【同步教育信息】
一.教学内容:
第二节:化学平衡
教学要求:
1. 了解化学反应可逆性,理解化学平衡的涵义
2. 掌握化学平衡和反应速率之间联系。
3. 掌握平衡常数及其应用
二. 重点、难点:
化学平衡状态的判定
知识分析:
1. 化学平衡达到的标志:
以为例
(1)速率:
(2)各物质百分含量保持不变
(3)混和气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。
(4)各物质的浓度不随时间的改变而改变。
(5)各物质的物质的量不随时间的改变而改变。
(6)各气体的分压:各气体的体积不随时间的改变而改变。
2. 化学平衡的特征:
动:化学平衡是一个动态平衡
定:达平衡时各组分百分含量固定不变。
变:当外界条件改变时,正逆速率不再相等,原平衡被破坏。
3. 平衡常数:
对一般反应:
说明:
1. 平衡常数与反应过程无关。
2. 平衡常数中各物质浓度均为平衡浓度。
3. 平衡常数与反应方程式的书写有关。
【典型例题】
例1. 在一定温度下,可逆反应达到平衡的标志是( )
A. 单位时间生成,同时生成
B. 容器内的总压强不随时间变化
C. 单位时间生成的AB,同时生成的
D. 单位时间生成,同时生成的
解析:相等是化学平衡的根本标志。在本题的可逆反应里,在单位时间里当有的(或)生成的同时有生成,说明相等,该可逆反应达到化学平衡状态。按照这个标准,选项A不正确。可逆反应前后气体总体积不变,无论是否达到平衡,容器内的总压强不会随时间有所变化,故B不对,选项D只表示单一方向,不存在平衡,所以D不对。
答:C。
例2. 在一个固定体积的密闭容器中,加入和发生反应:达到平衡时,C的浓度为。若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为的是( )
A. B.
C. D.
解析:在维持容积和温度不变的条件下,把下列四种投料中的C和D的物质的量,按照方程式的关系,全部转化成A和B,再加上原有的A和B的物质的量,总共能得到,则符合题意应选D。
答:D。
例3. 在密闭容器中进行如下反应:
请按下表所示回答:
温度
200℃
300℃
400℃
平衡常数
K1
K2
K3
(1)此反应的平衡常数的表达式为______________。
(2)表中最大的平衡常数是___________________。
(3)当反应在200℃时达到平衡,如增加的量,值_________(填增大、减小、不变)。
解答:(1)
(2)该反应正反应是放热反应,温度高,的浓度降低,温度低,的浓度大,故表中最大的平衡常数为
(3)增加的量,平衡常数不变。
例4. 合成氨的反应:
在某温度时K=0.4,下列情况反应向哪个方向进行?
(1)和的浓度均为,浓度为。
(2)的浓度均为的浓度为。
解析:该反应的平衡常数表达式为:
将有关浓度代入表达式计算其值,将该值与比较,判断反应方向。
答:(1),所以反应向逆反应方向进行。
(2),所以反应向正反应方向进行。
【模拟试题】
一. 选择题:
1. (4分)可逆反应反应过程中其它条件不变时C的百分含量C%与温度(T)和压强(P)如下图,下列叙述正确的是( )
A. 达到平衡后,使用催化剂,C%将增大
B. 达到平衡后,若升高温度、化学平衡向逆反应方向移动
C. 方程式中
D. 达到平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
2. (4分)在固定容积的密闭容器中,A和B发生下列反应:,在一定条件下达到平衡。若升高温度,则达平衡后混合气体的( )
A. 平均分子量增大
B. 平均分子量减小
C. 密度增大
D. 密度减小
3. (4分)可逆反应进行到时达到平衡,在时开始加热至一定温度后即停止加热并保持温度,时又建立新的平衡,下列图中能表达上述情况的是( )
4. (4分)常温常压下在带有可移动活塞的甲、乙容器(如图)里分别充有二氧化氮(内含的平衡)和空气,现分别进行下列两个实验:
(a)将两容器置于沸水中加热
(b)在活塞上都加2千克的砝码
在以上两情况下,甲和乙容器的体积大小的比较,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5. (4分)二氧化碳与红热的焦炭反应是吸热反应,在密闭容器中当上述反应达到平衡。下列有关改变条件后的说法中,正确的是( )
A. 改变压强对平衡没有影响
B. 增加压强、降低温度有利于平衡向正反应方向移动
C. 增加二氧化碳或增加焦炭都能使平衡向正反应方向移动
D. 降低压强,升高温度有利于平衡向正反应方向移动
6. (4分)下列条件改变,肯定能增大化学反应速度的是( )
(a)升高温度 (b)加大压强 (c)增大反应物浓度(d)降低生成物浓度
A. 只有(a) B. 只有(a)(b)(c)
C. 只有(a)(c) D. (a)(b)(c)(d)
7. (4分)向平衡体系中导入空气,则平衡( )
A. 向正反应方向移动 B. 不移动
C. 向逆反应方向移动 D. 无法确定
8. (4分)下列说法错误的是( )
A. 对于平衡体系,如果将反应物和生成物的浓度都减少到原来的,则体系的压强变为原来的
B. 在平衡体系中,充入少量NO气体,平衡会向逆反应方向移动
C. 在平衡体系中,若按1:3:2的体积比往容器中通入,平衡一定不发生移动
D. 向平衡体系中,充入定量氦气(),若保持温度、压强不变,则平衡向左移动
9. (4分)在密闭容器里有可逆反应:处于平衡状态(已知),则下列说法正确的是( )
(a)升高温度时,的比值减小
(b)降温时,体系内混合气体的平均分子量减小
(c)加入B,A的转化率变大
(d)加入催化剂,气体的总的物质的量不变
(e)充入C,则A、B的物质的量增大
A. (c)(d) B. (a)(b)(e)
C. (b)(c)(e) D. 全部
10. (4分)氯化铜的水溶液为淡蓝色,当加入浓盐酸后,溶液就变成黄绿色,这种颜色变化是由下列可逆反应造成的:
下列方法中能使溶液变成淡蓝色的是( )
(a)加蒸馏水 (b)加 (c)加溶液
A. (a) B. (b) C. (a)(b) D. (a)(c)
二.填空题:
1. (8分)
已知有可逆反应,今有两体积相等的密闭容器,在A中充有0.5摩和摩(气)。B中充入2摩HI,在相同的温度下均达到平衡:
(a)A中压强是B的_______。A中HI浓度是B的_________,反应速度A_______B
(b)将A的温度升高,_______,_________混和气体颜色________,转化率________混和气体平均分子量_________(变大、不变或变小)
(c)将B容器体积压缩,混和气体颜色_______,HI分解率______,_____,_________。
2. (8分)在2Z(气)的可逆反应中,反应时间(t)与Z在总的物质中的百分含量(Z%)的关系如图中曲线所示,两条曲线分别表示200℃和400℃的情况。
(1)反应开始一段时间中,曲线________表示的反应速度较大。
(2)______曲线反映到达化学平衡所需的时间较短。
(3)曲线_______是表示反应温度是200℃。
(4)X(气)+Y(气)2Z(气)的正反应是_______(吸热、放热)反应。
3. (8分)有甲乙两个容积相同的反应器,在甲容器中加入10克X和10克Y,乙容器中加入20克X和20克Y。分别密闭后加热到相同温度使之反应。
(1)若发生的反应是2X(气)+Y(气)2Z(气)则反应速度是_____(大于、小于或等于,下同),达到平衡时X的转化率是甲________乙,Z在平衡体系中体积百分含量是甲________乙。
(2)若发生的反应是X(气)+Y(气)2Z(气),则反应速度是______,达到平衡时X的转化率是甲___________乙,Z在平衡体系中体积百分含量是甲_________乙。
(3)若发生的反应是X(气)+Y(固)2Z(气),则反应速度是_______,达到平衡时X的转化率是甲________乙,Z在平衡体系中体积百分含量是甲________乙。
4. (8分)如图是三个同一逆反应A(气)+B(气)C(气)+Q(Q>0)在不同条件下,生成物C在反应混和物中的体积百分含量(C%)和反应时间(t)的关系曲线。
(1)______图代表不同压强下反应进行的情况,图中的_______曲线(a、b)代表在较大压强时的反应。
(2)_____图代表不同温度下反应进行的情况,图中的_______曲线代表在较高温度时的反应。
(3)_______图中两条曲线的反应条件变化不是单一的。
5. (8分)可逆反应2C在一定条件下达成平衡。
(1)升高温度,正反应速度________;逆反应速度________;测得体系中C的浓度增大,说明平衡向_______方向移动,正反应是_________(吸热、放热)反应。
(2)在平衡体系中加入催化剂,正反应速度________,逆反应速度______,平衡_______移动。
(3)增加压强,气体A的平衡浓度增大,则C为_______态(气、固、液),B为________态。
三. 计算题:
1. (10分)在一定温度、压强和有催化剂存在条件下,将和按1:3的体积比混合,当反应达平衡时,混合气中含有的,且的体积分数量为,求起始时的物质的量各是多少?
2. (10分)
反应(气)在一定条件下达到平衡。的起始浓度为,平衡时的转化率为25%,的起始浓度为。(1)求平衡时反应混合物中各组分的体积百分含量;(2)若将起始浓度加大至,起始浓度不变,平衡时测定的浓度为,求和的转化率分别为多少?
【试题答案】
一. 选择题:
1. (4分)B 2. (4分)AC 3. (4分)AB 4. (4分)B
5. (4分)D 6. (4分)C 7. (4分)A 8. (4分)AC
9. (4分)D 10. (4分)C
二. 填空题:
1. (8分)
(a)、小于
(b)增大、增大、变深、变小、不变
(c)变深、不变、增大、增大
2. (8分)
(1)F (2)F (3)E (4)放热
3. (8分)
(1)小于 小于 小于
(2)小于 等于 等于
(3)小于 大于 大于
4. (8分)
(1)丙;a (2)乙;b (3)甲
5. (8分)
(1)增大 增大 正反应 吸热
(2)增大 增大 不移动
(3)气 固或液
三. 计算题:
1. (10分)
设起始状态为,则为
起始物质的量(mol) x 3x 0
平衡物质的量(mol) m
由题给条件知
答:起始时为。
2. (10分)
(1)设的平衡浓度为,转化浓度为,转化浓度为
起始物质的量浓度(mol/L) 0.08 0.02 0
平衡物质的量浓度(mol/L)0.08-x 0.02- x
由,得,若容积为1L,平衡混合物中总物质的量则为0.09mol,其中0.06mol,占66.7%, 0.01mol与11.1%,占22.2%。
(2)
起始物质的量浓度(mol/L)0.08 0.04 0
平衡物质的量浓度(mol/L)0.028 -
此时
转化率
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