《化学反应中的平衡》设计

《化学平衡》教学设计课题化学平衡教学目标1.掌握化学平衡中的各个参数的意义2.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。3.理解温度、浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。4.学会根据图形运算、求出定量5.应用化学平衡移动原理和化学反应速率相关知识选择合成氨的条件。教学重难点1.化学平衡中的计算

2.平衡移动的原理考点掌握温度、浓度、反应面积和催化剂对反应平衡移动方向的影响、量化化学反应平衡知识点剖析序号知识点预估时间掌握情况1化学平衡常数的概念60分2化学平衡在实际问题中的应用60分345教学内容一、化学平衡常数

1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）

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=cp(c)•cq(d)/cm(a)•cn(b)

3.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

程度

（也叫

反应的限度

）。

k值越大，表示反应进行得

越完全

，反应物转化率

越大

；

k值越小，表示反应进行得

越不完全，反应物转化率

越小

。

（2）判断正在进行的可逆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：qc=cp(c)•cq(d)/cm(a)•cn(b)，叫该反应的浓度商。qc＜k，反应向

正反应方向

进行qc＝k，反应处于平衡状态

qc＞k，反应向

逆反应方向

进行例1．一般都能使反应速率加快的方法是（）。升温；②改变生成物浓度；③增加反应物浓度；④加压（A）①②③（B）①③（C）②③（D）①②③④例2．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO+2CO=N2+2CO2对此反应，下列叙述正确的是（）（A）使用催化剂能加快反应速率（B）改变压强对反应速率没有影响（C）冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大（D）无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响例3．设C+CO22CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H22NH3+Q2，反应速率为υ2。对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（）。（A）同时增大（B）同时减小（C）υ1增大，υ2减小（D）υ1减小，υ2增大例4．在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3X（气）+Y（气）2Z（气）若最初加入的和Z都是1mol，反应中X的平均反应速率为mol·L-1·s-1。若要产物Z为，反应所需的时间为（）（A）5s（B）10s（C）15s（D）20s例5．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)；△H＝＋QkJ·mol－1(Q＞0)，某温度.压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应，下列叙述正确的是A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJC．反应至4min时，若HCl的浓度为·L－1，则H2的反应速率为：(L·min)D．当反应吸收热量为时，生成的HCl通入100mL1mol·L－1的NaOH溶液恰好反应例6．下列说法正确的是 （） A．反应2A（g）+B（g）=3C（s）+D（g）在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH<0 B．常温下，将pH＝4的醋酸溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低 C．常温下，H2CO3分子不可能存在于pH＝8的碱性溶液中 D．在合成氨工业中，移走NH3可增大正反应速率，提高原料转化率例7．一定温度下，容积为2L的甲.乙两固定容积的密闭容器中，发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）。达平衡时测得有关数据如下表。容器甲乙反应物投入量2molmolO24molSO3n（SO3）/mol1．6a反应物的转化率α1α2下列说法正确的是 （） A．α1+α2>1 B．1．6<a<3．2 C．若甲中反应2min时达到平衡，则2min内平均速率ν（O2）=0．2mol·L－1·min-1 D．甲平衡后再加入0．2mol．2molO2和0．4molSO3，平衡正向移动例8.[2011·芜湖模拟]氨的催化氧化4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=QkJ/mol，是工业制硝酸的重要反应。一定条件下将混合于固定体积为2L的密闭容器中，反应经10s达平衡，测得NO浓度为L。下列判断正确的是（）A.以O2浓度变化表示的反应速率是（L·s）B.达平衡时，NH3的转化率为20%C.升高温度使减小，则Q<0D.将容器容积变为4L，平衡时NO浓度小于L例9[2011·丰台]一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)，经60s达到平衡，生成Z。下列说法正确的是()A．60s内反应速率为υ(X)=mol/(L·s)，X的转化率为80%B．其它条件不变，将容器体积变为4L，Z的平衡浓度变为原来的C．其它条件不变，若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H>0D．其它条件不变，若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小例10.[2011·汕头质量测试]FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡：Fe3+(aq)+SCN—(aq)Fe(SCN)2+(aq)。已知平衡时，物质的量浓度c[Fe(SCN)2+]与温度T的关系如下图所示，则下列说法正确的是()c[Fe(SCN)c[Fe(SCN)2+]T1T2T3ABCDA.FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学反应方程式为：Fe3+(aq)+SCN—(aq)=Fe(SCN)2+(aq)ΔH>0B.温度为时，反应的平衡常数分别为，则K1<K2C.反应处于D点时，一定有V正>V逆点与B点相比，A点的c（Fe3+）大例11.[2011·广雅三模]已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)下列有关该平衡体系的说法正确的是()A．升高温度，平衡逆向移动B．溶液中c(Ca2+)·c2(OH—)恒为定值C．向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度D．除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的氢氧化钠溶液例12．取2g干燥铝粉和3g碘粉小心混匀，分为四堆。往各堆上分别加水，1g明矾，1g胆矾，1g无水硫酸铜。加水那堆混合物首先冒火花，发生剧烈反应，其次发生反应的是加明矾的那一堆混合物，再次发生反应的是加胆矾的那一堆混合物，而加无水硫酸铜的那堆最难发生反应。铝和碘反应的方程式为___________。铝和碘反应还可以看到___________。②四堆混合物发生反应的先后顺序说明_________________。例1某温度下，SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)的平衡常数K1=50，在同一温度下2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2的值为（）×10-4×10-2例2.已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),800℃,K=,求恒温恒容体系中，用①c(CO):c(H2O)=1:1或②1:3开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。例3.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

（1）NH4I=NH3+HI(碘化氨为固体，而氨气和碘化氢为气体)；（2）2HI=H2+I2（碘化氢，氢气和碘都为气体）（上述反应均为可逆反应）达到平衡时，c(H2)=·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为(

)

A．9

B．16

C．20D25例4.高炉炼铁中发生的基本反应如下：FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g)（正反应为吸热反应），已知1100℃时，该反应的化学平衡常数为。若在1100℃时，测得高炉中c(CO2)=L，c(CO)=L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”.“小于”或“等于”)，其原因是

。例5．[2011·福建卷]25℃时，在含有Pb2＋.Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是()A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0D．25℃时，该反应的平衡常数K＝例6.[2011·鹰潭一模]化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是（） A．根据图①可判断可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)正反应是吸热反应B．图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大C．图③可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化D．④溶解度与溶液pH关系例7.[2011·芜湖模拟]氨的催化氧化4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=QkJ/mol，是工业制硝酸的重要反应。一定条件下将混合于固定体积为2L的密闭容器中，反应经10s达平衡，测得NO浓度为L。下列判断正确的是（）A.以O2浓度变化表示的反应速率是（L·s）B.达平衡时，NH3的转化率为20%C.升高温度使减小，则Q<0D.将容器容积变为4L，平衡时NO浓度小于L例8.[2011·丰台]一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)，经60s达到平衡，生成Z。下列说法正确的是()A．60s内反应速率为υ(X)=mol/(L·s)，X的转化率为80%B．其它条件不变，将容器体积变为4L，Z的平衡浓度变为原来的C．其它条件不变，若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H>0D．其它条件不变，若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小例9.[2011·汕头质量测试]FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡：Fe3+(aq)+SCN—(aq)Fe(SCN)2+(aq)。已知平衡时，物质的量浓度c[Fe(SCN)2+]与温度T的关系如下图所示，则下列说法正确的是()c[Fe(SCN)c[Fe(SCN)2+]T1T2T3ABCDA.FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学反应方程式为：Fe3+(aq)+SCN—(aq)=Fe(SCN)2+(aq)ΔH>0B.温度为时，反应的平衡常数分别为，则K1<K2C.反应处于D点时，一定有V正>V逆点与B点相比，A点的c（Fe3+）大例10．一定温度下，容积为2L的甲.乙两固定容积的密闭容器中，发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）。达平衡时测得有关数据如下表。容器甲乙反应物投入量2molmolO24molSO3n（SO3）/mol1．6a反应物的转化率α1α2下列说法正确的是 （） A．α1+α2>1 B．1．6<a<3．2 C．若甲中反应2min时达到平衡，则2min内平均速率ν（O2）=0．2mol·L－1·min-1 D．甲平衡后再加入0．2mol．2molO2和0．4molSO3，平衡正向移动解答题浅析例1.（原创）（15分）在一个固定容积为2L的密闭容器中充入1molA和3molB，在一定条件下使它们发生反应A（g）+3B（g）2C（g），反应过程中会适当的改变条件，但每次只改变一个条件，且改变的条件均不同。其物质的量随时间的变化关系如下：t/minA（g）/molB（g）/molC（g）/mol513010152030354550已知：在15分钟测得的数据是第一次出现的数据，并且在25分钟.40分钟时分别改变了一个条件，并分别在分钟这两个时刻达到了平衡。根据题意回答下列问题：（1）在50min内，反应第一次达到平衡的时间是：_________，此时刻物质A的转化率为：_________；（2）25分钟这一时刻所改变的条件为：_____________；（3）请写出所有能增大B的转化率的操作：______________________________________;（4）在下列方框内画出0~50min内容器内反应物质的v—t图（作图要求，必须在图中标明改变条件和达到平衡的时间点.正反应和逆反应的曲线，并在图中做出必要说明）。例2.[2011·赣州适应性考试](10分)原子序数依次增大的五种短周期元素，A是原子半径最小的元素，B的单质分子中有三对共用电子，C最外层电子数是次外层电子数的3倍，同主族，E原子电子数比C原子电子数多5个，请回答下列问题：（1）形成的化合物W的电子式，以W溶液作为电解质溶液，E棒与铁棒分别作为电极构成原电池，则负极的电极反应式。（2）A2和B2在工业上可合成一种重要的原料BA3。=1\*GB3①下图是一定温度和压强下A2（g）和B2（g）反应生成1molBA3（l）过程中能量变化示意图，已知：BA3（l）BA3（g）△H=+ckJ/mol，请写出工业合成BA3(g)的热化学反应方程式。（△H的数值用含字母的代数式表示）=2\*GB3②下列措施有利于提高B2的转化率的是A.采取20～50MPa的大气压B.降低温度C.使用催化剂D.及时将BA3液化分离 =3\*GB3③25℃时，xmol·L-1的BA3水溶液的pH=14-n，若忽略水的电离，则BA3水合分子的电离平衡常数。（用含的代数式表示） （3）化合物甲.乙都由三种元素组成，甲为弱碱，乙为强酸；常温下，若两溶液中水的电离程度相同。 =1\*GB3①若乙溶液的pH=a，则甲溶液中水电离产生的c(H＋)= =2\*GB3②两溶液等体积混合后，混合溶液中的离子浓度由大到小的是 （4）用D2C2在酸性条件下处理CN－的工业废水，将得到一种能够参与大气生态环境循环的气体以及CO2等物质，请写出该反应的离子方程式。例3.[2011·广州调研]（9分）某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。（1）该反应的离子方程式为___________________________________________________。（2）提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是__________。A．反应放热导致温度升高B．压强增大C．生成物的催化作用D．反应物接触面积增大（3）进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物（含中间产物）可能对反应有催化作用，请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整：实验编号铜片质量/g·L-1的硝酸体积/mL硝酸铜晶体/g亚硝酸钠晶体/g实验目的①520实验①和②探究_________的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响。②③例4．[2011·东北三省四市诊断联考]一定温度下，在体积为VL的密闭容器中，发生某可逆反应，其化学平衡常数表达式为：。（1）写出该反应的化学方程式。（2）向该平衡体系中通入一定量的H2，则平衡向反应方向移动，平衡常数（填“增大”.“减小”或“不变”）。（3）若第t1秒时，CO的物质的量为nmol；到第t2