温度和催化剂对化学平衡的影响
温度和催化剂对化学平衡的影响
说明:
①任意的化学反应都伴随着能量的变化（放热或吸热）。在可逆反应里，一个反应为放（吸）热反应，另一个反应必为吸（放）热反应，吸收的热量与放出的热量数值相等，但符号相反。
②任意可逆反应的化学平衡状态，都能受到温度的影响而发生移动。
③由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动无影响，即催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
【例1】对于合成氨反应来说，使用催化剂和采用高压，对这两项作用的叙述正确的是（）
A.都能提髙反应速率，对平衡无影响
B.都不能缩短达到平衡所用的时间，但对平衡有影响
C.都能缩短达到平衡所用的时间，只有压强对平衡有影响
D.催化剂能缩短达到平衡所用的时间，而压强不能
变式探究1
在密闭容器中下列反应达平衡时，若降低温度可使混合气体平均相对分子质量减小的是（）
A. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) (正反应为放热反应）
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应）
C.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) (正反应为吸热反应）
D.H2(g)+I2(g)2HI(g) (正反应为放热反应）
变式探究2
如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M (g)+N(s)，进行过程
中X 的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按
b曲线进行，可采取的措施是（）
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.加催化剂
D.增大体积
变式探究3
对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)来说，升高温度或增大压强，C的物质的量均增大，则可推知（）
A.正反应是吸热反应，m B.正反应是吸热反应，m>p+q C.正反应是放热反应，m>p+q D.正反应是放热反应，m 变式探究4 对于反应2A(g)+B(g)2C(g) △H>0，下列反应有利于生成C的是（） A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压 变式探究5 在密闭容器中，一定条件进行如下反应： NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) △H=-373.2kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO 的转化率，采取的正确措施是（） A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强 C.升高温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强 变式探究6 下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是（） ①已达到平衡的反应C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动 ②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定移动 ④有气体参加的反应达平衡后，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④ 答案： 例1：C 变式1：A变式2：C 变式3：B 变式4：C 变式5：B 变式6：D (浓度和温度对化学平衡的影响) 魏县第五中学王校磊 浓度对化学平衡的影响 【教学背景】 新课程改革要求教师的教育观念、教育方式、教学行为等都要发生很大的转变，使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”，“引导--探究”式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创造思维能力的培养，充分发挥学生的主动性和创造性。它不仅重视知识的获取，而且更重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力，在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。依据上述新课程理念，本人在本学期教研活动中尝试着用“引导---探究”式教学法讲了《浓度对化学平衡的影响》。【案例】 一、课前活动： （一）、分析教材：本节的教学内容是高中新课改选修4教材《化学平衡的移动》中的一部分。化学平衡是中学化学的重要理论之一，是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的中心，对很多知识的学习起到指导作用。本节在掌握化学平衡的建立和平衡状态的特征的基础上通过实验探究浓度和温度对化学平衡的影响，为下节归纳总结出化学平衡移动原理（勒夏特列原理）奠定基础。而化学平衡移动原理（勒夏特列原理）对解决化工生产中存在的实际问题具有重要意义。 （二）、分析学生 在《化学平衡》的第一课时的教学中学生已经掌握了可逆过程（反应）及其特征，了解任何可逆过程在一定条件下都是有限度的，并在此基础上掌握了溶解平衡和化学平衡状态的建立及特征，对化学平衡是动态平衡以有正确认识——化学平衡是建立在一定条件下的，当条件改变是平衡也将发生变化。在此基础上学习外界条件对化学平衡的影响时机成熟，但结合本班学生（理科普通班）的实际情况和《外界条件对平衡影响》内容的知识量本节学习其中浓度对化学平衡的影响。（三）、教学目标 1、知识与能力：通过学习使学生掌握浓度对化学平衡影响的规律；通过浓度的改变对正、逆反应速率的影响的分析使学生理解浓度对化学平衡影响的原因。 2、过程与方法：先利用已掌握浓度对化学反应速率的影响规律对本节教材设定的实验进行分析并提出问题引导学生对可能会出现的实验现象进行科学猜想，再通过学生分组实验让学生去验证科学猜想是否成立，从而得到浓度的改变对化学平衡影响的规律，然后通过对速率-时间的图象分析使学生理解平衡移动具体原因，最后可以联系实际生产让学生理解学习该理论的意义，使学生了解理论学习对生产实际有指导作用。 3、情感态度与价值观：培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生在应用化学理论解决一些相应的化工问题的同时，体会化学理论学习的重要性。（四）、教学重点及难点 教学重点：浓度对化学平衡的影响 教学难点：浓度改变引起平衡移动的原因 （五）、确定教学思路 化学实验室基本操作中的注意事项 中学化学实验基本操作中的高考考点较多，为便于系统复习和认真掌握化学实验操作，现总结八点注意事项，以期对同学们有所帮助。 一、注意事“先后”顺序 1．组装仪器顺序：先零后整，由低到高，由左到右，先里后外，拆装置与之顺序相反。 2．加热器试管时，先均匀加热，后局部加热。 3．制取气体时，先检查装置的气密性，后装入药品。 4．使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前先检查是否漏水，后洗涤干净。 5．用排液法收集气体时，先移导管后撤酒精灯。 6．用石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸、醋酸铅试纸气体性质时，要先用蒸馏水将试纸润湿。再将试纸靠近气体检验。而用pH试纸时，要先用玻璃棒蘸取待测液少许滴到放在表面皿中央的干燥pH试纸上，再与标准比色卡比较。 7．中和滴定实验时，用蒸馏水洗净的滴定管、移液管要先用待盛液洗涤2~3次后，再盛装试液。注入滴定管中的液体液面开始在“零”刻度或“零”刻度以下。 8．点燃可燃性气体时，应先验纯后点燃。净化气体时，应先净化后干燥。 9．焰色反应试验中，每做一次，铂丝都应当先蘸取浓盐酸放在火焰上灼烧至无色后再做下一次。 10．配制一定物质的量溶液时，溶解或稀释后溶液应冷却再移入容量瓶。 11．气体在热固体表面时，应先将气体干燥后反应。 12．硫酸沾到皮肤上，先迅速用干布擦去，再用水冲洗，千万不得先用水冲洗；碱液沾到皮肤上，立即用较多水冲洗，再涂上硼酸溶液。 二、注意“数据”归类 1．托盘天平的准确度为0.1g；在测定晶体中结晶水含量时，为保证加热过程中使结晶水全部失去，实验中需加热、称量、再加热、再称量，直到最后两次称量不超过0.1g。 2．滴定管的准确度为0.01mL。 3．酒精灯内酒精的量不能少于容积的1/3，也不能多于2/3。4．试管在加热时，所盛液体不能超过试管容积的1/3；且要与桌面成45°角。用试管夹夹试管时应夹在离管口1/3处。 5．烧杯、烧瓶加热时，盛液体量均在容积的1/3~2/3处，蒸发皿加热液体时，盛液体量不宜超过容积的2/3。 6．液体取用时，若没有说明用量，一般取1~2mL。 7．配制一定的物质的量浓度溶液时，烧杯、玻璃棒要洗2~3次，用烧杯往容量瓶中加蒸馏水时，一般加到距离刻度线和1~2mL处，再用胶头滴管定容。 平衡常数与溶度积 平衡常数 1.利用Q与K的大小关系，判断反应进行的方向、v(正)与v(逆) 的大小以及平衡移动的方向 练习：1.反应CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH=－41.2kJ·mol-1，在800℃时的化学平衡常数K＝1.0。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表： CO H 2O CO 2 H 2 0.5 mol 8.5 mol 2.0 mol 2.0 mol 此时反应中正、逆反应速率的关系式是（） A．v(正)＞v(逆) B．v(正)＜v(逆) C．v(正)＝v(逆) D．无法判断 2.利用催化氧化反应将SO 2转化为SO 3 是工业上生产硫酸的关键步骤。 已知：SO 2（g）＋1/2O2（g） SO3（g）△H＝－98 kJ·mol－1。某温度下该反应的平衡常数K＝10/3，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O 2(g)和3.0 mol SO 3 (g)，则反应开始时v（正）v（逆）（填“＜”、“＞”或 “＝”）。 3.汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)；△H＜0。 （1）若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率 v(CO 2 )=_____________________ (结果保留两位有效数字)。 （2）若保持温度不变，20min时向容器中充入CO、N2各0.6mol， 平衡将__________移动（填“向左”、“向右”或“不”）。 20min 时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件 可能是_______（填字母）。 ①加入催化剂②降低温度③缩小容器体积④增加CO 2 的物质的量 Ａ.只有①Ｂ.①和②Ｃ.只有③Ｄ.只有④ 2.平衡常数和转化率的相互换算 练习：某温度下，向密闭容器中充入2.0 mol CO和1.0mol H2O，发生反 应：CO（g）+H 2O（g） CO2（g）+H2（g）。CO的转化率随时间变化关系如图， 若t2时刻向平衡体系中再通入1.0 mol H2O（g），请在原坐标图中将改 变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来。 （4）氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/mol ①温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5 L 密闭容器中， 充分反应后测得N2的转化率为50％。则该反应的化学平衡常数 为。 类仪器名称 别 试管 (平口、翻 可口、具支) 直 接 坩埚 加 (坩埚钳、 热泥三角、 三脚架) 蒸发皿 燃烧匙 烧杯 隔 网 可 烧瓶： 可分为圆加 底烧瓶、平 热底烧瓶和 蒸馏烧瓶。 注意圆底 烧 瓶与蒸馏 烧 瓶的区别。 锥形瓶 不集气瓶 能 加 热滴瓶 试剂瓶 化学实验常用仪器 一、常用仪器的名称、用途、使用注意事项 主要用途使用方法和注意事项 用来盛放或溶解少①可直接加热，用试管夹夹在距试管口1/3 量药品、常温或加热处。 情况下进行少量试②放在试管内的液体，不加热时不超过 剂反应的容器，可用试管容积的l/2，加热时不超过l/3。 于制取或收集少量③加热后不能骤冷，防止炸裂。 气体。④加热时试管口不应对着任何人；给固 体加热时，试管要横放，管口略向下倾斜。主要用于固体物质 一般为瓷质。把坩埚放在三脚架上的泥 三 的高温灼烧。角上直接加热。取、放坩埚时应用坩埚 钳。定量实验时应在干燥器中冷却。 蒸发或浓缩溶液或可直接加热，但不能骤冷。 结晶。盛液量不应超过蒸发皿容积的 2/3， 结 晶时，近干时可停止加热。 取、放蒸发皿应使用坩埚钳。加热后的 蒸发皿要放在石棉网上冷却。 少量固体燃烧的反 应器。 用作配制溶液和较 加热时应放置在石棉网上，使受热均 匀。 大量剂量的反应容溶解物质用玻璃棒搅拌时，不能触及杯 器，在常温或加热时 壁或杯底，反应液量不超过容积 的2/3，加使用。（水浴加热）热时不超过1/2。 须注意常用规格的选用（如配100mL 溶液）。 用于试剂量较大而圆底烧瓶和蒸馏烧瓶可用于加热，加热 又有液体物质参加时要垫石棉网，也可用于其他热浴（如 反应的容器，可用于水浴加热等）。 装配气体发生装置。液体加入量不要超过烧瓶容积的2/3, 加 蒸馏烧瓶用于蒸馏热时不少于烧瓶容积的1/3，蒸馏时温度 以分离互溶的沸点计水银球应放在支管口处并加碎瓷片防 不同的物质。暴沸。 中和滴定反应器及液体不超过容积的1/3，中和滴定时应 蒸馏接受器。用右手振荡，（且只振荡不搅拌）。 收集或贮存少量气 瓶口磨砂，用磨砂玻片涂凡士林封盖。 燃 体及气体间的反应，烧时有固体生成时，瓶底应加少量水或 安全瓶、量气装置。铺少量细砂，不能加热，盛不同密度的 气体放置时瓶口方向不同。 须防止倒吸。 盛少量液体药品。见光易变质的试剂装入棕色瓶，带有 玻璃塞的试剂瓶不可装强碱性试剂；滴 管不能互换，倾倒液体时标签向手心， 滴瓶不存放强挥发性腐蚀性试剂（浓 溴水、浓硝酸等）。 广口：盛固体药品 棕色瓶盛见光易变质药品；盛碱液时应 橡 高考化学十分钟快速突破——实验中的控温技术 技巧：在答温度对反应的影响时可从反应物和产物的性质（包括挥发性，不稳定性，溶解度），反应条件（化学平衡的移动角度），副反应的发生入 手来剖析。 1.一般物质的性质爱考察H2O2高温易分解；气体的溶解度随温度升高而下降；不同温度对反应物氧化还原能力的影响； 2.反应条件的爱考察温度会降低产品的纯度以及产率等。 3.副反应爱考察高温弱离子的水解程度增大， 4.一般催化剂引起的反应速率增加要比温度引起的反应速率增加得快。【例1】与硅同一主族的锗也是重要的半导体材料，锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）的工艺如下： 已知：①“碱浸”过程中的反应为：GeO2＋2NaOH＝Na2GeO3＋H2O、As2O3＋2NaOH＝2NaAsO2＋H2O② GeCl4的熔点为-49.50C，AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.20C、840C（易形成共沸物）。 （3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点 是。 （4）“蒸馏”过程中的反应的化学方程式为：________________________________。（5）“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因 是（答一条即可）。【答案】(3). 馏出物中将会含有AsCl3，降低了产品纯度 (4). Na2GeO3＋6HCl＝2NaCl＋GeCl4＋3H2O (5). 该水解反应为放热反应，温度较低时水解平衡正向移动，反应物平衡转化率更高；或温度高时GeCl4易挥发导致降低产率；或温度高时，结晶水合物的溶解度大 【例2】生成BaF2的反应的化学方程式为BaCl2+2NH4F＝BaF2↓+2NH4Cl。Ksp(BaF2)= 1.84×10-7 温度对化学平衡的影响 班级姓名学号 一、选择题 1．设C + CO22CO△H＞0，反应速率为v1；N2 + 3H22NH3△H＜0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为 A．同时增大B．同时减小C．v1增大，v2减小D．v1减小，v2增大 2．一定温度下，某密闭容器里发生如下可逆反应： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)△H＞0，当反应达到平衡时，测得容器中各物质均为n mol．欲使H2的平衡浓度增大一倍，在其他条件不变时，下列措施中可采用的是 A．升高温度B．增大压强 C．再通入n mol CO和n mol H2O(g)D．再通入n mol CO和2n mol H2O(g) 3．某温度时有以下反应：S2Cl2(l、无色)＋Cl2(g)2SCl2(l、红色)△H＜0，在密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是 A．升高温度，而压强不变，液体颜色变浅 B．温度不变，而缩小容器体积，液体颜色加深 C．温度不变，而增大容器体积，S2Cl2的转化率降低 D．温度降低，而体积不变，Cl2的转化率降低 4．在一密闭容器中进行合成氨的反应 N2＋3H22NH3△H<0，达到化学平衡后给体系降温，下列变化正确的是 A．反应混和物中NH3的含量增多B．N2的转化率降低 C．NH3的产率降低 D．混和气体的总物质的量增多 5．在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：2NO2(g) O2(g)+2NO(g)；△H>0，达到平衡。当改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是 A．当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度 B．当X表示压强时，Y表示NO的产率 C．当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量 D．当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量 6．在一定条件下，发生CO + NO2CO2+ NO的反应,达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应为一吸热反应B．该反应为一放热反应 C．降温后CO的浓度增大D．降温后各物质的浓度不变 7．下列各反应达到化学平衡后,加压和降温使平衡移动的方向不一致的是 A．2NO2N2O4；△H<0B．C(s) + CO22CO；△H>0 C．N2 + 3H22NH3；△H<0D．2O33O2；△H<0 8．在一密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)C(g)，达到化学平衡后给容器升高温度，结果混和气体中A的含量降低，则△H A．△H > 0 B．△H < 0 C．△H = 0 D．无法判断 9．反应2X(g)＋Y(g) 2Z(g)(正反应放热)，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z 的物质的量［n(Z)］与反应时间(t)的关系如图2—24所示，下述判断正确的是 A．T1＜T2，p1＜p2B．T1＜T2，p1＞p2 C．T1＞T2，p1＞p2D．T1＞T2，p1＜p2 第4课时温度、催化剂对化学平衡移动的影响 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度、催化剂改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。 一、温度、催化剂对化学平衡移动的影响 1．温度对化学平衡移动的影响 (1)实验探究温度对化学平衡移动的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验原理 2NO2(g) (红棕色)N2O4(g) (无色) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 实验步骤 实验现象热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅 实验结论混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动 (2)温度对化学平衡移动的影响规律 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时： 温度升高，平衡向吸热反应方向移动； 温度降低，平衡向放热反应方向移动。 (3)用v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响 已知反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。 t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡逆向移动。 t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡正向移动。 2．催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时： 催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响 高中化学实验知识点“十分钟快讲”提升系列(9) ——实验中的控温技术 小题创新1：【高考化学实验控温技术分析】与硅同一主族的锗也是重要的半导体材料，锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）的工艺如下： 已知：①“碱浸”过程中的反应为：GeO2＋2NaOH＝Na2GeO3＋H2O、As2O3＋2NaOH＝2NaAsO2＋H2O ② GeCl4的熔点为-49.50C，AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.20C、840C（易形成共沸物）。（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点是。（4）“蒸馏”过程中的反应的化学方程式为：________________________________。 （5）“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因 是（答一条即可）。 小题创新2：【高考化学实验控温技术分析】生成BaF2的反应的化学方程式为BaCl2+2NH4F＝BaF2↓+2NH4Cl。 Ksp(BaF2)= 1.84×10-7 ①若该反应温度过高，容易造成c(F-)降低的原因是。 ②研究表明，适当增加NH4F的比例有利于提高BaF2的产率和纯度。将浓度为0.1 mol?L-1的BaCl2溶液和0.22mol?L-1NH4F溶液等体积混合，所得溶液中c(Ba2+)= 。 小题创新3：【高考化学实验控温技术分析】研究发现石灰石浆液的脱硫效率受 pH和温度的影响。烟气流速一定时，脱硫效率与石灰石浆液pH的关系如图所示， 在pH为5.7时脱硫效果最佳，石灰石浆液5.7＜pH＜6.0时，烟气脱硫效果降低 的可能原因是，烟气通入石灰石 浆液时的温度不宜过高，是因为。 小题创新4：【高考化学实验控温技术分析】利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。 当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图I、Ⅱ所示。 ① 由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用法提高脱氮的效率。 ② 图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，其可能 原因为。 （5）研究表明：NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后，NO去除率下降的原因 为。 小题创新5：【高考化学控温技术分析】（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NO x反应生成N2。①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为_______mol。 ②将一定比例的O2、NH3和NO x的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见题20图?1）。 1、下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是（） A. 反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等 B. 反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II C. 反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II D. 同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等 2、在下列平衡2C r O42－（黄色）+2H＋Cr２O72—(橙红色)+H2O中，溶液颜色介于黄和橙红色之间，今欲使溶液的橙红色加深，则要在溶液中加入 Ａ、H+ B、OH－C、K+ D、H2O 3、在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡：CaCO3(固) Ca2++CO32-。欲使悬浊液中固体的量减少，可采取的措施是（）。 （A）加碳酸钠溶液（B）通入二氧化碳气体 （C）加碳酸氢钙溶液（D）加氯水 4、在一定条件下将1mol的CO和水蒸气放入密闭容器中发生反应： CO（g）+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时测得CO2为0.6mol，再通入4mol水蒸气，达到平衡后，CO2的物质的量为 A、0.6mol B、1mol C、大于0.6mol D、大于1mol 5、一定条件下，在容积为2升的密闭容器中加入一定量的A，发生如下反应并建立平衡：A(g)=2B(g)，2B(g)=C(g)+2D(g)测得平衡时各物质的浓度是，c(A)=0.3mol/L, c(B)=0.2mol/L, c(C)=0.05mol/L最初向容器里加入A的物质的量是 A 0.5mol B 0.8mol C 0.9mol D1.2mol 6、在一密闭容器中，等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g)2C(g)，一段时间后反应达到平衡，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A 的转化率是 A．40%B．50%C．60%D．70% 7、在一定条件下，可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)进行一段时间后，测得Y的转化率为37.5%，X的转化率为25%。则反应开始时，充入容器中的X和Y的物质的量之比为 A．1：3B．3：1C．1：2D．2：1 8、在4L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生如下反应：3A（g）+ B（g）2C（g）+ x D （g）。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，下列判断正确的是（） A. 平衡时B的浓度为1.5 mol·L－1 B. A的转化率为50 % C. x = 3 D. 达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的95% 9、增大压强对下列处于平衡状态的反应没有影响的是（） A.2SO2+O22SO3(g) B.Fe3O4+4H23Fe+4H2O(g) C.NO2+CO CO2+NO 高中化学实验所有知识点整理 一、中学化学实验操作中的七原则 掌握下列七个有关操作顺序的原则，就可以正确解答"实验程序判断题"。 1."从下往上"原则。以Cl2实验室制法为例，装配发生装置顺序是：放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精 灯位置固定好铁圈→石棉网→固定好圆底烧瓶。 2."从左到右"原则。装配复杂装置应遵循从左到右顺序。如上装置装配顺序为：发生装置→集气瓶→烧杯。 3.先"塞"后"定"原则。带导管的塞子在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过 猛而损坏仪器。 4."固体先放"原则。上例中，烧瓶内试剂MnO2应在烧瓶固定前装入，以免固体放入时损坏烧瓶。总之 固体试剂应在固定前加入相应容器中。 5."液体后加"原则。液体药品在烧瓶固定后加入。如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后在分液漏斗中缓慢加入。 6.先验气密性(装入药口前进行)原则。 7.后点酒精灯(所有装置装完后再点酒精灯)原则。 二、中学化学实验中温度计的使用分哪三种情况以及哪些实验需要温度计 1.测反应混合物的温度：这种类型的实验需要测出反应混合物的准确温度，因此，应将温度计插入混合 物中间。 ①测物质溶解度。②实验室制乙烯。 2.测蒸气的温度：这种类型的实验，多用于测量物质的沸点，由于液体在沸腾时，液体和蒸气的温度相 同，所以只要测蒸气的温度。①实验室蒸馏石油。②测定乙醇的沸点。 3.测水浴温度：这种类型的实验，往往只要使反应物的温度保持相对稳定，所以利用水浴加热，温度计 则插入水浴中。①温度对反应速率影响的反应。②苯的硝化反应。 三、常见的需要塞入棉花的实验有哪些 需要塞入少量棉花的实验： 热KMnO4制氧气 制乙炔和收集NH3 其作用分别是：防止KMnO4粉末进入导管；防止实验中产生的泡沫涌入导管；防止氨气与空气对流， 以缩短收集NH3的时间。 四、常见物质分离提纯的10种方法 1.结晶和重结晶：利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如NaCl，KNO3。 化学实验中各种冷却浴的冷却温度 常用有机溶剂的物理常数 常用有机物俗名化学名对照 ［二画］ 二茂铁二聚环戊二烯铁 Fe[(CH)5]2 ［三画］ 山梨酸己二烯-[2,4]-酸 CH3CH=CHCH=CHCOOH 马来酐顺丁烯二酸酐 马来酸顺丁烯二酸 HOOCCH=CHCOOH ［四画］ 六氢吡啶氮杂环己烷 NH-(CH2)5 火棉胶硝化纤维(11~12%N) 天冬氨酸丁氨二酸 HOOCCH2CH(NH2)COOH 天冬酰胺 HOOCCH2CH(NH2)CONH2 木醇甲醇 木醚二甲醚 CH3OCH3 牙托水甲基丙烯酸甲酯 CH2=C(CH3)-COOCH3 月桂酸十二酸 CH3(CH2)10COOH 月桂醛十二醛 月桂醇十二醇 乌洛托品环六次甲基四胺 双酚A HO-苯-C(CH3)2-苯-OH 巴豆酸丁烯-[2]-酸 CH3CH=CHCOOH 巴豆醛丁烯-[2]-醛 CH3CH=CHCHO 水杨酸邻羟基苯甲酸 ［五画］ 半胱氨酸 beta-巯基丙氨酸 HSCH2CH(NH2)COOH 平平加O 一种非离子表明活性剂,主要成分石聚氧化乙烯脂肪醇醚RO(CH2CH2O)nCH2CH2OH,其中R为C12~C18的烷基,n为15~16. 甘油丙三醇 甘氨酸氨基乙酸 H2NCH2COOH 甘醇乙二醇 甘露醇己六醇 可的松 11-脱氢-17羟基皮质菑酮,或称皮质酮 石炭酸苯酚 龙胆紫系含义模糊的商业名称,文献上各有其说,一般为甲紫和糊精的等量混和物 卡必醇二甘醇单乙醚 HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH3 尼古丁烟碱,即1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷 丝氨酸 beta-羟基丙氨酸 HOCH2CH(NH2)COOH ［六画］ 冰片莰醇-[2] 衣康酸甲*丁二酸 CH2=C(COOH)-CH2COOH 冰醋酸一般指浓度在98%以上的乙酸,在13.3摄氏度结成冰块(纯乙酸熔点为16.7摄氏度) 米吐尔硫酸对甲胺基苯酚 HO-苯-NHCH3·1/2H2SO4 安息油苯 安息香酸苯甲酸 百里酚 5-甲基-2-异丙基苯酚 过氧化苯甲酰苯-CO-O-O-CO-苯 光气碳酰氯 COCl2 肉豆蔻酸十四酸 CH3(CH2)12COOH 肉桂酸苯基丙稀-[2]-酸苯-CH=CHCOOH 肉桂醛苯-CH=CHCHO 肉桂酸醇苯-CH=CHCH2OH 色氨酸β-吲哚基丙氨酸 异佛尔酮 3,5,5-三甲基环己烯-[2]-酮-[1] ［七画］ 芥子气 2,2-二氯乙硫醚 ClCH2CH2SCH2CH2Cl 苏氨酸 a-氨基-β-羟基丁酸 谷氨酸 a-氨基戊二酸 HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH 阿司匹林乙酰水杨酸 HOOC-苯-OCOCH3 ［八画］ 油酸顺式-十八烯-[9]-酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 苹果酸羟基丁二酸 HOOCCH(OH)CH2COOH 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．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：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 温度和催化剂对化学平衡的影响 说明: ①任意的化学反应都伴随着能量的变化（放热或吸热）。在可逆反应里，一个反应为放（吸）热反应，另一个反应必为吸（放）热反应，吸收的热量与放出的热量数值相等，但符号相反。 ②任意可逆反应的化学平衡状态，都能受到温度的影响而发生移动。 ③由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动无影响，即催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 【例1】对于合成氨反应来说，使用催化剂和采用高压，对这两项作用的叙述正确的是（） A.都能提髙反应速率，对平衡无影响 B.都不能缩短达到平衡所用的时间，但对平衡有影响 C.都能缩短达到平衡所用的时间，只有压强对平衡有影响 D.催化剂能缩短达到平衡所用的时间，而压强不能 变式探究1 在密闭容器中下列反应达平衡时，若降低温度可使混合气体平均相对分子质量减小的是（） A. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) (正反应为放热反应） B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应） C.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) (正反应为吸热反应） D.H2(g)+I2(g)2HI(g) (正反应为放热反应） 变式探究2 如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M (g)+N(s)，进行过程 中X 的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按 b曲线进行，可采取的措施是（） A.升高温度 B.加大X的投入量 C.加催化剂 D.增大体积 变式探究3 对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)来说，升高温度或增大压强，C的物质的量均增大，则可推知（） A.正反应是吸热反应，m 2.2.4温度、催化剂对化学平衡移动的影响学 案（含答案） 第第44课时课时温度温度..催化剂对化学平衡移动的影响催化剂对化学平衡移动的影响核心素养发展目标 1.变化观念与平衡思想从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度.催化剂改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.证据推理与模型认知通过实验论证说明温度.催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型勒夏特列原理。 一.温度.催化剂对化学平衡移动的影响1温度对化学平衡移动的影响1实验探究温度对化学平衡移动的影响按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表实验原理2NO2g红棕色N2O4g无色H 56.9kJmol1实验步骤实验现象热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅实验结论混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动2温度对化学平衡移动的影响规律任何化学反应都伴随着能量的变化放热或吸热，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 当其他条件不变时温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。 3用vt图像分析温度对化学平衡移动的影响已知反应mAgnBgpCgH0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。t1时刻，升高温度，v正.v逆均增大，但吸热反应方向的v逆增大幅度大，则v逆v正，平衡逆向移动。t1时刻，降低温度，v正.v逆均减小，但吸热反应方向的v逆减小幅度大。 则v正v逆，平衡正向移动。 2催化剂对化学平衡的影响1催化剂对化学平衡的影响规律当其他条件不变时催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 2用vt图像分析催化剂对化学平衡的影响t1时刻，加入催化剂，v正.v逆同等倍数增大，则v正v逆，平衡不移动。 提醒一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。 用速率分析化学平衡移动的一般思路1温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态2催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率3升高温度，反应速率加快，化学平衡正向移动4升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低5对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大6升高温度，化学平衡常数增大7 第二节 化学平衡第4课时 温度、催化剂对化学平衡移动 的影响 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度、催化剂改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。 知识梳理 一、温度、催化剂对化学平衡移动的影响 1．温度对化学平衡移动的影响 (1)实验探究温度对化学平衡移动的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验原理 2NO 2(g )(红棕色) N 2O 4(g )(无色) ΔH ＝－56.9 kJ·mol － 1 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅 实验结论 混合气体受热颜色加深，说明NO 2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO 2浓度减小，即平衡向正反应方向移动 (2)温度对化学平衡移动的影响规律 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时： 温度升高，平衡向吸热反应方向移动； 温度降低，平衡向放热反应方向移动。 (3)用v —t 图像分析温度对化学平衡移动的影响 已知反应：m A(g)＋n B(g) p C(g) ΔH ＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。 t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′ 正，平衡逆向移动。 t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′ 逆，平衡正向移动。 2．催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时： 催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化 学平衡所需的时间。 (2)用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。 提醒①一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。 ②用速率分析化学平衡移动的一般思路 温度对化学平衡的影响 一、选择题 1．（）设C + CO22CO ；△H＞0，反应速率为v1；N2 + 3H22NH3 ；△H＜0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为 A．同时增大B．同时减小C．v1增大，v2减小D．v1减小，v2增大 2．（）一定温度下，某密闭容器里发生如下可逆反应： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H＞0，当反应达到平衡时，测得容器中各物质均为n mol．欲使H2的平衡浓度增大一倍，在其他条件不变时，下列措施中可采用的是 A．升高温度B．增大压强 C．再通入n mol CO和n mol H2O(g) D．再通入n mol CO和2n mol H2O(g) 3．（）某温度时有以下反应：S2Cl2(l、无色)＋Cl2(g) 2SCl2(l、红色)△H＜0，在密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是 A．升高温度，而压强不变，液体颜色变浅 B．温度不变，而缩小容器体积，液体颜色加深C．温度不变，而增大容器体积，S2Cl2的转化率降低D．温度降低，而体积不变，Cl2的转化率降低4．（）在一密闭容器中进行合成氨的反应 N2＋3H22NH3△H<0，达到化学平衡后给体系降温，下列变化正确的是 A．反应混和物中NH3的含量增多B．N2的转化率降低 C．NH3的产率降低D．混和气体的总物质的量增多 5．（）在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：2NO 2(g) O2(g)+2NO(g)；△H>0，达到平衡。当改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是 A．当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度 B．当X表示压强时，Y表示NO2的转化率 C．当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量 D．当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量 6．（）在一定条件下，发生CO + NO2CO2 + NO的反应,达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应为一吸热反应B．该反应为一放热反应 C．降温后CO的浓度增大D．降温后各物质的浓度不变 7．（）下列各反应达到化学平衡后,加压和降温使平衡移动的方向不一致的是 A．2NO2N2O4；△H<0 B．C(s) + CO22CO；△H>0 C．N2 + 3H22NH3；△H<0 D．2O33O2；△H<0 8．（）在一密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)C(g)，达到化学平衡后给容器升高温度，结果混和 气体中A的含量降低，则△H A．△H > 0 B．△H < 0 C．△H = 0 D．无法判断 9．（）反应2X(g)＋Y(g) 2Z(g)(正反应放热)，在不同温度 (T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量［n(Z)］与反应时间(t) 的关系如图2—24所示，下述判断正确的是 A．T1＜T2，p1＜p2 B．T1＜T2，p1＞p2 C．T1＞T2，p1＞p2 D．T1＞T2，p1＜p2 10. 关于化学平衡的浅析 摘要：化学平衡是在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。本文拟就化学平衡及其移动的本质、化学反应的平衡常数和等温方程、化学平衡的应用作几点讨论。 关键字：化学平衡勒夏特列原理平衡常数等温方程应用 1.化学平衡及其移动的本质 化学平衡及其移动，是经典热力学阐释化学反应限度与反应推动力关系的重要表达方式。经典热力学从物质的宏观状态变化的角度出发，探讨反应中的能量变化关系，并将化学反应式两边看作化学变化前、后的两种热力学状态。通过反应前、后的状态变化，即反应的温度Ｔ、焓变ΔＨ和熵变ΔＳ阐明了反应进行的推动力，即ΔＧ＝ΔＨ－Ｔ×ΔＳ（吉布斯自由能变化）。从而为一个反应能否自发进行提供了判断的依据。当然，该推动力仅仅是建立在反应物和生成物互不混合的纯态基础上。对一个实际的反应系统，即使反应的ΔＧ＜０，反应能自发进行，系统的实际反应推动力还要包括反应物、生成物相互混合过程对吉布斯自由能的影响。因此，一个反应系统的反应推动力实际是：ΔＧ＝ΔＧ纯态＋ΔＧ混合影响＝［（１－ξ）ΔＧ反应物＋ξΔＧ生成物］＋ＲＴ［（１－ξ）ｌｎ（１－ξ）＋ξｌｎξ］ξ——反应进度 经典热力学的研究建立了反应系统的推动力与反应限度（平衡常数）之间的关系为ΔrＧm○一＝－ＲＴＬｎＫ○一。从而确立了化学反应的能量变化与反应限度之间的关系。 从经典热力学有关化学反应平衡理论的概述可以看出：化学平衡是反应系统的热力学状态变化的结果和体现；平衡常数与反应体系温度息息相关；反应平衡体系中各物质的浓度，由平衡常数所决定，但其又以系数的幂次方关系对平衡体系产生影响；反应的推动力或平衡常数可以在一定的反应条件下，由反应物的转化率间接地表达，但平衡体系变化，必然伴随转化率的变化；经典反应热力学仅从反应前、后状态的能量变化的角度出发，去探讨反应的可能性与限度问题，始终都未涉及反应从始态到终态之间的过程问题，也就是说，热力学基础上建立的对化学反应问题的结论，与反应速率之间没有任何的联系。 经典热力学有关平衡移动的理论，为化学反应的应用，提供了反应的状态条件（如(浓度和温度对化学平衡的影响)
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