高四化学一轮复习学案——化学平衡状态化学平衡的移动
考纲要求：1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。
考点一| 化学平衡
[教材知识层面]
1．化学平衡研究的对象——可逆反应
(1)概念：在条件下既可以向反应方向进行，同时又可以向反应方向进行的化学反应。
(2)特点：三同一小。
①三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c. 反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都100%。
(3)表示方法：在化学方程式中用“”表示。
2．化学平衡状态
(1)概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
(2)建立过程：
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
以上过程可用如图表示：
(3)特征：
[高考考查层面]
命题点1 化学平衡状态的判断
1．两方法——逆向相等、变量不变
(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。
(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。
2．两标志——本质标志、等价标志
(1)本质标志：v(正)＝v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
(2)等价标志：以m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)为例：
类型判断依据平衡状态
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
正、逆反应速
率的关系
①在单位时间消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正)＝v(逆) 平衡
②在单位时间消耗了n mol B，同时生成p mol C，则v(正)不一定等
于v(逆)
不一定
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定
④在单位时间生成n mol B，同时消耗q mol D，二者变化均表示v(逆) 不一定
[典题示例]
1．一定温度下，可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是( ) A．混合气体的压强不再变化B．混合气体的颜色不再变化
C．反应速率v(H2)＝1
2
v(HI) D．c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2
2．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间生成1 mol Y的同时生成2 mol X
命题点2 “极值”思想在化学平衡计算中的应用
极端假设法确定各物质浓度围
假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度围。
假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度/(mol·L－1) 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度/(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。
[典题示例]
1．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到( )
A．0.1 mol/L B．0.2 mol/L
C．0.05 mol/L D．0.15 mol/L
2．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值围为0 mol·L－1 [考点达标层面] 1．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，当m、n、p、q为任意整数时，反应达到平衡的标志是( ) ①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分质量分数不再改变⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q⑥单位时间m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应⑦体系的密度不再变化 A．③④⑤⑥B．②③④⑥ C．①③④⑤D．③④⑥⑦ 2．一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应： ①2N 2 O5(g)4NO2(g)＋O2(g) ②2NO 2 (g)2NO(g)＋O2(g) 若达平衡时，c(NO2)＝0.4 mol/L，c(O2)＝1.3 mol/L，则反应②中NO2的转化率为________，N2O5(g)的起始浓度应不低于________mol/L。 考点二| 化学平衡移动的影响因素 [教材知识层面] 1．化学平衡移动的过程 2．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 (1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。 (2)v正v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。 (3)v正v逆：平衡向逆反应方向移动。 3．外界因素对化学平衡的影响 4．勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着 这种改变的方向移动。 [高考考查层面] 命题点1 外界条件对化学平衡移动的影响 1．外界条件对化学平衡的具体影响 改变影响平衡的一个条件 化学平衡移动方向 化学平衡移动结果 浓度 增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小，但比原来大 减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大，但比原来小 增大生成物浓度 向逆反应方向移动 生成物浓度减小，但比原来大 减小生成物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大，但比原来小 压强 增大体系压强 向气体体积减小的反应方向移动 体系压强减小，但比原来大 减小体系压强 向气体体积增大的反应方向移动 体系压强增大，但比原来小 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 体系温度降低，但比原来高 降低温度 向放热反应方向移动 体系温度升高，但比原来低 2．几种特殊情况说明 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响。 ①恒温、恒容条件： 原平衡体系――――――→充入惰性气体 体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件： (3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 [典题示例] 1．对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH <0，在一定条件下达到平衡。下列有关 叙述正确的是( ) ①增加A 的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v (正)减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v (正)、v (逆)不变 ④增大B 的浓度，v (正)>v (逆) ⑤加入催化剂， B 的转化率提高 A ．①② B ．④ C ．③ D ．④⑤ 2．(2012·大纲卷)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为： CO(g)＋H 2O(g) 催化剂 CO 2(g)＋H 2(g) ΔH <0 反应达到平衡后，为提高CO 的转化率，下列措施中正确的是( ) A ．增加压强 B ．降低温度 C ．增大CO 的浓度 D ．更换催化剂 [方法技巧] 解答平衡移动过程分析题的思维模型 命题点2 勒夏特列原理及其应用 勒夏特列原理应用中的“三”误区 (1)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。 (2)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A 的浓度，平衡右移，A 的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A 的浓度一定比原平衡大。②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃ 2NH 3(g)加压，例如从30 MPa 加压到60 MPa ，化学平衡向气体分子数减小 的方向移动，达到新的平衡时30 MPa (3)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高。 [典题示例] 1．(2013·高考)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( ) A. B. C. D. 2．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是( ) A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 [考点达标层面] 1．(2012·高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应： a(g)＋b(g)2c(g)；ΔH1<0 x(g)＋3y(g)2z(g)；ΔH2>0 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( ) A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高 C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大 2．在100 ℃时，将0.40 mol NO2气体充入2 L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表： 时间(s) 0 20 40 60 80 n(NO2)(mol) 0.40 n10.26 n3n4 n(N2O4)(mol) 0.00 0.05 n20.08 0.08 下列说法中正确的是( ) A．反应开始20 sNO2的平均反应速率是0.001 mol·L－1·s－1 B．80 s时混合气体的颜色与60 s时颜色相同，比40 s时的颜色深 C．80 s时向容器加0.32 mol He，同时将容器扩大为4 L，则平衡不移动 D．若起始投料为0.20 mol N2O4，相同条件下达到平衡，则各组分的含量与原平衡相同 点三| 化学平衡原理在物质制备中的应用考 [考点精析] 化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，近几年来涉及面非常广，如2014年天津卷第10题制备氢气、2014年新课标全国卷Ⅰ第28题制乙烯、2013年卷第29题制备TaS2、2013年卷第31题制备镍等。 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 (1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。 (2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。 (3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。 (4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。 (5)注意催化剂的活性对温度的限制。 2．平衡类问题需综合考虑的几个方面 (1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。 (2)原料的循环利用。 (3)产物的污染处理。 (4)产物的酸碱性对反应的影响。 (5)气体产物的压强对平衡造成的影响。 (6)改变外界条件对多平衡体系的影响。 [专项集训] 1．(2014·天津高考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。一种工业合成氨的简易流程图如下： t/℃25 50 100 K W/10－14 1.01 5.47 55.0 c(氨水)/(mol·L－1) 0.1 0.01 pH 11.1 10.6 (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： _________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下： ①CH 4 (g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1 ②CO(g)＋H 2 O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________。 a．升高温度b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂d．降低压强 利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到 1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为__________________。 (3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。 (5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：__________________________。 2．(2014·全国卷Ⅰ)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题： (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式____________________________________________________。 (2)已知：甲醇脱水反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1 甲醇制烯烃反应：2CH3OH(g)C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1 乙醇异构化反应：C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是______________________________________。 (3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n H2O∶n C2H4＝1∶1)。 ①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K p＝________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 ②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________ ，理由是__________________。 ③气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，n H2O∶n C2H4＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有____________、____________。 以“NO2与N2O4的转化”为载体串联化学平衡的相关知识 高考载体(2014·全国卷ⅡT26) 在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。 [知识串联设计] (1)密闭容器中进行的反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH温度升高，混合气体的颜色变深，则ΔH________0(填“>”或“<”)。〖考查温度对化学平衡的影响〗 (2)在容积可变的容器中进行的反应：N2O4(g)2NO2(g)，使用催化剂平衡如何移动？ ________。〖考查外界条件对化学平衡的影响〗 (3)一定温度下，在容积为1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，60 s时，反应达到平衡状态(见图表)，则N2O4的转化率为________，反应的平衡常数K＝________。 〖考查转化率及平衡常数的计算〗 (4)密闭容器中进行的反应：N2O4(g)2NO2(g) ①当容器中混合气体的颜色不变时，反应是否处于平衡状态？________。 ②当容器中气体的压强不变时，反应是否处于平衡状态？________。 〖考查化学平衡状态的判断〗 (5)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断的理由是________________________。 〖考查压强对化学平衡移动的影响〗 1．下列关于化学平衡的说法中正确的是( ) A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0 C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变 D．化学平衡不可以通过改变条件而改变 2．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( ) A．2v(NH3)＝v(CO2) B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 3．将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是( ) 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，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅 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，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅4．在恒容密闭容器入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是( ) x y A 通入A气体B的转化率 B 加入催化剂A的体积分数 C 增大压强混合气体的总物质的量 D 升高温度混合气体的总物质的量 5.在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应m X(g)n Y(g) ΔH＝Q kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如表所示： 气体体积/L c(Y)/(mol/L) 温度/℃ 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说确的是( ) A．m>n B．Q<0 C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 6．密闭容器中一定的混合气体发生反应：x A(g)＋y B(g)z C(g)，平衡时，测得A的浓度为0.50 mol/L，在温度不变时，把容器容积扩大到原来的2倍，使其重新达到平衡，A的浓度为0.30 mol/L，有关叙述不正确的是( ) A．平衡向逆反应方向移动B．B的转化率降低 C．x＋y>z D．C的体积分数升高 7．在相同温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反应： 3H2＋N22NH3。 n H2 n N2表示起始时H2和N2的物质的量之比，且起始时H2和N2的物质 的量之和相等。下列图像正确的是( ) 8．一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)达到平衡时，维持温 度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C 的浓度变为原平衡时的1.9倍， 则下列说确的是( ) A ．m ＋n ＞p B ．m ＋n ＜p C ．平衡向正反应方向移动 D ．C 的质量分数增加 9．可逆反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋ d D(g) ΔH ＝Q kJ ·mol －1 ，反应过程中，当其他条件 不变时，C 在混合物中的含量与温度(T)的关系如图Ⅰ所示，反应速率(v )与压强(p )的关系如图Ⅱ所示。据图分析，以下说确的是( ) A ．T 1 B ．增大压强，B 的转化率减小 C ．当反应达到平衡时，混合气体的密度不再变化 D ．a ＋b >c ＋d 10．已知反应：2SO 2(g)＋O 2(g) =====催化剂 △2SO 3(g) ΔH <0。某温度下，将2 mol SO 2和1 mol O 2置于10 L 密闭容器中，反应达平衡后，SO 2的平衡转化率(α)与体系总压强(p )的关系如图甲所示。则下列说确的是( ) A ．由图甲知，A 点SO 2的平衡浓度为0.4 mol ·L －1 B ．由图甲知，B 点SO 2、O 2、SO 3的平衡浓度之比为2∶1∶2 C ．达平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示 D ．压强为0.50 MPa 时不同温度下SO 2转化率与温度关系如丙图，则T 2>T 1 11．固定和利用CO 2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用 CO 2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是： CO 2(g)＋3H 2(g) CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－49.0 kJ/mol 某科学实验将6 mol CO 2和8 mol H 2充入一容积为2 L 的密闭容器中，测得H 2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标)： 回答下列问题： (1)由图分析，在下列时间段反应速率最快的时间段是________(填序号)。 a ．0～1 min B ．1～3 min c ．3～8 min d ．8～11 min (2)仅改变某一条件再进行实验，测得H 2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。 (3)下列表述能表示该反应已达平衡的是________(填序号)。 a ．容器压强不再改变 b ．容器气体的密度不再改变 c ．容器气体的平均摩尔质量不再改变 d ．容器各物质的物质的量相等 12．一定条件下，体积为1 L 的密闭容器中发生如下反应： SiF 4(g)＋2H 2O(g) SiO 2(s)＋4HF(g)ΔH ＝＋148.9 kJ ·mol －1。 (1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。 a ．v 消耗(SiF 4)＝4v 生成(HF) b ．容器气体压强不再变化 c ．容器气体的总质量不再变化 d ．HF 的体积分数不再变化 (2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t 2>t 1)所示。 反应时间/min n (SiF 4)/mol n (H 2O)/mol 1.20 2.40 t 1 0.80 a t 2 b 1.60 通过a 或b 1。 (3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。 a ．一定向正反应方向移动 b ．一定向逆反应方向移动 c ．一定是减小压强造成的 d ．一定是升高温度造成的 e．SiF4的平衡转化率一定增大 13．在2 L密闭容器，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________；升高温度，NO的浓度增大，则该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)如图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s该反应的平均速率v＝________。 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。 a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器压强保持不变 c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器密度保持不变 (4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。 a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度 c．增大O2的浓度d．选择高效催化剂 高四化学一轮复习学案——化学平衡状态化学平衡的移动课后检测KEY 1．解析：选A 可逆反应达到平衡状态后，虽v(正)＝v(逆)，但均不为0，是动态平衡，B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。 2．解析：选C 该反应为有固体参与的非等体反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值。 3．解析：选C 升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的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项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；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，D错误。 4．解析：选A A项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B 项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。 5.解析：选C 温度不变时(假设100 ℃条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol；体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 mol/L×2 L＝1.5 mol；体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 mol/L×4 L＝2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X 的方向进行，m 6．解析：选D 本题可采用虚拟的方法来解答。假设把容器扩大到原来的2倍时，平衡不移动(虚拟)，则这时A的浓度由0.50 mol/L变为0.25 mol/L，而事实上A的浓度为0.30 mol/L，然后再由虚拟状态回到事实，A的浓度由0.25 mol/L变为0.30 mol/L，平衡向生成A的方向移动，即向逆反应方向移动，与备选项对照，D项不正确。 7．解析：选D A中，随着 n H2 n N2的增大，氢气含量增多，氢气的平衡转化率降低，A错 误；随着 n H2 n N2的增大，氢气含量增多，混合气体的质量减小，B错误；随着 n H2 n N2的增大， 氢气含量增多，氮气的平衡转化率增大，C错误；随着 n H2 n N2的增大，氢气含量增多，混合气体的质量减小，则混合气体的密度减小，D正确。 8．解析：选B 当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态)，则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。 9．解析：选C A项，根据图像Ⅰ，T2时达到平衡所需时间短，故温度：T2>T1，从T1到T2，升温，C%降低，表明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，Q<0，故不正确；B项，由图像Ⅱ可知，增大压强，v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动，则B的转化率增大，故不正确；由上述可知，a＋b>c，D物质是固体，故不能确定a＋b是否大于c＋d，不正确。 10．解析：选C 由图甲知，在A点SO2的转化率是0.80，则平衡时SO2的物质的量为2 mol －0.80×2 mol＝0.4 mol，所以A点SO2的平衡浓度为0.04 mol·L－1，同理可以计算出B点SO2、O2、SO3的平衡浓度分别是0.03 mol·L－1、0.015 mol·L－1、0.17 mol·L－1，故A、B错；达平衡后，缩小容器容积，各成分的浓度增大，正、逆反应速率都加快，平衡正向移动，故C正确；丙是一定压强、不同温度下的图像，当温度为T1时先达平衡，说明在条件T1下反应速率快，所以T1>T2，D错。 11．解析：(1)图像中的斜率越大，速率越大。 (2)曲线Ⅰ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H2)大，改变的条件应是升高温度，使平衡左移；曲线Ⅱ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H2)小，改变的条件应是增大压强，使平衡右移。 (3)反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol是正反应体积缩小的放热反应。容器压强、气体平均摩尔质量不再改变，说明气体的总物质的量不再改变，a、c符合题意；容器的体积不变，质量不变，密度始终不变，b不符合题意；容器各物质的物质的量相等， 教学过程 一、复习预习 回顾上节课关于化学平衡状态的知识，通过多媒体展示进行回顾，引出本节课内容。 二、知识讲解 考点/易错点1 化学平衡的移动：（板书） 1、概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 2、移动的原因：外界条件发生变化。 （板书） 3、移动的方向：由v正和v逆的相对大小决定。 ①若V正＝V逆，平衡不移动。 ②若V正＞V逆，平衡向正反应方向移动。 ③若V正＜V逆，平衡向逆反应方向移动。 4、结果：新条件下的新平衡 考点/易错点2 影响化学平衡移动的条件 （一)、浓度的变化对化学平衡的影响： 教师：我们先通过速率-时间图从理论上来分析 反应物→生成物 （1）增大反应物浓度，教师带着学生绘制图形并且解释和判断化学平衡移动的方向 （2）分别叫三位同学上黑板绘制减小反应物浓度，减小反应物浓度，增大生成物浓度的速率-时间图，其余同学在学案上完成相关任务。 （3）放映幻灯片检查黑板上同学所画是否正确，下面同学自查。 教师：（板书）总结 结论：其它条件不变的情况下 ①增大反应物浓度，V（正）＞V（逆），平衡向正方向移动 ②减小生成物浓度，V（正）＞V（逆），平衡向正方向移动 ③增大生成物浓度，V（正）＜V（逆），平衡向逆方向移动 ④减小反应物浓度，V（正）＜V（逆），平衡向逆方向移动 学生阅读实验2-5并根据以上理论知识填写表格 教师放映实验相关视频，学生自查 考点/易错点3 勒夏特列原理： 教师和学生一起再次分析上述结论总结出：增大一种物质的浓度，平衡将向着减小这种物质浓度的方向移动。减小一种物质的浓度，平衡将向着增大这种物质浓度的方向移动。 导入：引入勒夏特列原理。 专题二第三单元化学平衡移动 【复习回顾】 1、可逆反应：在同一条件下，既能向进行，同时又能向 _进行的反应，叫做可逆反应。 2、化学平衡状态的定义：在一定条件下的可逆反应里，和相等，反应混合物中各组分的保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 3、平衡状态的特征（用五个字概括）： _____ 4、影响化学反应速率的外界因素主要有： ___ 【学习目标】 1、知识目标：正确理解浓度、压强、温度对化学平衡的影响。 2、能力目标：通过实验探究温度、压强、浓度对化学平衡的影响，培养学生利用实验探究、分析、解决问题能力。 3、情感目标：培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。 【重点难点】 浓度、压强、温度对化学平衡的影响。 【学习过程】 自主学习——思考交流 一、什么是化学平衡状态的移动？ 1、定义：把可逆反应中的破坏、的建立 的过程叫做化学平衡的移动。 【思考1】归纳平衡移动的根本原因？平衡移动的标志？ 2、化学平衡移动的根本原因是，化学平衡移动的标志 是。 3、化学平衡的移动方向的速率判断： （1）若外界条件变化引起v(正)＞v(逆)：平衡向移动； （2）若外界条件变化引起v(正)＜v(逆)：平衡向移动； （3）若外界条件变化引起v(正)＝v(逆)：旧平衡未被破坏，平衡。 巧记：化学平衡总往反应速率______的方向移动 二、影响化学平衡移动的因素有哪些？ _________________________________________________________________ 1、浓度如何影响化学平衡？ (1)增大反应物浓度，平衡向 _________________移动； (2)减小生成物浓度，平衡向 _________________移动； (3)减小反应物浓度，平衡向 _________________移动； (4)增大生成物浓度，平衡向 __________________移动。 2、压强如何影响化学平衡？ (1)增大压强，平衡向气体体积的方向移动； (2)减小压强，平衡向气体体积的方向移动。 (3)反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强,平衡移动。 3、温度如何影响化学平衡？ (1)温度升高，会使化学平衡向着反应的方向移动； (2)温度降低，会使化学平衡向着反应的方向移动。 4、催化剂对化学平衡有影响吗？ ______________________________________________________________ 三、勒夏特列原理（又称平衡移动原理） 如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强、温度）平衡就向这种改变的方向移动。 课堂探究 探究一浓度对化学平衡的影响 课本53页“活动与探究” 1、实验原理：Cr2O72－+H2O 2 CrO42－+2H+ 实验现象结论 实验1 实验2 2、结论：当其他条件不变时， 增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向____反应方向移动； 第23讲化学平衡移动原理及应用 目标要求 1.通过实验探究，了解浓度、温度、压强等对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。2.通过对图形、图表的阅读，进行初步加工、吸收、有序存储，并做出合理的解释。 1．化学平衡移动的过程 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 (2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。 (3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 3．影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对 有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强向气体分子总数减小的方向移动 减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动 温度 升高温度向吸热反应方向移动 降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 (2)勒·夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着 能够减弱这种改变的方向移动。 (3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温恒容条件 原平衡体系―――――→充入惰性气体 体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温恒压条件 原平衡体系―――――→充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小 ―→体系中各组分的浓度同倍数减小 (等效于减压) 应用体验 根据化学平衡原理解答下列问题： 在体积不变的密闭容器中发生N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol －1 ，只改变一 种外界条件，完成下表： 改变条件 平衡移动方向 氢气的转化率(增大、减小或不变) 氨气的体积分数(增大、 减小或不变) 增大氮气的浓度 增大氨气的浓度 升温 充入适量氩气 答案 (从左到右，从上到下)正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变 (1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移 教学设计 课：有哪些主要的特征？化学平衡受哪些因素的影响？ 3.如果我们向一个处于化学平衡 的反应中增加反应物的量，经过一 段时间后，它还会平衡吗？（溶解 平衡相联系）。相等 回答：改变影响速 率的条件，来打破 原有平衡，建立新 平衡， 基本概念 从上述的分析中，我们得知化学平 衡只有在一定的条件下才能维持，如果我们在改变外界条件（温度、浓度、压强）时，平衡状态会发生改变，经过一段时间又会重新建立一个新的平衡状态。创设情景，引入基本概念 新课学习[板书] 第三节影响化学平衡的条 件 一浓度对化学平衡的影响 [提出]浓度是否会影响平衡 [演示]将10mL0.01mol/L的KSCN溶 液与10mL0.01mol/L的FeCl 3 溶液相 混合,观察现象,给出信息，判断反 应物的反应量变化情况 [预测]往混合溶液中继续滴加 1mol/L的KSCN溶液，会有什么现象 [演示] 往KSCN与FeCl 3 的混合溶液 中滴加1mol/L KSCN，观察现象 [探讨] 溶液颜色加深，原混合液中过量的 FeCl3，和加入KSCN溶液继续反 应，使生成物浓度增加，溶液颜色 加深，你赞同该看法吗？ [演示] 往原混合液中继续滴加1mol/L的 FeCl3溶液，观察现象 [结论]此反应为可逆反应,增大反 应物浓度平衡右移,生成物浓度增 加,颜色加深结合溶液颜色变化 [结论]对于可逆反应,增大反应物浓 度,平衡向减弱反应物浓度增大的方 向移动 [思考]在 的反应中,是否可以用改变浓度的方 法来减小CO的含量? 认真记笔记并回答 老师的提问。 按给出的化学方程 式进行计算，得出 FeCl 3 过量的结论 讨论，并给出可能 情况 观察溶液颜色变化 学生讨论分析 观察溶液颜色变化 创设情景，互动 合作 设计思路引导— —通过改变反应 物或生成物的浓 度来观察化学平 衡是否改变，如 何移动？→实验 现象具有可视 性、可比性、要 能通过现象说明 平衡的移动方 向。→联想到是 否可用颜色的变 化说明浓度的变 化（浓度越大颜 色越深）→提供 实验药品和工具 →进行实验。 小节理解浓度对化学平衡影响注意要点 并画出图像 ①浓度改变是指 气体浓度、溶液浓 深入探索化学平 衡的标志Fe2O3 2 专题八 化学平衡 【考纲展示】 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。理解外界条件（温度、浓度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.了解化学平衡建立的过程。了解外界条件（温度、浓度、压强、催化剂等）对反应平衡的影响，认识其一般规律。 4.理解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行简单计算。 5.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 6.以上各部分知识的综合应用。 【知识网络】 知识网络 化学反应速率与化学平衡 表示方法：v= c/t 单位：或mol/L·min 公式法简单计算 化学计量数之比法影响因素 内因：反应物的结构、性质 外因 浓度：c 增大，v 增大压强：P 增大， v 增大温度：T 升高，v 增大 催化剂：使用催化剂一般加快反应速率 化学平衡 概念：可逆反应，条件一定，v 正 =v 逆特征：逆、等、动、定、变原因：外界条件变化，正、逆反应速率不同程度改变结果：再次v 正=v 逆 ，各组分百分含量又不变方向 v 正>v 逆，平衡正向移动v 正 化学平衡移动专题练习 1．在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是（）A．反应混和物的浓度B．反应物的转化率 C．正、逆反应速率D．反应混和物的压强 2．在下列平衡体系中，保持温度一定时，改变某物质的浓度，混合气体的颜色会改变；改变压强时，颜色也会改变，但平衡并不移动，这个反应是（） A．2NO＋O22NO2B．Br2(g)＋H22HBr C．N2O42NO2D．6NO＋4NH35N2＋3H2O 3．在某温度下，反应ClF(g) + F2(g)ClF3(g)（正反应为放热反应）在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是（）A．温度不变，缩小体积，Cl F的转化率增大 B．温度不变，增大体积，Cl F3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，F2的转化率降低 4．已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学反应向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是（） ①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加 ③反应物转化率一定增大④反应物浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂 A．①②B．②⑤C．③⑤D．④⑥ 5．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B的质量分数增加了 C．物质A的转化率减小了D．a＞b 6．在一固定容积的密闭容器中充入2mol NO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2(g) N2O4 此时平衡混合气体中NO2的体积分数为x%；若再充入1mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新平衡时，测得NO2的体积分数为y%，则x和y的大小关系正确的是（）A．x＞y B．x＝y C．x＜y D．不能确定 7．下列事实中，不能用列夏特列原理解释的是（）A．溴水中有下列平衡:Br2＋H2O HBr＋HBrO当加入AgNO3溶液后溶液颜色变浅B．对二氧化硫的品红溶液加热可使颜色变深 C．反应CO＋NO2CO2＋NO(正反应放热)，升高温度可使平衡向逆反应方向移动D．合成氨反应N2＋3H22NH3（正反应放热）中使用催化剂 8．在密闭容器中进行H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)+Q；反应达到平衡后，欲使颜色加深，应采取的措施是（） A．升温B．降温C．减小容器体积D．增大容器体积 9．在体积可变的密闭容器中，反应mA（g）+nB（s）pC（g）达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是（）A．（m+n）必定小于p B．（m+n）必定大于p C．m必定小于p D．n必定大于p 10．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)；△H ＞0，下列叙述正确的是（） A．加入少量W，逆反应速率增大B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C．升高温度，平衡逆向移动D．平衡后加入X，上述反应的△H增大11．一定条件下将2mol SO2和2mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应 2SO2＋O22SO3平衡时SO3为n mol，在相同温度下，分别按下列配比在上述容器中放入起始物质，平衡时SO3的物质的量可能大于n的是（） 《&2.3.1化学平衡移动1》公开课教案 三维目标： 1.知识和技能 知道化学平衡移动的概念；理解浓度变化影响化学平衡移动。 2.过程与方法 通过活动与探究理解化学平衡移动；通过实验探究学习浓度变化对化学平衡移动影响，并从影响反应速率因素和变化时浓度商Qc与K比较大两个角度来分析化学平衡移动方向 3.情感态度和价值观 通过化学平衡移动的学习，使学生进一步了解化学反应的实质，加强对化学理论的学习，培养正确的化学思维和科学态度。 教学重点:化学平衡移动原理；理解浓度影响化学平衡的原因 教学难点：化学平衡移动原理的应用 教学方法：实验探究、交流与讨论、归纳总结、练习 教学过程： 【回顾】1、化学平衡状态本质和外部特征？ 本质：V正= V逆≠0 外部特征：各组分浓度保持不变 2、化学平衡是怎样建立的？ 一定条件下，投料后反应一定时间 【过渡】展示投料后化学平衡过程的V-t图，引出条件发生改变导致V正≠V逆，从而发生破坏旧化学平衡，重新建立新的化学平衡，PPT展示化学平衡移动过程。 【归纳】一、化学平衡的移动 1.概念: 2、平衡移动方向的判断------正向、逆向、不移动 aA+bB cC+dD 改变条件后： (1)若v(正)＞v(逆)，则平衡向方向移动。 (2)若v(正)＝v(逆)，则平衡移动。 (3)若v(正)＜v(逆)，则平衡向方向移动。 3. 研究对象：已建立平衡状态的可逆反应 4.平衡移动的本质原因:v(正)≠v(逆) 【思考】如何通过改变条件来打破旧平衡呢？ 【过渡】影响化学反应速率的外界条件主要有浓度、压强、温度和催化剂等，本节我们先学习浓度改变是如何破坏化学平衡的 【板书】二、影响化学平衡移动的条件 （一)、浓度的变化对化学平衡的影响： 【活动与探究】按课本P53实验，引导学生观察现象，对比分析结论，并完成表2-10 化学平衡 第一课时 一．可逆反应与化学平衡状态 1．可逆反应（概念）： ★注意 1.两同 2.转化率 3. 用“”表示。 2.常见可逆反应 2．化学平衡状态 (1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率________，反应体系中所有参加反应的物质的_______保持不变的状态。 平衡标志：①v正＿＿v逆；②混合物体系中各组分的含量＿＿＿＿。 ⑵特点 思考3.对可逆反应N2＋3H22NH3，若某一时刻，v正(N2)＝v逆(NH3)。此时反应是否达到平衡状态？ 举例反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g) 正逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A， 即v(正)＝v(逆) 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C， 均指v(正) 不一定平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不 一定等于v(逆) 不一定平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗q mol D 平衡 混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡总压强或总体积或物质的量一定不一定平衡 压强m m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 平衡 m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 不一定平衡 温度任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不 变的条件下，体系温度一定时 平衡 颜色当体系的颜色(反应物或生成物均有颜色)不再变 化时 平衡 混合气体的平均相对分子 质量M 平均相对分子质量一定时，只有当m＋n≠p＋q时平衡平均相对分子质量一定，但m＋n＝p＋q时不一定平衡 体系的密度反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定不一定平衡m＋n≠p＋q，恒温恒压，气体密度一定时平衡 练习 1．下列说法可以证明H2(g)＋I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。 ①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I 键断裂③百分含量w(HI)＝w(I2)④反应速率v(H2)＝v(I2)＝1 2 v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( ) A．体系的体积不再发生变化 B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同时生成n mol H2 D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 3.一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L －1，则下列判断正确的是 ( ) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－1 选修四第二章第三节化学平衡状态 本章导学： 1.掌握化学反应速率的计算和比较，掌握外界因素对化学反应速率的影响； 2.掌握化学平衡状态的特征、标志和外界因素对化学平衡状态的影响； 3.掌握化学平衡常数的应用和判断化学平衡移动的方向； 4.掌握有关化学平衡的计算题和图像题的做法和技巧。 第三节第一课时化学平衡状态 学习目标： 1.掌握化学平衡状态的特点 2.掌握化学平衡状态的判断方法 想一想： 1.影响化学反应速率的外界条件有： 等，此外还有光、固体表面积等其他因素。 2.列举三个学过的可逆反应： 特点： 特点： 特点： 3. 溶解平衡：当固体物质溶解进行到一定程度，固体溶质的速率与溶液中溶质的 速率相等，此时溶液处于饱和状态，溶液的浓度和固体溶质的质量都。 填一填： 一.可逆反应与不可逆反应 1.概念：在下，既能向方向进行又能向方向进行的化学反应。 2.表示方法：约定采用“”表示，把从左向右的反应称作，从右向左的反 应称作。例如：。 3.特征：； ； 。 4. 不可逆反应：有些化学反应的正反应进行程度特别大，逆反应进行程度太小因而可以忽略，把这 类反应叫做不可逆反应，用“”符号表示，例如： 。 二．化学平衡状态 1. 化学平衡状态的建立：在一定的条件下，把一个可逆反应的反应物加入固定体积的密闭容器中， 反应过程如下： 反应过程可表示如下： 2．化学平衡状态 （1）. 概念：一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物质的保持不变的状态。 （2）. 特征： 注意事项 (1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。 (2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或 从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。 (3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。 (4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v(正)＝v(逆)，正是由于各物质的消耗速率与生成 速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。 （3）.判断化学平衡状态的标志 对于可逆反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)。 1．根本标志：v(正)＝v(逆)≠0 常见形式主要有： (1)同一种物质的生成速率等于消耗速率。 如：v(A)生成＝v(A)消耗。 (2)在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 如v(A)生成∶v(B)消耗＝m∶n。 (3)化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 如：v(A)生成∶v(D)生成＝m∶q。 2．特征标志 (1)各组分的浓度不随时间的改变而改变。 (2)各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (3)某种反应物的转化率不随时间的变化而变化。 (4)当m＋n≠p＋q时，体系的压强或平均相对分子质量不随时间的改变而改变。 试一试 [例1] (2012·郑州高二检测)下列对于反应C(g)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的描述正确的是( ) 化学平衡移动教学设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】 教学设计 些因素的影响？ 3.如果我们向一个处于化学平衡的反应中增加反应物的量，经过一段时间后，它还会平衡吗？（溶解平衡相联系）。回答：改变影响速 率的条件，来打破 原有平衡，建立新 平衡， 基本概念 从上述的分析中，我们得知化学平 衡只有在一定的条件下才能维持，如果我们在改变外界条件（温度、浓度、压强）时，平衡状态会发生改变，经过一段时间又会重新建立一个新的平衡状态。创设情景，引入基本概念 新课学习[板书] 第三节影响化学平衡的条 件 一浓度对化学平衡的影响 [提出]浓度是否会影响平衡 [演示]将10mL0.01mol/L的KSCN溶 液与10mL0.01mol/L的FeCl 3 溶液相 混合,观察现象,给出信息，判断反 应物的反应量变化情况 [预测]往混合溶液中继续滴加 1mol/L的KSCN溶液，会有什么现象 认真记笔记并回答 老师的提问。 按给出的化学方程 式进行计算，得出 FeCl 3 过量的结论 讨论，并给出可能 情况 观察溶液颜色变化 学生讨论分析 创设情景，互动 合作 设计思路引导— —通过改变反应 物或生成物的浓 度来观察化学平 衡是否改变，如 何移动？→实验 现象具有可视 性、可比性、要 能通过现象说明 [演示] 往KSCN与FeCl 3 的混合溶液中滴加1mol/L KSCN，观察现象[探讨] 溶液颜色加深，原混合液中过量的FeCl3，和加入KSCN溶液继续反应，使生成物浓度增加，溶液颜色加深，你赞同该看法吗？ [演示] 往原混合液中继续滴加1mol/L的FeCl3溶液，观察现象 [结论]此反应为可逆反应,增大反应物浓度平衡右移,生成物浓度增加,颜色加深结合溶液颜色变化 [结论]对于可逆反应,增大反应物浓度, 向移动 [思考]在 的反应中,是否可以用改变浓度的方法来减小CO的含量?观察溶液颜色变化平衡的移动方 向。→联想到是 否可用颜色的变 化说明浓度的变 化（浓度越大颜 色越深）→提供 实验药品和工具 →进行实验。 Fe 2O 3 2 新人教版化学选修4高中《化学平衡》教案一 姓名班级学号 【课标要求】： 1．了解浓度、压强、温度等外界条件对化学平衡移动的影响。 2．掌握用化学平衡的移动原理来定性定量地分析化学平衡问题。 3．了解平衡移动原理的重要意义，学会解决问题的科学方法。 【重点】 浓度、压强、温度等外界条件对化学平衡移动的影响。 【难点】 用化学平衡的移动原理来定性定量地分析化学平衡问题。 阅读教材：P26-28 知识要点： 一、化学平衡的移动 化学平衡的研究对象是___________，化学平衡是有条件限制的___________平衡，只有在______________时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被______________，反应混合物里各组分的含量不断___________，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正__________v 逆 ，然后在新条件下建立___________ 1、化学平衡移动的定义：化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动 2、化学平衡移动的性质： ⑴、若外界条件变化引起v 正＞ v 逆 ：平衡向______方向移动 ⑵、若外界条件变化引起v 正＜ v 逆 ：平衡向______方向移动 ⑶、若外界条件变化引起v 正＝ v 逆 ：旧平衡未被破坏，平衡_________ 巧记：化学平衡总往反应速率______的方向移动二、影响化学平衡的条件 （一）、浓度对化学平衡的影响 增大反应物浓度，正反应速率___________，平衡向___________移动 增大生成物浓度，逆反应速率 ，平衡向 移动 减小反应物浓度，正反应速率 ，平衡向 移动 减小生成物浓度，逆反应速率 ，平衡向 移动 【结论】： 当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向____反应方向移动； 增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向_____反应 方向移动。 【练习】 1、 在水溶液中橙红色的Cr 2O 72—与黄色的CrO 4—有下列平衡关系：Cr 2O 72— +H 2O 2CrO 4—+2H +把重铬酸钾（K 2Cr 2O 7）溶于水配成稀溶液是橙色。 ⑴向上述溶液中加入NaOH 溶液，溶液呈 色，因为 ⑵向已加入NaOH 溶液的⑴中再加入过量的H 2SO 4溶液，溶液呈 色，因为 。 ⑶向原溶液中加入Ba(NO 3)2溶液（已知Ba(CrO 4)2为黄色沉淀），溶液呈 色，因为 。 2、对于密闭容器中进行的反应：SO 2(g)+ 12O 2(g) SO 3(g)，如果温度保持 不变，下列说法中正确是（ ） A 增加的SO 2浓度，正反应速率先增大，后保持不变 B 增加的O 2浓度，正反应速率逐渐增大 C 增加的SO 2浓度，逆反应速率先增大，后保持不变 D 增加的O 2浓度，逆反应速率逐渐增大 （二）、压强对化学平衡的影响 ， 规律：增大压强，化学平衡向____________________________________移动； 减小压强，化学平衡向____________________________________移动； 化学选修4化学反应与原理 第一章化学反应与能量 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 （1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热)△H为“-”或△H<0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H为“+”或△H>0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。 第二章化学反应速率和化学平衡 一、化学反应速率 1.化学反应速率（v） ⑴定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 ⑶计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s） 化学平衡状态的判定 班级 姓名 小组 【学习目标】 1. 回顾化学平衡特征，正确利用v 正=v 逆及各组分含量是否变化来判断反应是否达到平衡 2. 结合M 、ρ的计算公式，正确判断反应在进行过程中M 、ρ、n 总、P 如何变化。 3. 结合反应的Δn 及是否有固体参与，正确分析M 、ρ、n 总、P 不变能否说明反应达平衡态。 4. 结合变量不变的思想，正确判断所给条件反应是否达平衡状态。 【重点难点】 重点：不同反应M 、ρ、n 总、P 不变时判断反应是否达平衡状态；“变量不变”思想应用。 难点：不同反应M 、ρ、n 总、P 不变时判断反应是否达平衡状态。 【导学流程】 一．知识链接 V m =ρ 总总n m =M PV=nRT(注：当V 、T 不变时，n 不变则P 不变) 二．基础感知 1．在2L 容器中进行反应：H 2（g ）＋I 2（g ） 2HI （g ），下列能说明反应达平衡的为 。 ①H 2转化率不变 ②H 2与I 2的转化率相同 ③H 2体积分数不再变化 ④若反应在绝热条件下进行，温度不再发生改变 ⑤体系的颜色不再改变 ⑥2v(H 2)=v （HI ） ⑦生成1molH 2的同时消耗2molHI 2．(1) 在体积不变的容器内充入1 mol N 2和3mol H 2发生下列反应：N 2+3H 22NH 3 ①在反应过程中，气体的总质量、体积是否变化? ②在表格中填写（变/不变） n 总 P ρ M 反应进行中未达到平衡时 平衡时 表格中四个量哪个不变时可以判断反应达到平衡状态？（下面两个表格也是相同的问题） (2) 对于恒容条件下发生反应H 2（g ）＋I 2 (g)2HI （g ） ①在反应过程中，气体的总质量、体积是否变化? ②在表格中填写（变/不变） n 总 P ρ M 反应进行中未达到平衡时 平衡时 （3）在恒容条件下发生反应A(s)+B(g) C(g) ①在反应过程中，气体的总质量、体积是否变化? ②在表格中填写（变/不变） n 总 P ρ M 反应进行中未达到平衡时 平衡时 3．①恒压条件下进行N 2+3H 22NH 3，压强不变的条件下，能否说明反应达平衡? ②C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)，此反应H 2的体积百分数不变能否说明反应达平衡? ③在体积不变的容器中充1mol NH 4Br 发生反应：NH 4Br(s)NH 3(g)+HBr(g)，NH 3的体积百分数不变能否说明反应达平衡？ 第二节化学反应的快慢和限度 第3课时化学平衡的移动 【学习目标】 1.影响化学平衡的移动因素 2.化学平衡的标志 【学习过程】 一、实验探究 （1）实验原理：NO2通常为______ 气体，N2O4通常为_______气体。 NO2N2O4 正反应为_______反应 （2）实验步骤： （3）实验现象： （4）实验分析及结论 二、化学平衡的移动的含义： 三、总结影响化学平衡移动的因素与规律（其他条件不变） 条件条件改变对化学平衡的影响 浓度 温度 气体压强 催化剂 四、判断化学平衡状态的标志：对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是否达平衡状态（达到“√”，未达到“×”） ①N2的消耗速率等于N2的生成速率。（） ②N2的消耗速率等于NH3的生成速率。（） ③N2的消耗速率等于NH3的生成速率的一半。（） ④N2的消耗速率等于NH3的消耗速率的一半。（） ⑤单位时间内，N2与H2生成NH3的分子数与NH3的分解的分子数相等。（） ⑥单位时间内，生成2xmolNH3的同时生成xmolN2和3xmolH2。（） ⑦一定温度时密闭容器中N2、H2、NH3的分子数不再改变。（） ⑧外界条件不变时，N2、H2、NH3的浓度不再改变。（） ⑨外界条件不变时，N2的转化率不再变化。（） ⑩外界条件不变时，体系的压强不再改变。（） ⑾外界条件不变时，体系的质量不再改变。（） ⑿单位时间内有1个N N断裂，同时有3个H－H生成。（） 【典题解悟】 例1. 已知反应A 2（g）＋2B2（g）2AB2（g）的△H＜0，下列说法正确的是 A. 升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小 B. 升高温度有利于反应速率增加，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 解析：A项升高温度，正逆反应速率都增加；B项升高温度反应速率增加，达到平衡所用的时间缩短；C项，此反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，D项，此反应为气体体积减少的反应，减小压强平衡向逆反应方向移动。 答案：B 例2. 反应：A（气）+3B（气）2C（气）+Q达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是 A．正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动 B．正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动 C．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动 D．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动 解析：此反应为放热反应，降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动；温度降低，无论是正反应还是逆反应反应速率均降低。 答案：C 【当堂检测】 化学平衡移动教案 教学目标： 1.知道化学平衡移动的概念；理解影响化学平衡的条件及勒夏特列原理 2.通过活动与探究掌握条件对化学平衡的影响，并提高归纳思维能力。 3.通过化学平衡的学习，使学生进一步了解化学反应的实质，加强对化学理论的学习，培养正确的化学思维和科学态度。 教学重点: 化学平衡移动原理,理解影响化学平衡的条件及勒夏特列原理 教学难点：化学平衡移动原理的应用 教学方法：实验探究、交流与讨论、归纳总结、练习 教学过程： 一、化学平衡的移动：【学生阅读课本P52后回答】： 1、概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 2、移动的原因：外界条件发生变化。 3、移动的方向：由v 正和v 逆的相对大小决定。 ①若V 正＝V 逆 ，平衡不移动。 ②若V 正＞V 逆 ，平衡向正反应方向移动。 ③若V 正＜V 逆 ，平衡向逆反应方向移动。 4、结果：新条件下的新平衡 【过渡】：哪些条件的变化对化学反应速率产生影响，将产生什么样的影响？ 1、浓度：增加反应物浓度，可以加快正反应速率 2、温度：升高温度，可以加快正逆反应速率 3、压强：（对于有气体参加的反应）增大压强，可以加快反应速率 4、催化剂：使用正催化剂，可以同等程度的加快正逆反应速率 二、影响化学平衡移动的条件 （一)、浓度的变化对化学平衡的影响：学生完成课本P53活动与探究: 学生说【结论】： 【过渡】：这是从实验得出的结论，下面我们从速率-时间图像上解释：（可让学生画出图像 旧平衡 V 正=V 逆 条件改变 v 正≠v 逆 一段时间后 新平衡 V '正=V '逆 自己解释）。 结论：其它条件不变的情况下 ①增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡向正方向移动 ②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆方向移动 注意: （1）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。 （2）在溶液中进行的反应，如果是稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度减小，V(正) 、V(逆)都减小，但减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。 (3)、工业上用适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产量。 化学平衡状态的判断标准 1、本质： V正 = V逆 2、现象：浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质：v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象：1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。 引申：mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断： 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系，体系的压强不再改变 4、若为恒压体系，体系的体积、密度不再改变 注意：以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到平衡的标志为： A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题：1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断：已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜ B＜C＜D＜E＜F。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D 的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸 第三节 化学平衡常数 【复习倒入】 【课标解读】 1．知道化学平衡常数的含义。 2．能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断。 3．掌握有关化学平衡常数的计算。 【学习重点】理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算 【学习难点】理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系 六步教学环节： 【自学质疑】 1．化学平衡常数的定义 在 下 ，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“ ”表示。 2．化学平衡常数的表达式 对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)C(g)＋q D(g)， 当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为： 。 练习：写出下列反应的平衡常数表达式： ① C(s) + H 2O(g) CO(g)+ H 2(g) ②Cr 2O 72-+H 2O 2CrO 42-+2H + ③ 2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g) ④SO 2(g)+ 21O 2(g) SO 3(g) ⑤2SO 3(g) 2SO 2(g)+O 2(g) 【小组讨论，展示点拨】 3、平衡常数表达式书写时，要注意 （1）如果反应中有和参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 （2）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关； ①将化学计量数扩大或缩小，K值可能会相应。 ②可逆反应的K(正)与K(逆)互为。 ③若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数 之；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之。 4．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。 K值越大，说明反应进行的程度越，反应物的转化率越； K值越小，说明反应进行的程度越，反应物的转化率越； 一般来说，反应的平衡常数K≥，认为正反应进行得较完全；K≤则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。 5、平衡常数的影响因素 （1）内因：反应物的本身性质 （2）外因：，即只受影响，与反应物或生成物的变化无关。 6、平衡常数的应用 ①判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：化学平衡的移动教案
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