，符合d前d后和V前V后的是_。（请填写反应的代号）解析：此题以化学平衡知识为载体，考查了思维的有序性和严密性。解此题时首先要审清在题给条件下，只有S是固态，其余的物质都是气态。容积固定的