化学反应速率和化学平衡专题教学设计
化学反应速率与化学平衡化学教案

化学反应速率与化学平衡化学教案化学教案教案主题:化学反应速率与化学平衡教学目标:1. 了解化学反应速率的概念和计算方法。
2. 掌握影响化学反应速率的因素,如浓度、温度、催化剂等。
3. 理解化学平衡的概念和条件。
4. 掌握如何用化学方程式表示和计算化学平衡。
教学重点:1. 化学反应速率的计算和影响因素。
2. 化学平衡的概念和条件。
教学难点:1. 如何解析和计算化学反应速率。
2. 如何用化学方程式表示和计算化学平衡。
教学准备:1. 教师准备:教案、教材、实验器材、实验药品等。
2. 学生准备:课本、笔记本、实验报告本。
教学过程:【引入】化学反应速率与化学平衡是化学中重要的概念,我们日常生活中处处可见各种化学反应。
请同学们回忆一下你们在实验室或化学课堂上进行的化学反应实验,讨论一下你们对化学反应速率和化学平衡的认识。
【知识讲解】1. 化学反应速率的概念和计算方法。
- 解释化学反应速率的概念,即单位时间内反应物消失或生成的量。
- 讲解如何计算化学反应速率,以及速率与反应物浓度之间的关系。
- 探讨影响化学反应速率的因素,如反应物浓度、温度、催化剂等。
2. 化学平衡的概念和条件。
- 介绍化学平衡的概念,即反应物与生成物浓度保持一定比例的状态。
- 讨论达到化学平衡所需要的条件,如封闭容器、恒温等。
【案例分析】通过案例分析,引导学生理解化学反应速率与化学平衡的概念。
1. 案例:溶解速率的影响因素- 描述不同温度下溶解固体的速率差异。
- 引导学生思考温度对溶解速率的影响原因,并解释其与分子运动的关系。
2. 案例:平衡态的表达和计算- 给出一个含有反应物和生成物的化学方程式,请学生用化学方程式表达该反应的化学平衡状态。
- 引导学生计算反应物和生成物浓度的比例,并探究其与平衡常数的关系。
【实验操作】根据教材的实验方案,选择与化学反应速率和化学平衡相关的实验进行演示,如利用颜色变化来观察反应速率变化、用化学试剂浓度的变化来判断化学平衡的状态等。
高三化学教案化学平衡与化学反应速率的关系教学设计

高三化学教案化学平衡与化学反应速率的关系教学设计高三化学教案:化学平衡与化学反应速率的关系教学设计一、引言化学平衡是化学反应中一种特殊的状态,它与化学反应速率之间存在着密切的关系。
本次教学设计旨在通过讲解化学平衡与化学反应速率的关系,帮助学生深入理解这两个概念,并能够应用于解决相关问题。
二、教学目标1. 理解化学平衡的概念,能够用化学方程式描述化学平衡的状态;2. 了解化学反应速率的定义和计算方法;3. 掌握化学平衡与化学反应速率的关系,能够解释不同因素对化学反应速率和平衡位置的影响;4. 能够运用所学知识,分析和解决相关问题。
三、教学内容1. 化学平衡的概念和特点a. 化学平衡的定义:当化学反应中反应物与生成物的摩尔比例符合一定的关系时,称为化学反应达到了平衡状态。
b. 化学平衡的特点:反应物和生成物的摩尔浓度保持不变,但反应仍在进行。
2. 化学反应速率的定义和计算方法a. 化学反应速率的定义:反应物在单位时间内消失或生成的物质的摩尔数。
b. 计算方法:根据化学反应方程式中物质的系数,确定反应速率与反应物消耗和生成物产量之间的关系式。
3. 化学平衡与化学反应速率的关系a. 影响化学反应速率的因素:i. 温度:温度升高,反应速率加快;温度降低,反应速率减慢。
ii. 浓度:反应物浓度升高,反应速率加快;反应物浓度降低,反应速率减慢。
iii. 压力:针对气相反应,压力升高,反应速率加快;压力降低,反应速率减慢。
iv. 催化剂:催化剂能够降低反应活化能,提高反应速率。
b. 平衡位置的变化:i. 影响平衡位置的因素:压力、温度、浓度等。
ii. Le Chatelier原理:当外界条件发生改变时,平衡系统会自动调整以抵消这种变化。
4. 应用案例分析a. 分析影响酶催化反应速率的因素,解释其原因。
b. 通过改变温度对平衡系统的影响,解释平衡位置的变化。
四、教学方法1. 讲授与讨论相结合:通过讲解化学平衡与化学反应速率的关系,引导学生思考和讨论。
化学教案化学方程式的平衡与反应速率

化学教案化学方程式的平衡与反应速率教案概述:本教案主要介绍化学方程式的平衡与反应速率。
通过本课的学习,学生将了解到化学方程式中反应物与生成物的物质量之间的关系,理解平衡态的概念,并掌握平衡常数的计算方法。
同时,学生还将学习到影响反应速率的因素以及速率常数的概念。
教学目标:1.理解化学方程式中反应物与生成物的物质量之间的关系;2.掌握平衡态的概念,并能够计算平衡常数;3.了解影响反应速率的因素,并理解速率常数的概念。
教学重点:1.化学方程式的平衡;2.平衡常数的计算方法;3.影响反应速率的因素。
教学难点:1.平衡常数的计算方法;2.影响反应速率的因素。
教学步骤:步骤一:导入新知教师通过实验、图像或实例引入化学方程式的平衡与反应速率的相关内容,激发学生的学习兴趣。
步骤二:讲解化学方程式的平衡1.定义平衡态:讲解平衡态的概念,即反应物与生成物浓度或物质量之间的关系保持不变的状态。
2.平衡位置的表达:说明平衡反应中,反应物与生成物物质量之间的关系用化学方程式中反应物与生成物的系数表达。
3.平衡常数的概念:介绍平衡常数,即反应物与生成物浓度或物质量之间的比值。
4.平衡常数的计算方法:讲解计算平衡常数的方法,并通过实例进行演示。
步骤三:讲解反应速率1.反应速率的定义:讲解反应速率的概念,即单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
2.反应速率的计算方法:介绍计算反应速率的方法,即通过实验数据中反应物物质量的变化量来计算反应速率。
步骤四:影响反应速率的因素1.温度对反应速率的影响:说明温度对反应速率的影响,即温度升高会加快反应速率。
2.浓度对反应速率的影响:讲解浓度对反应速率的影响,即浓度越大,反应速率越快。
3.催化剂对反应速率的影响:介绍催化剂对反应速率的影响,即催化剂可以加快反应速率但本身不参与反应。
步骤五:小结与延伸教师对本课内容进行小结,并提出一些延伸问题,引导学生进一步思考与探索。
教学资源:1.实验器材:试管、试剂、温度计等;2.图像:显示化学方程式的平衡与反应速率相关图像;3.实例:提供化学方程式的平衡与反应速率相关的实例。
化学反应速率与化学平衡实验教案

化学反应速率与化学平衡实验教案本实验旨在通过研究化学反应速率与化学平衡的相关实验,让学生们深入了解化学反应动力学以及化学平衡的基本概念和原理。
通过实际操作和观察,学生们将能够掌握相关实验技巧,培养实验操作和数据分析的能力,提升对化学现象的理解和应用能力。
实验一:探究溶液浓度对反应速率的影响实验目的:通过变化溶液的浓度,探究溶液浓度对反应速率的影响。
实验原理:溶液的浓度对反应速率具有重要影响。
原因在于溶液浓度的变化会改变反应物的有效碰撞频率,进而影响反应速率。
当溶液浓度增加时,反应物的有效碰撞频率增加,反应速率也随之增加。
实验步骤:1. 准备两组稀盐酸溶液,分别标记为试剂A和试剂B,并控制其初始浓度。
2. 将试剂A倒入一个容器中,加入适量的水稀释。
3. 将试剂A和试剂B同时注入两个反应瓶中,并开始计时。
4. 观察反应瓶中溶液的颜色变化或气泡产生情况,并记录实验数据,例如在特定时间内观察到的气泡数量。
5. 重复实验多次,取平均值并计算不同时间点的反应速率。
实验结果分析:根据实验数据,绘制出反应速率随时间的变化曲线图。
通过对比不同浓度下的实验数据,分析溶液浓度对反应速率的影响。
可以得出结论:溶液浓度越高,反应速率越快。
实验二:探究温度对化学平衡的影响实验目的:通过变化温度,探究温度对化学平衡的影响。
实验原理:温度是影响化学平衡的重要因素之一。
在一定温度下,化学反应达到平衡时,反应速率的正向与逆向相等。
根据Le Chatelier 原理,当温度升高时,平衡反应会向吸热的方向移动以降低温度;当温度降低时,平衡反应会向放热的方向移动以升高温度。
实验步骤:1. 准备两个反应瓶,分别装有反应物A和反应物B。
2. 在一个恒温水浴中,将一个反应瓶放入较低温度的水中,将另一个放入较高温度的水中。
3. 观察反应瓶中溶液的颜色变化或其他特征,并记录实验数据,例如温度变化、反应物浓度等。
4. 根据实验数据分析温度对化学平衡的影响。
高中三年级化学课教案化学反应速率与平衡

高中三年级化学课教案化学反应速率与平衡一、引言化学反应速率与平衡是高中化学课程中的重要内容。
它涉及到化学反应的进行速度以及反应达到平衡态的条件和特性。
本教案将从化学反应速率与影响因素、平衡态的概念及平衡常数等方面,为高中三年级化学课程的教学设计提供指导。
二、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的大小。
在教学中可以通过实验来观察和测量反应速率的变化。
例如,我们可以通过连续测量反应物质的消失或生成的速度来了解反应速率的变化规律。
1. 实验设计为了观察化学反应速率的变化规律,我们可以进行以下实验设计:(1)选取一种适当的指示剂,如溴甲酚绿,用于标记反应过程中的颜色变化;(2)在一定温度下,将适量反应物A和B混合,并立即开始计时;(3)以固定时间间隔记录反应液颜色的变化,并记录时间。
2. 结果分析根据实验结果,我们可以绘制反应速率随时间变化的曲线。
通常,曲线初始斜率越大,即反应速率越大。
此外,实验还可以用于研究不同因素对反应速率的影响,如温度、反应物浓度、催化剂等。
三、化学反应平衡1. 平衡态的概念当化学反应达到平衡态时,反应物和生成物的浓度不再发生变化,但反应仍在进行。
平衡的本质是正向反应和逆向反应同时进行,速率相等,呈动态平衡状态。
2. 平衡常数平衡常数是用于描述化学反应平衡达到的程度。
通常用K表示,其大小与反应物质之间的物质浓度有关。
对于一个一般的反应方程:aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数的表达式为:K = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b。
3. 影响平衡常数的因素(1)浓度影响:浓度的变化可改变平衡常数值。
根据Le Châtelier 原理,当浓度增加时,平衡会向浓度较低的方向移动,以减小浓度差异,从而使平衡常数变小。
(2)温度影响:温度的变化会改变反应速率和平衡常数。
在一些反应中,温度的升高会增加反应速率,同时也会增大平衡常数。
(3)压力影响:对于气相反应,压强的增加也会改变平衡常数。
化学教案:化学反应速率和化学平衡

化学教案:化学反应速率和化学平衡引言:化学反应速率和化学平衡是化学领域中的重要概念。
了解和掌握这两个概念对于理解反应过程以及预测和调控化学反应至关重要。
本文将介绍化学反应速率和化学平衡的定义、影响因素以及相关实验方法。
一、化学反应速率1.1 定义化学反应速率是指单位时间内产生物质的量与其摩尔数之比,通常用mol/(L·s)表示。
它描述了反应物消耗或生成的速度,可以通过初始浓度变化或产物生成速度来确定。
1.2 影响因素1.2.1 反应物浓度当反应物浓度增加时,碰撞发生的频率也会增加,从而提高了碰撞成功并发生反应的机会,导致反应速率增大。
1.2.2 温度根据动力学理论,温度升高会使分子运动速度增加,碰撞频率也会增加。
同时,高温下分子能量更高,使得具备活跃能量的分子更容易发生有效碰撞,从而促进了反应速率的提高。
1.2.3 催化剂催化剂可以降低反应的活化能,使更多的分子具备足够的能量进行有效碰撞并发生反应。
通过提供反应新的反应路径,催化剂增加了反应速率。
1.2.4 反应物状态在气体和溶液中,分子间的距离很小,有利于频繁碰撞从而增大反应速率。
相较之下,在固体中分子间距离较远,因此固体相反应通常速率较慢。
1.3 实验方法1.3.1 体积法该方法通过观测产物体积变化来确定反应速率。
将一定浓度的反应物混合,并记录产物生成时产生或消耗气体的体积变化。
1.3.2 导电法对于涉及离子形成或消失的反应,可以使用导电法来测定电导率变化。
通过监测电导率变化,可以得到反应速率与摩尔比之间的关系。
二、化学平衡2.1 定义化学平衡是指当一个系统中各组分的浓度或压力不再发生改变时达到的稳态状态。
在平衡状态下,前向和逆向反应的速率相等,反应物和产品之间的浓度或压力保持不变。
2.2 影响因素2.2.1 反应物浓度和产物浓度改变反应物或产物浓度会导致平衡位置发生变化。
根据Le Chatelier原理,增加反应物浓度或降低产物浓度会使平衡位置向右移动,从而促进正向反应。
初三化学教案化学平衡与化学反应速率

初三化学教案化学平衡与化学反应速率教案一:化学平衡与化学反应速率教学目标:1. 了解化学平衡的基本概念和原理;2. 掌握化学反应速率的定义和计算方法;3. 理解化学平衡对化学反应速率的影响。
教学内容:1. 化学平衡的定义和特征;2. 化学反应速率的定义和计算方法;3. 化学平衡对化学反应速率的影响。
教学过程:一、导入老师可以通过提问或者实例的方式,引导学生回顾上节课所学的内容,如化学反应的概念、化学方程式等,为本节课的学习做铺垫。
二、化学平衡的定义和特征1. 介绍化学平衡的概念:当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物的浓度不再发生明显变化,称为化学平衡。
2. 解释化学平衡的特征:反应物与生成物的浓度比例固定,且正反应速率相等。
3. 利用实例来说明化学平衡的特征,如N2与H2反应生成NH3。
三、化学反应速率的定义和计算方法1. 介绍化学反应速率的定义:单位时间内反应物消失或生成物产生的量。
2. 计算化学反应速率的方法:根据反应物的浓度变化和反应时间的关系,利用公式计算反应速率。
反应速率 = (反应物浓度变化量) / (反应时间)3. 运用公式计算反应速率的例子,如H2O2分解反应的速率的计算。
四、化学平衡对化学反应速率的影响1. 解释化学平衡对反应速率的影响:在达到化学平衡后,虽然反应速率相等,但反应物和生成物的浓度仍在发生变化。
正反应速率与逆反应速率相等,但浓度是不断变化的。
2. 利用化学平衡对反应速率的影响来解释化学工业中的应用,如N2与H2合成NH3反应。
五、小结本节课主要学习了化学平衡的定义和特征,化学反应速率的计算方法,以及化学平衡对反应速率的影响。
通过本节课的学习,同学们对化学平衡和反应速率有了更深入的理解,并能够运用所学知识解释化学反应中的现象。
教学反思:本节课通过引导学生了解化学平衡的概念、特征和化学反应速率的定义、计算方法,帮助学生理解化学平衡对反应速率的影响。
通过实例和计算的方式,增强了学生对化学反应速率的认识。
高中化学教案化学平衡与化学反应速率

高中化学教案化学平衡与化学反应速率化学平衡与化学反应速率是化学课程中重要的内容之一,本教案将从化学平衡的概念、平衡常数以及影响平衡的因素等方面进行讨论,并结合化学反应速率相关的概念和影响因素,以及两者之间的关系。
一、化学平衡的概念1.定义:化学平衡指的是在一定条件下,化学反应前后物质的浓度、压力或溶解度等不再发生变化的状态。
2.特点:a.正向反应和逆向反应同时进行,反应速率相等;b.在平衡状态下,物质的浓度、压力或溶解度不发生变化;c.反应物和生成物的浓度、压力或溶解度存在固定的比例关系。
二、平衡常数1.定义:平衡常数是用来描述化学平衡状态的量,用K表示。
2.K的表示形式:a.气相反应:根据反应物和生成物在平衡态下的部分压力计算,以P表示;b.溶液反应:根据反应物和生成物在平衡态下的浓度计算,以C表示。
3.影响平衡的因素:a.温度:温度增加会增加反应速率,使平衡位置改变;b.压力:仅对气体反应有影响,增加压力会使平衡位置转移至物质摩尔数较少的一侧;c.浓度:只适用于溶液反应,增加浓度会使平衡位置转移至物质浓度较少的一侧。
1.定义:化学反应速率指的是单位时间内反应物消失或生成物出现的物质量或体积。
2.影响因素:a.温度:温度升高会增加反应分子的平均动能,使反应速率加快;b.浓度:浓度增加会增加反应物分子之间的碰撞机会,使反应速率加快;c.催化剂:催化剂能降低反应物的活化能,提高反应速率;d.表面积:反应物表面积增大会提供更多的反应位置,使反应速率加快。
四、化学平衡和反应速率的关系1.平衡态的达成需要反应速率相等,但反应速率的快慢不影响平衡的位置;2.反应速率的增加可以加快达到平衡态的速度。
五、实验设想1.实验一:探究温度对平衡的影响a.实验目的:观察并分析温度变化对一些化学平衡系统平衡位置的影响。
b.实验步骤:i.选择一个热敏感染料,溶于水中形成一个有色溶液;ii. 加温或降温对溶液进行加热或冷却,观察溶液颜色的变化;iii. 分析颜色的变化与平衡位置的关系。
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“化学反应速率和化学平衡”专题教学瓯海中学徐宇峰化学反应速率和化学平衡是中学化学基础理论部分的重点也是难点,同时也是历年高考试题中的热点。
本章内容理论知识多,比较抽象,考查方式多样,面对众多的形式各异的方程,只有抓住本质,灵活应用,具体问题具体分析才能顺利解题。
本专题尝试在梳理基础知识的基础上,回顾高考考点,剖析典型例题,在思维能力方法上进一步提升,并进行积极的拓展,使学生加深对知识的领悟,最后通过练习巩固。
一、考试大纲和基础知识的梳理2005年考试大纲对化学反应速率和化学反应平衡的要求(与2003年、2004年相同):(1)了解化学反应速率的概念,反应速率的表示方法,理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。
(2)了解化学反应的可逆性。
理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。
(3)理解勒沙特列原理的涵义。
掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
(摘自(2005年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科综合化学部分))V=概念单位:mol/L·s化学反应速率外因:浓度、压强、温度、催化剂影响因素内因:反应物的性质概念特征:逆、等、定、动、变浓度化学平衡影响因素压强勒夏特列原理温度计算:浓度、百分含量、转化率、产率、平均分子量对于化学反应速率和化学平衡两大块的知识复习,一定要注重知识的内在联系,能够将知识网络化和体系化。
化学平衡态的判断和化学平衡移动的影响因素本质上就是化学反应速率的改变情况。
凡是影响化学平衡的外界条件都是影响反应速率的条件,但是有些外界条件能同等程度的增大或减小反应速率,故对化学平衡无影响。
如:对于反应前后体积不变的化学平衡,增大压强,能加快反应速率,但正逆反应速率的增大程度是相同的,所以平衡不移动。
二、高考考点回顾及典型例题考点一、化学反应速率表示方法及速率与化学计量数的关系例1、(2000年全国卷)已知A +3B 2C +D 在某一时段内以A 的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/L ·min ,则此段时间内以C 浓度变化表示的化学反应速率为( )A 、0.5 mol/L ·minB 、1 mol/L ·minC 、2 mol/L ·minD 、3mol/L ·min [解析]在同一反应中用不同的物质表示的化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比,可知V (A ):V (C )=1:2,即得出正确答案为C 。
[思维方法点拨]该类题型应注意两点:1、反应速率一般指平均速率,2、mol/(L ·min)和mol/(L ·s)之间的单位换算。
[变式练习]反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min,B 的浓度减少0.6 mol/L 。
对此反应速率的表示,正确的是( )A.用A 表示的反应速率是0.4 mol/(L ·min)B.分别用B 、C 、D 表示反应的速率,其比值是3∶2∶1C.在2 min 末的反应速率,用B 表示是0.3 mol/(L ·min)D.在这2 min 内用B 和C 表示的反应速率的值都是逐渐减小的(参考答案为B 、D )考点二、影响反应速率的因素例2、(1994年全国卷)一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率而不影响生成H 2的量,可向其中加入适量的( )A 、NaOH 固体B 、H 2OC 、NH 4ClD 、CH 3COONa 固体[解析]铁和盐酸反应要使反应速率减慢,必须使氢离子浓度减小,要使生成氢气总量不变,则不可使氢离子总量减少,故加入水稀释或者醋酸钠固体,使部分氢离子与醋酸根结合,成为弱电解质,而减慢反应速率。
正确答案为B 、D 。
[思维方法点拨]要使反应速率减慢或增大,不但要对浓度、压强、温度等因素的进行逐一考虑,若有多个因素同时作用时,还要考虑哪个因素为主。
[变式练习]H 2的速率随时间变化如图所示图中t 1---t 2速率变化的原因是 , t 2---t 3速率变化的主要原因是 。
(参考答案:反应放热,温度升高,反应速率加快;H +浓度降低,反应速率减慢)考点三、化学平衡状态标志的判断 例3、(2002年广东卷)在一定温度下,向a L 密闭容器中加入1mol X 气体和2 mol Y 气体,发生如下反应:X (g )+2Y (g )2Z (g )此反应达到平衡的标志是( )A 容器内压强不随时间变化B 容器内各物质的浓度不随时间变化C 容器内X 、Y 、Z 的浓度之比为1︰2︰2D 单位时间消耗0.1mol X 同时生成0.2mol Zt 3 t 1 Vtt 2[解析]该反应前后气体体积不等,容器体积固定,压强不随时间变化,说明气体总量不再改变,各物质浓度固定。
所以A、B正确,C、D均不能说明达到平衡。
[思维方法点拨]化学平衡的判断标志:1、正逆反应速率相等。
这里一定要指同种物质。
2、各组分的百分含量保持不变。
从不同的角度出发可以得到许多可作为判断的依据,如:物质的量,物质的量分数,体积,体积分数,压强,平均分子量,温度,密度,颜色等等。
学生面对各种各样的反应式,往往不能灵活使用,出现“易懂、易错”的情况。
对于第二点可以用一句话归纳总结:反应初原本不变的因素,不能作为判断依据;会随着反应进行而变化的因素,倘若不再改变,则可知已到了平衡状态。
例如对于在体积不变的容器里mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)1、当m+n=p+q时,反应初总压、密度、总物质的量、平均分子量就是恒定的,所以总压、密度、总物质的量、平均分子量不变是不能作为判断依据的。
反之,若m+n不等于p+q时,若总压、密度、总物质的量、平均分子量不变则可以说明已经达到平衡了。
2、V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q是反应中速率与化学计量数的基本规律,与是否达到平衡无关。
[变式练习]一定条件下2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡的标志是()A、单位时间生成2nmolA,同时消耗nmolD。
B、容器内的压强不随时间变化而变化C、容器内混合气密度不随时间而变化D、单位时间内生成nmolB,同时生成1.5nmolC(参考答案:D)考点四、根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向、有关物质的聚集状态和热效应例4、(2004年广西卷)在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g)达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数()A.不变B.增大C.减小D.无法判断[解析]在固定体积的容器内通入一定量的反应物NO2,相当于增大反应物的浓度,平衡右移,且每生成1molN2O4消耗2molNO2相比较与原平衡的体积分数,也就是平衡向着增大N2O4体积分数方向移动,即NO2的体积分数与第一次平衡相比减小。
答案为C。
[思维方法点拨]“将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识),解决化学问题的能力。
”(2005年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科综合化学部分)该题的分析也可以借助于数学模型。
V V’ VⅠⅡⅠ在Ⅰ中存在2NO2(g) N2O4(g),已达到平衡,容器体积为V,Ⅱ是通入的NO2我们假设这部分NO2也建立了与Ⅰ相同的平衡状态,即各物质的百分含量与Ⅰ中各物质相同,再进行压缩到V,很明显,压强增大平衡向右移,NO2的体积分数必然下降。
这种模型适用于固定体积内能“自行组织建立平衡”的物质,如在固定体积内充入一定量的SO3,发生2SO32SO2+O2平衡后再加入SO3,或者按照原反应投料比增加或加少,如:2SO2+O22SO3反应初按照3:1投入SO2和O2,则平衡后再按照3:1投入SO2和O2,均可使用这种模型。
[变式练习]在固定体积的容器中充入3gSO2和1gO2,平衡后,测得SO2的转化率为a,再充入6gSO2和2gO2使反应重新平衡,测得SO2的转化率为b,则a和b的关系下列说法正确的是()A、a大于bB、a小于bC、a等于bD、无法确定(参考答案:B)考点五、等效平衡和“同一平衡状态”的分析对于一个可逆反应,即可以从反应物方向进行达到平衡状态,也可以从生成物一方达到同样的状态,或从生成物反应物两方达到相同状态。
例5、在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时,C的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达平衡后,C的浓度仍为w mol/L 的是()A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、1molB+3molC+1molDD、3molC+1molD[解析]利用极值法,2molA和1molB完全反应就生成了3molC和1molD,说明3molC和1molD与2molA和1molB两种投料法是等效的。
根据化学计量数关系,只要满足n(A)+2/3n(C)=2和n(B)+n(D)=1就符合题意,正确答案为D。
[思维方法点拨]等效平衡指从不同起点,通过极限转化分析,可以达到完全相同的终点(平衡态),而若最终各组份的百分含量分别相同,实际的物质的量不同时。
我们简称为“同一平衡状态”。
“同一平衡状态”分来两种情况:1、等T、V下,需遵循物料守恒,2、等T、P下,需遵循物料比守恒。
第一种情况即为上述例题的情形,这里就介绍第二种情况。
例如,在等T、P下,2molSO2和1nolO2和任意量的SO3充入不同的容器内,最终两个容器内各物质的百分含量相同。
因为SO3分解产生的SO2和O2的物质的量比恰好是2:1,,所以最终这两个容器内处于同一平衡状态。
[变式练习]Ⅰ:恒温恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)(1)若开始时放入1 mol A 和1 mol B ,达到平衡后,生成a mol C ,这时A 的物质的量为 mol 。
(2)若开始时放入3 mol A 和3 mol B ,达到平衡后,生成C 的物质的量为mol 。
(3)若开始时放入x mol A ,2 mol B 和1 mol C ,达到平衡后,A 和C 的物质的量分别为y mol 和3 a mol ,则x = mol ,y = mol 。
平衡时B 的物质的量 (选一个编号)(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol(丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C ,待再次达到平衡后,C 的物质的量分数是 。
Ⅱ :若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同,且容积固定不变的容器中发生上述反应,平衡时生成b mol C ,则 (选一个编号) (甲)a < b (乙)a > b(丙)a = b (丁)不能比较a 与b 的大小作此判断的理由是 。