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2013年艺术生文化课讲义9

化学平衡移动原理和应用(两课时)

考试说明

1、了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的含义。

2、理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。

一、化学平衡移动

1、化学平衡移动的概念

  

2、化学平衡移动的方向

   当改变反应条件后,化学平衡移动的方向如下:

v()v(),化学平衡向           移动

v()v(),化学平衡向           移动

v()v(),化学平衡           移动

二、影响化学平衡移动的条件

1、浓度对化学平衡的影响

【结论】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,都可以使化学平衡向         移动;减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,都可以使化学平衡向         移动。

2、压强对化学平衡的影响

【结论】在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积         的方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积         的方向移动。

思考与交流:恒温恒容下通入稀有气体平衡如何移动?

3、温度对化学平衡的影响

【结论】在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向着          的方向移动;降低温度,会使化学平衡向着           的方向移动。

4、催化剂对化学平衡的影响

【结论】催化剂能同等程度地改变化学反应的速率,故化学平衡不发生移动,但是可以改变达到化学平衡的时间。

【例1】下列改变一定可以判断化学平衡发生移动的是                             

A、反应混合物各组分的浓度发生改变     B、反应物的转化率发生改变

C、正、逆反应速率发生改变          D、平衡体系中气体混合物的密度发生改变

【例2】一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应:mA(g)+nB(g)     pC(g),达平衡后,保持温度不变,将容器的体积缩小为原来的1/2,当达到新平衡时,测得C的浓度为原来的1.9倍。则下列叙述中正确的是                   (    )

 Am+np   BA的转化率增大    C、平衡逆向移动  DC的体积百分含量增大

【例3】对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是                               

A、提高反应物的平衡转化率             B、增大正反应速率,减小逆反应速率     

C、以同样程度改变正逆反应的速率       D、改变平衡混合物的组成

三、速率---时间图像及应用

对于可逆反应,外界条件变化对vv的影响

1)温度升高v         v           ,

吸热反应增加的倍数         放热反应增加的倍数。

温度下降,v         v           ,

吸热反应减少的倍数        放热反应减小的倍数。

2)对有气体参与的反应,加压时v         v           ,

气体体积之和大的一侧增加倍数         气体体积之和小

的一侧增加的倍数。降压时v         v           ,

气体体积之和大的一侧减小的倍数             气体体积

之和小的一侧减小的倍数。

3)浓度:反应物浓度增大,则v正急剧       

v逆逐渐              

4)催化剂可同等倍数地改变vv

【例4】一定条件下,可逆反应:N2+3H2      2NH3(正反应放热)达平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是                    (    )

A加催化剂,vv皆发生变化且变化的倍数相等

B加压,vv皆增大,且v增大倍数大于v增大倍数

C降温,v, v皆减小,且v减小倍数大于v减小倍数

D加入氢气,vv皆增大,且v增大倍数大于v增大倍数

四、勒夏特列原理

1、勒夏特列原理

2、勒夏特列原理的适用范围——所有动态平衡体系

1)可逆反应的化学平衡(2)弱电解质的电离平衡(3)难溶物的溶解平衡

【例4】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是                                

 A、氨水应密封保存存放置于低温处   B、在FeCl2的溶液中加入铁粉以防止氧化

   C、生成HNO3的过程中使用过量的空气以提高NO2的转化率

   D、实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2

感悟高考:09年北京)已知:H2(g)+I2(g)2HI(g)< 0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2I20.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是

A甲、乙提高相同温度   B甲中加入0.1 mol He,乙不变

C甲降低温度,乙不变    D甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2

作业

1、对平衡CO2gCO2aq) .H=-19.75kJ·mol1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是

A.升温增压 B.降温减压      C.升温减压 D.降温增压

2、对于已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是                                                                   

①生成物的体积分数一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;

④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速度;⑥使用了合适的催化剂。

A、①②            B、②⑤            C、③⑤              D、④⑥

3、在FeCl3溶液中滴加无色的KSCN溶液后,有以下可逆反应存在;

FeCl3+3KSCN      Fe(SCN)3+3KCl。已知Fe(SCN)3呈红色,则在该平衡体系中加入少量KCl晶体后(忽略溶液体积的变化),红色将                                                                       

A、变深             B、变浅           C、不变              D、无法确定

4、下列各反应达平衡后,降压或升温都能使化学平衡向正反应方向移动的是          

   A2NO2(g)      N2O4(g)H0        BC(s)+CO2(g)     2CO(g)H0

   CN2(g)+3H2(g)     2NH3(g)H0     DH2S(g)     H2(g)+S(s)H0

5、化学反应2X+Y     2Z达化学平衡时,根据以下条件选择正确的选项。

1)升高温度时,Z的量增加,此反应                                         

A、正反应是放热反应                   B、正反应是吸热反应

C、没有显著的热量变化                 D、原化学平衡没有发生移动

2)如果XYZ都是气体,达到平衡时减小压强,那么                      

A、平衡不移动   B、平衡向正反应方向移动C、平衡向逆反应方向移动  DZ的浓度会增大

3)如果已知Y是气体,增大压强时,化学平衡向逆反应方向移动,那么          

AX是气体,Z是固体                 BXYZ都是气体

CXZ都是固体                      DX是固体,Z是气体

6、下列反应在密闭容器中达到平衡后,升高温度可以使混合气体的平均相对分子质量减小的是

AH2(g)+Br2(g)     2HBr(g)H0    BN2(g)+3H2(g)     2NH3(g) H0

 CN2O4(g)     2NO2(g) H0 D4NH3(g)+5O2(g)     4NO(g)+6H2O(g) H0

化学平衡常数及化学平衡计算(两课时)

考试说明

1、理解化学平衡常数的含义,

2、能用化学平衡常数计算反应物的转化率。

一、化学平衡常数

 化学平衡常数的理解

1、化学平衡常数定义:                                                       

2、平衡常数的数学表达式及单位:

如对于达到平衡的一般可逆反应:aA + bB  pC + qD反应物和生成物平衡浓度表示为C(A) 、 C (B)、C(C) 、C(D) 

化学平衡常数:K=                                

[思考与交流] K值的大小说明了什么? 化学平衡常数与哪些因素有关?

3、K值的大小意义:

4、影响化学平衡常数的因素:

化学平衡常数的应用及计算

1利用平衡常数解释浓度改变对化学平衡的影响。

【例1】A 、B、 C、D为四种易溶物质,它们在稀溶液中建立如下平衡:A+2B+H2OC+D。当加水稀释时,平衡向        (填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是              

                                                                            2利用平衡常数解释压强改变对化学平衡的影响

【例2】在密闭容器中进行的如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。SO2的起始浓度是0.4mol/l, O2的起始浓度是1mol/l,当SO2的转化率为80%时,反应达到平衡状态.

(1)求反应的平衡常数

(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍,平衡将如何移动?

(3)若将平衡时反应混合物的压强减少1倍,平衡将如何移动?

(4)平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体Ar,使体系总压变为原来的3倍,平衡又将如何移动?

3利用平衡常数判断反应的热效应和比较反应速率及求解转化率

(1)若升高温度,K值增大,则正反应为      热反应

(2)若升高温度,K值减小,则正反应为      热反应

【例3】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:其化学平衡常数K与温度t的关系如下:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

请回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数K =                  

(2)该反应为         反应。(填“吸热”或“放热”)

(3)800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO) =0.01mol/L, c(H2O) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L ,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率      (填"大""小"或"不能确定")

(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的转化率为        , H2的转化率为        .

二、化学平衡的相关计算:

1、计算步骤:建立模式、确定关系、依据题意、列出方程。

例如以下反应:mA(g)+nB(g)     pC(g)+qD(g),令AB起始物质的量分别为amolbmol,达到平衡后,A的物质的量变化为mxmol

mA(g) + nB(g)       pC(g) + qD(g)

起始量(mol):

变化量(mol):

平衡量(mol):

2、计算类型

1)、转化率的计算:2)、各组分的体积分数或物质的量分数的计算:

3)、气体平均相对分子质量(或平均摩尔质量)的计算:

3、计算方法(三步曲):一般三步曲与差量法,常用关系与定律(阿氏定律及推论)

【例4】3L的密闭容器中,1mol N23mol H2在一定条件下反应,2s后反应达到平衡,测得平衡混合气为3.4mol。下列计算结果正确的是         (    )         

   A、混合气体物质的量之比为n(N2)n(H2)n(NH3)=132

   BN2的转化率为30%

   CNH3的体积分数为15%

   D2s内用H2的浓度变化表示的平均反应速率为1.5mol·L1·s1

感悟高考:109年海南)25℃时,密闭容器中XYZ三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:下列说法错误的是:

A反应达到平衡时,X的转化率为50

B反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600

C增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大

D改变温度可以改变此反应的平衡常数

2、恒温下,将a mol N2b mol H2的混合气体通入一个容积固定的密闭容器中发生如下反应: N2(g)+3H2(g)      2NH3(g)

1)若反应进行到某一时刻t时,n(N2)=13moln(NH3)=6mol,则a=             

2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的体积分数为25%,计算平衡时NH3的物质的量                   

3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n()n()=               

4)原混合气体中,ab=                

5)达到平衡时,N2H2的转化率之比为:α(N2)∶α(H2)=                

6)平衡混合气体中,n(N2)n(H2)n(NH3)=                          

3.反应2A(g)+B(g)3C(g),起始时按5∶2的体积比把AB两气体混合后,充入一体积不变的密闭容器中,在恒定温度下使之反应,达平衡时混合气体中C的体积分数为60%,求:

1AB的转化率。

2)平衡时混合气体的平均相对分子质量〔设A的相对分子质量为Mr(A)B的相对分子质量为MrB)〕。

3)平衡时压强与起始时相比,有何变化?