高中化学 2.3 化学平衡学案 新人教版选修4
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2.3 化学平衡学案(人教版选修4)
[学习目标] 1.熟练掌握影响化学平衡的因素,正确分析平衡移动的方向。2.熟练运用化学平衡常数和平衡转化率进行相关计算。3.熟练分析化学平衡图象。4.理解等效平衡并进行简单计算。
题型一影响化学平衡的因素考查
典例1某温度下,密闭容器中发生反应a X(g)b Y(g)+c Z(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )
A.可逆反应的系数:a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正=v逆
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
听课记录:
变式训练1在一密闭容器中,反应a A(g)b B(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则( ) A.平衡向逆反应方向移动了
B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增加了
D.a>b
变式训练2可逆反应m A(气)+n B p C(气)+q D(其中A和C都是无色气体),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.增大压强,平衡不移动,说明(m+n)一定等于(p+q)
B.升高温度,A的转化率减小,说明正反应是吸热反应
C.若增加B的量,平衡体系颜色加深,说明B必是气体物质
D.若B是气体,增加A的量,A、B转化率都一定增大
题型二对化学平衡常数和平衡转化
率的综合考查
方法点拨:利用“三段式”分析法进行平衡常数和转化率的相关计算
如m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a、b,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx。
m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)
起始(mol·L-1)a b0 0
变化(mol·L-1)mx nx px qx
平衡(mol·L-1)a-mx b-nx px qx
K=
px p·qx q
a-mx m·b-nx n
典例2在473 K时,反应PCl 5(g)PCl3(g)+Cl2(g)的平衡常数K=4.6×10-3mol·L -1。
(1)若PCl5的起始浓度为0.020 mol·L-1,求达到平衡时PCl5的分解率。
(2)PCl5的起始浓度为多大时,达到平衡时其分解率为50%?
题型三化学平衡图象
方法点拨:对于化学平衡的有关图象问题,可按以下方法进行分析:
1.认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。
2.紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热;体积增大还是减小、不变;有无固体、纯液体物质参加或生成等。
3.看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
4.看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
5.先拐先平。例如,在转化率—时间图上先出现拐点的曲线先达到平衡。
6.定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
典例3已知:4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH=-1 025 kJ·mol-1,该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
听课记录:
变式训练3在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2 L,此反应符合右边图象。下列叙述正确的是( )
A.正反应吸热,L是气体
B.正反应吸热,L是固体
C.正反应放热,L是气体
D.正反应放热,L是液体
题型四等效平衡
1.等效平衡的含义
在一定条件下的可逆反应里,起始投料不同,但达到平衡时同种物质的质量分数(或体积分数、物质的量分数)均相等,这样分别建立起来的平衡互称为等效平衡。
等效类型ⅠⅡ
外界条件恒温、恒容恒温、恒压
可逆反应类型任何可
逆反应
反应前后气体总体积
不变的可逆反应
任何可
逆反应
起始投料
按方程式中的系数关系转化
为方程式同一半边的物质,其
“量”相同
按方程式中的系数关系转化
为方程式同一半边的物质,其
物质的量之比符合同一比例
平衡特点(对各组分而言) 质量分数相同相同
物质的量相同成比例
物质的
量浓度
相同成比例
质量相同成比例
分子数相同成比例
g
=0或Δνg≠0。
对于Δνg=0的反应,无论在哪一个条件下均化为“等比”。
对于Δνg≠0的反应,则是“恒温恒容化为等同”,“恒温恒压化为等比”。
典例4某温度下,把1 mol N2和3 mol H2通入一个容积可变的密闭容器里,发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应达到平衡状态,测得NH3为s mol。若保持温度和压强不变,用m、n、p代表初始加入N2、H2、NH3的物质的量,只改变m、n数值,达到平衡时各组分的质量分数不变,请填写表中编号为(1)~(3)各状态空格内数据。
听课记录:
变式训练4 在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl 5,加热到200℃,发生反应:PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g),反应达到平衡时,PCl 5在混合气体中的体积分数为m %,若在相同的温度和相同的容器中,起始时加入2 mol PCl 5,反应达到平衡时,PCl 5在混合气体中的体积分数为n %,则m 和n 的关系正确的是( )
A .m >n
B .m C .m =n D .无法比较 参考答案 要点突破区 典例1 C 变式训练1 C [温度不变,体积增大一倍,压强减小,若平衡不移动,则B 的浓度应为原来的50%,现为60%,说明平衡向正反应方向移动,则a 变式训练2 C [A 项是错误的,压强改变平衡不移动只能说明是气体分子数反应前后没有变化,而反应物和生成物不一定都是气体,所以这个关系式不正确;B 项根据平衡移动原理,升高温度,平衡左移只能说明正反应是放热的;D 项若增加A 的量,A 的转化率减小而不是增大;所以C 项是正确的。] 典例2 (1)38% (2)9.2×10-3mol·L -1 解析 (1)设PCl 5的转化浓度为x , PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g) 起始浓度/mol·L -1 0.020 0 0 平衡浓度/mol ·L -1 0.020-x x x K =c PCl 3·c Cl 2c PCl 5=x 2 0.020-x =4.6×10-3 mol·L -1, 解得x =7.6×10-3 mol·L -1。