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【練習(xí)1】反應(yīng)4NH3+5O2=4NO+6H2O在2升的密閉容器中進(jìn)行,0.5分鐘后,NO物質(zhì)的量增加了0.12mol,則此反應(yīng)的平均速率為(mol·L-1·s-1)()A.v(O2)=0.01B.v(H2O)=0.12C.v(NO)=0.008D.v(NH3)=0.002
D1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算復(fù)習(xí)【練習(xí)2】分析可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)≒2C(g)的反應(yīng)速率隨壓強(qiáng)改變而變化的曲線圖正確的是()A
2.化學(xué)反應(yīng)速率的圖像問(wèn)題復(fù)習(xí)【練習(xí)3】把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中,發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如右圖所示,其中t1~t2速率變化的主要原因是
;t2~t3速率變化的主要原因是
。【練習(xí)4】已知氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),生成-l價(jià)的氯和+6價(jià)的硫的化合物,反應(yīng)速率v和反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,已知這個(gè)反應(yīng)速率隨溶液中氫離子濃度增大而變大.試解釋:(1)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)加快的原因是
。(2)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度,速率又減小的原因是
。在合成氨工業(yè)中,只考慮合成氨的快慢行不行?(從效益和原料應(yīng)充分利用的角度)不行,因?yàn)镹2+3H2≒2NH3是可逆反應(yīng),還應(yīng)考慮使N2和H2盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3。反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成生成物的多少問(wèn)題就涉及到化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題——化學(xué)平衡。
第三節(jié)化學(xué)平衡第一課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)一、可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)只能向一個(gè)方向進(jìn)行,則稱為不可逆反應(yīng)。反應(yīng)物產(chǎn)物可逆反應(yīng)反應(yīng)物產(chǎn)物不可逆反應(yīng)在一定條件下2molSO2與1molO2反應(yīng)能否得到2molSO3?什么是可逆反應(yīng)?可逆反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的普遍現(xiàn)象,不可逆反應(yīng)是相對(duì)的。例如:2KClO3=2KCl+3O2N2O42NO2
N2+3H22NH3反應(yīng)物生成物正反應(yīng)速率V1逆反應(yīng)速率V2V1>V2:反應(yīng)正向進(jìn)行V1<V2:反應(yīng)逆向進(jìn)行V1=V2:化學(xué)平衡狀態(tài)V1>>V2:不可逆反應(yīng)分析:蔗糖溶解過(guò)程小結(jié):溶解平衡的特征(在其它條件不變時(shí))v(溶解)=v(結(jié)晶)≠0;晶體質(zhì)量不發(fā)生變化,溶液濃度不發(fā)生變化;●溶解平衡是動(dòng)態(tài)平衡。二、化學(xué)平衡結(jié)論:只要溫度不變,無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間,各物質(zhì)的濃度都不再發(fā)生變化。1、化學(xué)平衡的建立將0.01molCO和0.01molH2O(g)通入容積為1L的密閉容器中,在催化劑存在的條件下加熱到8000C,發(fā)生如下反應(yīng):CO+H2O(g)≒CO2+H2催T.起始濃度變化濃度最終濃度0.010.01000.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.005V(正)V(逆)V(正)=V(逆)反應(yīng)速率時(shí)間體系中CO,H2O,CO2,H2的濃度保持不變與正逆反應(yīng)速率有什么關(guān)系?這時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到了什么狀態(tài)?化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?;瘜W(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,平衡條件包括體系各物質(zhì)的濃度、溫度,條件改變,平衡將發(fā)生移動(dòng)。2、化學(xué)平衡的定義若反應(yīng)從0.01molCO2和0.01molH2開(kāi)始,在相同條件下,達(dá)到平衡后,反應(yīng)混合物中CO,H2O(g),CO2,H2都各為0.005mol,其組成與前者完全相同。結(jié)論:以上兩個(gè)平衡由于平衡后各組分的濃度相同所以為同一平衡狀態(tài)??傊夯瘜W(xué)平衡的建立與途徑無(wú)關(guān),只要外界條件不變時(shí),可逆反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始、從逆反應(yīng)開(kāi)始,還是從兩邊開(kāi)始,只要平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度完全相同,就是同一平衡狀態(tài)。V(逆)V(正)V(正)=V(逆)反應(yīng)速率時(shí)間等效平衡3、化學(xué)平衡的特點(diǎn)動(dòng):化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡即正反應(yīng)和逆反應(yīng)在不斷的進(jìn)行且速率相等。定:條件不變時(shí),各組分濃度保持不變。變:條件改變時(shí),化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。逆:化學(xué)平衡的對(duì)象是可逆反應(yīng)。等:達(dá)到平衡時(shí),v(正)=v(逆)即同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。v(正)=v(逆)>0研究對(duì)象同種物質(zhì)動(dòng)態(tài)平衡標(biāo)志條件是建立平衡的前提練習(xí)1在密閉容器中充入SO2和由O18原子組成的氧氣,在一定條件下開(kāi)始反應(yīng),在達(dá)到平衡后,O18存在于()A、只存在于氧氣中B、只存在于O2和SO3中C、只存在于SO2和SO3中D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。練習(xí)2在一定條件下,某容器內(nèi)充入N2和H2合成氨,以下敘述中錯(cuò)誤的是()A、開(kāi)始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零。B、隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,最后降為零。C、隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后相等。D、當(dāng)正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等時(shí),正逆反應(yīng)即停止。練習(xí)3在一定條件下,向一容積固定的密閉容器中,投入2molSO2和1molO2,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g),隨著反應(yīng)的進(jìn)行:(1)從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到平衡時(shí)容器中(填增大、減小或不變)SO2的濃度__;O2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)__;容器中的壓強(qiáng)__;混合氣體的密度__;混合氣體的平均分子質(zhì)量__。(2)平衡時(shí),SO3的物質(zhì)的量是否可能為1.8mol?是否可能為2mol?練習(xí)4將1molN2和3molH2充入一密閉容器,使其在一定條件下達(dá)到平衡N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)+Q。下列哪些狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)()A、混和氣體的體積等于最初體積一半的狀態(tài);B、N2、H2、NH3總物質(zhì)的量不隨時(shí)間延長(zhǎng)而改變的狀態(tài);C、單位時(shí)間內(nèi)有1molNH3分解的同時(shí),有0.5molN2生成的狀態(tài);D、N2、H2和NH3三者濃度相等的狀態(tài)。B1.對(duì)于可逆反應(yīng)N2+3H2≒2NH3中(1)正反應(yīng)是什么?(2)逆反應(yīng)是什么?T.P.催(3)V正表示哪些速率?(4)V逆表示哪些速率?2.如何判斷一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡呢?三、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志(判斷依據(jù))反應(yīng)要向正逆反應(yīng)兩個(gè)方向都在進(jìn)行!1、υ正=υ逆①同一物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。②不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率。③從化學(xué)鍵角度考慮:對(duì)于同一種物質(zhì)而言,n斷裂化學(xué)鍵=n形成化學(xué)鍵練習(xí)3、當(dāng)合成氨反應(yīng)進(jìn)行到下列狀態(tài)時(shí),反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)的是()A、1個(gè)N≡N三鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵形成;B、1個(gè)N≡N三鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵斷裂;C、1個(gè)N≡N三鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵斷裂;D、1個(gè)N≡N三鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵形成。AC練習(xí)4、可逆反應(yīng)2A+3B≒4C在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()A.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A生成同時(shí)有3mol的B生成B.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A反應(yīng),同時(shí)有4mol的C生成
C.一定時(shí)間內(nèi)有4mol的C分解,同時(shí)有3mol的B反應(yīng)D.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A反應(yīng),同時(shí)有3mol的B生成CD2、混合物中各組分的濃度保持不變:②各組分的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變。⑤若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且計(jì)量數(shù)不等,總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)保持不變;但反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)相同則不能。③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。④體系的溫度、顏色等保持不變。①各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、氣體的體積(恒溫、恒壓)保持不變。練習(xí)5、一定條件下、容積一定的密閉容器中,可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g)
達(dá)到平衡后.下列不是平衡的標(biāo)志的是:()A.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
B.容器中三種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等
C.密閉容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
D.氣體的總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化
E.混合氣體的平均分子量不再發(fā)生變化。AB練習(xí)6、一定溫度下的定容密閉容器中,當(dāng)下列物理量不再變化時(shí),表明A(s)+2B(g)≒C(g)+D(g)已達(dá)到平衡的是()A、混合氣體的壓強(qiáng)B、混合氣體的密度C、B物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度D、氣體的總物質(zhì)的量BC練習(xí)7、可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g)≒CO2(g)+H2(g)在一定條件下達(dá)到平衡的標(biāo)志是:A、氣體的總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化
B、容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
C、容器內(nèi)混合氣體的平均分子量不再發(fā)生變化
D、容器內(nèi)四種氣體的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化D【練習(xí)8】在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)≒2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2同時(shí)生成nmolABB.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化C.單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolAB同時(shí)生成nmolB2D.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2同時(shí)生成nmolB2第二課時(shí)影響化學(xué)平衡的因素四、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響條件改變,舊的平衡被破壞,引起混合物中各物質(zhì)百分含量隨之改變,從而達(dá)到新平衡狀態(tài)的過(guò)程,叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下,增加反應(yīng)物濃度或減少生成物濃度,化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng);增加生成物濃度或減少反應(yīng)物濃度,化學(xué)平衡向著逆反應(yīng)方向移動(dòng)。在可逆反應(yīng)中,為了盡可能利用某一反應(yīng)物,經(jīng)常用過(guò)量的另一物質(zhì)和它作用如硫酸工業(yè)中的SO2的轉(zhuǎn)化反應(yīng):2SO2+O2≒2SO3實(shí)際生產(chǎn)上是吹入過(guò)量的空氣提高SO2的轉(zhuǎn)化率2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下:增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。用V-t圖像分析V正V逆0t1t2V正=V逆加壓對(duì)化學(xué)平衡的影響V正’=V逆’t3V正’V逆’平衡狀態(tài)Ⅱ平衡狀態(tài)ⅠvtV正V逆0t1t2V正=V逆減壓對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡狀態(tài)ⅠV正’V逆’t3V正’=V逆’平衡狀態(tài)Ⅱ用V-t圖像分析vt[注意]①對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響;例:對(duì)如下平衡A(氣)+B(氣)
≒2C(氣)+D(固)
V正V逆0t1t2V正’=V逆’t3加壓對(duì)化學(xué)平衡的影響V正V逆0t1t2V正’=V逆’t3減壓對(duì)化學(xué)平衡的影響[注意]①對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響;②平衡混合物都是固體或液體的,改變壓強(qiáng)不能使平衡移動(dòng);③壓強(qiáng)的變化必須改變混合物濃度(即容器體積有變化)才能使平衡移動(dòng)。[練習(xí)]分析下列兩個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,當(dāng)改變壓強(qiáng)平衡能否移動(dòng)?怎樣移動(dòng)?①H2+I2(氣)2HI②CO2+C(固)2CO反應(yīng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)①②不移動(dòng)不移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響2NO2(氣)N2O4(氣)+Q(紅棕色)(無(wú)色)混和氣體受熱顏色變深;遇冷顏色變淺?,F(xiàn)象:[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說(shuō)明①;②。B:混和氣體遇冷顏色變淺,說(shuō)明①;②。NO2濃度增大
平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)畫出升溫對(duì)平衡影響的V-t圖像V正V逆0t1t2V正=V逆升溫對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡狀態(tài)ⅠV正’=V逆’t3V正’V逆’平衡狀態(tài)Ⅱ畫出降溫對(duì)平衡影響的V-t圖像V正V逆0t1t2V正=V逆降溫對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡狀態(tài)Ⅰt3V正’=V逆’V正’V逆’平衡狀態(tài)Ⅱ在其它條件不變的情況下:溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng);溫度降低,會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。[總結(jié)]改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度向減少反應(yīng)物的濃度方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度向增大反應(yīng)物的濃度方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)向氣體體積縮小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體體積增大的方向移動(dòng)升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度4、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響注意1)改變固體或純液體的用量不影響化學(xué)平衡2)壓強(qiáng)只影響有氣體參加且反應(yīng)前后氣體總量發(fā)生變化的反應(yīng)的化學(xué)平衡3)恒容時(shí),通入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,但濃度不變,平衡不移動(dòng)
恒壓時(shí),通入惰性氣體,壓強(qiáng)不變,但容積增大,濃度減小,平衡移動(dòng)(相當(dāng)于減壓)4)同等倍數(shù)改變反應(yīng)混合物各物質(zhì)的濃度時(shí),就視為壓強(qiáng)的影響五、勒夏特列原理(平衡移動(dòng)原理)如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等),平衡就向著能夠減弱這種方向移動(dòng)。第三課時(shí)通過(guò)圖象練習(xí)引入【練習(xí)】可逆反應(yīng)A(g)+B(g)≒2C(g)在一定體積和壓強(qiáng)下開(kāi)始反應(yīng),生成物的體積分?jǐn)?shù)(C%)與溫度的關(guān)系如圖,回答下列問(wèn)題:(4)此反應(yīng)的正反應(yīng)方向是
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(5)AB段為增函數(shù),BC段為減函數(shù)曲線,試從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度說(shuō)明理由。(1)由T1向T2變化時(shí)V正
V逆
(2)由T3向T4變化時(shí)V正
V逆(3)反應(yīng)在
溫度時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。第三課時(shí)化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的
解題方法1.速率-時(shí)間圖此類圖象定性地揭示了V正、V逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“等、動(dòng)、定、變”的基本特征,以及平衡移動(dòng)的方向。【練習(xí)1】已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)X十Y≒Z+W。在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率變化圖象如圖所示,則圖象中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為………()A.Z、W均為氣體,X、Y中有一種是氣體B.Z、W中有一種是氣體,
X、Y皆非氣體C.X、Y、Z、W皆非氣體D.X、Y均為氣體,Z、W
中有一種為氣體A2.濃度-時(shí)間圖此類圖象能說(shuō)明各平衡體系組分(或某一成分)濃度在反應(yīng)過(guò)程中的變化情況。解題時(shí)要注意各物質(zhì)曲線的拐點(diǎn)(達(dá)平衡時(shí)刻)、各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系等情況?!揪毩?xí)2】右圖表示800℃時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況,t1是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間。試回答:(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是
;(2)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是
;(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。A40%2A≒B+3C【練習(xí)3】A和B在溶液中進(jìn)行如下可逆反應(yīng):A+B≒AB。反應(yīng)開(kāi)始時(shí),溶液中只有A和B,反應(yīng)到t時(shí)刻時(shí)建立平衡,則A、B、AB的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的圖像正確的是()D這類圖象反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度(壓強(qiáng))下對(duì)時(shí)間的關(guān)系,解題時(shí)要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí),應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征。3.含量-時(shí)間-溫度(壓強(qiáng))圖【練習(xí)4】同壓、不同溫度下的反應(yīng):A(g)+B(g)≒C(g)+Q,A的含量和溫度的關(guān)系如圖所示,下列結(jié)論正確的是()A.T1>T2,Q<0B.T1<T2,Q<0C.T1>T2,Q>0D.T1<T2,Q>0C【練習(xí)5】現(xiàn)有可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)≒nC(g)在相同溫度、不同壓強(qiáng)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如下圖所示,其中結(jié)論正確的是()A.P1>P2,n>3B.P1<P2,n>3C.P1<P2,n<3D.P1>P2,n=3B【練習(xí)6】可逆反應(yīng)mA(g)+nB(s)≒pC(g)+qD(g)反應(yīng)過(guò)程中,其他條件不變,產(chǎn)物D的百分含量D%與溫度T或壓強(qiáng)P的關(guān)系如圖,正確的是()A.降溫化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.使用催化劑可使D%有所增加C.化學(xué)方程式中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)m+n<p+qD.B的顆粒越小,正反應(yīng)速率越快,有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)A該類圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)。4.恒壓(溫)線【練習(xí)7】對(duì)于反應(yīng)2A(g)+B(g)≒2C(g);正向放熱,下列圖象正確的是()AD5.速率-溫度(壓強(qiáng))圖如對(duì)2SO2+O2≒2SO3,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫時(shí)V正、V逆的變化如圖所示?!揪毩?xí)8】可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g)≒2AB3(g)正反應(yīng)放熱,下列圖象中正確的是()AB本節(jié)易錯(cuò)點(diǎn)分析:1、反應(yīng)N2+3H2≒2NH3達(dá)平衡后,其他條件不變時(shí)增大N2濃度,平衡向生成NH3的方向移動(dòng),使N2和H2的轉(zhuǎn)化率都增大。2、反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g)在一定體積的密閉容器中進(jìn)行,平衡后,向其中充入不參與反應(yīng)的其他氣體,則由于容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,而使平衡向生成SO3的方向移動(dòng)。3、反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)≒2SO3(g)在裝有活塞的密閉容器中進(jìn)行,平衡后,在保持恒溫、恒壓的條件下充入不參與反應(yīng)的其他氣體,則平衡不發(fā)生移動(dòng)。4、可逆反應(yīng)H2(g)+I(xiàn)2(g)≒2HI(g)在一密閉容器中進(jìn)行,達(dá)平衡后增大體系壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),所以V正和V逆都保持不變。如果改變影響平衡的一個(gè)條件(加濃度、壓強(qiáng)或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。1.適用范圍:已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)勒夏特列原理2.適用條件:一個(gè)能影響化學(xué)平衡的外界條件的變化。3.平衡移動(dòng)的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響,而不能消除外界條件的影響。在FeCl3溶液中存在如下平衡:Fe3++3H2O≒Fe(OH)3+3H+加水稀釋時(shí),平衡是否移動(dòng)?為什么?討論化學(xué)平衡常數(shù)——重慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)平衡常數(shù)定義在一定溫度下,某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)稱為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。用K表示。平衡常數(shù)表達(dá)式K=————[E]e[D]d[A]a[B]baA+bBeE+dD1.關(guān)系式中不包括固體和純液體物質(zhì)濃度項(xiàng)(它們的濃度視為常數(shù)1),只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。注意:1.表達(dá)式中濃度為平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度。2.平衡常數(shù)只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。書寫規(guī)則:3.平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小,或者反應(yīng)方向發(fā)生改變,平衡常數(shù)也會(huì)改變。2.水溶液中的反應(yīng)如有水參加,水濃度為常數(shù),不寫在平衡關(guān)系式中。但對(duì)非水溶液反應(yīng),如有水生成或有水參加,必須寫上。平衡常數(shù)的應(yīng)用1.判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度,估計(jì)反應(yīng)的可能性。K值越大,反應(yīng)越完全,K值越小,反應(yīng)越不完全。2.判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。4.判斷反應(yīng)熱效應(yīng)(a)若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(b)若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)3.利用平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:1、CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)4、2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O3、CO(g)+H2O(l)CO2(g)+H2(g)2、CO2(g)+C(s)2CO(g)5、N2O4(g)2NO2(g)6、N2O4(g)NO2(g)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下:FeO(s)+CO(g)≒Fe(s)+CO2(氣)-Q,已知1100℃時(shí),K=0.263。
(1)溫度升高,化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡,高爐內(nèi)CO2和CO和體積比值
,平衡常數(shù)K的值
_____,
(增大、減小或不變)增大增大(2)1100℃測(cè)得高爐中[CO2]=0.025mol/L[CO]=0.1mol/L,在這種情況下,該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)
,此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速度是V正
V逆(大于、小于或等于),其原因是
_________
______________________________否>此時(shí)K’<0.263,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_____;CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K1,則K與K1的關(guān)系為_(kāi)_____________(2)若該反應(yīng)常溫下進(jìn)行,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________(3)該反應(yīng)為_(kāi)___反應(yīng)(填“吸熱”、“放熱”)吸熱(4)某溫度下,在1L容器中充入1molCO2和1molH2,兩分鐘后,CO的量保持0.5mol不變。a.試判斷此時(shí)的溫度_____℃;b.平衡后,分別往容器中再充入0.5molCO2和1.5molCO,則此時(shí),v正
___
v逆;再次達(dá)到平衡時(shí),整個(gè)過(guò)程中氫氣轉(zhuǎn)化率
。83037.5%>將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng):NH4I(s)≒NH3(g)+HI(g),2HI(g)≒H2(g)+I2(g),達(dá)平衡時(shí)[H2]=0.5mol·L-1[HI]=4mol·L-1,則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A.9B.16C.20D.25C過(guò)度排放CO2會(huì)造成“溫室效應(yīng)”,科學(xué)家正在研究如何將CO2轉(zhuǎn)化為可以利用的資源,其中一種方案就是將CO2轉(zhuǎn)化為可再生燃料甲醇(CH3OH)。其化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)≒CH3OH(g)+H2O(g)(1)某溫度下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與體系總壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)___K(B)(填>、<或=)=練習(xí)5(2)在容積為2L的密閉容器中,用一定量二氧化碳與一定量氫氣在一定條件下合成甲醇,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))____。①體系從300℃升溫到500℃,平衡常數(shù)K變大②該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)②自學(xué)探究教材P29-31例1、例2三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用1、建立解題模式mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)起始濃度轉(zhuǎn)化濃度平衡濃度
四、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算數(shù)值之比等于方程式中相應(yīng)物質(zhì)系數(shù)之比。2、確定關(guān)系(1)確定轉(zhuǎn)化濃度是解題的關(guān)鍵(2)反應(yīng)物:平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度生成物:平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度(3)3、依照題意,列式求解1、X、Y、Z為三種氣體,把a(bǔ)molX和bmolY充入一密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X+2Y≒2Z。達(dá)到平衡時(shí),若它們的物質(zhì)的量滿足:n(X)+n(Y)=n(Z),則Y的轉(zhuǎn)化率為()A.B.C.D.2、將一定量的Ag2SO4固體置于容積不變的密閉容器中,在一定溫度下加入催化劑后發(fā)生如下反應(yīng):Ag2SO4(s)≒Ag2O(s)+SO3(g)2SO3(g)≒2SO2(g)+O2(g)經(jīng)10min后反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)c(SO3)=0.4mol/L、c(SO2)=0.1mol/L。下列判斷正確的是()①用SO2表示的反應(yīng)速率v(SO2)=0.01mol/(L·min)②用O2表示的反應(yīng)速率v(O2)=0.01mol/(L·min)③SO3的分解率為10%;④SO3的分解率為20%。A.①④B.①③C.②③D.只有④3、一定條件下,在容積為2L的密閉容器里加入一定物質(zhì)的量A,發(fā)生如下反應(yīng)并建立平衡:
A(g)≒2B(g),2B(g)≒C(g)+2D(g)
測(cè)得平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度是:[A]=0.3mol/L,[B]=0.2mol/L,[C]=0.05mol/L.最初向容器里加入A的物質(zhì)的量是()
A.0.5molB.0.8molC.0.9molD.1.2mol3、合成氨的反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡,測(cè)得體系中NH3為4mol,起始與平衡時(shí)的壓強(qiáng)之比為13:8,且
[H2]始:[H2]平=4:1,求N2和H2的轉(zhuǎn)化率。6、將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(氣)+B(氣)≒xC(氣)+2D(氣)
經(jīng)5min后達(dá)到平衡時(shí),測(cè)知D的濃度為0.5mol/L,[A]:[B]=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/L·min。試求(1)A的平衡濃度是多少?(2)B的平均反應(yīng)速率?(3)x=?4、1體積SO2和3體積空氣混合后在450℃以上通過(guò)V2O5催化劑發(fā)生反應(yīng)。若同溫同壓下測(cè)得反應(yīng)前后混合氣體的密度比為0.9:1,求SO2的轉(zhuǎn)化率。8、在一定溫度和壓強(qiáng)下,將平均分子相對(duì)質(zhì)量為8.5的N2和H2的混合氣體,充入密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡后,混合氣體的平均分子的相對(duì)質(zhì)量為10.0,則N2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__。第五課時(shí)
等效平衡
SO22mol
O2
1mol
SO30mol
A
SO21.2mol
O2
0.6mol
SO30.8mol
E平衡狀態(tài)2SO2+O2
≒2SO3T、V不變?起始狀態(tài)
SO20.5mol
O2
0.25mol
SO31.5mol
D
SO21mol
O2
0.5mol
SO31mol
C
SO20mol
O2
0mol
SO32molB1、等效平衡的概念在相同的條件下,對(duì)同一個(gè)可逆反應(yīng),反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,或正逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始,都能達(dá)到相同的平衡狀態(tài),這樣的平衡稱為等效平衡。相同的條件:①同T同V②同T同P相同的平衡狀態(tài):通常是指平衡混合物各組分的百分含量(指質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量等)相同,但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。平衡狀態(tài)(終態(tài))只與始態(tài)有關(guān),而與途徑無(wú)關(guān)等效平衡如何理解“等效平衡”?相同效果的平衡狀態(tài)。?相同效果指的是什么??達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)相等。2、等效平衡的分類和判斷方法(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡
判斷方法:若改變起始加入情況,只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等,則二平衡等效。a.對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng)特點(diǎn):兩次平衡時(shí)各組分百分含量、n、c均相同極限法b.對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)特點(diǎn):兩次平衡時(shí)各組分百分量相同,但n、c同比例變化判斷方法:極限法若改變起始加入情況,只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等,則二平衡等效。(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡
特點(diǎn):兩次平衡時(shí)各組分百分量、c相同,但n同比例變化判斷方法:極限轉(zhuǎn)化法若改變起始加入情況,只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等,則二平衡等效。等效平衡的判斷(xA+yBpC+qD)等溫等容:等溫等壓:A、x+y≠p+qB、x+y=p+q相同起始物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等相同起始物質(zhì)的物質(zhì)的量相等相同起始物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等等溫等容,系數(shù)不同,等量等效小結(jié)例1在一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入2molA和2molB,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì)達(dá)到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是()A2molA+2molB+3molC+1molD B3molC+1molD+1molBC3molC+1molD D1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDAC例2在一定溫度下保持壓強(qiáng)相等的密閉容器中,充入1molA、2molB發(fā)生A(g)+B(g)2C(g)+D(g),達(dá)到平衡時(shí)A的含量為w,下列物質(zhì)組合充入該容器中,A的含量仍為w的是()A.2molC+1molDB.1molB+2molC+1molDC.1molA+1molBD.1molA+4molB+4molC+2molDBD例3一定條件下,把2molSO2和1molO2通入一定容密閉容器,發(fā)生反應(yīng)2
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