魯科版選修4 第二單元第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 學(xué)案.doc

第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度1.了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能正確書寫平衡常數(shù)表達(dá)式，并能進(jìn)行簡單計(jì)算。2了解化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素，能利用平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。3.了解溫度、濃度、壓強(qiáng)等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響，并能夠判斷平衡移動(dòng)的方向。4能運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋相關(guān)化學(xué)問題。一、化學(xué)平衡常數(shù)1.定義在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，用k表示。2表達(dá)式以化學(xué)反應(yīng)aa(g)bb(g) cc(g)dd(g)為例：k注意的問題： (1)指定的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。 (2)反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)而不寫入表達(dá)式。 (3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，與反應(yīng)方程式的書寫有關(guān)。3意義平衡常數(shù)的大小反映化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度；平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。4影響因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物的本身性質(zhì)。(2)外因：反應(yīng)體系的溫度。5應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度k值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，k值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，k值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)計(jì)算轉(zhuǎn)化率依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度(或起始濃度)，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(4)判斷平衡移動(dòng)方向利用平衡常數(shù)可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。對(duì)于可逆反應(yīng)ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)在任意狀態(tài)下，生成物的濃度和反應(yīng)物的濃度之間的關(guān)系用q表示，則：當(dāng)qk時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v正v逆；當(dāng)qv逆；當(dāng)qk時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正v(逆)，則平衡向正向移動(dòng)。 若v(正)v(逆)，則平衡不移動(dòng)。 若v(正)v(逆)，則平衡向逆向移動(dòng)。(2)根據(jù)體系中各組分的含量判斷如果平衡移動(dòng)的結(jié)果是使體系中產(chǎn)物含量(如物質(zhì)的量、濃度、含量)增大，則平衡正向移動(dòng)，反之則逆向移動(dòng)。4、 平衡移動(dòng)原理(勒夏特列原理)1.內(nèi)容在封閉體系中，如果僅改變影響平衡體系的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng))，平衡就將向減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng)。2對(duì)平衡移動(dòng)原理的理解研究對(duì)象處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)；適用條件只適用于改變影響平衡體系的一個(gè)條件；判斷內(nèi)容只可以判斷平衡移動(dòng)的方向；移動(dòng)結(jié)果平衡移動(dòng)的結(jié)果只能夠“減弱”，而不能徹底抵消。知識(shí)點(diǎn)一、化學(xué)平衡常數(shù)【例1】在可逆反應(yīng)中，平衡常數(shù)與反應(yīng)進(jìn)行的限度的關(guān)系正確的是()ak越大，反應(yīng)程度越大 bk越大，反應(yīng)程度越小ck的大小與反應(yīng)程度無關(guān) d升高溫度，k增大解析：對(duì)于給定的可逆反應(yīng)體系，化學(xué)平衡常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，a項(xiàng)正確；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度升降的關(guān)系視具體反應(yīng)而定；對(duì)放熱反應(yīng)，溫度越高，k越??；對(duì)于吸熱反應(yīng)，溫度越高，k越大。答案：a【例2】1 000 k時(shí)反應(yīng)c(s)2h2(g) ch4(g)的k8.28107 (moll1)1，當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度分別為h2 0.7 moll1、ch4 0.2 moll1時(shí)，上述反應(yīng)()a正向移動(dòng) b逆向移動(dòng) c達(dá)到平衡 d不一定解析：q0.408 mol1l qv逆。答案：a知識(shí)點(diǎn)二、平衡轉(zhuǎn)化率【例3】下列說法中正確的是()a平衡常數(shù)的大小不能反映化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度 bk值越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大ck值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 d溫度越高，k值越大解析：平衡常數(shù)的大小反映的是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。k值越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小；反之則越大。平衡常數(shù)是一個(gè)溫度常數(shù)，只和溫度有關(guān)。答案：c【例4】在常壓和500時(shí)把o2和so2按12體積比混合，如果混合前o2為10 mol，平衡混合氣體中so3占總體積的91%。求：(1)平衡時(shí)有多少摩爾o2?(2)混合氣體中so2占總體積的體積分?jǐn)?shù)是多少？(3)so2的轉(zhuǎn)化率是多少？解析：設(shè)有物質(zhì)的量為x的 o2轉(zhuǎn)化2so2(g)o2(g)2so3(g)起始 20 mol 10 mol 0轉(zhuǎn)化2x x 2x平衡 20 mol2x 10 molx 2x則100%91%，x9.38 mol(1)n(o2)平10 mol9.38 mol0.62 mol(2)100%6.0%(3)(so2)100%93.8%。答案： (1)0.62 mol(2)6.0%(3)93.8%知識(shí)點(diǎn)三、等效平衡【例5】在一定溫度下，把1 mol n2和3 mol h2通入一個(gè)固定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：n2(g)3h2(g)高溫、高壓催化劑2nh3(g)當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)中的混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)加入的n2、h2和nh3的物質(zhì)的量(mol)。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(shí)的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a0，b0，則c_。(2)若a0.5，則b_、c_。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c)：_、_。解析：(1)1 mol n2和3 mol h2折算成nh3為2 mol，故c2。(2)a0.5，與題干中1 mol n2相比還差0.5 mol，則c mol nh3折算后應(yīng)該生成0.5 mol n2(同時(shí)生成1.5 mol h2)故c1，要求h2折算后為3 mol，還缺1.5 mol，故b1.5。(3)將c mol nh3折算為n2和h2分別是0.5c mol n2和1.5c mol h2，則0.5ca1,1.5cb3。答案：(1)2(2)1.51(3)0.5ca11.5cb3基礎(chǔ)演練1下列因素中，一定能引起平衡移動(dòng)的是 ()a溫度 b催化劑 c濃度 d壓強(qiáng)答案：a2已知：c(s)co2(g) 2co(g)h0。該反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列條件有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行的是 () a升高溫度和減小壓強(qiáng) b降低溫度和減小壓強(qiáng) c降低溫度和增大壓強(qiáng) d升高溫度和增大壓強(qiáng)答案：a3在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：h2(g)i2(g) 2hi(g)，在溫度t1和t2時(shí)，產(chǎn)物的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。符合圖示的正確判斷是() at1t2，h0 bt1t2，h0 ct10 dt1t2，h0。該反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列條件有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行的是()a升高溫度和減小壓強(qiáng)b降低溫度和減小壓強(qiáng)c降低溫度和增大壓強(qiáng) d升高溫度和增大壓強(qiáng)答案：a鞏固提高7.在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：co2(g)h2(g) co(g)h2o(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)k和溫度t的關(guān)系如下表：t 70080083010001200k0.60.91.01.72.6回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式_。(2)該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_(多選扣分)。a容器中壓強(qiáng)不變 b混合氣體中c(co)不變 cv正(h2)v逆(h2o) dc(co2)c(co)(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：co2h2coh2o，試判斷此時(shí)的溫度為_ 。答案：(1)(2)吸熱(3)bc(4)8308在25 時(shí)，密閉容器中x、y、z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)xyz初始濃度/(moll1)0.10.20平衡濃度/(moll1)0.050.050.1下列說法錯(cuò)誤的是()a反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，x的轉(zhuǎn)化率為50%b反應(yīng)可表示為x3y2z，其平衡常數(shù)為1 600c增大壓強(qiáng)使平衡向生成z的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大d改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)答案：9在一定溫度下，密閉容器中ab2c類型的反應(yīng)達(dá)到了平衡。(1)當(dāng)增加或減少a物質(zhì)時(shí)，平衡不移動(dòng)，則a物質(zhì)的狀態(tài)為_。(2)升高溫度時(shí)，平衡向右移動(dòng)，此正反應(yīng)為_反應(yīng)，升高溫度時(shí)，正反應(yīng)速率_，逆反應(yīng)速率_(填“增大”或“減小”)。(3)若b物質(zhì)為氣態(tài)，增大壓強(qiáng)時(shí)平衡不移動(dòng)，則a物質(zhì)為_態(tài)物質(zhì)，c物質(zhì)為_態(tài)物質(zhì)。答案：(1)固態(tài)或純液態(tài)(2)吸熱增大增大 (3)氣氣10已知h2(g)i2(g) 2hi(g)h0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入h2和i2各0.1 mol，乙中加入hi 0.2 mol，相同溫度下分別達(dá)到平衡濃度。欲使甲中hi的平衡濃度大于乙中hi的平衡濃度，應(yīng)采取的措施是()a甲、乙提高相同溫度 b甲中加入0.1 mol he，乙不變c甲降低溫度，乙不變 d甲增加0.1 mol h2，乙增加0.1 mol i2答案：c1. 下列關(guān)于平衡常數(shù)k的說法中，正確的是()a在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)恒定值b改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會(huì)改變平衡常數(shù)kc平衡常數(shù)k只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)濃度、壓強(qiáng)無關(guān)d從平衡常數(shù)k的大小不能推斷一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度答案：c2汽車尾氣的無害化處理已成為當(dāng)今汽車工業(yè)的一項(xiàng)重要課題，其基本原理是實(shí)現(xiàn)2no(g)2co(g) n2(g)2co2(g)的反應(yīng)。關(guān)于該反應(yīng)，下列說法正確的是()a只要使用合理的催化劑及載體，就可完全清除no和cob使用催化劑只能改變反應(yīng)的速率不能改變反應(yīng)的平衡常數(shù)c假設(shè)該反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，一段時(shí)間后達(dá)到平衡時(shí)c(no)c(co)d使用性能好的催化劑可使反應(yīng)的平衡常數(shù)增大答案：b3在一定溫度時(shí)，4 mol a在2 l密閉容器中分解：a(g) 2b(g) c(g)，達(dá)到平衡時(shí)，測得已有50%的a分解成b和c。此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為()a. 4 mol2l2b. 3 mol2l2 c2 mol2l2 d1 mol2l2答案：a4反應(yīng)h2(g)i2(g) 2hi(g)的平衡常數(shù)為k1，反應(yīng)hi(g) h2(g)i2(g)的平衡常數(shù)為k2，則k1、k2的關(guān)系為(平衡常數(shù)為同溫度下的測定值)()ak12k2 bk1 k ck1 dk1k2答案：c5對(duì)于co(g)h2o(g) co2(g)h2(g) ，某溫度下平衡常數(shù)k為1，向一密閉容器內(nèi)同時(shí)通入co(g)、h2o(g)、co2(g)、h2(g)各1 mol，在該溫度下建立平衡時(shí)，co的物質(zhì)的量為()a大于1 mol b小于 1 mol c等于 1 mol d . 無法確定答案：c6在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2so2(g)o2(g) so3(g) ，已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻so2、o2、so3的濃度分別為0.2 moll1、0.1 moll1、0.2 moll1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()aso2為0.4 moll1，o2為0.2 moll1 bso2為0.25 moll1cso3為0.4 moll1 dso2、so3均為0.15 moll1答案：b7已知碘蒸汽為紫紅色， h2 、hi均為無色氣體。在一定溫度和固定容積的密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)：h2 (g)i2 (g) 2hi(g)，下列說法能充分說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是() ah2、i2、hi的濃度相等 b容器內(nèi)顏色不再改變 ch2、i2、hi在容器中共存 d正、逆反應(yīng)速率均等于零答案：b8實(shí)驗(yàn)室用4 mol so2與2 mol o2進(jìn)行下列反應(yīng)： 2so2(g)o2(g) 2so3(g)；h196.64 kj/mol，當(dāng)放出314.624 kj熱量時(shí)，so2的轉(zhuǎn)化率為()a40%b50% c80% d90%答案：c9在一定溫度下，向容積固定不變的密閉容器中充入a mol a，發(fā)生反應(yīng)：2a(g) b(g)；h0。達(dá)平衡后再向容器中充入a mol a，再次達(dá)到平衡后，與原平衡比較，下列敘述不正確的是()a平均相對(duì)分子質(zhì)量增大 ba的轉(zhuǎn)化率提高ca的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大 d反應(yīng)放出的總熱量大于原來的2倍答案：c10常溫下的定容容器中，建立如下平衡：3no2h2o2hno3no，在其他條件不變時(shí)，若往容器中通入少量的氧氣，則加入氧氣到體系達(dá)到新的平衡過程中，原體系將會(huì)發(fā)生的變化是()a平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) bno的物質(zhì)的量可能不變cno的物質(zhì)的量一定會(huì)減少 dno2增加的物質(zhì)的量是通入o2的物質(zhì)的量的2倍答案：c1一定條件下反應(yīng)2ab(g) a2(g)b2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()a單位時(shí)間內(nèi)生成n mol a2，同時(shí)消耗2n mol ab b容器內(nèi)，3種氣體ab、a2、b2共存cab的消耗速率等于a2的消耗速率 d容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化答案：d2在容積可變的密閉容器中，2 mol n2和8 mol h2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，h2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于()a5% b10% c15%d20%答案：c3可確認(rèn)發(fā)生了化學(xué)平衡移動(dòng)的是()a化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生了改變b有氣態(tài)物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變了壓強(qiáng)c由于某一條件的改變，使平衡混合物中各組分的濃度發(fā)生了不同程度的改變d可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，使用催化劑答案：c4已知：a(g)b(g) 3c(g)h3 d物質(zhì)c的體積分?jǐn)?shù)增加了答案：d8反應(yīng)x(g)y(g) 2z(g)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在t1時(shí)達(dá)到平衡，t2時(shí)由于體系條件的改變，平衡受到破壞，到t3時(shí)再次達(dá)到平衡。如圖所示為上述變化的物質(zhì)的濃度與時(shí)間的關(guān)系，則t2時(shí)刻使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的原因是()a增大x或y的濃度 b增大壓強(qiáng) c降低溫度d升高溫度答案：d9在一個(gè)容積為500 ml的密閉容器中，充入5 mol h2和2 mol co。在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：2h2(g)c