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第二章复习（二）
[教学目标]
巩固和应用本章知识。提高综合分析能力和解决实际问题的能力。
[教学过程]
1．化学平衡常数K表示反应进行的程度
（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。
（2）K值不随浓度的改变而改变，但随着温度的改变而改变。
2．化学平衡的移动
（1）勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；③平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。
（2）平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：
（3）平衡移动与转化率的变化：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：
反应实例 条件变化与平衡移动方向 达新平衡后转化率变化
2SO2 +O2 2SO3（气）+热 增大O2浓度，平衡正移 SO2 的转化率增大，O2的转化率减小
增大SO3浓度，平衡逆移 从逆反应角度看，SO3的转化率减小
升高温度，平衡逆移 SO2 、O2的转化率都减小
增大压强，平衡正移 SO2 、O2的转化率都增大
2NO2（气） N2O4 体积不变时，无论是加入NO2或者加入 N2O4 NO2的转化率都增大（即新平衡中N2O4的含量都会增大）
2HI H2+I2（气） 增大H2的浓度，平衡逆移 H2的转化率减小，I2的转化率增大
增大HI的浓度，平衡正移 HI的转化率不变
增大压强，平衡不移动 转化率不变
例1 在恒温恒容的容器中进行反应H2 2H - Q ，若反应物浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s，那么由0.06mol·L-1降到0.024 mol·L-1，需反应的时间为（ ）
（A）等于18s （B）等于12s （C）大于18s （D）小于18s
[思路分析] 氢分子分解成氢原子的变化，同样可以用化学反应速率规律进行分析研究。这道题无法准确计算，但可以根据化学反应速率知识用数学估算法快速解答。从0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s，这段时间内的平均反应速率为
= 0.002 mol·L-1·s-1）
若由0.06mol/L降到0.024 mol·L-1所需时间为t，由于起始浓度减小，反应速率减慢，必有：t>= 18（s）。
[答案]C。
例2 为了进一步提高合成氨的生产效益，科研中最有开发价值的是（ ）。
（A）寻求H2的新来源 （B）研制耐高温高压的新材料合成塔
（C）研制低温下活性较大的催化剂 （D）研制高温下活性较大的催化剂
[思路分析]合成氨反应：N2+3H2 2NH3+热
大家知道，目前工业上采用的合成氨反应条件是高温（500℃）、高压（200~300atm）、催化剂。选择500℃主要考虑到该温度下催化剂活性最大，有利于合成氨反应保持足够的反应速率，而从转化率角度看，温度越低越有利。选择高压有两方面作用，一是提高反应速率、二是提高转化率。所以从实际生产角度出发，若能找到一种较低温度下就具有催化活性的催化剂，既有利于提高转化率，又可保持较大的反应速率，所以这是一个最有开发价值的科研方向。
[答案]C。
例3 已知：氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡
Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH-
在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害气体SO2并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
（1）写出上述两个反应的化学反应方程式：
SO2和CaCO3悬浊液反应_____________________；
SO2和Ca(OH)2悬浊液反应_________________________。
（2）说明用熟石灰的悬浊液（而不用澄清石灰水）洗涤废气的理由：_______________。
（3）在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2的浓度。在二十世纪的60~70年代的十年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面SO2的浓度降低了30%之多。
请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？________________。
[思路分析]（1）题中告诉我们反应产物为“石膏”，所以要注意不能写成产物是亚硫酸钙的反应式。实际上，无论用碳酸钙悬浊液还是熟石灰悬浊液，反应中应包含两个过程：一是SO2与之反应生成亚硫酸钙，再是亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙。
（2）这里要注意，工业生产的实际是要吸收大量的SO2废气，而氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO2。
（3）增加烟囱的高度，只能降低地表面的SO2的浓度，不能消除SO2。
[答案]（1）反应式为：
2SO2+2CaCO3+O2+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+CO2 ↑
2SO2+2Ca(OH)2+O2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
（2）氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙浓度小，不利于吸收大量的SO2。用悬浊液来吸收，由于溶解平衡的移动，可以大量吸收SO2。
（3）不可取，因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害。
例4 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(固)+CO(气) Fe(固)+CO2(气)-Q。
其平衡常数可表示为K=[CO2]/[CO]，已知1100℃时K=0.263。化学平衡常数只与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化。
（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值____，平衡常数K值_____（本小题空格均备选：增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态____(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率是υ正___υ逆（选填大于、小于或等于），其原因是___________。
[思路分析]（1）反应的正方向是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，所以平衡常数K=[CO2]/[CO]要增大。
（2）平衡时，二氧化碳、一氧化碳的浓度比值等于平衡常数，若比值不等于平衡溶液，就处于非平衡状态。将c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1代入可得：
==0.25<0.263
所以此时不是平衡状态，为了使浓度值等于平衡常数，二氧化碳浓度将增大，一氧化碳浓度将减小。所以，平衡将向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率。
[答案]（1）增大，增大；（2）否，大于，此时[CO2]/[CO]<0.263，因温度不变，K值不变，为增大[CO2]/[CO]比值，需υ正>υ逆。
补充练习：
1．环境保护是我国的基本国策。在硝酸生产过程中，为消除对大气的污染，并变废为
宝，常用于吸收尾气中氮氧化物的是（ ）。
（A）水 （B）稀硫酸 （C）活性炭 （D）烧碱溶液
2．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高
③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源（ ）。
（A）①②③ （B）②③④⑤ （C）①③⑤ （D）①③④⑤
3．在合成氨生产过程中，为防止催化剂中毒用铜氨液法除去变换后的一氧化碳：
该吸收反应很难进行，则吸收反应的条件应为（ ）。
（A）10000Kpa，-70℃ （B）10000Kpa，10℃
（C）10000Kpa，80℃ （D）10Kpa，80℃
4．在配制氰化钾溶液时，有挥发性剧毒氢氰酸生成，为了阻止氢氰酸的生成可采用的最
佳方法是（ ）。
（A）低温冷冻 （B）加入氢氧化钾 （C）加入盐酸 （D）加热
5．下列反应A+B = C+D反应速率最大的一组是（ ）。
（A）常温下，20mL含A和B各0.001mol
（B）常温下，100mL含A和B各0.01mol
（C）常温下，0.1mol/L的A和B溶液各10mL混合
（D）标准状况下，0.1mol/L的A和B溶液各20mL混合
6．若在透明的圆筒中装入NO2，迅速压缩，就其发生变化来说，下列说法正确的是（ ）。
（A）颜色变深 （B）颜色变浅
（C）颜色不变 （D）先变深后慢慢变浅
7．如图所示，表示反应：
X（气）+Y（气） 2Z（气）+Q（Q>0）
平衡移动的情况。图中时间t2与t3间曲线变化
的影响因素是（ ）。
（A）增大压强 （B）降温
（C）增大Z的浓度 （D）增大Y的浓度
8．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：
S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气) 2SCl2(鲜红色液体)+61.16kJ。下列说法正确的
是（ ）。
（A）单位时间里生成n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
（B）达到平衡时，若升高温度，压强不变，反应混合溶液颜色变浅
（C）达到平衡时，单位时间里消耗 n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
（D）其它条件不变，增加氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
9．接触法制硫酸中，进入接触室的气体组成为（体积）：SO27%，O211%，N282%。在
一定条件下达到平衡时，二氧化硫的转化率为77%，则平衡时气体总体积是反应前的
（ ）。
（A）38.5% （B）77% （C）6.4% （D）97.3%
10．把氮气和氢气以1:1物质的量比混匀后分成四等份，分别同时充入A、B、C、D四种装有催化剂的真空密闭容器中（容器的容积固定），在保持相同温度的条件下，四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析表中实验数据后回答问题（用A、B、C、D填写）：
容器代号 A B C D
平衡时混合物的平均分子相对质量 16 17
平衡时N2的转化率 20%
平衡时H2的转化率 30%
（1）都达到平衡时，_____容器中NH3的物质的量所占比例最大。
（2）达到平衡所需时间最长的容器代号是________。
（3）四个容器容积由小到大的排列次序是_______。
11．在一定条件下，NO2和SO2很容易发生反应生成NO和SO3气体，该反应为不可逆反应。现将NO和SO2的混合气体通入容积为100mL的密闭容器中，充满后用带有导管的塞子密封，再向其中通入氧气，使发生反应（忽略NO2与N2O4的转化式。
（1）欲保持容器中压强不变，则通入氧气的体积V( mL)的大小范围应为______________。
（2）若要使最后容器中只含有NO2和SO3两种气体，则需通入氧气的体积是_______mL。
（3）若向容器中通入40mL氧气后才出现红棕色，且不再褪色，则原混合气体中NO的体积为________________________mL。
12．在物理和化学中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有机械守恒定律，化学中有质量守恒定律。比较它们有助于我们的学习。
（1）1834年，物理学家楞次（1804~1865）概括了各种实验结果，得到如下结论：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起电流的磁通量的变化。这就是楞次定律。
请写出与楞次定律相似的化学原理或定律：____________，其内容是：_____________。该原理在______________等工业生产中有重要应用。
（2）在物理学的匀变速直线运动中常用图来分析速度、时间和位移的关系。时间t时质点的位移相当于下图甲中阴影部分所占的面积。现在容积为2L的密闭容器中进行某一可逆反应：
A（气）+2B（气） 3C（气）
其中B物质的正反应速率、逆反应速率随时间变化的关系如图乙所示，则图乙中阴影部分的面积可表示_____________________________。
补充练习答案：
1D，2C，3B，4B，5C，6D，7BD，8A，9D，
10．（1）A，（2）C，（3）ADBC。
11．（1）012．（1）勒沙特列原理（或平衡移动原理）；如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动；合成氨。
（2）图乙中的阴影部分可表示“B物质的量浓度的减少值”。
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第二章复习（一）
[教学目标]
1．知识目标
巩固本章知识。
2．能力和方法目标
提高综合分析能力和知识的综合运用能力。
[知识总结]
1．化学反应速率、化学平衡的综合联系
2．化学平衡状态
（1）化学平衡状态的建立
（2）化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。由于υ正=υ逆，可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。
平衡的特征
五大特点 化学平衡
逆 可逆反应
等 υ（正）=υ（逆）≠0
动 动态平衡
定 各组分含量一定，体积一定时，浓度就一定；有平衡转化率
变 浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动
定量特征 一定温度下，化学平衡常数保持不变
（3）化学平衡状态的判断
举例反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
③各气体的体积或体积分数一定 平衡
④总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v正=v逆 平衡
②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC，则v正=v逆 平衡
③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆 不一定平衡
④在单位时间内生成了n molB，同时消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡
压强 ①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定） 平衡
②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定） 不一定平衡
混合气体的平均分子量（） ①一定时，只有当m+n≠p+q时， 平衡
②一定，但m+n=p+q时 不一定平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时 平衡
体系的密度 密度一定 不一定平衡
[典型例题]
例1 在2SO2 +O2 2SO3（气）的平衡体系中，分离出SO3时，正反应速率将如何变化？
解析 有些同学会认为“分离出三氧化硫，化学平衡要向右移动，说明此时正反应速率比逆反应速率大，所以正反应速率必然增大”，这是错误的。当正反应速率大于逆反应速率时平衡才能向右移动。但在分离出SO3的瞬间，SO3的浓度减小，SO2和O2的浓度不变，所以在这一瞬间时正反应速率不变，逆反应速率减小，使平衡向右移动。
所以，在2SO2 +O2 2SO3（气）的平衡体系中，υ正=υ逆，分离出SO3后，由于SO3的浓度减小，则υ逆减小，υ正>υ逆,平衡右移。随着υ正逐渐减小，υ逆逐渐增大，又达到新平衡。整个过程中，υ正是逐渐减小的。
例2 在2NO2 N2O4的可逆反应中，下列状态属于平衡状态的是（ ）
（A）υ正=υ逆 ≠0时的状态
（B）NO2全部转变成N2O4的状态
（C）c（NO2）=c（N2O4）的状态
（D）N2O4不再分解的状态
（E）混合物中，NO2的百分含量不再改变的状态
（F）体系的颜色不再发生变化的状态
解析 化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等，宏观表现是各组成的成分百分含量保持不变等等。用这条原理可分析题中各种说法：
υ正=υ逆≠0时的状态显然是平衡状态。
由于2NO2N2O4是可逆反应，NO2不可能全部转化为N2O4。这种状态不存在。
平衡时NO2 、N2O4的百分含量保持不变，但不一定存在c（NO2）=c（N2O4）的关系或 NO2 、N2O4的分子数之比等于2:1的情况。（当然在特殊条件下，也可能存在这样的特殊的平衡状态）。
N2O4不再分解，就是反应速率等于零，不是平衡状态。
对于反应2NO2N2O4来讲，只有NO2呈红棕色， N2O4无色，体系的颜色不变就是NO2的浓度不变，反应处于平衡状态。
所以正确答案选A、E、F。
例3 一定条件下，合成氨反应达到平衡状态时，按如下操作，平衡不发生移动的是（ ）
（A）恒T、P时，充入NH3 （B）恒T、V时，充入N2
（C）恒T、P时，充入He （D）恒T、V时，充入He
解析 我们知道“增大压强，可使平衡向气体体积减小方向移动，减小压强，可使平衡向气体体积增大的方向移动”，运用这条规律时要注意其中的“压强改变”是指通过改变体积大小引起的压强变化（却不加入或移出物质的条件下），实际上是平衡体系中有关物质的浓度的同倍数变化所产生的结果。
在恒T、P下，向平衡体系中充入NH3，要保持压强不变，体系体积必定增大。加入NH3使体积增大时，N2、H2的浓度必定减小，平衡要向左移动。
在恒T、V时，充入N2，则容器内N2分子的浓度增大（当然压强也增大），H2和NH3的没有增大，所以平衡要向右移动。
在恒T、P时，加入He气体，整个体系作等压膨胀，体积变大，这样平衡混合物中的N2、H2、NH3三种与平衡有关的气体物质的浓度都是等倍数变小（相当于不加入氦气情况下的减小压强），平衡要向左移动。
在恒T、V时，充入He气，虽总压强增大，但由于体积不变，与平衡有关的N2、H2、NH3三种物质的浓度没有发生变化，平衡不移动。
所以答案选D。
例4 如图表示外界条件（温度、压强）的变化对下列反应的影响
L（气）+G（固）2R（气）—热
在图中，y轴是指（ ）
（A）平衡混合气中R的百分含量 （B）平衡混合气中G的百分含量
（C）G的转化率 （D）L的转化率
解析 观察图像，分析y随着温度变化的关系、y随着压强变化的关系。根据题给反应式
L（气）+G（固）2R（气）—热
可知：正反应是气体体积增大的、吸热的反应。
观察图像可知，当温度一定时（即横坐标轴上任选一点），压强越大，所对应的y值越大。
当压强相等时，温度越高对应的y值越小。由反应式可知，增大压强，平衡向逆反应方向移动，混合气体中G的百分含量增大。综合起来可判断出，A选项不符合，B选项符合。
观察图像可知，当压强相等时，温度越高对应的y值越小。由反应式可知，升高温度，平衡向正反应方向移动，G的转化率增大。所以C选项不符合。
L是固体，不影响化学平衡。
所以，答案选B。
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