高中化学-第二章反应速率和平衡-第三节平衡学案-新人教A版选修4.doc

第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡
考纲解读
1．了解化学反应的可逆性。
2．了解化学平衡建立的过程，理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单计算。
3．理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响，认识其一般规律。
4．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
预习提纲
一、可逆反应与不可逆反应
1．可逆反应
（1）概念
在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。
（2）表示方法
约定采用“”表示，把从左向右的反应称作正（向）反应，从右向左的反应称作逆（向）反应。例如：SO2和H2O可表示为SO2+H2OH2SO3
（3）特征
可逆反应发生的条件相同，反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化，且反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。
2．不可逆反应
有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“===”号表示。例如：Ba2++SO42—==BaSO4↓
二、化学平衡状态
1．化学平衡的建立
如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：
(1)反应开始时： 反应物的浓度最大，正反应速率最大．
生成物的浓度为零，逆反应速率为零．
(2)反应进行时： 反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小．
生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大．
(3)最终在某一时刻，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度不再变化，生成物的浓度也不再变化。上述过程用图示法表示如下

2．概念
在一定条件下的可逆反应里，当正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。
3．特征
（1）“动”——化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，反应并没有停止。
（2）“等”——v(正) ＝v(逆)＞0。
（3）“定”——条件一定时，反应速率一定，混合物中各组分的浓度一定。
（4）“变”——当条件改变时，平衡一般要发生改变。
4．影响因素
（1）浓度
当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。
注意：增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。
(2) 压强
当其他条件不变时，在有气体参加反应的平衡体系中，增大压强时平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强使平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)温度
当其他条件不变时，升高反应体系的温度，平衡向吸热反应方向移动，降低反应体系温度，平衡向放热反应方向移动。
(4)催化剂
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没有影响，但是使用催化剂，能改变反应到达平衡所需的时间。
5．化学平衡状态的移动
（1）概念
化学反应体系的平衡状态通过改变反应条件（温度、浓度、气体反应的压强）而发生的变化，简称平衡移动。
（2）实质
外界条件改变时，正、逆反应速率变化的程度不同，从而导致正、逆反应速率不相等，破坏了原平衡状态。
（3）勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。
典型例题
【例1】在某容器中充入SO2和只由18O原子组成的氧气(18O2)，在一定条件下达到平衡时，则18O存在于（ ）
A、只存在于O2中 B、只存在于O2和SO3中
C、只存在于SO2和SO3中 D、SO2、SO3和O2中都有可能存在
【例2】一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
A、C生成的速率与C的分解速率相等 B、单位时间生成n mol A，生成3n mol B
C、A、B、C的浓度不再变化 D、A、B、C的分子数比为1∶3∶2
【例3】下列说法可以说明在恒温、固定容积的容器中进行的可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)已经达到平衡状态的是（ ）
A、容器内的压强不随时间变化而变化 B、SO3的生成速率和SO2的消耗速率相等
C、SO3的生成速率和SO3的消耗速率相等 D、容器内气体的密度不随时间改变
【例4】X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z．达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为( )
A、×100％ B、 ×100％ C、×100％ D、×100％
【例5】在密闭容器中充入4 mol HI，在一定温度下2 HI(g) H2(g)＋I2(g)达到平衡时，有30％的HI发生分解，则平衡时混合气体总的物质的量是( )
A、4 mol B、3.4 mol C、2.8 mol D、1.2 mol
【例6】密闭容器中，对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，SO2和O2起始时分别为20 mol和10 mol，达到平衡时，SO2的转化率为80％．若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率为( )
A、10 mol和10％ B、20 mol和20％
C、20 mol和40％ D、30 mol和80％
【例7】（2005年广东）对可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)，下列叙述正确的是（ ）
A、达到化学平衡时，4v正（O2） = 5v逆（NO）
B、若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C、达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D、化学反应速率关系是：2v正（NH3） = 3v正（H2O）
【例8】在密闭容器中，反应a A（g）+b B（g） c C（g）+d D（g），达到平衡后，保持温度不变，将容器的体积增加一倍后，达到新平衡时，B的浓度是原平衡的的0.6倍，则（ ）
A、原平衡向正向移动 B、A的转化率减小了
C、a + b < c + d D、物质B的质量分数增加了
【例9】 在一定条件下，反应A(气)＋B(气) C(气)＋Q达到平衡后，根据下列图象判断：

A． B． C． D． E．
(1)升温，达到新的平衡的是( ) (2)降压，达到新的平衡的是( )
(3)减少C的量，移向新平衡的是( ) (4)增加A的量，移向新平衡的是( )
(5)使用催化剂，达到平衡的是( )
【例10】下列关于平衡常数的说法正确的是（ ）
A、在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物用平衡浓度
B、在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
C、平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D、从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
【例11】(2007·海南)PCl5的热分解反应为：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
(1) 写出反应的平衡常数表达式：
(2) 已知某温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol/L。计算该温度下的平衡常数。
同步练习
1．确认能发生化学平衡移动的是( )
A、化学反应速率发生了改变
B、有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C、由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变
D、可逆反应达到平衡后，使用催化剂
2．在可逆反应中，加入催化剂的作用是（ ）
A、改变正、逆反应速率，但改变程度不同 B、提高反应物达到平衡时的转化率
C、缩短到达平衡所用的时间 D、提高生成物在平衡体系的质量分数
3．若向平衡体系3NO2+H2O2HNO3+NO中加入NO2，则下列说法中正确的是( )
A、平衡向正反应方向移动 B、平衡向逆反应方向移动
C、平衡不移动 D、硝酸浓度增大
4．下列可逆反应达到平衡时，增大压强，升高温度，对化学平衡移动影响一致的是( )
A、2NO2N2O4+Q B、H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q
C、NH4HCO3NH3+CO2+H2O—Q D、Cl2+H2OHCl+HClO—Q
5．在一定条件下，可逆反应N2+3H22NH3(正反应为吸热反应)，达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是( )
A、加催化剂，v正、v逆都发生变化且变化的倍数相等
B、加压，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数
C、降温，v正、v逆都减小，且v正减少倍数大于v逆减少倍数
D、加入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数
6．氙和氟按一定比例混合，在一定条件下达到如下平衡，Xe(g)+2F2(g)XeF4(g)+218kJ下
列变化既能加快反应速率，又能使平衡向正反应方向移动的是（ ）
A、升温 B、加压 C、减压 D、适当降温
7．溴水中存在着下列平衡Br2+H2O HBr + HBrO，若要使溴水橙色褪去，可加入（ ） A、AgNO3溶液 B、盐酸 C、NaOH溶液 D、溴化钠溶液
8．在一个密闭容器中，下列反应达到平衡：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)如果升高温度或降低压强，则C物质的量都增大，试判断下列各组中关系正确的是（ ）
A、a+b<c+d 正反应为吸热反应 B、a+b>c+d 正反应为吸热反应
C、a+b<c+d 正反应为放热反应 D、a+b=c+d 正反应为吸热反应
9．m A(g)+ n B(g) p c(g)，在同一压强下变化如图，叙述正确的是( )
A、T1＞T2，正反应是吸热反应
B、T1＜T2，正反应是放热反应
C、T1＜T2，正反应是吸热反应
D、T1＞T2，正反应是放热反应
10．在温度相同，压强分别为P1和P2的条件下，A(g)+2B(g) nC(g)的反应体系中，C的百分含量(c%)与时间t的曲线如图所示，下面结论正确的是( )
A、P1＞P2，n＜3 B、P1＜P2，n＞3
C、P1＞P2，n＞3 D、P1＜P2，n＜3
11．（2000·上海）对于反应2SO2+O22SO3下列判断正确的是（ ）
A、2体积SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3
B、其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动
C、平衡时，SO2消耗速率必定等于O2生成速率的两倍
D、平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
12．在反应2SO2+O22SO3建立的平衡体系里，加入催化剂，效果是( )
A、正反应速率加快，逆反应速率减慢，使平衡向正反应方向移动
B、正反应速率加快，逆反应速率加快
C、可以缩短到达平衡的时间
D、使SO2转化率提高
13．把3molA和2.5molB混合于2L密闭容器中，发生反应的化学方程式为3A(g)+B(g)xC(g)
+2D(g)，5min后反应达到平衡，容器内的压强变小，已知D的平均反应速率为0.1mol·L—1min，下列结论中错误的是( )
A、A的平均反应速率为0.15mol·L—1min—1 B、平衡时，C的浓度为0.25mol·L—1
C、平衡时，B的转化率为20% D、平衡时，容器的压强为原来的0.8倍
14．对反应A（g）+2B（g）2C（g）+Q，达到平衡后，降低气体混合物的温度，下列叙述中正确的是（ ）
A、正反应速率变大，逆反应速率变小，平衡向正方向移动
B、正反应速率变小，逆反应速率变大，平衡向逆方向移动
C、正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正方向移动
D、正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆方向移动
15．N2O5是一种白色固体，加热升温时，可迅速气化，并可发生分解反应；N2O5(g)
N2O3(g)+O2(g)，N2O3(g)N2O(g)+O2(g)，在0.5L密闭容器中，将2.01molN2O5加热气化，并按上式分解，且在该温度下达到平衡，经过实验测知氧气的平衡溶度为4.4mol/L,N2O3的平衡
浓度为1.6mol/L，试计算：
（1）N2O的平衡浓度； （2）N2O5的分解率； （3）平衡时混合气体的平均分子量。
16．(2007·宁夏)氮化硅是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：□SiO2＋□C＋□N2□Si3N4＋□CO
(1) 配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内)；
(2)该反应中的氧化剂是__________，其还原产物是_____________。
(3)该反应的平衡常数表达式为K =_______________________；
(4)将知上述反应为放热反应，则其反应热DH________零(填“大于”、“小于”或“等于”)；升高温度，其平衡常数值________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
(5)若使压强增大，则上述平衡向_______反应方向移动(填“正”或“逆”)；
(6)若已知CO生成速率为v (CO) =18 mol/(L·min)，则N2消耗速率为v (N2) =_______mol/(L·min)。
17．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)-Q其平衡常数可表示为K= c(CO2)/c(CO) 。已知1100℃时,K=0.263。
（1）温度升高,化学 平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值_____，平衡常数K值___________(填"增大"或"减小")
（2）1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态______________,此时化学反应速度是v正_______v逆。

参考答案
【例1】D
【例2】AC
【例3】AC
【例4】B
【例5】A
【例6】B
【例7】A
【例8】BD
【例9】（1）B（2）C（3）E（4）A （5）D
【例10】CD
【例11】［答案］(1)K =。 (2)K = 0.45。
同步练习
1．C 2．C 3．A、D 4．D 5．D 6．B
7．A、C 8．A 9．B 10．B 11．B、C 12．B、C
13．D 14．C
15．（1）1.4mol/L （2）75% （3）51.43
16．(1)3，6，2，1，6 。 (2)N2； Si3N4。 (3)K =。
(4)小于；减小。 (5)逆。 (6)6。
17． (1)增大 增大 (2)否 v正>v逆

7
用心 爱心 专心