高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率(课件学案教案习题)(打包18套)鲁科版选修4

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名称 高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率(课件学案教案习题)(打包18套)鲁科版选修4
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2017-09-27 21:29:46

文档简介

2-2-1
化学平衡常数
1.下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中,正确的是(  )
A.与该反应的压强有关
B.与反应的温度有关,还与反应本身有关
C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
【答案】 B
【解析】 K与反应温度有关,表达式与方程式的书写有关,但与起始浓度、压强无关。故答案B。
2.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是(  )
A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成
B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大
C.温度越高,K一定越大
D.如果m+n=p,则K=1
【答案】A
【解析】K越大,该反应正向进行的程度越大,越有利于C的生成,A正确;对于一个确定的化学反应,K
只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B错误;因该反应的热效应不确定,故C项错误;K=,故由m+n=p,无法判断K的大小。故答案A。
3.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列达到平衡状态的标志是
(  )
A.达到化学平衡时4v正(O2)=5v逆(NO)
B.单位时间内生成4
mol
NO的同时,消耗4
mol
NH3
C.NH3、O2、NO、H2O的物质的量之比满足4∶5∶4∶6
D.单位时间里生成4
mol
NO的同时生成6
mol
H2O
【答案】A
【解析】A项表示的反应不同向,且速率比等于方程式中的化学计量数之比,故判断为平衡状态;B、D两项表示的化学反应是同向的;C项,反应中各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比,不一定是平衡状态。故答案A。
4.当把晶体N2O4放入密闭容器中气化,并建立了N2O4(g)2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入若干N2O4气体,待反应达到新的平衡时,则新平衡与旧平衡相比,其值(  )
A.变大
B.不变
C.变小
D.无法确定
【答案】B
【解析】温度不变,K不变。故答案B。
5.将4
mol
SO2与2
mol
O2放入4
L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为0.5
mol·L-1。则此条件下的平衡常数K(单位为L·mol-1)为(  )
A.4
B.0.25
C.0.4
D.0.2
【答案】A
【解析】
2SO2+O22SO3
初始物质的量(mol):
4
2
0
转化物质的量(mol):
2
1
2
平衡物质的量(mol):
2
1
2
平衡时各自的浓度[SO2]=0.5
mol·L-1,[O2]=0.25
mol·L-1,[SO3]=0.5
mol·L-1
K=
L·mol-1=4
L·mol-1。故答案A。
6.在淀粉 KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)
I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示:
t/℃
5
15
25
35
50
K/L·mol-1
1
100
841
689
533
409
下列说法正确的是(  )
A.反应I2(aq)+I-(aq)??I(aq)的ΔH>0
B.其他条件不变,升高温度,溶液中[I]减小
C.该反应的平衡常数表达式为K=
D.25
℃时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K小于689
【答案】B
【解析】根据题中的表提供的数据知温度升高,平衡常数减小,则平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应,ΔH<0,A错;其他条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,溶液中[I]减小,B对;该反应的平衡常数表达式为K=,C错;平衡常数只与温度有关,25
℃时,向溶液中加入少量KI固体,虽然平衡向正方向移动,但平衡常数不变,D错。故答案B。
6.某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是(  )
A.该反应为吸热反应
B.当反应达到平衡时,降低温度,平衡向逆反应方向移动
C.升高温度,平衡常数K增大
D.加入催化剂,反应速率增大,E1减小,E2减小,反应热不变
【答案】D
【解析】由图中的信息可知反应后能量降低,故为放热反应;降低温度,平衡向正反应方向移动;升高温度,平衡向逆反应方向移动,K减小,故A、B、C错误;加入催化剂,可以降低反应的活化能,故D正确。故答案D。
7.已知反应①:CO(g)+CuO(s)
CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+CuO(s)
Cu(s)+H2O(g)在某同一温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(  )
A.反应①的平衡常数K1=
B.反应③的平衡常数K=
C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
【答案】B
【解析】在书写平衡常数表达式时,纯固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;由于反应③=反应①-反应②,因此平衡常数K=,B正确;反应③中,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此ΔH<0,C错误;对于反应③,在恒温恒容下,增大压强,如充入惰性气体,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。故答案B。
8.
加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)
+O2(g),②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在2
L密闭容器中充入8
mol
N2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9
mol,N2O3为3.4
mol。则t℃时反应①的平衡常数为
(  )
A.10.7
mol·L-1
B.8.5
mol·L-1
C.9.6
mol·L-1
D.10.2
mol·L-1
【答案】B
【解析】设反应①中平衡时生成N2O3和O2的物质的量都是x,
N2O5(g)N2O3(g)+O2(g), N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
x
x
x
(x-3.4)
(x-3.4)
则x+(x-3.4)mol=9
mol,解得x=6.2
mol,所以平衡时[N2O5]==
0.9
mol·L-1,[N2O3]==1.7
mol·L-1,[O2]==4.5
mol·L-1,因此t℃时反应①的平衡常数K==8.5
mol·L-1,答案选B。
9.相同温度下,体积均为0.25
L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.6
kJ·mol-1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示:
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3

1
3
0
放出热量:23.15
kJ

0.9
2.7
0.2
放出热量:Q
下列叙述错误的是(  )
A.容器①、②中反应的平衡常数相等
B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为
C.容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15
kJ
D.若容器①的体积为0.5
L,则平衡时放出的热量小于23.15
kJ
【答案】C
【解析】对于给定反应,平衡常数只是温度的函数,温度相同,平衡常数相同,A正确;由①中放出的热量,可知参加反应的N2为0.25
mol,则有
    
N2(g)  +  3H2(g)
2NH3(g)
n(始)/mol
1
3
0
n(变)/mol
0.25
0.75
0.5
n(平)/mol
0.75
2.25
0.5
NH3的体积分数为=
因①和②建立的平衡为等效平衡,故B正确;②中N2转化了0.15
mol,放出的热量为92.6×0.15=13.89
kJ,C不正确;若容器①的体积为0.5
L,则体积增大,压强减小,平衡向逆反应方向移动,则平衡时放出的热量小于23.15
kJ,D正确。故答案D。
10.已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示),能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)。发生的反应如下:
HUrUr-+H+①
Ur-(aq)+Na+(aq)
NaUr(s)②
(1)关节炎大都是阴冷天气时发作,这说明反应②是__________(填“放热”或“吸热”)反应。简述你得出该结论的理由:_______________________________________________。
(2)当温度升高时,反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)写出反应②的平衡常数表达式K=____________________________。
【答案】(1)放热 阴冷天气易发病,说明温度降低,反应②平衡右移,有利于NaUr结晶,说明该反应为放热反应
(2)减小
(3)
【解析】(1)阴冷天气易发病,说明温度降低,利于生成NaUr晶体,说明该反应为放热反应。(2)升温,有利于平衡向着吸热方向移动,K值应减小。(3)NaUr是固体,不写入表达式中。
12.工业合成氨N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:
(1)该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点升高还是降低________,理由是________________________________________________________________________。
(2)该反应平衡常数表达式为K=________,当浓度商Q_____K(填“<”、“>”或“=”)时,反应向右进行。
(3)450
℃时该反应的平衡常数________(填“<”、“>”或“=”)500
℃时的平衡常数。
【答案】(1)降低 催化剂能降低反应活化能
(2) < (3)>
【解析】
(1)催化剂能降低反应的活化能。(2)反应向右进行,说明Q℃时反应正向进行的程度大,即450
℃对应的平衡常数K大。
11.某温度下,在一密闭容器中充入一定量CO2,并加入足量铁粉,发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示:
(1)0~8
min,v(CO)=__________mol·L-1·min-1。
(2)下列措施中,能够改变平衡时的比值的是______(填字母序号)。
A.温度
B.铁粉的量(足量)
C.压强
D.CO的量
(3)已知:反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表:
温度/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1
173
2.15
1.67
根据表中数据,计算反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的K。
①温度为973
K时:K=
________________________________________________________________________;
②温度为1
173
K时:K=
________________________________________________________________________;
③反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)是________(填“吸热”或“放热”)反应。
【答案】(1)0.062
5 (2)A (3)①0.62 ②1.29 ③吸热
【解析】
(1)v(CO)===0.062
5
mol·L-1·min-1。
(2)本题容易错选D。其实是该反应的平衡常数表达式,而平衡常数只受温度影响,故只能选A。
(3)Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)
,平衡常数K1=;
Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)
,平衡常数K2=;
而CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
平衡常数K=,则K=,故973
K时:K==≈0.62;1
173
K时:K=≈1.29;随着温度的升高,K增大,说明该反应为吸热反应。
12.(10分)(2016·文昌高二检测)煤化工中常需要研究不同温度下的化学平衡常数、投料比及产率等问题。已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1
000
平衡常数K
10
9
1
0.6
请回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,平衡________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)830℃时,在恒容密闭容器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有________(填字母序号)。
A
B
C
D
n(CO2)/mol
3
1
0
1
n(H2)/mol
2
1
0
2
n(CO)/mol
1
2
3
0.5
n(H2O)/mol
5
2
3
2
【答案】(1)放热 (2)逆向移动 (3)B、C 
【解析】(1)根据表格数据可知,反应温度越高化学平衡常数越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。(2)其他条件不变,升高温度平衡向吸热反应方向移动,即逆向移动。(3)830℃时,若Q化学反应的方向
1.对于化学反应方向的确定,下列说法正确的是(  )
A.在温度、压力一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压力一定时,放热的熵增加反应一定能自发进行
C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D.固体的溶解过程与焓变有关
【答案】AB
【解析】ΔH-TΔS<0,常温、常压下反应能自发进行,所以焓变和熵变是一定温度、压力下化学反应能否自发进行的复合判据,所以A正确,C不正确。放热反应的焓变小于零,熵增加反应熵变大于零,都对ΔH-TΔS<0作出贡献。显然,放热的熵增加反应一定能自发进行,所以B正确。固体的溶解过程,体系的混乱度增大,它是熵增加的过程,所以D不正确。故答案AB。
2.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是(  )
A.所有的放热反应都是自发进行的
B.所有的自发反应都是放热的
C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D.焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
【答案】C
【解析】多数能自发进行的反应都是放热反应,并不是所有自发进行的反应都是放热反应,既然说“多数”,必定存在特例,所以只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素,但不是唯一因素”。
3.对下列过程的熵变的判断不正确的是(  )
A.溶解少量食盐于水中:ΔS>0
B.纯碳和氧气反应生成CO(g):ΔS>0
C.水蒸气变成液态水:ΔS>0
D.CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g):ΔS>0
【答案】C
【解析】水蒸气变成液态水是熵减小的过程。故答案C。
4.298
K和1.00×105
Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=56.7
kJ·mol-1自发进行的原因是(  )
A.是吸热反应
B.是放热反应
C.是熵减小的反应
D.熵增大效应大于能量效应
【答案】D
【解析】该反应是吸热反应,根据焓判据知该反应是不能自发进行的,说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应,并且熵增效应大于能量效应。故答案D。
5.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),在298
K、100
kPa下,ΔH=-113
kJ·
mol-1,ΔS=-145

mol-1·K-1。下列说法中错误的是(  )
A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件
C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
【答案】B
【解析】此反应是放热反应,所以A正确;常温下,若ΔH-TΔS<0,反应可以自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应速率,所以B不正确,C正确;NO、CO都可和血红蛋白结合而使人中毒,D正确。故答案B。
6.下列关于化学反应的自发性叙述正确的是(  )
A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的
B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的
C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的
D.熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的
【答案】A
【解析】判据式为ΔH-TΔS
当ΔH>0,ΔS>0时,不能判断ΔH-TΔS的正负,与T有关。
当ΔH>0,ΔS<0时,ΔH-TΔS>0,非自发反应。
当ΔH<0,ΔS>0时,ΔH-TΔS<0,一定是自发反应。
④ 当ΔH<0,ΔS<0时,不能判断ΔH-TΔS的正负,与T有关。故答案A。
7.已知在等温等压条件下,化学反应方向的判据为
ΔH-TΔS<0 反应能正向自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
某反应A===D+E ΔH-TΔS=(-4
500+11T)
J·mol-1,要防止反应发生,温度必须(  )
A.高于409
K
B.低于136
K
C.高于136
K而低于409
K
D.低于409
K
【答案】A
【解析】要防止反应发生需满足ΔH-TΔS>0的条件,解不等式得T>409
K,故A正确。
8.已知反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法中正确的是(  )
A.低温下能自发进行
B.高温下能自发进行
C.低温下不能自发进行,高温下能自发进行
D.任何温度下都不能自发进行
【答案】D
【解析】因为ΔH>0,ΔS<0,T>0,故ΔH-TΔS>0,此反应为非自发进行的反应。
9.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)??cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)
与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是(  )
A.ΔH<0 ΔS>0
B.ΔH>0 ΔS<0
C.ΔH>0 ΔS>0
D.ΔH<0 ΔS<0
【答案】A
【解析】当T不变时,压强越大,C%越低,说明加压平衡左移,则m+n0;当压强不变时,温度越高,C%越低,说明升温,平衡左移,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,ΔH<0。
10.在图Ⅰ中A、B两容器里,分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开,如图Ⅱ,两种气体分子立即都占据了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是(  )
理想气体的自发混合
A.此过程是从混乱程度小的状态向混乱程度大的状态的变化过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程是自发可逆的
D.此过程从有序到无序,混乱度增大
【答案】C
【解析】气体扩散过程是熵增加的过程,A、D正确;该过程不伴随能量变化,B正确;两种气体混合后,不会再自发地分开,所以逆过程不能自发进行,C错误。故答案C。
11.灰锡结构松散,不能用于制造器皿;而白锡结构坚固,可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在273
K、100
kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用(  )
(已知在273
K、100
kPa条件下白锡转化为灰锡的反应,其焓变和熵变分别为ΔH=-2
180.9
J·mol-1,ΔS=-6.61
J·mol-1·K-1)
A.会变
B.不会变
C.不能确定
D.升高温度才会变
【答案】A
【解析】在等温等压条件下,自发反应总是向着ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。在273
K、100
kPa条件下,白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应白锡―→灰锡ΔH-TΔS的问题。ΔH-TΔS=-2
180.9
J·mol-1-273
K×(-6.61
J·mol-1·K-1)=-376.37
J·mol-1<0,因此在此温度和压强下白锡会变为灰锡。故答案A。
12.某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质,所查资料信息如下:
①酸性:H2SO4>H2SeO4>H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难,碲与氢气不能直接化合
③由某元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图所示。
请回答下列问题:
(1)H2与S化合的反应________热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS>0,请解释为什么Te和H2不能直接化合:
________________________________________________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素的非金属性强于硒元素的是________(填序号)。
【答案】(1)放出 (2)因为化合时ΔH>0,ΔS<0,ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行
(3)①②③
【解析】(1)由图示可知H2与硫化合的反应ΔH<0,故为放热反应。
(2)由图示可知H2与Te化合的反应ΔH>0,H2Te分解时ΔS>0,则化合生成H2Te的ΔS<0,即ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行。
13.工业上用赤铁矿生产铁,可以选择的还原剂有C和H2。根据所学知识判断:哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低?
已知:Fe2O3(s)+C(s)===2Fe(s)+CO2(g)
ΔH=233.8
kJ·mol-1,ΔS=0.279
kJ·mol-1·K-1
Fe2O3(s)+3H2(g)===2Fe(s)+3H2O(g)
ΔH=98
kJ·mol-1,ΔS=0.144
2
kJ·mol-1·K-1
【答案】用H2作还原剂时反应自发进行的温度较低。
【解析】根据ΔH-TΔS=0为平衡状态,ΔH-TΔS<0为自发状态,故T>时该反应能自发进行。用C作还原剂时T1>=≈838.0
K;用H2作还原剂时T2>=≈679.6
K。故用H2作还原剂时,反应自发进行的温度较低。2-2-1
化学平衡常数
【学习目标】
1.理解化学平衡常数的含义,能根据化学反应书写化学平衡常数表达式
2.了解化学平衡常数的影响因素。
3.能根据化学平衡常数表示的意义,判断反应进行的程度和方向。
【学习重难点】
学习重点:化学平衡常数的含义及应用
学习难点:化学平衡常数的含义及应用
【自主预习】
1.化学平衡状态的概念:如果外界条件(


等)不发生改变,当
反应进行到一定程度时,

相等,反应物的浓度与生成物的
不再改变,达到一种表面静止的状态,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。化学平衡研究的对象是

2.化学平衡状态的特征:
(1)等:v正
v逆
0。
(2)动:化学平衡状态是一种
平衡。达到平衡状态时,反应并没有停止,这时正反应和逆反应都依然在进行。
(3)定:反应物的浓度和生成物的浓度

(4)变:外界条件(


等)一旦改变,化学平衡状态就会被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡。
3.一定温度下,在10
L密闭容器中加入5
mol
SO2和3
mol
O2,当反应达到平衡时,有3
mol
SO2发生了反应,则:
(1)生成了________mol
SO3。
(2)平衡时容器内气体的总物质的量为________。
(3)平衡时SO2的浓度是__________,O2的浓度是________________________________,
SO3的浓度是__________。
【预习检测】
1.关于化学平衡常数的叙述正确的是(  )
A.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数
B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变
C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.浓度商Q2.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是(  )
A.K与反应的压强有关
B.K与反应物的浓度有关
C.K与生成物的浓度有关
D.K与温度有关
合作探究
探究活动一:化学平衡常数的概念及其表达式
1.二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应:2NO2(g)N2O4(g),在298
K,如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应,平衡后得到以下实验数据。
(1)请根据表中已知数据填写空格:
起始浓度/mol·L-1
平衡浓度/mol·L-1
平衡浓度关系
c(NO2)
c(N2O4)
[NO2]
[N2O4]
2.00×10-2
0
6.32×10-3
6.84×10-3
3.00×10-2
0
8.00×10-3
1.10×10-2
0
2.00×10-2
9.46×10-3
1.52×10-2
0
0.100
2.28×10-2
8.86×10-2
(2)化学平衡常数
①概念:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,
的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数,用K表示)。
②表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当在一定温度下达到平衡时,K=。
2.下表为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数与温度的关系
T/K
373
473
573
673
773
K
(mol-2·L2)
3.35×109
1.00×107
2.45×105
1.88×104
2.99×103
由上表数据分析可知:
(1)温度升高,K值减小,则正反应为
反应(填“吸热”或“放热”,下同)。
(2)温度升高,K值增大,则正反应为
反应。
[归纳总结]
使用平衡常数应注意的问题
(1)化学平衡常数只与
有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)在平衡常数表达式中,水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写。
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) K=;
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g) K=。
(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
例如:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数为K1,N2(g)+H2(g)
NH3(g)的平衡常数为K2,NH3(g)
N2(g)+H2(g)的平衡常数为K3;
写出K1和K2的关系式:

写出K2和K3的关系式:

写出K1和K3的关系式:

【学以致用】
1.下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中,正确的是(  )
A.与该反应的压强有关
B.与反应的温度有关,还与反应本身有关
C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响
D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
2.高温下,某反应达到平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是(  )
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2
3.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃
1
000
1
150
1
300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题:
该反应的平衡常数表达式K=__________,ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
探究活动二:化学平衡常数的意义及其应用
1.下表为298
K时,卤化氢生成反应的平衡常数:
化学方程式
平衡常数K
F2+H22HF
6.5×1095
Cl2+H22HCl
2.57×1033
Br2+H22HBr
1.91×1019
I2+H22HI
8.67×102
请比较表中K值的相对大小,说明平衡常数的意义:
(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的
(也叫
)。
K值越大,表示反应进行得越
,反应物转化率越

K值越小,表示反应进行得越
,反应物转化率越

(2)判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行:
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Q=,叫做该反应的浓度商。
Q进行
Q=K,反应处于
Q>K,反应向
进行
2.对反应N2(g)+O2(g)
2NO(g),若298
K时,K=1×10-30,保持温度不变,测得反应进行的某一时刻,N2、O2、NO浓度分别为10
mol·L-1、10
mol·L-1、1×10-5
mol·L-1,此时该反应
(填“已”或“未”)达到平衡状态,若要达到平衡,反应应向
反应方向进行(填“正”或“逆”)。
[归纳总结]
化学平衡常数的应用
(1)K值的大小可反映化学反应进行的

(2)比较Q和K的大小,可判断

(3)根据K值随温度变化规律,可判断可逆反应的

【学以致用】
4.恒温下,在容积为2
L的恒容密闭容器A中通入1
mol
N2与1
mol
H2的混合气体,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,一段时间后,达到平衡,若平衡时氢气的物质的量为0.4
mol。
(1)计算此温度时该反应的K值为__________。
(2)若降低A容器的温度,该反应K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若在此温度下,向另一容积为1
L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2
mol、1
mol、1
mol充入N2、H2、NH3,此时,该反应是否处于平衡状态______(填“是”或“否”),此时若没有达到平衡,反应应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
【学习小结】
【巩固练习】
1.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)
Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是(  )
A.K=
B.K=
C.增大c(H2O)或减小c(H2),会使该反应平衡常数减小
D.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
2.对于可逆反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K,下列条件的变化中,能使K发生变化的是(  )
A.将C(s)的表面积增大
B.增大体系的压强
C.升高体系的温度
D.使用合适的催化剂
3.汽车尾气净化中的一个反应如下:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g)
ΔH=-373.4
kJ·mol-1
在恒容的密闭容器中,反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是(  )
4.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K
和温度T的关系如下表所示:
T/℃
700
800
830
1
000
1
200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=____________。
(2)该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:[CO2]·[H2]=[CO]·[H2O],试判断此时的温度为________℃。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】1.
略;2.略;3.(1)3;(2)6.5mol;(3)0.2
mol·L-1
0.15
mol·L-1 0.3
mol·L-1
【预习检测】1.
C
2.
D
【合作探究】
探究活动一:
1.(1)
起始浓度/mol·L-1
平衡浓度/mol·L-1
平衡浓度关系
c(NO2)
c(N2O4)
[NO2]
[N2O4]
2.00×10-2
0
6.32×10-3
6.84×10-3
1.08
1.71×102
3.00×10-2
0
8.00×10-3
1.10×10-2
1.38
1.72×102
0
2.00×10-2
9.46×10-3
1.52×10-2
1.61
1.70×102
0
0.100
2.28×10-2
8.86×10-2
3.89
1.70×102
(2)生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积
2.(1)放热
(2)吸热
[归纳总结]
1.温度
3.
K1=K
;K2·K3=1;K1·K=1
【学以致用】1.
B
2.A
3.
 <
探究活动二
1.(1)程度,反应限度,完全,大,不完全,小;(2)正反应,平衡状态,逆反应方向
2.未,逆
[归纳总结](1)程度大小;(2)反应进行的方向;(3)反应热
【学以致用】
4.
(1)12.5
mol-2·L2 (2)增大 (3)否 正反应
【巩固练习】
1.
B
2.C
3.C
4.(1) (2)吸热 (3)BC (4)830(共24张PPT)
第2节
化学反应的方向
第3课时
——温度对化学平衡的影响
第二章
化学反应的方向、限度与速率
如图是二氧化氮在常温、热水、冰水中颜色变化的
情况,常温时是红棕色,加热时颜色变深,降温时
颜色变浅。
【思考】(1)为什么会出现这种现象呢?
(2)化学平衡受哪些因素的影响呢?
学习目标
会分析化学平衡的建立,会判断化学平衡移动的方向。
会判断化学反应是否处于平衡状态。
知道温度影响化学平衡移动的规律。
学习重点
温度对可逆反应的影响
学习难点
温度对可逆反应的影响
温故知新
2.化学平衡移动
某条件下化学
平衡状态Ⅰ
改变条件
Q=K
Q≠K
Q=K
化学平衡移动
平衡破坏
新条件下的新化学
平衡状态Ⅱ
化学平衡移动的方向
一段时间后
平衡正向移动或向右移动
若Q<K
若Q>K
平衡逆向移动或向左移动
v正=v逆
v正≠v逆  
v′正=v′逆
探究活动一
:化学平衡状态的判断依据与方法
难点解析
化学平衡状态的判断方法:
能否推出:正反应速率与逆
反应速率相等即
v正=v逆。
v正=v逆≠0
②③④
难点解析
反应混合物中各组分的含量保持不变
②④
化学平衡状态的判断方法:
能否推出:反应混合物中各组分的
含量保持不变
。(可变量达不变)
交流研讨
可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足),则就达到了化学平衡状态,否则就没达到。
化学平衡状态的判断
1.判断依据
(1)正反应速率与逆反应速率相等,v正=v逆
①对同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②对不同物质,速率之比等于方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
归纳总结
化学平衡状态的判断
2.判断方法
(1)对于纯气体反应,如mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g):
①若m+n≠p+q,恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。
归纳总结
(2)对于有固体或液体物质参与的反应,如aA(s)+bB(g)??cC(g)+dD(g):
①气体质量不变 达到平衡;
归纳总结
A
利用:v正=v逆
利用:可变量达不变
①单位时间内生成n
mol
O2的同时必消耗2n
mol
NO2,①能说明反应已达平衡;
②描述均是正方向,无法判断;③无论反应是否达平衡,均有此关系;
学以致用
当n=p+q时,压强是恒定量。
利用:可变量达不变
不能推出可变量达不变。
B
学以致用
探究活动二
:温度对化学平衡的影响
热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅
混合气体受热颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被冷却时颜色变浅,说明NO2浓度减小,即平衡向正反应方向移动
温度升高,平衡常数减小(平衡向吸热反应方向移动)
温度升高,平衡常数增大(平衡向吸热反应方向移动)
2.
根据下表中的数据,分析平衡常数大小与温度变化的关系,将其结论填入表中:
交流研讨
温度对化学平衡的影响
(2)温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的,K变是实质,ΔH是特征。
(1)温度升高,平衡向吸热反应方向移动;温度降低,平衡向放热反应方向移动。
反应类型
温度变化
K值变化
Q与K关系
平衡移动方向
放热
反应
升温
降温
吸热
反应
升温
降温
减小
Q>K
逆向移动
增大
Q正向移动
减小
Q>K
逆向移动
归纳总结
增大
Q正向移动
B
学以致用
吸热 
增大
 由表格中数据可知,温度越高
K
值越大,推知温度升高平衡向正反应方向移动,故此反应的正反应为吸热反应。
学以致用
归纳总结
C
HBr
?H2
Br2
解析
根据可逆反应的特征:反应物与生成物共存。
当堂检测

单位时间内生成
n
mol
H2(g)是逆反应,生成
n
mol
I2(g)也是逆反应,故无法判断反应是否达平衡。
当堂检测
D
当堂检测
变大
加深
正反应
当堂检测
d
bc
到达平衡时,各组分百分含量不变,所以b正确;这是一个不等体反应,压强不变,说明反应已达平衡,
c正确。
可逆反应表现为正、逆反应均在进行,随着正反应的进行,18O会存在于SO3中,随着逆反应的进行,18O又会存在于SO2中。
当堂检测
再长的路,一步步也能走完;再短的路,不迈开双脚也无法到达。(共21张PPT)
第1节
化学反应的方向
第二章
化学反应的方向、限度与速率
学习目标
1.了解自发过程和自发反应的主要特点。
2.
了解焓判据、熵判据的含义,会用焓变和熵变判断反应进行的方向。
学习重点
反应方向的判断
学习难点
反应方向的判断
AB
高能
低能
释放
有序
无序
温故知新
①④⑤
①③④⑤




常见的放热反应:
1.大多数化合反应。2
.燃烧反应。3
.中和反应。
4
.金属和酸的反应。5
.铝热反应。
温故知新
不用借助外力作用
自发
方向性
不能自发进行
探究活动一
:化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系
释放
放热


稳定

吸收



不稳定
不能

<
<

不能




2.化学反应进行的方向与熵变的关系
(1)熵的概念
自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述,熵的概念是表示体系的不规则或无序状态程度的物理量,其符号为S。熵值越大,体系的混乱度越大。
(2)影响熵大小的因素
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关,如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。
①同一条件下,不同的物质熵值不同。
(3)熵判据
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,即熵变(符号ΔS)大于零,这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时,就称为熵判据。
②当ΔS<0时,反应为熵减反应,在一定条件下不能自发进行。
①当ΔS>0时,反应为熵增反应,在一定条件下能自发进行。
交流研讨
如:2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=-39.35
J·mol-1·K-1,上述反应为熵减少的反应,但在一定条件下,该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。
(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
交流研讨
从能量角度(即焓变)看,化学反应有趋向于最低能量状态的倾向,而从熵变角度看,化学反应有呈现最大混乱度的倾向,在实际的化学变化中,ΔH与ΔS倾向有时会出现矛盾,因此,在分析一个具体化学反应自发进行的方向时,不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析,否则,可能会得出错误的结论。
归纳总结
C
学以致用
题目解析
I
C
只使用催化剂便可使尾气发生转化,故此反应能自发进行;因反应是气体物质的量减小的反应,故熵减小;因熵减小不利于反应自发,故自发进行的原因是反应放热。
学以致用
探究活动二
:焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向
(1)由焓判据知放热反应是易进行的;由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应,可能会出现相反的判断结果。
(2)复合判据是ΔH-TΔS
。即综合考虑了焓变和熵变对体系的影响,可用于化学反应自发进行的方向的判断。
(3)在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直到达平衡状态。
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS=-78.03
kJ·mol-1-298
K×494.4×10-3
kJ·mol-1·K-1≈-225.36
kJ·mol-1<0。
ΔH-TΔS=110.5
kJ·mol-1-298
K×(-89.36×10-3
kJ·mol-1·K-1)

137.13
kJ·mol-1>0。
ΔH-TΔS=-444.3
kJ·mol-1-298
K×(-280.1×10-3
kJ·mol-1·K)≈-360.83
kJ·mol-1<0

ΔH-TΔS=178.2
kJ·mol-1-298
K×169.6×10-3
kJ·mol-1·K-1

127.66
kJ·mol-1>0



不能
不能
(1)(3)
2.反应发生的条件有多种,ΔH-TΔS这个判据只能用于温度、压强一定条件下
的反应,不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
1.复合判据判断反应方向的有关规律
(1)若ΔH<0,ΔS>0,则反应一定能自发进行。
(2)若ΔH>0,ΔS<0,则反应一定不能自发进行。
(3)当ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0时,反应能否自发进行与温度有关,一般低温时焓变影响为主,高温时熵变影响为主。
3.反应的自发性只能判断方向性,反应能否实现,还要看具体的反应条件。
归纳总结
题目解析
B
有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行
应利用复合判据进行判断
使用催化剂只能降低反应的活化能,增大反应速率,不能改变反应的方向
学以致用
I
ΔH-TΔS=-69.7
kJ·mol-1<0,说明该反应在理论上是可行的,所以能用于
能 
该反应的
消除汽车尾气中的NO
解析 ΔH-TΔS=-113.0
kJ·mol-1-298
K×(-145.3×10-3
kJ·mol-1·
K-1)=-69.7
kJ·mol-1<0,故理论上该反应能自发进行。
学以致用
归纳总结
题目解析
反应能否自发进行,主要由自由能来决定,从公式ΔG=ΔH-TΔS可知ΔG<0(为负值)时,反应能自发进行。如果是吸热反应,ΔH为正值,ΔG的正负取决于TΔS的大小。
 C
当堂检测
题目解析
本题考查化学反应进行方向的判据,放热反应常常是容易进行的过程,吸热反应有些也是自发反应;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件。故选A。
A
当堂检测
题目解析
由①-②得C(石墨,s)
===C(金刚石,s) ΔH=1.9
kJ·mol-1,根据焓判据,则说明金刚石变成石墨是自发的,B正确;ΔH>0,说明石墨变成金刚石需吸收能量,则说明金刚石比石墨能量高,不稳定。
B
当堂检测
减小
解析 对同一种物质,由于S(g)>S(l)>S(s),故气体→液体→固体是熵减的变化,反之是熵增的变化。
减小
无明显变化
增大
当堂检测2-2-2
平衡转化率
1.在某温度下,反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是 (  )
A.温度不变,缩小体积,N2的转化率增大
B.温度不变,增大体积,NH3的产率提高
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,H2的转化率降低
【答案】A
【解析】本题主要考查温度对化学平衡的影响。题给反应是一个气体体积缩小的、放热的可逆反应。温度不变,缩小体积,平衡向气体体积缩小(正反应)方向移动,N2的转化率将增大,A正确;温度不变,增大体积,平衡向气体体积扩大(逆反应)方向移动,NH3的产率降低,B错误;升高温度,增大体积,均使平衡向逆反应方向移动,C错误;降低温度,体积不变,平衡向正反应方向移动,会提高H2的转化率,D错误。故答案A。
2.
催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2生成CH3OH和H2O的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-53.7
kJ·mol-1。下列有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施是 (  )
A.使用催化剂
B.增大CO2和H2的初始投料比
C.升高反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
【答案】D
【解析】对一固定的化学反应,使用催化剂不能影响化学平衡,即不改变转化率,故A项错误;增大CO2和H2的初始投料比,可以理解为增大CO2的浓度,降低H2的浓度,但CO2的转化率降低,H2的转化率升高,故B项错误;由于该反应为放热反应,因此升高反应温度,化学平衡左移从而降低转化率,故C项错误;投料比不变,增加反应物的浓度相当于增大压强,化学平衡右移,从而提高转化率,故D项正确。故答案D。
3.在容积为1
L的密闭容器中,加入5
mol
A物质,在一定条件下同时发生下列两个反应:(1)2A(g)2B(g)+C(g);(2)A(g)C(g)+D(g)。当达到平衡时,测得[A]=2.5
mol·L-1,[C]=2.0
mol·L-1。则下列说法中正确的是(  )
A.达到平衡时A的总转化率为40%
B.达到平衡时[B]为1.0
mol·L-1
C.达到平衡时[B]=2[D]
D.达到平衡时[D]=2[B]
【答案】B
【解析】设反应(1)有物质的量为a的A发生转化,反应(2)中有物质的量为b的A发生转化,则
 2A(g)2B(g)+C(g)
转化
a
a
A(g)C(g)+D(g)
转化
b
b
b
则由题意可知,5
mol-(a+b)=2.5
mol·L-1×1
L,即a+b=2.5
mol;+b=2.0
mol·L-1×1
L,即+b=2.0
mol,联立两式解得a=1.0
mol,b=1.5
mol。达平衡时A的总转化率=×100%=50%,故A不正确;[B]==1.0
mol·L-1,故B选项正确;[B]=1.0
mol·L-1,[D]==1.5
mol·L-1,故C、D选项均不正确。故答案B。
4.某温度下,将2
mol
A和3
mol
B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5
min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则(  )
A.a=3
B.a=2
C.B的转化率为40%
D.B的转化率为60%
【答案】C
【解析】温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A错误,B错误;设达平衡时,B的改变量为x
mol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)
mol、(3-x)
mol、x
mol、x
mol,设容器体积为1
L,则平衡常数K=1=x2/(2-x)(3-x),解得:x=1.2,B的转化率=1.2÷3=40%,所以C正确,D错误。故答案C。
5.
X、Y、Z为三种气体,把amol
X和bmol
Y充入容积为1
L的密闭容器中,发生反应X+2Y2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为 (  )
A.×100%     
B.×100%
C.×100%
D.×100%
【答案】B
【解析】设Y转化了xmol,
    X   +  2Y     2Z
始态:
amol
bmol
0
转化:
mol
xmol
xmol
平衡:
(a-)mol
(b-x)mol
xmol
据题意:(a-)mol+(b-x)mol=xmol
解得:x=
α(Y)=×100%=×100%,故选B。
6.
H2和CO2在高温下发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)
+H2O(g)。下表是986℃时,在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据:
编号
起始浓度/(mol·L-1)
平衡浓度/(mol·L-1)
c0(H2)
c0(CO2)
c0(H2O)
c0(CO)
[H2]
[CO2]
[H2O]
[CO]
1
1.0
1.0
0
0
0.44
0.44
0.56
0.56
2
1.0
2.0
0
0
0.27
1.27
0.73
0.73
3
0
0
2.0
2.0
0.88
0.88
1.12
1.12
4
2
4
6
8
3.44
5.44
4.56
6.56
下列叙述中正确的是 (  )
①该温度下反应的化学平衡常数约为1.62
②该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关
③增大CO2的起始浓度,可使CO2的转化率增大
④从反应开始至达到平衡状态,混合气体的密度没有发生改变
A.②③  B.①②③  C.①②④  D.①③
【答案】C
【解析】此温度下K=≈≈1.62,平衡常数K只是温度的函数,与起始浓度无关,故①②正确;增大CO2起始浓度,CO2转化率降低,③错误;反应体系中各物质均为气体,且容积不变,故自始至终密度不变,④正确。故答案C。
7.
X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近
(  )
A.33%   B.40%   C.50%   D.66%
【答案】D
【解析】根据题给信息,可设开始加入X和Y的物质的量为a,达到平衡时消耗X为b,则消耗Y为2b,生成Z为2b,则:
         X + 2Y  2Z
起始量
a
a
0
变化量
b
2b
2b
平衡时的量
a-b
a-2b
2b
由题意可知=,b=
Y的转化率为×100%≈66.7%,D正确。
8.某温度下,在一个2
L的密闭容器中,加入4
mol
A和2
mol
B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6
mol
C,则下列说法正确的是(  )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体,而物质C是固体,A错误;根据化学方程式可知,平衡时减少的B的物质的量是1.6
mol×0.5=0.8
mol,所以B的转化率为40%,B正确;增大压强时平衡右移,但平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,C错误;增加B后平衡右移,A的转化率增大,而B的转化率减小,D错误。故答案B。
9.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
(1)将2.0
mol
SO2和1.0
mol
O2置于10
L的密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10
MPa。该反应的平衡常数等于____________。
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)__________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)800
L·mol-1 (2)=
【解析】 (1)从图示可知,当p=0.10
MPa时,α=0.8。
K==
L·mol-1=800
L·mol-1。
(2)平衡状态由A变到B时,温度不变,平衡常数不变,故K(A)=K(B)。
10.(12分)(2016·成都高二检测)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g)化学平衡的影响,得到图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示转化率,φ表示体积分数)。分析图象,回答下列问题。
(1)在图象反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为    (填“放热”或“吸热”)反应,也是一个气体分子数    (填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是      。
(2)在图象反应Ⅱ中,T1    T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为    (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)在图象反应Ⅲ中,若T2(4)在图象反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应能否自发进行       。
【答案】(1)放热 减小 低温
;(2)< 放热 (3)吸热 (4)不能
【解析】(1)反应Ⅰ中,恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知,恒温时压强增大,α(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。
(2)反应Ⅱ中,T2温度下反应先达到平衡状态,说明T2>T1;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(3)反应Ⅲ中,同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,φ(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响,φ(C)又减小,出现题图所示的曲线。若T20。
(4)反应Ⅳ中,在恒温下压强对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应,反应过程中熵变很小,ΔS≈0,若T1>T2,恒压下温度越高,α(A)越大,说明升高温度平衡向右移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,则ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
11.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1
000
平衡常数K
10
9
1
0.6
试回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830
℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有______(选填字母)
投料
A
B
C
D
n(CO2)/mol
3
1
0
1
n(H2)/mol
2
1
0
1
n(CO)/mol
1
2
3
0.5
n(H2O)/mol
5
2
3
2
(4)在830
℃时,在2
L的密闭容器中加入4
mol
CO(g)和
6
mol
H2O(g)达到平衡时,CO的转化率是________。
【答案】(1)放热 (2)增大 增大 (3)BC (4)60%
【解析】(1)由表格可知,升温,化学平衡常数减小,故正反应为放热反应。
(2)升高温度,正、逆反应速率均增大;容器体积不变的情况下,升高温度,则容器内混合气体的压强增大。
(3)830
℃时,化学平衡常数为1,即若n(CO2)×n(H2)(4)830
℃时,化学平衡常数为1,
平衡常数K===1,解得x=1.2,则CO的转化率=×100%=60%。
12.联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.20
kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时,下列措施一定能提高NO2转化率的是________。(填字母序号)
A.减小NO2的浓度
B.降低温度
C.保持压强不变,充入N2
D.升高温度
(2)298
K时,1.00
g
N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14
kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。
(3)290
K、1.00×105
Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,[NO2]=0.030
0
mol·L-1、[N2O4]=0.012
0
mol·L-1。则反应2NO2(g)??N2O4(g)的平衡常数K=________。
(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00
L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(290
K、1.00×105
Pa),理论上至少需消耗Cu________g。
【答案】(1)B (2)-1
224.96 (3)13.3
L·mol-1
(4)1.73
g
【解析】(3)根据题意知平衡时:[N2O4]=0.012
0
mol·L-1、[NO2]=0.030
0
mol·L-1
K===13.3
L·mol-1
(4)由(3)可知,在290
K、1.00×105
Pa达到平衡时,1.00
L混合气体中:
n(N2O4)=[N2O4]×V=0.012
0
mol·L-1×1.00
L=0.012
0
mol
n(NO2)=[NO2]×V=0.030
0
mol·L-1×1.00
L=0.030
0
mol
则n(NO2)总=n(NO2)+2n(N2O4)=0.054
0
mol
由Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可得m(Cu)=×64
g·mol-1≈1.73
g。2-1
化学反应的方向
教学目标
知识与技能:
了解焓变、熵变与反应方向的关系;
能通过△H-T△S及给定的△S数据定量判断反应的方向。
过程与方法:
分别通过分析反应焓变与反应熵变与反应的方向,从而进一步了解影响因素以及各因素间的相互关联。
情感、态度与价值观:
在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理论研究的重要意义。
教学重点:
根据定量关系△H-T△S及给定数据判断反应方向
教学难点:
根据定量关系△H-T△S及给定数据判断反应方向
教学过程:
【导入】为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们提出通过2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)来处理,这一方案是否可行,反应物之间是否可以发生反应?你的依据是什么?
【板书】第一节
化学反应的方向
自发反应:
【教师】大家预习P35—P39,看看反应的自发性与哪些因素有关?
【学生】预习P35—P39(10分钟)
【教师】科学家根据自然界中能量有由高到低的自发性和混乱的程度有有序到无序的规律来研究化学反应……
【板书】一、反应焓变与反应方向
反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
一般的讲,放热反应容易自发进行。
【讲解】阅读P36并思考:NH4NO3(s)
、NaOH(s)、
NaC1(s)和蔗糖都能溶于水,它们的溶解过程与焓变有关吗?是什么因素决定它们的溶解能自发进行?固体溶解过程中的共同特点是:
【板书】二、反应熵变与反应方向
1.熵:描述体系混乱度的物理量
2.符号:S
单位:J mol-1 K-1
3.大小判据:
(1)物质的混乱度:体系混乱度越大,熵值越大;
(2)同一条件:不同物质的熵值不同;
(3)物质的存在状态:S(g)
>
S(l)
>
S(s)。
4.反应熵变
(1)符号:△S
(2)表达式:△S
=
S总和(生成物)

S总和(反应物)
(3)正负判断:
①气体体积增大的反应,△S>0,熵增加反应
②气体体积减小的反应,△S<0,熵减小反应
【过渡】那么决定反应方向的因素是什么呢?经许多化学家在研究大量的化学反应后得出化学反应的方向与反应的焓变及熵变都由关系。
【板书】三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
【板书】1.判据:△H-T△S
2.判据与反应的自发性:
<
0
反应自发
△H-T△S
=
0
达平衡状态
>
0
反应不能自发
3.适用判据应注意的问题:
(1)判断反应的自发性要结合△H和△S,利用△H-T△S
(2)条件是温度、压强一定条件下
(3)反应具有自发性,只能说明这个反应有进行的趋势,但这个反应到底能不能反应,那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。
【练习】阅读P38内容,填写:
化学反应变化
△H-T△S
能否自发
2KClO3(s)
==
2KCl(s)+3O2(g)
CO(g)
==
C(s,石墨)+1/2O2(g)
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)
==
4Fe(OH)3(s)
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)
==
CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)
【板书】恒T恒P下
△H
△S
△H-T△S
反应的自发性

+

一定自发
+

+
一定不能自发


低温—,高温+
低温自发
+
+
高温—,低温+
高温自发
【小结】
△S
一定自发进行
高温自发进行
△H
低温自发进行
一定不能自发进行
板书设计:
第二章
化学反应的方向、限度与速率
第一节
化学反应的方向
一、反应焓变与反应方向
反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。
一般的讲,放热反应容易自发进行。
二、反应熵变与反应方向
1.熵:
2.符号:
单位:
3.大小判据:
(1)物质的混乱度:
(2)同一条件:不同物质的熵值不同
(3)物质的存在状态:S(g)
>
S(l)
>
S(s)
4.反应熵变
(1)符号:
(2)表达式:
(3)正负判断:
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.判据:△H-T△S
2.判据与反应的自发性:
<
0
反应自发
△H-T△S
=
0
达平衡状态
>
0
反应不能自发
3.适用判据应注意的问题:
(1)判断反应的自发性要结合△H和△S,利用△H-T△S
(2)条件是温度、压强一定条件下
(3)反应具有自发性,只能说明这个反应有进行的趋势,但这个反应到底能不能反应,那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。
教学回顾:
通过本节课的学习,能够让学生了解焓变、熵变与反应方向的关系;并能通过△H-T△S及给定的△S数据定量判断反应的方向。
在学习的过程中,分别通过分析反应焓变与反应熵变与反应的方向,从而进一步了解影响因素以及各因素间的相互关联。并能在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理论研究的重要意义。2-2-2
平衡转化率
教学目标
知识与技能:
1.了解平衡转化率的含义。
2.学会平衡浓度的求算。
3.能根据化学平衡计算的方法思路,进行平衡常数、平衡转化率的计算。
过程与方法:
1.通过平衡转化率的计算,培养学生的计算能力。
2.通过对数据分析,培养学生分析、处理数据的能力,提高学生逻辑归纳能力。
情感、态度与价值观:
通过平衡转化率的计算,培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。
教学重点:
平衡转化率的含义及计算。
教学难点:
平衡转化率的计算。
教学过程:
【提问】浓度商Q和平衡常数K的关系是怎么影响反应的方向的?什么时候达到平衡状态?
【教师】观察下面两个表,想想影响K值大小的因素是什么?
【学生】观察、思考
表一:H
2(g)+I2
(g)
2HI
(g)
,△H<
0
温度(K)
序号
初始浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
c0(H2)
c0(I2)
c0(HI)
[H2]
[I2]
[HI]
698.6

0.01067
0.01196
0
0.001831
0.003129
0.01767
54.4928

0
0
0.01069
0.001141
0.001141
0.008410
54.3060
798.6

0.01135
0.00904
0
0.00456
0.00195
0.00859
8.2883

0
0
0.01655
0.00339
0.00339
0.00977
8.3013
表二:N2O4
(g)2NO2
(g)
△H>
0
无色
红棕色
温度(K)
初始浓度(mol/L
平衡浓度(mol/L)
K
c0(N2O4)
c0(NO2)
[N2O4]
[NO2]
298
0.050
0
0.02175
0.05650
0.1468
333
0.050
0
0.00488
0.0901
1.664
①请计算相应温度的平衡常数。
②分析表中数据,判断K值随温度的变化关系?
【板书】5.影响K的因素仅是温度,与压强、体积等其他因素无关
正向吸热反应,升高温度,K值增大;
正向放热反应,升高温度,K值减小。
【交流 研讨】

化学反应
K表达式
单位
1
1/2N2(g)
+
3/2
H2(g)
NH3(g)

2
N2(g)+
3
H2(g)
2NH3(g)

3
2NH3(g)
N2(g)
+
3
H2(g)

4
NH3 H2O(aq)
NH4+(aq)
+
OH—(aq)

5
FeO(s)
+
CO(g)
Fe(s)
+
CO(g)

6
AgCl(s)
Ag+(aq)
+
Cl-(aq)

【板书】6.K的书写:
(1)平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关
(2)对于给定的化学方程式,正逆反应的平衡常数互为倒数
(3)平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应
(4)固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中
(因其浓度为常数,可认为为“1”,带入表达式中,可消去。)
【教师】用平衡常数来表示化学反应的限度有时不够直观,因此在实际应用中,常用平衡转化率α来表示反应限度。对于aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),反应物A的平衡转化率可以表示为:
【板书】二、平衡转化率
α=
x100%=
x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下:
=
x100%
【例1】
【例2】主要要让学生知道“三步法”解题的格式和步骤。
【教师】还可以用产率β来表示,对于aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),产物C的产率可以表示为:
β=
x100%
=
x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下:
=
x100%
【交流研讨】P46表2-2-2
【结论】提高某种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,但却降低了该种反应物的转化率。实际中可以增大某种便宜的反应物的量从而达到提高较贵的反应物的转化率,获得更多产物的目的。
板书设计:
第二章
化学反应的方向、限度与速率
第二节
化学反应的限度
5.影响K的因素仅是温度,与压强、体积等其他因素无关
正向吸热反应,升高温度,K值增大;
正向放热反应,升高温度,K值减小。
6.K的书写:
(1)平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关
(2)对于给定的化学方程式,正逆反应的平衡常数互为倒数
(3)平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应
(4)固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中
二、平衡转化率
α=
x100%=
x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下:
=
x100%
β=
x100%
=
x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下:
=
x100%
教学回顾:
通过本节课的学习,学生能够了解平衡转化率的含义,学会平衡浓度的求算,并且能根据化学平衡计算的方法思路,进行平衡常数、平衡转化率的计算。通过平衡转化率的计算,培养学生的计算能力;通过对数据分析,培养学生分析、处理数据的能力,提高学生逻辑归纳能力。2-1
化学反应的方向
【学习目标】
1.了解焓变、熵变与反应方向的关系。
2.能综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
【学习重难点】
学习重点:综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
学习难点:综合运用焓变与熵变判断反应进行的方向。
【自主预习】
1.根据是否有外力作用,过程可分为自发过程和非自发过程。自发过程是在一定条件下,不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题:
(1)下列现象的发生,你认为是自发过程的是(
)
A.水由高处往低处流
B.气温升高冰雪融化
C.室温下,水自动结成冰
D.生锈的铁变光亮
(2)自发过程具有的特点
①体系趋向于从
状态转变为
状态(体系对外部做功或者
热量)。
②在密闭条件下,体系有从有序自发转变为无序的倾向。
2.有下列化学反应:①白磷自燃、②氯化氢分解、③煤燃烧、④钠与水反应、⑤酸碱中和反应,其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是
,属于放热反应的是

3.自发过程和自发反应
自发过程
自发反应
含义
在温度和压强一定的条件下,
就能自发进行的过程
在给定的一组条件下,可以
进行到显著程度的化学反应
特征
具有
,即反应的某个方向在一定条件下是自发的,而其逆方向在该条件下是肯定

举例
高山流水,自由落体运动
钢铁生锈
应用
(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池(2)非自发过程要想发生,必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2
【预习检测】
1.下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是(  )
A.化学反应的焓变与其反应的方向无关
B.化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C.反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D.焓变为负值的反应都能自发进行
2.下列说法中不正确的是(  )
A.体系有序性越高,熵值就越低     B.自发过程可以导致体系的熵增大
C.吸热反应不可以自发进行       D.同种物质气态时熵值最大
合作探究
探究活动一:化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系
1.化学反应进行的方向与焓变的关系
(1)根据下图,回答有关问题。
①图1表示的反应
能量,为
热反应,体系能量由

,趋向
,该过程一般
自发进行。
②图2表示的反应
能量,为
热反应,体系能量由

,趋向
,根据自发过程的特点,该反应一般
自发进行。
(2)分析下列反应进行的方向与ΔH之间的关系:
①NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),酸碱中和反应是
热反应,ΔH
0,常温下能自发进行。
②2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g),该反应是
热反应,ΔH
0,常温下能自发进行。
③NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH>0,该反应在常温下
自发进行。
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,该反应在常温下
自发进行,但在较高温度下
自发进行。
(3)自发反应与焓变的关系
多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有很多吸热反应能自发进行,因此,反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2.化学反应进行的方向与熵变的关系
(1)熵的概念
自发过程的体系趋向于由有序转变为
,体系的混乱度
。体系的混乱度常用熵来描述,熵的概念是表示体系的
程度的物理量,其符号为S。熵值越大,体系的
越大。
(2)影响熵大小的因素
①同一条件下,不同的物质熵值不同。
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关,如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。
(3)熵判据
在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵
,这个原理叫做
。在用熵变来判断反应进行的方向时,就称为熵判据。
①当ΔS>0时,反应为
反应,在一定条件下
自发进行。
②当ΔS<0时,反应为熵减反应,在一定条件下
自发进行。
(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一,但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如:2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔS=-39.35
J·mol-1·K-1,该反应为熵减小的反应,但在一定条件下,该反应也能自发进行,说明“熵判据”也具有一定的局限性。
[归纳总结]
从能量角度(即焓变)看,化学反应有趋向于最低能量状态的倾向,而从熵变角度看,化学反应呈现最大混乱度的倾向,在实际的化学变化中,ΔH与ΔS倾向有时会出现矛盾,因此,在分析一个具体化学反应自发进行的方向时,不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析,否则,可能会得出错误的结论。
【学以致用】
1.下列说法中正确的是(  )
A.凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发进行的反应
B.自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C.熵增加且放热的反应一定是自发反应
D.非自发反应在任何条件下都不能发生
2.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。由此可知,下列说法中正确的是(  )
A.该反应是熵增大的反应
B.该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂
C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D.该反应常温下能自发进行,因为正反应是吸热反应
探究活动二 焓变与熵变对反应方向的共同影响
1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向
(1)由焓判据知放热反应是易进行的;由熵判据知熵值增加有利于反应的自发进行。很多情况下用不同的判据判定同一个反应时,可能会出现相反的判断结果。
(2)复合判据是ΔH-TΔS。即综合考虑焓变和熵变对体系的影响,判断反应进行的方向。
(3)在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。
ΔH-TΔS<0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行
2.下列反应在常温常压下能自发进行的是________。
(1)2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)
ΔH=-78.03
kJ·mol-1 ΔS=494.4
J·mol-1·K-1
(2)CO(g)===C(s,石墨)+O2(g)
ΔH=110.5
kJ·mol-1 ΔS=-89.36
J·mol-1·K-1
(3)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3
kJ·mol-1 ΔS=-280.1
J·mol-1·K-1
(4)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH=178.2
kJ·mol-1 ΔS=169.6
J·mol-1·K-1
[归纳总结]
1.复合判据判断反应方向的有关规律
(1)若ΔH<0,ΔS>0,则反应一定能自发进行。
(2)若ΔH>0,ΔS<0,则反应一定不能自发进行。
(3)当ΔH>0,ΔS>0或ΔH<0,ΔS<0时,反应能否自发进行与温度有关,一般低温时焓变影响为主,高温时熵变影响为主。
2.反应发生的条件有多种,ΔH-TΔS这个判据只能用于温度、压强一定条件下的反应,不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。
3.反应的自发性只能判断方向性,反应能否实现,还要看具体的反应条件。
【学以致用】
3.下列自发反应可用焓判据来解释的是(  )
A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
ΔH=56.7
kJ·mol-1
B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)
ΔH=74.9
kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-572
kJ·mol-1
D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH=178.2
kJ·mol-1
【学习小结】
【巩固练习】
1.下列过程是非自发的是(  )
A.水由高处向低处流
B.天然气的燃烧
C.铁在潮湿的空气中生锈
D.室温下液态水结成冰
2.碳铵(NH4HCO3)在室温下就能自发地分解产生氨气,下列有关说法中正确的是(  )
A.碳铵分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大
B.碳铵分解是因为外界给予了能量
C.碳铵分解是吸热反应,根据焓判据,不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解
3.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5
kJ·mol-1
②C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-395.4
kJ·mol-1
关于金刚石和石墨的相互转化,下列说法正确的是(  )
A.石墨转化成金刚石是自发的过程
B.金刚石转化成石墨是自发的过程
C.石墨比金刚石能量高
D.金刚石比石墨稳定
4.判断下列反应的熵值的变化,在每小题后面的横线上填上“增大”、“减小”或“无明显变化”。
(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)____________________________________________。
(2)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)____________________________________________。
(3)(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g)__________________________________。
(4)Cu(s)+Cl2(g)CuCl2(s)__________________________________________。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】
1.(1)
AB
(2)
①高能,低能,释放
2.①④⑤,①③④⑤
3.
自发过程
自发反应
含义
在温度和压强一定的条件下,不用借助外力作用就能自发进行的过程
在给定的一组条件下,可以自发进行到显著程度的化学反应
特征
具有方向性,即反应的某个方向在一定条件下是自发的,而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的
举例
高山流水,自由落体运动
钢铁生锈
应用
(1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池(2)非自发过程要想发生,必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2
【预习检测】1.
C
2.
C
【合作探究】
探究活动一:
1.(1)
①释放,放,高,低,稳定,能;②吸收,吸,低,高,不稳定,不能
(2)①放,<;②放,<;③能;④不能,能
2.(1)无序,增大,不规则或无序状态,混乱度
(3)增大,熵增原理①熵增,能;②不能
【学以致用】1.
C
2.
C
探究活动二
2.
(1)(3)
【解析】
(1)ΔH-TΔS=-78.03
kJ·mol-1-298
K×494.4×10-3
kJ·mol-1·K-1≈-225.36
kJ·mol-1<0。常温常压下该反应能自发进行。
(2)ΔH-TΔS=110.5
kJ·mol-1-298
K×(-89.36×10-3
kJ·mol-1·K-1)≈137.13
kJ·mol-1>0。常温常压下该反应不能自发进行。
(3)ΔH-TΔS=-444.3
kJ·mol-1-298
K×(-280.1×10-3
kJ·mol-1·K-1)≈-360.83
kJ·mol-1<0。此时焓变对反应的方向起决定性作用,常温常压下该反应能自发进行。
(4)ΔH-TΔS=178.2
kJ·mol-1-298
K×169.6×10-3
kJ·mol-1·K-1≈127.7
kJ·mol-1>0。常温常压下该反应不能自发进行。
【学以致用】
3.
C
【巩固练习】
1.D
2.
A
3.
B
4.
(1)减小 (2)无明显变化 (3)增大 (4)减小2-2-4
浓度、压强对化学平衡的影响
教学目标
知识与技能:
1.
理解浓度、压强对化学平衡影响的规律。
2.
能根据勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向。
过程与方法:
通过实验探究,了解认识、解决问题的一般程序与方法。
情感、态度与价值观:
在学习、研究、解决问题的过程中,体验化学学习的乐趣。
教学重点:
浓度、压强对化学平衡影响的规律。
教学难点:
勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)的理解及应用。
教学过程:
【提问】温度是怎么影响化学平衡的?
【教师】这节课我们主要来看看浓度与压强对化学平衡的影响。
【教师】下面我们看看浓度对化学平衡的影响,我们看一下实验:
实验内容
实验现象
实验结论
1
向Fe3+
+
3SCN-
=
Fe(SCN)3这个平衡体系中加入少量的KSCN溶液
红色加深
平衡正向移动
2
向Fe3+
+
3SCN-
=
Fe(SCN)3这个平衡体系中加入少量的FeCl3溶液
红色加深
平衡正向移动
3
再向试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3~5滴,观察现象.
红色变浅
平衡逆向移动
【分析】Fe
3+
+
3SCN-
Fe(SCN)3
浅黄色
红色
温度一定时,K是一个定值。
达平衡时,Q=
K=
改变条件浓度时:
当增大反应物的浓度时,Q’<
K
,达到新的平衡时,有Q’=
K
,则:
Q’=c(Fe(SCN)3)/c(Fe
3+
)c(SCN-)3
减小
增大
即:平衡正向移动
当减小生成物的浓度时,Q’<
K
,达到新的平衡时,有Q’=
K
,则:
Q’=c(Fe(SCN)3)/c(Fe
3+
)c(SCN-)3
减小
增大
即:平衡正向移动
当减小反应物的浓度时,Q’>
K
,达到新的平衡时,有Q’=
K
,则:
Q’=c(Fe(SCN)3)/c(Fe
3+
)c(SCN-)3
减小
增大
即:平衡逆向移动
当增大生成物的浓度时,Q’>
K
,达到新的平衡时,有Q’=
K
,则:
Q’=c(Fe(SCN)3)/c(Fe
3+
)c(SCN-)3
减小
增大
即:平衡逆向移动
通过以上可知:
在其它条件不变的情况下,
增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动。
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
【板书结论】2.浓度的影响
在其它条件不变的情况下,
增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动。
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
【练习】1.已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡:
Cr2O72-
+
H2O
2CrO42-
+
2H+
(橙色)
(黄色)
分析加入NaOH溶液(6mol/L)或稀H2SO4溶液有何现象?
2.Cl2
+
H2O
HCl+HClO达平衡后:
A、加入少量氢氧化钠平衡如何移动?
B、加入少量HCl平衡如何移动?
C、久置氯水的成分是什么?为什么?
D、为什么氯气不溶于饱和食盐水?
大家预习一下P49的《交流 研讨》
【学生】预习一下P49的《交流 研讨》
【补充】在讲到压强对平衡的影响时,大家要注意:压强只对有气体参与或生成的化学反应的平衡有影响。因为压强对固体或液体的影响不大。那么气体的压强还与哪些因素有关呢?我们先来补充一下有关气体压强的相关知识。
PV
=
nRT
温度一定,气体的物质的量一定时:
P
=
,
即:
=
(1)
温度一定,体积一定时:
P
=
=
cRT
即:
=
=
(2)
温度一定,压强一定时:
V
=
即:=
(3)
对于aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g)这个有气体参与和生成的反应:现定义气体物质系数的变化值△vg=
c+d-a-b
【交流研讨】填表
编号
反应
气态物质系数的该变量△vg
K
1
N2+O2
2NO
0
[NO]2/[N2][O2]
2
N2+3H2
2NH3
-2<0
[NH3]2/[N2][H2]3
3
N2O4
2NO2
1>0
[NO2]2/[N2O4]
【实验现象】A→b→c红棕色先变红后变深
【分析】对于N2O4
2NO2
,
达平衡时,K=
体积缩小一半,压强增大一倍,浓度增大一倍,故红棕色先变深,此时
Q=

因为浓度的增大幅度一样,但分子NO2的浓度的指数不分母N2O4的浓度的指数大,故分子的值的增大的幅度更大。即此时:Q>K,要达到新的平衡,则Q值要减小,即c(NO2)减小,c(N2O4)增大,平衡左向,向气态物质系数减小的方向移动。故后红棕色变浅。
【实验】迅速将活塞有5cm3处拉至20cm3处,
【现象】红棕色先变浅后变红
【分析】对于N2O4
2NO2
,
达平衡时,K
=
.
体积增大,压强减小,浓度减小,故红棕色先变浅,此时
Q
=

因为浓度的减小幅度一样,但分子NO2的浓度的指数不分母N2O4的浓度的指数大,故分子的值的减小的幅度更大。即此时:Q【举例】再如:4500C时N2与H2反应合成NH3的数据
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
压强(Mpa)
1
5
10
30
60
100
ωNH3
(%)
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
【练习】在一个密闭容器中,发生以下反应:N2+3H2
2NH3
,讨论以下情况下的平衡如何移动。
(1)使容器的体积减小
(2)保持容器体积不变,充入一定量的N2
(3)保持容器体积不变,充入一定量的NH3
(4)保持容器体积不变,充入一定量的He
注意利用K、Q的大小判断。
【总结】只涉及固体或液体的反应,忽略压强改变的影响。
对于气体,改变压强,就是改变浓度,若改变压强没有引起浓度的变化,那么平衡也不一定。
【板书结论】3.压强的影响
在其它条件不变的情况下,
△vg≠0,
增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动
增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动
改变压强一定要改变浓度,否则平衡不发生移动
【练习】1.分析下列两个可逆反应达到平衡后,当改变压强平衡是否移动?怎样移动?
①H2
+
I2(g)2HI
②CO2
+
C(s)
2CO
反应
增大压强
减小压强

不移动
不移动

向逆反应方向移动
向正反应方向移动
【答案】
【板书】△vg=0,改变压强,平衡不移动。
【练习】2.已知NO2能形成二聚分子2NO2(g)
N2O4(g)
△H
=
-57.2kJ mol-1
。现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为(
A

A、高温低压
B、低温高压
C、低温低压
D、高温高压
【板书小结】化学平衡移动规律
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动;
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
△vg≠0,增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动
增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动
△vg=0,
改变压强,平衡不移动。
【教师】介绍“勒 夏特列原理”,也叫化学平衡移动原理:
改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向能够减弱(不是消除)这种改变的方向移动。
【举例】aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g)
△H>0
升高温度
降低温度
增大反应物的浓度或减小反应物的浓度
减小反应物的浓度或增大反应物的浓度
若a+b>c+d:
压缩体积,使压强增大
增大体积,使压强减小
若a+b=c+d:
注意:其适用条件:封闭体系中只改变一个条件。而用KQ的大小比较判据时,一切条件都可适用(改变两个以上的条件都
可以)。
【练习】1.某一化学反应,反应物和生成物都是气体,改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是(
A
)
A.增大反应物浓度
B.减小反应容器的体积
C.增大生成物浓度
D.升高反应温度
2.已知化学反应2A( )+B(g)
2C( )达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则(
D
)
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体,C是气体
【作业】
1.在一个1L的密闭容器中,充入3.6mol的SO2和1.8molO2,在适当温度和催化剂的作用下发生如下反应:2SO2(g)+
O2(g)
2SO3(g)
K=200,求达到平衡时各物质的浓度。
2.在一个1L的密闭容器中,充入3.6mol的SO3,在适当温度和催化剂的作用下发生如下反应:2SO2(g)+
O2(g)
2SO3(g)
K=200,求达到平衡时各物质的浓度。
板书设计:
第二章
化学反应的方向、限度与速率
第二节
化学反应的限度
三、反应条件对化学平衡的影响
2.浓度的影响
在其它条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动;
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
3.压强的影响
在其它条件不变的情况下,
△vg≠0,
增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动;减小压强,平衡向气态物质系数增大的方向移动
△vg=0,
改变压强,平衡不移动。
4.小结:化学平衡移动规律
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向(或向右)移动;
减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向(或向左)移动。
△vg≠0,增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动;减小压强,平衡向气态物质系数增大的方向移动
△vg=0,
改变压强,平衡不移动。
5.勒 夏特列原理
改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。
教学回顾:
通过本节课的学习,能够让学生了解浓度、压强对化学平衡影响的规律,能根据勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向。
在学习过程中,能通过实验探究,了解认识、解决问题的一般程序与方法,在学习、研究、解决问题的过程中,体验化学学习的乐趣。
。2-2-4
浓度、压强对化学平衡的影响
1.利用反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8
kJ·mol-1,可净化汽车尾气,如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是 (  )
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
【答案】B
【解析】该反应是放热反应,降低温度可以使平衡正向移动,提高NO的转化率,但会减慢反应速率,A错误;该反应是气体体积减小的反应,增大压强可使平衡正向移动,提高反应速率和NO的转化率,加入催化剂可以增大反应速率,B正确;充入N2和升高温度都会使平衡逆向移动,NO的转化率减小,C错误;及时移走反应的生成物虽然会提高NO的转化率,但不能加快反应速率,D错误。故答案B。
2.下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(  )
A.打开汽水瓶时,有大量气泡溢出
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉
C.氨水应密闭保存于低温处
D.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
【答案】B
【解析】勒·夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题。故答案B。
3.将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是 (  )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
【答案】C
【解析】颜色加深,平衡向左移动,正反应为放热反应,A错误;首先假设平衡不移动,加压颜色加深,但平衡向右移动,使混合气体颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡的颜色深,B错误;同理C选项,首先假设平衡不移动,若体积减小一半,压强为原来的两倍,但平衡向右移动,使压强在原平衡两倍的基础上减小,正确;D选项,体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,颜色无变化,错误。故答案C。
4.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是(  )
①已达平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高
③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动
④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④
B.①②③
C.②③④
D.①②③④
【答案】D
【解析】本题考查影响化学平衡移动方向的因素及影响结果。增加C(s)的物质的量,由于浓度未变,平衡不移动,①错;对于多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他反应物的转化率增大,而此物质的转化率降低,②错;对于有气体参加的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,③错;在恒压容器中充入稀有气体,各物质浓度减小,若是非等体积反应,则平衡会发生移动,④错。故答案D。
5.下列叙述及解释正确的是(  )
A.2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅
B.H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变
C.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加少量KCl,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅
D.对于N2+3H22NH3,平衡后,在压强不变的条件下充入O2,平衡左移
【答案】D
【解析】A项,缩小体积,平衡右移,但[NO2]浓度仍增大,颜色变深,A错;B项,扩大容积,平衡不移动,但由于[I2]减小,故体系颜色变浅,B错;C项,由于KCl没有参与反应,故对平衡无影响,C错;D项,压强不变,充入O2(注:O2不参与反应),体积扩大,平衡左移。故答案D。
6.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g)
ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度[D]增大的是(  )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.体积不变,充入“惰”气
【答案】C
【解析】A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,A错;B项,扩大容积,v正减小,[D]也减小,B错;C项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡右移,[D]也增大,C对;D项,体积不变,充入“惰”气,平衡不移动。故答案C。
7.某温度下,将2
mol
A和3
mol
B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5
min后达到平衡。若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则(  )
A.a=2
B.a=1
C.a=3
D.无法确定a的值
【答案】B
【解析】由于扩大体积,平衡不移动,说明该反应为等体反应,即a+1=1+1,所以a=1。故答案B。
8.恒温下,反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1
mol·L-1增大到0.19
mol·L-1,下列判断正确的是(  )
A.a>b+c
B.aC.a=b+c
D.a=b=c
【答案】A
【解析】由于体积减小一半,而X的浓度增加不到原来的2倍,说明增大压强,平衡右移,正反应体积缩小,所以a>b+c。故答案A。
9.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则(  )
A.平衡向逆反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数增大了
D.a>b
【答案】C
【解析】温度不变,体积增大一倍,压强减小,若平衡不移动,[B]应为原来的50%,现为60%,则平衡向正反应方向移动了,则a10.化学反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0达到平衡,下列叙述中正确的是 (  )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.加入固体碳,平衡向正反应方向移动
C.加入水蒸气使容器内压强增大,平衡向逆反应方向移动
D.扩大容器容积,平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】升高温度,正、逆反应速率均增大,A错误;加入固体碳,平衡不移动,B错误;加入水蒸气,平衡右移,C错误;扩大容器体积,压强减小,平衡向气体体积增大的正反应方向移动,D正确。故答案D。
11.右图曲线a表示放热反应2X(g)Z(g)+M(g)+N(s)在密闭容器中进行过程中
X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,不可能采取的措施是(  )
A.升高温度
B.X的投入量增加
C.加催化剂
D.减小容器体积
【答案】A
【解析】因为N为固体,所以该反应为等体反应,所以加催化剂或减小容器体积均能使a曲线变为b曲线;B项,X的投入量增加,相当于缩小体积,所以能使a曲线变为b曲线;升温,平衡左移,X的转化率降低。故答案A。
12.在一定条件下,可逆反应:mA+nBpC达到平衡,若:
(1)A、B、C都是气体,减小压强,平衡向正反应方向移动,则m+n和p的关系是
________________________________________________________________________。
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为_________________态。
(3)只有A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,则平衡移动的方向是____________。
【答案】 (1)m+n(3)向逆反应方向移动
【解析】(1)减小压强,平衡右移,则m+n(2)增加B的量,平衡不移动,说明B的浓度为常数,B为固体或纯液体。
(3)因A、C为气体,且m+n=p(即m13.6.(14分)(2016·长沙高二检测)在2
L带气压计的恒容密闭容器中通入2
mol
X(g)和1
mol
Y(g),发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍。请回答下列问题。
(1)若反应经历5
min达到平衡,则Y的平均反应速率为    。
(2)相同条件下进行反应,在t1时刻,只改变下列某一种条件,其曲线图象如图甲。
若c=0.90
mol,t1时刻改变的条件是    (填选项编号,A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂),t2   5
min(填“>”“<”或“=”)。
(3)若其他条件不变,原容器为恒压容器,达到平衡后Z的物质的量    
0.90
mol(填“>”“<”或“=”)。
(4)若将物质的量均为3.00
mol物质X、Y混合于5
L容器中发生反应,在反应过程中Z的物质的量分数随温度变化如图乙。
①A、B两点Z物质正反应速率的大小关系是             
                                 。
②温度T【答案】
(1)0.045
mol·L-1·min-1
;(2)E < (3)> (4)①B>A;②反应未达到平衡,反应仍在向正反应方向进行,故Z%逐渐增大
【解析】设消耗的Y物质的量为x
        2X(g)+Y(g)2Z(g)
起始量(mol)
2
1
0
变化量(mol)
2x
x
2x
平衡量(mol)
2-2x
1-x
2x
若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍,2-2x+1-x+2x=(2+1)×0.85x=0.45
mol,则
(1)若反应经历5
min达到平衡,则Y的平均反应速率=(0.45
mol÷2
L)÷
5
min=0.045
mol·L-1·min-1。
(2)若c=0.90
mol,由图象分析可知反应速率增大,但增大点的平衡状态不变,反应是气体体积变化的反应,所以改变的条件是加入了催化剂,t1时刻改变的条件是加入了催化剂,反应速率增大,达到平衡所需要的时间缩短,小于5
min。
(3)若其他条件不变,原容器为恒压容器,恒压容器中反应是气体体积减小的反应,为保持恒压体积缩小相当于平衡正向进行,Z的物质的量增大,达到平衡后Z的物质的量大于0.90
mol。
(4)①起始时加入物质的量均为3.00
mol的物质X、Y,随着温度的升高,反应向正反应方向进行,当温度达到T0时,Z的物质的量分数最大,说明达到反应的最大限度,即平衡状态,此时正、逆反应速率相等,随着温度的继续升高,Z的物质的量分数逐渐减小,说明温度升高平衡左移,则正反应为放热反应,温度越高,反应速率越大,B点温度大于A点,则A点反应速率小于B点。
②温度T14.7.(12分)(2016·成都高二检测)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g)化学平衡的影响,得到图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示转化率,φ表示体积分数):
分析图象,回答下列问题。
(1)在图象反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为    (填“放热”或“吸热”)反应,也是一个气体分子数    (填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是      。
(2)在图象反应Ⅱ中,T1    T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为    (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)在图象反应Ⅲ中,若T2(4)在图象反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应能否自发进行       。
【答案】
(1)放热 减小 低温;(2)< 放热 (3)吸热 (4)不能
【解析】(1)反应Ⅰ中,恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知,恒温时压强增大,α(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温下自发进行。
(2)反应Ⅱ中,T2温度下反应先达到平衡状态,说明T2>T1;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(3)反应Ⅲ中,同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,φ(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响,φ(C)又减小,出现题图所示的曲线。若T20。
(4)反应Ⅳ中,在恒温下压强对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应,反应过程中熵变很小,ΔS≈0,若T1>T2,恒压下温度越高,α(A)越大,说明升高温度平衡向右移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,则ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。2-2-3
温度对化学平衡的影响
1.在某温度下,反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是 (  )
A.温度不变,缩小体积,N2的转化率增大
B.温度不变,增大体积,NH3的产率提高
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,H2的转化率降低
【答案】A
【解析】选A。本题主要考查温度对化学平衡的影响。题给反应是一个气体体积缩小的、放热的可逆反应。温度不变,缩小体积,平衡向气体体积缩小(正反应)方向移动,N2的转化率将增大,A正确;温度不变,增大体积,平衡向气体体积扩大(逆反应)方向移动,NH3的产率降低,B错误;升高温度,增大体积,均使平衡向逆反应方向移动,C错误;降低温度,体积不变,平衡向正反应方向移动,会提高H2的转化率,D错误。故答案A。
2.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是(  )
A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
【答案】B
【解析】化学平衡建立过程中,反应物浓度减小,故正反应速率减小,生成物浓度增大,故逆反应速率增大,当二者相等时达平衡状态,但不为零。故答案B。
3.在密闭容器中进行反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1
mol·L-1、0.2
mol·L-1、0.2
mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(  )
A.Z为0.2
mol·L-1
B.Y2为0.35
mol·L-1
C.X2为0.3
mol·L-1
D.Z为0.4
mol·L-1
【答案】A
【解析】对于一定条件下已建立的平衡状态,其起始状态可以是从正反应方向开始,也可以是从逆反应方向开始。
所以0<[X2]<0.2
mol·L-1,0.1
mol·L-1<[Y2]<0.3
mol·L-1,0<[Z]<0.4
mol·L-1。故答案A。
4.对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,能说明反应达到化学平衡状态的为(  )
A.断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.N2、H2、NH3分子数比为1∶3∶2的状态
【答案】B
【解析】断开N≡N键与生成N—H键是同一个反应方向,A不对;平均相对分子质量r=,反应过程中m始终不变,若r不变,则n不变,说明反应已达平衡;恒容密闭容器中混合气体密度始终不变。故答案B。
5.一定条件下,在体积为1
L的密闭容器中,1
mol
X和1
mol
Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(  )
A.X的百分含量不再发生变化
B.c(X)∶c(Y)∶c(Z)=2∶1∶1
C.容器内原子总数不再发生变化
D.同一时间内消耗2n
mol
X的同时生成n
mol
Z
【答案】A
【解析】反应过程中原子个数始终守恒,所以C不合题意;消耗
2n
mol
X与生成n
mol
Z是同一反应方向,也不能说明反应已达平衡;浓度之比为2∶1∶1,不能说明浓度保持不变。故答案B。
6.恒温恒容的情况下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是(  )
A.容器内气体的密度不随时间而变化
B.容器内的总压强不随时间而变化
C.单位时间内生成2n
mol
AB的同时,生成n
mol的B2
D.A2、B2、AB的反应速率比为1∶1∶2的状态
【答案】C
【解析】ρ=,m、V始终不变,则ρ始终不变;该反应是等体反应,所以总压强始终不变;单位时间内生成2n
mol
AB(正向反应速率),同时生成n
mol
B2(逆向反应速率),二者反应速率相等,说明反应已达平衡;无论是否达到化学平衡,三者反应速率之比始终为1∶1∶2。故答案C。
7.化学反应2A+B2C达到平衡后升高温度,C的物质的量增加,关于此反应下列说法正确的是(  )
A.正反应为放热反应
B.没有显著热量变化
C.正反应为吸热反应
D.原平衡没有移动
【答案】C
【解析】升高温度,C的物质的量增加,平衡正向移动,证明该反应的正反应为吸热反应。故答案C。
8.2NO2N2O4正反应放热,把烧瓶置于100
℃沸水中,下列哪几项性质不会改变(  )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强
A.①③
B.②④
C.④
D.③
【答案】D
【解析】正反应放热,升高温度,平衡向逆向进行,颜色加深,压强增大;气体的总物质的量增大,质量不变,因此平均相对分子质量减小。故答案D。
9.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是(  )
①1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键形成
②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
③1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键形成
④N2、H2、NH3的浓度不再变化
A.①④
B.②③
C.①③
D.②④
【答案】A
【解析】①中有一个N≡N键断裂时,也应有3个H—H键断裂,即与3个H—H键生成是相反方向的,v正=v逆,故能说明反应达到平衡状态;②平衡时,N2、H2、NH3的分子数之比不一定为1∶3∶2;③中一个N≡N键断裂的同时生成6个N—H键是反应的一般规律,也不能说明达到平衡;④中各物质浓度不变,是化学平衡状态的重要标志之一,反应达到平衡。故答案A。
10.在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:2AB(g)+2C(g),且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述中正确的是(  )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若正反应是放热反应,则A为气态
C.物质A一定为非气态,且正反应是吸热反应
D.升高温度,平衡向左移动
【答案】C
【解析】升高温度,正、逆反应速率均增大,A错;升高温度,气体的密度增大,由于容器的容积不变,则容器内气体的质量一定增大,则平衡只能向正反应方向移动,且A一定为非气体,B错;由于升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,C对;升高温度平衡向右移动,D错。故答案C。
11.如图所示,烧杯甲中盛放100
mL
6
mol·L-1
HCl溶液,烧杯乙中盛放100
mL冷水,现向烧杯甲的溶液中放入25
g
NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25
g
NH4NO3固体,搅拌使之溶解。
(1)A瓶中气体的颜色__________,简述理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)B瓶中气体的颜色__________,简述理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)变深 NaOH溶解放热,中和HCl也放热,甲中溶液及A中气体温度升高,2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,平衡逆向移动,NO2浓度增大,颜色加深
(2)变浅 NH4NO3溶解吸热,乙中溶液及B中气体温度降低,2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,平衡正向移动,NO2浓度减小,颜色变浅
【解析】甲中氢氧化钠溶解及盐酸与氢氧化钠发生中和反应均放出热量;乙中NH4NO3固体溶解要吸收热量。2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,颜色加深;温度降低,平衡向正反应方向移动,颜色变浅。
12.一定温度下,在2
L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)在t2时刻存在的等量关系是______________,此时反应是否达到化学平衡状态?________(填“是”或“否”)。
(3)在t3时刻v正________(填“>”、“<”或“=”)v逆,理由是
________________________________________________________________________。
【答案】(1)2N??M
(2)n(M)=n(N) 否
(3)= M和N的物质的量不再发生变化,所以反应已达到平衡状态,故v正=v逆
【解析】(1)当N减少4
mol时,M增加2
mol,所以化学方程式为2NM。(2)t2时刻,n(M)=n(N)=4
mol,t2时刻后,N物质的量继续减小,M物质的量继续增加,故仍未达到平衡。
(3)t3时刻时,M和N的物质的量均不再发生变化,所以反应已达到平衡状态。
13.硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛。
(1)B2H6气体与水反应生成硼酸(H3BO3)的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OH??B(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化如下图。
①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是
________________________________________________________________________。
②该反应的ΔH______0(填“<”、“=”或“>”)。
(3)H3BO3溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l)??[B(OH)4]-(aq)+H+(aq),已知0.70
mol·L-1
H3BO3溶液中,上述反应于298
K达到平衡时,[H+]=2.0×10-5
mol·L-1,[H3BO3]≈c起始(H3BO3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K=________(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中,计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)B2H6+6H2O===2H3BO3+6H2
(2)①升高温度,反应速率加快,平衡正向移动 ②>
(3)5.71×10-10
mol·L-1
【解析】(1)根据元素守恒,产物只能是H2,故反应方程式为B2H6+6H2O===2H3BO3+6H2。
(2)由图像可知,温度升高,H3BO3的转化率增大,故升高温度使平衡正向移动,正反应是吸热反应,ΔH>0。
(3)K==
mol·L-1≈5.71×10-10
mol·L-1。2-2-1
化学平衡常数
2-2-1
化学平衡常数
教学目标
知识与技能:
1.理解化学平衡常数的含义。
2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。
过程与方法:
1.通过化学平衡常数的计算教学,培养学生的计算能力。
2.通过对数据分析,培养学生分析、处理数据的能力,提高学生逻辑归纳能力。
情感、态度与价值观:
通过对实验数据的分析,培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。
教学重点:
化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义。
教学难点:
化学平衡常数的应用
教学过程:
【复习提问】什么叫熵?
什么叫熵变?
如何判断一个反应能否自发进行?
【教师】我们利用△H-T△S来判断一个反应的自发性时,如果它小于0,我们只能说这个反应有反应的可能性,有反应的趋势。在实际上到底能不能进行反应,还要看有多少反应物发生反应转变成了生成物,另外还要看反应的速率。如果反应物只有很少的量转变成生成物或反应的速率很小很小,那么我们只能说这个反应虽有自发进行的趋势,但仍然没有发生反应。所以要研究一个反应,首先要研究它的自发性问题,接下来就要看它进行的程度,也就是限度的问题,最后看反应速率的问题。好,这节我们就来看看反应限度的问题。
【板书】第二节
化学反应的限度
【提问】那么如何来表示化学反应的限度呢?或用什么来反映反应的限度呢?
【学生】思考,预习
【教师】化学反应的限度是指有多少反应物转变为生成物的,所以最好用生成物与反应物的物质的量或浓度的比值来反应。那么我们来看下面这个表。
【学生】观察,计算:
交流研讨:
已知反应H2(g)+I2(g)
2HI
(g)
,△H<
0。现在698.6K和798.6K时分别用不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进行反应,平衡后得到以下实验数据。
温度(K)
序号
初始浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
c0(H2)
c0(I2)
c0(HI)
[H2]
[I2]
[HI]
698.6

0.01067
0.01196
0
0.001831
0.003129
0.01767

0.01135
0.009044
0
0.003560
0.001250
0.01559

0
0
0.01069
0.001141
0.001141
0.008410
798.6

0.01135
0.00904
0
0.00456
0.00195
0.00859

0
0
0.01655
0.00339
0.00339
0.00977

0
0
0.01258
0.00258
0.00258
0.00742
c
(B)表示反应体系中物质B任意状态时的浓度;
c0(B)表示物质B的初始浓度;
[B]表示物质B在化学平衡时的浓度
【教师】为了便于比较,我们选定的浓度的比值一定要有恒定性,故我们把后一组数据即定义为该反应的平衡常数。即生成物HI浓度的系数次幂与反应物H2浓度的系数次幂和I2浓度的系数次幂的乘积的比值叫着这个反应的化学平衡常数。
【练习】1、写出反应:2SO2(g)
+
O2(g)
2SO3(g)的化学平衡常数表达式,并判断K的单位。
2、对于任一可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),试写出其化学平衡常数的表达式。
【学生】完成
【板书】一、化学平衡常数
1.定义:在一定温度下,对于任何可逆反应:
aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),
无论起始浓度如何改变,反应达到平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的
乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值
2.表达式:K
=
3.单位:(mol L—1)c+d-a-b
【练习】298K时,向某密闭容器中充入N2、O2发生反应N2(g)
+
O2(g)2NO(g)
达到平衡。
①写出该反应的平衡常数表达式

②若298K时,K=1×10-30,测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol/L,
试求NO的平衡浓度; 若K=1×1030呢?
【板书】4.K的意义:
(1)K的大小反应了化学反应进行的限度
【练习】③保持温度不变,测得某一时刻,N2、O2、NO浓度分别为10mol/L、10mol/L、1
×10-5mol/L,此时该反应是否达到平衡状态?若要达到平衡,反应应向
方向进行,为什么?
【教师】现定义一个反应体系aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g)中,任
意时刻(状态)时,各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值为浓度商Q,即:
Q
=
,我们可以结合Q

K的大小来判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
【板书】(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
Q
<
K
反应向正向进行
V正
>
V逆
Q
=
K
处于平衡状态
V正
=
V逆
Q
>
K
反应向逆向进行
V正
<
V逆
板书设计:
第二章
化学反应的方向、限度与速率
第二节
化学反应的限度
一、化学平衡常数
1.定义:在一定温度下,对于任何可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),
无论起始浓度如何改变,反应达到平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值
2.表达式:K
=
3.单位:(mol L—1)
4.K的意义:
(1)K的大小反应了化学反应进行的限度
(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
浓度商:Q
=
Q
<
K
反应向正向进行
V正
>
V逆
Q
=
K
处于平衡状态
V正
=
V逆
Q
>
K
反应向逆向进行
V正
<
V逆
教学回顾:
通过本节课的学习,能够让学生了解原电池原理,知道原电池中电子、离子的运动方向、电极反应之间的关系,并能写出简单电池的电极反应式和电池反应式。
在学习过程中,通过铜锌原电池电流形成过程的探究,认识到微粒运动(导线中电子和溶液中阴阳离子的运动)和物质变化(电极反应)的内在联系;通过比较分析单液电池和双液电池的异同,拓展对化学反应的认识,更加深刻理解原电池,体会原电池对于解决能源问题的意义。(共23张PPT)
第2节
化学反应的方向
第2课时
——平衡转化率
第二章
化学反应的方向、限度与速率
煤炭的广泛应用会释放出含有二氧化硫等有害物质的滚滚浓烟,造成大气污染。英国科学家曾提出增加烟囱高度延长二氧化硫与氧气反应的时间的方法试图减少污染,事实证明无论烟囱建得多高,都无法消除二氧化硫的污染。
【思考】(1)二氧化硫能造成哪些污染?
(2)为什么无论如何延长二氧化硫与氧气反应的时间都无法消除二氧化硫的污染?
学习目标
1.
了解平衡转化率的含义,并学会平衡浓度的计算。2.
能根据化学平衡计算的方法思路,进行平衡常数、平衡转化率的计算。
学习重点
平衡转化率的含义及其计算
学习难点
平衡转化率的含义及其计算
解析:
根据表达式
要求平衡时的浓度。

NO2
的物质的量为
1
mol,则SO2的物质的量为
2
mol,参加反应的NO2的物质的量为
x
mol。
温故知新
0.2
mol·L-1
温故知新
彻底
105
10-5
温故知新
探究活动一
:平衡转化率的概念及其计算
平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量或浓度)与转化前该反应物的量之比。
平衡转化率可描述化学反应的限度。
1.平衡转化率的概念:
2.平衡转化率计算公式
对反应aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(g)
A的平衡转化率
B的平衡转化率
20%
交流研讨
15.4%
交流研讨
化学平衡的计算模式及解题思路
(1)计算模式
归纳总结
(2)解题思路
③解题设问题:明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值,再根据相应关系求反应物转化率、平衡时某成分的浓度、反应物转化率等,得出题目答案。
①巧设未知数:具体题目要具体分析,灵活设立,一般设某物质的转化量为x。
②确定三个量:根据反应物、生成物及变化量三者的关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。
归纳总结
20%
学以致用

1
1
0
x
2x
2x
X
+
2Y
2Z
n始
Δn
n平
1-x
1-2x
2x
x=1/3
D
【提示】
3.已知密闭容器中发生如下反应:X(g)+2Y(g)
2Z(g),
取X和Y按1:1的物质的量之比混合,达到平衡后,测得混合气
体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:2,
则Y的转化率最接近于(

A.33%
B.40%
C.50%
D.65%
(1-x)+(1-2x)
2x
=
学以致用
探究活动二
:平衡转化率的影响因素
可能相同,也可能不同
增大
减小
减小
增大
60%
60%
54%
65%
66%
53%
(3)对任意化学反应aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(g),若A、B的起始浓度之比为a∶b,则α(A)=α(B)。
(1)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关,而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。
(2)对某一个具体反应,在温度一定时,只有一个化学平衡常数;但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。
归纳总结
根据转化率的变化规律:丁中A的转化率最大,甲中A的转化率最小,丙容器比乙容器物质的量大,相当于丙中的压强大于乙中的压强,因该反应是一个气体体积增大的反应,所以乙中A的转化率大于丙中A的转化率,即丁>乙>丙>甲;B的转化率用同样的方法确定为甲>乙>丙>丁。
A
学以致用
归纳总结
B
当堂检测
C
当堂检测
60% 
40%
当堂检测
当堂检测
即使最无足轻重的今天和昨天相比,也具有现实性这一优势。2-2-3
温度对化学平衡的影响
教学目标
知识与技能:
1.了解化学平衡的建立,会判断化学平衡移动的方向。。
2.会判断化学反应是否处于平衡状态。
3.知道温度影响化学平衡移动的规律。
过程与方法:
通过实验探究,了解认识、解决问题的一般程序与方法。
情感、态度与价值观:
在学习、研究、解决问题的过程中,体验化学学习的乐趣。
教学重点:
1.判断化学反应是否处于平衡状态。
2.温度影响化学平衡移动的规律。
教学难点:
温度影响化学平衡移动的规律
教学过程:
【教师】一定条件下
条件改变
新条件下,
某化学平衡
化学平衡破坏
新的化学平衡
V正=V逆
V正≠V逆
V正′=V逆′
各组分浓度
各组分浓度
各组分浓度
保持不变
随时间改变
保持新的不变
【板书】三、反应条件对化学平衡的影响
(一)平衡移动:
1.定义:由于温度、压强、浓度这些反应条件的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程,称为化学平衡移动
2.研究对象:已建立平衡状态的体系
【教师】对于一个任意的化学反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+
dD(g),若改变条件使得产物的量或浓度变大,则称之为平衡正向移动或向右移动;反过来,若改变条件,使得反应物饿量或浓度变大,则称之为平衡逆向移动或向左移动。
下面我们就来看看具体的反应条件的改变对平衡产生什么样的影响。首先看看温度的影响。
【板书】3.平衡移动的标志:(1)反应混合物中各组分的浓度发生改变
(2)V正≠
V逆
4.平衡移动的方向:正向(或向右)移动
逆向(或向左)移动
【活动 探究】学生先预习,教师演示,学生观察。
【实验现象】2NO2(g)
N2O4(g)
△H
=
-57.2kJ mol-1
实验内容
实验现象
结论
将充有NO2的烧瓶放入冷水中
红棕色变浅
平衡正向移动
将充有NO2的烧瓶放入热水中
红棕色变深
平衡逆向移动
【分析】
吸热
2NO2(g)
N2O4(g)
放热
红棕色
无色
达到平衡时,Q
=
K
=
在其它条件不变的情况下,
升高温度,放热反应的K降低,达到新的平衡时,有Q’=
K,则:
Q=c(N2O4)/c(NO2)2
减小
增大
即:平衡逆向移动,向吸热方向移动;
降低温度,放热反应的K增大,达到新的平衡时,有Q’=
K,则:
Q=c(N2O4)/c(NO2)2
增大
减小
即:平衡正向移动,向放热方向移动;
升高温度,吸热反应的K增大,达到新的平衡时,有Q’=
K,则:
Q=c(NO2)2/(N2O4)
增大
减小
即:平衡正向移动,向放热方向移动;
降低温度,放热反应的K降低,达到新的平衡时,有Q’=
K,则:
Q=c(NO2)2/c(N2O4)
减小
增大
即:平衡逆向移动,向放热方向移动;
通过以上可知:
升高温度,吸热方向平衡常数K增大,说明平衡逆向移动;
降低温度,正反应(放热)方向平衡常数K增大,说明平衡正向移动。
【板书结论】(二)反应条件对平衡的影响
1.温度的影响
其它条件不变的情况下,
升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
【练习】化学反应:2A+
B2C,达到化学平衡后,升高温度时,C
的量增加,此反应(
)
A.是放热反应
B.没有显著的热量变化
C.是吸热反应
D.原化学平衡没有发生移动
板书设计:
第二章
化学反应的方向、限度与速率
第二节
化学反应的限度
三、反应条件对化学平衡的影响
(一)平衡移动:
1.定义:由于温度、压强、浓度这些反应条件的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程,称为化学平衡移动
2.研究对象:已建立平衡状态的体系
3.平衡移动的标志:(1)反应混合物中各组分的浓度发生改变(2)V正≠
V逆
4.平衡移动的方向:正向(或向右)移动;逆向(或向左)移动
(二)反应条件对平衡的影响
1.温度的影响
其它条件不变的情况下,
升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
教学回顾:
通过本节课的学习,学生能够了解化学平衡的建立,会判断化学平衡移动的方向,会判断化学反应是否处于平衡状态,知道温度影响化学平衡移动的规律。通过实验探究,了解认识、解决问题的一般程序与方法,并能在学习、研究、解决问题的过程中,体验化学学习的乐趣。2-2-3
温度对化学平衡的影响
【学习目标】
1.了解化学平衡的建立,会判断化学平衡移动的方向。。
2.会判断化学反应是否处于平衡状态。
3.知道温度影响化学平衡移动的规律。
【学习重难点】
学习重点:
1.判断化学反应是否处于平衡状态;2.温度影响化学平衡移动的规律。
学习难点:温度影响化学平衡移动的规律。
【自主预习】
1.在200
℃时,将1
mol
H2(g)和2
mol
I2(g)充入到体积为V
L
的密闭容器中,发生反应:
I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-c
kJ·mol-1
(1)反应刚开始时,由于c
(H2)=________,c
(I2)=______________________________,
而c
(HI)=__________,所以化学反应速率__________最大(填“v正”或“v逆”,下同),而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c
(H2)__________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),c
(I2)________,而c
(HI)__________,从而化学反应速率v正____________,而v逆____________。
(3)当反应进行到v正与v逆________时,此可逆反应就达到了平衡。若保持外界条件不变时,反应混合物的总物质的量为__________mol。此时放出的热量Q________c
kJ(填“=”、“>”或“<”)。
2.化学平衡移动
化学平衡移动的方向
―→平衡
移动或
移动
―→平衡
移动或
移动
【预习检测】
1.能确认发生化学平衡移动的是(  )
A.化学反应速率发生了变化
B.可逆反应达到平衡后,改变了压强
C.由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了改变
D.可逆反应达到平衡后,升高温度
合作探究
探究活动一:化学平衡状态的判断依据与方法
1.可逆反应达到平衡的重要特征(平衡的实质)是
。在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是

①单位时间内生成n
mol
A,同时生成3n
mol
B
②生成C的速率与C分解的速率相等
③A、B、C的浓度不再变化
④单位时间内生成n
mol
A,同时生成2n
mol
C
2.可逆反应达到平衡后,其平衡结果的标志是
。在一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)。当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是

①混合气体的总物质的量 ②B的物质的量浓度 ③容器内气体的压强 ④混合气体的密度
[归纳总结]
化学平衡状态的判断
1.判断依据
(1)v正
v逆
①对同一物质,该物质的生成速率
它的消耗速率。
②对不同物质,速率之比
方程式中的化学计量数之比,但必须是
方向的速率。
(2)反应混合物中各组分的百分含量保持

可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足),则就达到了化学平衡状态,否则就没达到。
2.判断方法
(1)对于m+n≠p+q的纯气体反应,恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了

(2)对于m+n=p+q的纯气体反应,不管是否达到平衡状态,气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变,从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总保持不变(r=m/n,ρ=m/V),因此这五项都
作为判断反应是否达到平衡的依据。
(3)对于有固体或液体物质参与的反应,如aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g):
①气体质量不变
平衡;
②若b≠c+d,则n气、气、p总、ρ不变均
已达到平衡;
③若b=c+d,则n气、p总不变
判断是否达到平衡状态,气、ρ不变
说明已达到平衡。
【学以致用】
1.可逆反应:2NO22NO+O2在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是(  )
①单位时间内生成n
mol
O2的同时生成2n
mol
NO2
②单位时间内生成n
mol
O2的同时生成2n
mol
NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦
B.②③⑤⑦
C.①③④⑤
D.全部
2.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:①体系的压强不再发生变化,②体系的密度不再发生变化,③各组分的物质的量浓度不再改变,④各组分的质量分数不再改变,⑤反应速率vB∶vC∶vD=n∶p∶q,其中,能说明反应已达到平衡的是(  )
A.只有③④
B.只有②③④
C.只有①②③④
D.①②③④⑤
探究活动二:对化学平衡的影响
1.按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验原理
实验步骤
实验现象
实验结论
2.根据下表中的数据,分析平衡常数大小与温度变化的关系,将其结论填入表中:
化学反应
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH=-57.2
kJ·mol-1
2NH3(g)??N2(g)+3H2(g) ΔH=92.2
kJ·mol-1
温度
298
K
333
K
473
K
673
K
平衡常数
6.8
L·mol-1
0.601
L·mol-1
0.0015(mol·L-1)2
2.0
(mol·L-1)2
结论
[归纳总结]
温度对化学平衡的影响
(1)温度升高,平衡向
方向移动;温度降低,平衡向
方向移动。
(2)温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的,K变是实质,ΔH变是特征。
反应类型
温度变化
K值变化
Q与K的关系
平衡移动方向
放热反应
升温
降温
吸热反应
升温
降温
【学以致用】
3.在一定条件下,发生反应CO+NO2CO2+NO,达到化学平衡后,降低温度,混合物的颜色变浅,下列有关该反应的说法中正确的是(  )
A.正反应为吸热反应
B.正反应为放热反应
C.降温后CO的浓度增大
D.降温后各物质的浓度不变
4.在体积一定的密闭容器中,反应Fe(s)+CO2(g)??FeO(s)+CO(g)达平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如下表所示:
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)该反应的化学平衡常数表达式是____________。
(2)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)若升高温度,CO2转化率的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【学习小结】
【巩固练习】
1.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1
mol
N2和3
mol
H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3,下列有关说法正确的是(  )
A.达到化学平衡时,N2将完全转化为氨
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时,正、逆反应速率都为零
2.恒温恒容条件下,发生化学反应H2(g)+I2(g)2HI(g),下列选项中不能作为达到平衡的标志的是(  )
A.混合气体颜色不再变化
B.单位时间内生成n
mol氢气的同时生成n
mol碘蒸气
C.若该反应在隔热密闭体积恒定的容器中进行反应,体系的温度不再变化
D.2v正(H2)=v逆(HI)
4.4.在一定温度下,向a
L密闭容器中加入1
mol
O2和2
mol
NO,发生如下反应:O2(g)+2NO(g)??2NO2(g),下列条件下,此反应不一定达平衡的是(  )
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2
D.单位时间内生成1
mol
O===O,同时生成2
mol
NO2
5.550
℃时,有如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。
(1)把2
mol
SO2和1
mol
O2放入恒容的密闭容器中,判断该反应达到平衡状态的标志是__________(填字母序号,下同)。
a.SO2和SO3浓度相等
b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变
d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)(1)中所述反应到达平衡后,再向混合气体中充入一定量的18O2,足够长的时间后,18O原子________。
a.只存在于O2中
b.只存在于O2和SO3中
c.只存在于O2和SO2中
d.存在于O2、SO2和SO3中
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】
1.(1)
mol·L-1 
mol·L-1 0 v正 v逆
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 3 <
2.
正向,向右;逆向,向左
【预习检测】1.
D
【合作探究】
探究活动一:
1.
v正=v逆≠0,②③④
2.反应混合物中各组分的含量保持不变;②④
[归纳总结]
1.=,等于,等于,不同,不变
2.
(1)平衡状态;(2)不能;(3)①达到;②说明;③不能,能
【学以致用】1.
A
2.
B
探究活动二
1.
实验原理
实验步骤
实验现象
热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅
实验结论
混合气体受热颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被冷却时颜色变浅,说明NO2浓度减小,即平衡向正反应方向移动
[归纳总结]
类型
方法
原理
实例
牺牲阳极保护法
在被保护的设备上装上比它更活泼的金属
被保护的金属作原电池的正极
船舶的外壳上装锌块
外加电流阴极保护法
将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液里,接上外加直流电源
被保护的金属作电解池的阴极
保护海水中的钢闸门
2.
化学反应
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH=-57.2
kJ·mol-1
2NH3(g)??N2(g)+3H2(g) ΔH=92.2
kJ·mol-1
温度
298
K
333
K
473
K
673
K
平衡常数
6.8
L·mol-1
0.601
L·mol-1
0.0015(mol·L-1)2
2.0
(mol·L-1)2
结论
温度升高,平衡常数减小(平衡向吸热反应方向移动)
温度升高,平衡常数增大(平衡向吸热反应方向移动)
[归纳总结]
吸热方向,放热方向
(2)
反应类型
温度变化
K值变化
Q与K的关系
平衡移动方向
放热反应
升温
减小
Q>K
逆向移动
降温
增大
Q正向移动
吸热反应
升温
增大
Q正向移动
降温
减小
Q>K
逆向移动
【学以致用】
3.
B
4.
(1)K= (2)吸热 (3)增大
【巩固练习】
1.C
2.
B
3. D
4.C
5.(1)bc (2)d2-2-4
浓度、压强对化学平衡的影响
【学习目标】
1.
理解浓度、压强对化学平衡影响的规律。
2.
能根据勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向。
【学习重难点】
学习重点:浓度、压强对化学平衡影响的规律
学习难点:浓度、压强对化学平衡影响的规律
【自主预习】
1.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0具有重要的意义。
(1)该反应的化学平衡常数表达式是K=____________。
(2)该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示:
温度变化
473
K
573
K
673
K
……
平衡常数
4.4×10-2
mol-2·L2
K1
K2
……
其中,K1________K2(填“>”、“=”或“<”)。
(3)升高温度,平衡向________方向移动。
2.比较浓度商Q和平衡常数K的大小即可判断反应进行的方向
当Q=K时,反应

当Q
当Q>K时,反应

【预习检测】
1.下列说法正确的是(  )
A.其他条件不变,增大某一反应物的浓度,反应物的转化率一定都增大
B.对于有气体参加的反应,其他条件不变,增大压强,体积缩小,体系中各气体的浓度一定增大
C.对于有气体参加的反应,改变压强使平衡向右移动,生成的气体的浓度一定增大
D.增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的体积分数一定增大
2.
在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:2CrO(黄色)+2H+Cr2O(橙色)+H2O中,溶液颜色介于黄色和橙色之间,今欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入(  )
①H+
②OH-
③K+
④H2O
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
合作探究
探究活动一: 浓度对化学平衡的影响
1.按表中实验要求完成实验,将有关实验现象及其结论填入表中:
原理
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)
实验(1)步骤
现象
实验(2)步骤
试管①中滴加0.01
mol·L-1
NaOH溶液
试管②中滴加0.01
mol·L-1
NaOH溶液
现象
实验结论
对可逆反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,Fe(SCN)3的浓度均增大了,即化学平衡均向正反应方向移动了;滴加NaOH溶液,由于3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小Fe3+的浓度,Fe(SCN)3的浓度也减小了,即化学平衡向逆反应方向移动了
2.在一定条件下,反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3达到平衡状态,温度一定,平衡常数K为一定值。分析下列条件改变时,浓度商Q的变化及平衡移动的方向,填写下表:
浓度变化
Q值变化
Q与K关系
平衡移动方向
增大反应物c(Fe3+)
减小生成物c[Fe(SCN)3]
减小反应物c(Fe3+)
增大生成物c[Fe(SCN)3]
[归纳总结]
1.在其他条件不变的情况下,浓度对平衡移动的影响:
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度时,Q移动。
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度时,Q>K,平衡向
移动。
2.当平衡体系中改变固体或纯液体的用量时,由于其浓度为常数,平衡

【学以致用】
1.氯化铜的稀溶液在盐酸中呈黄绿色,存在的化学平衡是[Cu(H2O)4]2+(淡蓝色)+4Cl-(CuCl4)2—(黄绿色)+4H2O下列可使溶液变成淡蓝色的方法是(  )
A.减少蒸馏水
B.加硝酸银溶液
C.加氯化钠固体
D.加硫酸钠固体
2.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197.8
kJ·mol-1是硫酸制造工业的基本反应。在生产中通常采用通入过量的空气的方法。理由是_______________________________
探究活动二:压强对化学平衡的影响
1.按表中实验要求完成实验,将有关实验现象及其结论填入表中。
实验原理
N2O4(g)2NO2(g)(红棕色) Δνg>0
实验操作
三支针筒中均抽入10
cm3
NO2气体,将针筒前端封闭
将第二支针筒活塞迅速推至5
cm3处(体积减小,压强增大)
将第三支针筒活塞迅速拉至
20
cm3处(体积增大,压强减小)
实验现象
实验结论
2.请分析讨论在恒温下,增大压强,下列三个反应浓度商Q的变化和平衡移动的方向,填写下表。
反应类型
Q值变化
Q与K关系
平衡移动方向
N2O4(g)2NO2(g)
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
N2(g)+O2(g)2NO(g)
[归纳总结]
1.在其他条件不变的情况下,压强对化学平衡的影响:
Δνg=0,改变压强,化学平衡状态

Δνg>0,增大压强,平衡向
的方向移动,即平衡向
移动;
Δνg<0,增大压强,平衡向
的方向移动,即平衡向
移动。
2.压强改变对固体或液体间的平衡
影响。
【学以致用】
3.一定温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是(  )
①增加C的物质的量
②保持体积不变,充入N2使体系压强增大
③将容器的体积缩小一半
④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
探究点三 勒·夏特列原理
1.向一密闭容器中通入1
mol
N2、3
mol
H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡。
(1)若增大N2的浓度,平衡移动的方向是
;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是

(2)若升高温度,平衡移动的方向是
;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是

(3)若增大压强,平衡移动的方向是
;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是

2.根据以上分析你能得出的结论是
。该结论就是勒·夏特列原理。
[归纳总结]
1.勒·夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。此外勒·夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。
2.对“减弱这种改变”的正确理解
(1)定性角度:用于判断平衡移动的方向。
(2)定量角度:“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
【学以致用】
4.下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(  )
A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小
B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
【学习小结】
化学平衡移动规律:
升高温度,平衡向吸热方向移动
改变浓度
改变压强
催化剂不能使化学平衡发生移动
【巩固练习】
1.已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是(  )
A.升高温度,A2的转化率增大
B.升高温度有利于反应速率增大,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
2.在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是(  )
A.平衡向逆反应方向移动
B.a+b<c+d
C.Z的体积分数增大
D.X的转化率下降
3.某温度下反应N2O4(g)2NO2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是(  )
A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大
B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小
C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深
D.保持体积不变,通入He,再达平衡时颜色不变
4.
利用反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8
kJ·mol-1,可净化汽车尾气,如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是(  )
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
5.在水溶液中橙红色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系:Cr2O+H2O2CrO+2H+,把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色。因为
________________________________________________________________________。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈______色,因为________________________________________________________________________。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将______________。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】
1.
(1) (2)> (3)逆反应
2.处于平衡状态,向正反应方向进行,向逆反应方向进行
【预习检测】1.B
2.
B
【合作探究】
探究活动一:
1.
原理
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)
实验(1)步骤
现象
溶液颜色变深
溶液颜色变深
实验(2)步骤
试管①中滴加0.01
mol·L-1
NaOH溶液
试管②中滴加0.01
mol·L-1
NaOH溶液
现象
溶液颜色变浅
溶液颜色变浅
实验结论
对可逆反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,Fe(SCN)3的浓度均增大了,即化学平衡均向正反应方向移动了;滴加NaOH溶液,由于3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小Fe3+的浓度,Fe(SCN)3的浓度也减小了,即化学平衡向逆反应方向移动了
2.
浓度变化
Q值变化
Q与K关系
平衡移动方向
增大反应物c(Fe3+)
减小
Q正反应方向
减小生成物c[Fe(SCN)3]
减小反应物c(Fe3+)
增大
Q>K
逆反应方向
增大生成物c[Fe(SCN)3]
[归纳总结]
1.(1)正反应方向(或右);(2)逆反应方向(或右)
2.
不移动
【学以致用】1.
B
2.
通过加入过量的廉价反应物O2,使平衡向正反应方向移动,既提高了SO2的转化率又增加了SO3的产量
探究活动二
1.
实验原理
N2O4(g)2NO2(g)(红棕色) Δνg>0
实验操作
三支针筒中均抽入10
cm3
NO2气体,将针筒前端封闭
将第二支针筒活塞迅速推至5
cm3处(体积减小,压强增大)
将第三支针筒活塞迅速拉至
20
cm3处(体积增大,压强减小)
实验现象
气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深
气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅
实验结论
压强增大,体积减小时,c(NO2)变大后又减小,平衡向左移动
压强减小,体积增大时,c(NO2)减小后又增大,平衡向右移动
2.
反应类型
Q值变化
Q与K关系
平衡移动方向
N2O4(g)2NO2(g)
增大
Q>K
向左移动
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
减小
Q向右移动
N2(g)+O2(g)2NO(g)
不变
Q=K
不移动
[归纳总结]
不变;气态物质系数减小,左;气态物质系数减小,右
2.

【学以致用】
A
探究活动三:
1.
(1)向右移动,减小;(2)向左移动,降低;(3)向右移动,减小
如果改变影响平衡的条件之一,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动
【学以致用】
4.
B
【巩固练习】
1.
B
2.
C
3.
B
4.
B
5
.(1)黄 OH-与H+结合生成水,[H+]减小,使平衡向右移动,CrO浓度增大,溶液由橙色变为黄色
(2)橙 [H+]增大,平衡左移,Cr2O浓度增大,溶液又由黄色变为橙色
(3)向右移动 逐渐变浅,直至无色(共24张PPT)
第2节
化学反应的方向
第4课时
——浓度、压强对化学反应速率的影响
第二章
化学反应的方向、限度与速率
如图是二氧化氮在常温、热水、冰水中颜色变化的
情况,常温时是红棕色,加热时颜色变深,降温时
颜色变浅。
【思考】(1)为什么会出现这种现象呢?
(2)化学平衡受哪些因素的影响呢?
学习目标
1.
知道浓度、压强对化学平衡影响的规律。
2.
会根据勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向
学习重点
浓度、压强影响平衡移动的规律
学习难点
浓度、压强影响平衡移动的规律
正反应速率
逆反应速率
v正=
v逆
时间
速率
化学平衡状态
压强
温度
浓度
正反应速率
可逆
逆反应速率
浓度
浓度
可逆反应
温故知新
逆反应
>
温故知新
当Q>K时,反应向逆方向进行。
2.比较浓度商Q和平衡常数K的大小即可判断反应进行的方向
当Q=K时,反应处于平衡状态;
当Q温故知新
探究活动一
:浓度对化学平衡的影响
1.按表中实验要求完成实验,将有关实验现象及其结论填入表中
溶液颜色变深
溶液颜色变深
溶液颜色变深
溶液颜色变深
对可逆反应Fe3++3SCN-??Fe(SCN)3,分别增大c(Fe3+)和c(SCN-)后,Fe(SCN)3的浓度均增大了,即化学平衡均向正反应方向移动了;滴加NaOH溶液,由于3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,减小了Fe3+的浓度,Fe(SCN)3的浓度也减小了,即化学平衡向逆反应方向移动了
减小
增大
QQ>K
正反应方向
逆反应方向
交流研讨
浓度对化学平衡移动的影响
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度时,Q>K,平衡向逆反应方向(或左)移动。
1.在其他条件不变的情况下,浓度对平衡移动的影响:
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度时,Q2.当平衡体系中改变固体或纯液体的用量时,由于其浓度为常数,平衡不移动。
归纳总结
I
平衡向右移动,颜色变深,而向左移动,颜色变浅。
c(H+)增大
平衡右移
颜色变深
加入OH-
H+减小
平衡左移
颜色变浅
影响平衡移动
加入水,体积增大,浓度减小,颜色变浅
B
学以致用
I
使平衡向正反应方向移动,既提高了SO2的
通过加入过量的廉价反应物O2,
转化率又增加了SO3的产量
多种反应物参加反应时,提高某一种反应物的浓度,可以提高其他反应物的转化率,而该物质本身转化率会降低。
学以致用
探究活动二
:压强对化学平衡的影响
1
按表中实验要求完成实验,将有关实验现象及其结论填入表中。
气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深
气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅
压强增大,体积减小时,c(NO2)变大后又减小,平衡向左移动
压强减小,体积增大时,c(NO2)减小后又增大,平衡向右移动
增大
减小
不变
Q>K
QQ=K
向左移动
向右移动
不移动
交流研讨
压强对化学平衡移动的影响
(1)在其他条件不变的情况下,压强对化学平衡的影响:
(2)压强改变对固体或液体间的平衡无影响。
归纳总结
由于[H2O]、[CO]、[H2]的浓度都不变,所以平衡不移动
浓度为常数,改变它的量平衡不移动
气体体积不相等的反应
压强增大,平衡左移;
体积扩大,平衡右移。
A
学以致用
探究活动三
:勒·夏特列原理
如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
向右移动
减小
向左移动
降低
向右移动
减小
勒夏特列原理:
减弱但不能消除
(2)定量角度:“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”。
1.勒·夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,对不可逆过程或未达
到平衡的可逆过程均不能使用。此外勒·夏特列原理对所有的动态平衡
(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。
2.对“减弱这种改变”的正确理解
(1)定性角度:用于判断平衡移动的方向。
归纳总结
配制FeSO4溶液时,
加入铁粉是为了防止
Fe2+被氧化。
B
学以致用
化学平衡移动规律:
升高温度,平衡向吸热方向移动
催化剂不能使化学平衡发生移动
归纳总结
升高温度,化学平衡逆向移动,A2的转化率减小;增大压强,平衡正向移动。
B
当堂检测
 C
V
c
2c
W的浓度:
V
1.8c
体积改变的结果
平衡移动的结果
平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动,所以a+b<c+d,平衡移动的结果导致Z的体积分数减小,X的转化率下降。
当堂检测
 B
当堂检测
逐渐变浅,直至无色
黄 
OH-与H+结合生成水,
[H+]减小,使平衡向右移动,

[H+]增大,平衡左移,
浓度
向右移动
浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色
增大,溶液又由黄色变为橙色
当堂检测
要铭记在心:每天都是一生中最美好的日子。