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【学案导学设计】2014-2015学年高中化学 2.3.3 化学平衡图像、等效平衡学案 鲁科版选修4

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- 1 - 第3课时 化学平衡图像、等效平衡 [学习目标定位] 1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。

1．对于已达平衡的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0 (1)增大[N2]，平衡向正反应方向移动，N2的转化率减小，H2的转化率增大。 (2)增大压强，体积缩小，平衡向正反应方向移动，N2、H2的转化率增大，N2、H2的百分含量减小，NH3的百分含量增大。 (3)升高温度，平衡向逆反应方向移动，N2、H2的转化率减小，N2、H2的百分含量增大，NH3的百分含量减小。

2．密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。在温度为500 K、压强为30 MPa情况下，n(NH3)、n(H2)和n(N2)随时间变化的关系如右图所示：

读图回答问题： (1)图像中属于氢气物质的量随时间变化的曲线是________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 (2)关于t2时刻的说法正确的是__________。 A．t2时该反应达到平衡状态 B．t2时Ⅱ和Ⅲ代表的物质反应速率相同 C．t2时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为3∶1∶2 D．t2时氨气与氢气的物质的量相同 (3)其他条件不变，只改变温度，在改变的这个温度下反应达到平衡，此时n(H2)比图像中平衡时的值稍大，那么该温度最可能是________。 A．673 K B．273 K C．373 K D．1 073 K 答案 (1)Ⅲ (2)CD (3)A - 2 -

探究点一 化学平衡图像 1．在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：

(1)横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中各物质的物质的量的变化。 (2)该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)在反应进行到2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。 (4)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15_mol·L－1·min－1。

2．在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线，所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度下(T1)与混合气体中C的含量(C%)的关系图像如图所

示。根据图像回答下列问题：

(1)T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b(2)在压强一定时(如p3)，温度升高，C%的变化是增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。 3．在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图1)或表示的压强较大(如图2)[仍以aA(g)＋bB(g)cC(g)为例]。

根据图像回答下列问题： (1)图1中，温度T1、T2的大小关系是T2>T1，温度升高，C%(C的含量)的变化是减小，化学平衡逆向移动，正反应是放热反应。 (2)图2中，压强p1、p2的大小关系是p1>p2，压强增大，C%(C的含量)的变化是减小，化学平衡逆向移动，a＋b- 3 -

[归纳总结] 化学平衡图像题的分析解答方法 (1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。 (2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 (3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。 (4)先拐先平：可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在转化率－时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。 (5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 [活学活用] 1．在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，下列分析中不正确的是( )

A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响 B．图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂 D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 答案 C 解析 本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识，难度一般。由于这是一个体积不变的放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速率，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图Ⅲ中考虑的是使用催化剂的话，则由图可知乙条件下先达到平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D正确。 2．下列各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为( ) - 4 -

答案 A 解析 随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大；而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，但不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。 探究点二 等效平衡 化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应开始或逆反应开始都可以建立平衡。在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对同一可逆反应，只有起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量(质量分数、体积分数、物质的量分数等)相同，这样的平衡称为等效平衡。 1．在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③。 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ① 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol ② 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol ③ 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol ④ 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 解析 恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。 2．在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③。 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ① 1 mol 3 mol 0 mol ② 0 mol 0 mol 2 mol - 5 -

③ 0.5 mol 1.5 mol 1 mol ④ 1 mol 3 mol 2 mol 解析 恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的量相同。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡会移动，必须极值等量平衡才等效。 3．若在恒温恒压条件下，按题2中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③④。 解析 恒温恒压条件下，若转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数是否改变，对可逆反应的平衡都没有影响，而成比例的增加反应物后体积膨胀，压强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。 [归纳总结] 解答等效平衡问题时，先看条件(恒温恒容或恒温恒压)，再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同)，按“一边倒”转换比较。 (1)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，要求极值等比。 (2)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，要求极值等量。 (3)恒温恒压条件下，只要求极值等比。 [活学活用] 3．在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时，C的浓度为n mol·L－1。 (1)若维持容器体积和温度不变，以下列各种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为n mol·L－1的是________。 A．4 mol A＋2 mol B B．2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D C．3 mol A＋1 mol B D．3 mol C＋1 mol D E．1 mol A＋0.5 mol B＋1.5 mol C＋0.5 mol D (2)C的浓度大于n mol·L－1的是________。 (3)将可逆反应中A(g)改为A(s)，则C的浓度仍为n mol·L－1的是________。 (4)若将题中“维持容器体积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则C的浓度仍为n mol·L－1的是_________________________________________________________。 答案 (1)DE (2)ABC (3)CDE (4)ABDE

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课件8：2.3.5 化学平衡图像、等效平衡

课件8：2.3.5 化学平衡图像、等效平衡


相当于增大压强。
起始
平衡
V
V
新平衡
叠加
压缩
2V
V
V
V
练习4：把晶体N2O4放入固定容积的密闭容器中气化并建 立N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与 起 始 时 等 量 的 N2O4气 体 ， 反应再次达平衡 ， 则新平衡 N2O4的转化率与原平衡比( B )
A. 增大
B. 减少
第5课时 化学平衡图像、等效平衡 ——等效平衡
学习目标 知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分 析判断方法。
一、概念 在相同条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系， 不管是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，还是正、 逆反应同时投料，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的 百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同， 这样的化学平衡互称为等效平衡。
A. 3 mol N2 + 3 mol H2 B. 2 mol N2 + 2.5 mol H2 C. 1 mol N2 + 3 mol H2 D. 6 mol N2 + 4 mol H2 恒温恒压条件下建立的等效平衡条件是“极值等比则等 效”，D项极限转化后n(N2):n(H2)=3:2，比例相等，正确。 答案：D
1. 恒温恒容 (1) Δn(g)≠0，极值等量则等效
2SO2(g)+O2(g) 起始1 4 mol 2 mol
2SO3(g) 0
起始2 0
0
4 mol
起始3 2 mol 1 mol 2 mol
起始4 a mol b mol c mol
上述三种投料，按方程式的化学计量数关系一边倒均转化为
反应物，对应量相等，即SO2都是4 mol、O2都是2 mol，三 者的平衡状态完全相同。
2015年高中化学2.3化学平衡教材图解学案新人教版选修4

2015年高中化学2.3化学平衡教材图解学案新人教版选修4

第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡【思维导图】【微试题】1.[2012·全国卷] 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)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<01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B【答案】2.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。

由图可得出的正确结论是（）A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度：a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段【答案】D23.(2012·安徽卷)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH<0若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( )A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变【答案】D344.(2014山东理综）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO 2（g ）+NaCl （s ）NaNO 3（s ）+ClNO （g ） K 1 ∆H < 0 （I ） 2NO （g ）+Cl 2（g ）2ClNO （g ） K 2 ∆H < 0 （II ） （1）4NO 2（g ）+2NaCl （s ）2NaNO 3（s ）+2NO （g ）+Cl 2（g ）的平衡常数K= （用K 1、K 2表示）。

（2）为研究不同条件对反应（II ）的影响，在恒温条件下，向2L 恒容密闭容器中加入0.2mol NO 和0.1mol Cl 2，10min 时反应（II ）达到平衡。

高中化学等效平衡教案

高中化学等效平衡教案

高中化学等效平衡教案
主题：等效平衡
教学目标：
1. 了解等效平衡的定义和原理；
2. 掌握等效平衡的计算方法；
3. 能够应用等效平衡解决化学计算问题。

教学重点：
1. 等效平衡的概念和定义；
2. 等效平衡的计算方法；
3. 化学计算问题中等效平衡的应用。

教学难点：
1. 等效平衡的原理理解；
2. 等效平衡的实际应用。

教学手段：
1. 多媒体课件；
2. 化学实验；
3. 互动讨论。

教学流程：
一、导入（5分钟）
1. 展示反应方程式2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2；
2. 提问：在这个反应中，HCl和Na2CO3的化学计量比分别是多少？
二、学习等效平衡（15分钟）
1. 解释等效平衡的概念和定义；
2. 讲解如何通过反应方程式得到等效平衡；
3. 举例说明等效平衡的计算方法。

三、实验操作（20分钟）
1. 进行一次模拟反应实验，观察反应过程；
2. 记录反应物质量和反应物质量之比；
3. 计算实验中的等效平衡。

四、应用练习（15分钟）
1. 给学生一组化学计算题目，要求用等效平衡解答；
2. 班内同学互相交流计算思路和结果。

五、总结（5分钟）
1. 教师总结等效平衡的重点和难点；
2. 给学生布置相关作业。

六、作业（自习）
1. 完成教师布置的作业；
2. 复习等效平衡相关知识。

教学反馈：
1. 收集学生对等效平衡的理解和应用情况；
2. 根据学生反馈调整教学内容和方法。

《化学平衡图像等效平衡》

《化学平衡图像等效平衡》


1.化学平衡图像题的分析思路：看图像，想规律，作判断。 解题技巧：先拐先平，定一议二。 2.恒温恒容，反应前后气体分子数不同，量相同，等效平衡；恒温恒容，反应前后气体分子 数相同，成比例，等效平衡；恒温恒压，任何气体的可逆反应，成比例，等效平衡。
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五莲中学高三化学学案【微专题】化学平衡图像 等效平衡 编制：厉宗阳 审核：刘艳霞
3 mol
2NH3 0 mol
② 0 mol
0 mol 2 mol
③ 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
④ 1 mol
3 mol 2 mol
2.若在恒温恒压条件下，按题 1 中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是________。
3.在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是________。
bB(g) cC(g)在不同温度下(T1<T2)，压强(p)与混合气体中 C 的含量(C%)的关系图像如图所 示。根据图像回答下列问题：
①T1 为一条等温线，随着压强的增大，C%
动，a＋b
c。
，化学平衡逆向移
②在压强一定时(如 p3)，温度升高，C%
，化学平衡
移
动，正反应是
反应。
化学平衡图像题的分析方法 (1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系， 特别是与平衡移动原理相联系。 (2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 v 正、v 逆的相对大小；三看化学平衡移 动的方向。 (3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。 (4)先拐先平：可逆反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在转化率—时间曲线中，先出现拐 点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。 (5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 例 1 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应：2X(g) Y(g)， 温度 T1、T2 下 X 的物质的量浓度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所 示： (1)该反应进行到 M 点时放出的热量________(填“>”或“<”)