2018_2019版高中化学第2章化学反应的方向限度与速率微型专题3学案鲁科版选修.docx

微型专题3化学平衡学习目标定位1.学会化学平衡状态及其移动方向的判断。2.掌握化学平衡常数的表示方法及应用。3.学会化学平衡的计算方法。4.掌握图像与等效平衡的分析方法。一、化学平衡及其移动1.化学平衡状态的判断例1在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态的是()混合气体的压强混合气体的密度B的物质的量浓度混合气体的总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(C)与v(D)的比值混合气体的总质量混合气体的总体积C、D的分子数之比为11A. B.C. D.答案B解析要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若混合气体的压强、B的物质的量浓度、混合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而中始终不变化，中没指明反应进行的方向，m(g)始终不变化，在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比也为11。考点化学平衡状态及其判断题点由“变量”到“恒量”判断化学平衡状态规律方法判断化学平衡状态的基本思路(1)分析反应容器的特点：恒温恒压、恒温恒容。(2)分析反应方程式的特点：反应物的状态、反应前后气态物质计量数的相对大小。(3)采用“变量不变”法判断所给物理量是否能作为化学平衡状态的判断依据。【相关链接】化学平衡状态的判断方法(1)“两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。(2)“两标志”本质标志v正v逆0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。等价标志a.全部由气体参加的反应前后非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。b.体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。c.对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。d.对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。e.体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。特别提示(1)从反应速率的角度来判断反应是否达到平衡时，速率必须是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反应速率之比等于化学系数之比。(2)在可逆反应过程中，能发生变化的物理量(如各组分的浓度、反应物的转化率、混合气体的密度、颜色、平均摩尔质量等)，若保持不变，说明可逆反应达到了平衡状态。2.化学平衡移动方向的分析及判断例2利用反应：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H746.8 kJmol1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是()A.降低温度B.增大压强同时加催化剂C.升高温度同时充入N2D.及时将CO2和N2从反应体系中移走答案B解析该反应具备气体分子数减少、向外释放热量的特征，降温，平衡右移，NO的转化率提高，但反应速率降低，A项错误；增大压强，平衡右移，NO的转化率提高，加入催化剂可大幅度加快反应速率，B项正确；升温和充入N2，平衡都左移，NO的转化率降低，C项错误；移走CO2和N2，平衡右移，但反应速率降低，D项错误。考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动规律方法若将外界条件对反应速率的影响等同于对平衡移动的影响，则会导致错选。外界条件的改变可能会使正、逆反应速率都发生变化或只有一方发生变化，而平衡移动的方向由v正和v逆的相对大小决定，条件改变时平衡有可能不发生移动。【相关链接】化学平衡移动的分析方法(1)根据勒夏特列原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。(2)根据图示中v正、v逆的相对大小判断若v正v逆，则平衡向正反应方向移动(注意v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)；若v正Q，则平衡向正反应方向移动；若K105时，可以认为该反应已经进行完全。(3)平衡常数的应用判断可逆反应进行的方向判断反应的焓变符号若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应，反之，K值减小，则正反应为放热反应。用于计算平衡浓度、转化率等化学平衡相关计算。4.平衡转化率的判断例4反应X(g)Y(g)2Z(g)Hbc，(A)增大；若abc，(A)减小。5.等效平衡的理解和应用例5已知H2(g)I2(g)2HI(g)H0，请回答下列问题。(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，则a_。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。答案(1)25%(2)6(3)41.4%解析用“平衡三段式法”，借助平衡常数来串联计算：(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)起始(molL1) 1 2.4 0 0变化(molL1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡(molL1) 0.4 1.8 0.6 0.6(N)100%25%，K0.5。(2)由K0.5，解得a6。(3)由K0.5，解得x41.4%。考点平衡转化率与化学平衡常数计算的综合题点“三段式法”突破化学平衡计算相关链接化学平衡计算模式与公式(1)计算模式化学平衡计算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)n(起始)/mol a b 0 0n(转化)/mol mx nx px qxn(平衡)/mol amx bnx px qx起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。(2)计算公式K若用任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为浓度商，用Q表示。则其与K比较，当QK，v正v逆；Qv逆。平衡转化率：(A)100%100%。平衡百分含量：(A)100%100%。平衡时与起始时的压强比：(同T、V时)。混合气体的平均摩尔质量： gmol1。题组1化学平衡状态的特征与判断1.一定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，经充分反应后达到如下平衡：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列有关说法中正确的是()A.达平衡后再加入一定量的N2，体系内各物质含量不变B.N2、H2、NH3的浓度一定相等C.反应没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不会再分解D.平衡时，N2、H2物质的量之比为13答案D解析化学平衡是一种相对平衡，条件改变后原来的平衡状态就会被破坏，A错；化学平衡又是一种动态平衡，平衡时正、逆反应仍在进行，C错；平衡时体系内各物质浓度或百分含量保持不变(不是相等)，B错；因反应中消耗N2、H2的物质的量之比为13，而N2、H2的起始量之比是13，故平衡时仍是13，D正确。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征2.在恒容密闭容器中，可以作为2NO2(g)2NO(g)O2(g)达到平衡状态的标志的是单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO；混合气体的颜色不再改变；混合气体的密度不再改变的状态；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定；混合气体中NO与NO2的物质的量之比保持恒定()A. B.C. D.答案A解析单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 证明正、逆反应速率相等，达到了平衡，故正确；未体现正、逆反应速率的关系，故错误；混合气体的颜色不再改变，证明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到了平衡，故正确；化学反应前后质量是守恒的，体积是不变的，混合气体的密度不变，故错误；化学反应前后物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量变化，当达到了平衡状态，不再变化，故正确；如果反应开始只加入NO2，混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，故错误；NO与NO2的物质的量之比保持恒定，即它们的浓度保持恒定，证明化学反应的正、逆反应速率相等，达到了平衡，故正确。故答案选A。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断题组2外界因素对化学平衡的影响3.已知反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()A.升高温度，K减小B.减小压强，n(CO2)增加C.更换高效催化剂，(CO)增大D.充入一定量的氮气，n(H2)增加答案A解析A项，H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A. B.C. D.答案B解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动；恒压通入惰性气体，相当于减压；恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响；增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动5.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0B.在973 K下增大压强，K2增大C.abD.在常温下反应一定能自发进行答案C解析根据温度升高时反应的K值减小，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，b0，b0，反应的焓变H”“”或“”)0。(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。CO的平衡转化率_。(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_(填字母)。A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量C.移出部分CO2 D.提高反应温度E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂答案(1)(2)60%(3)C解析(1)Fe2O3、Fe均为固体，其浓度看作常数，不计入平衡常数表达式中。温度升高，K值减小，说明平衡向左移动，逆反应是吸热反应。(2)起始时1K，所以反应向正反应方向进行。设消耗x mol CO，则平衡时4.0，x0.6。(CO)100%60%。(3)要提高CO的平衡转化率，应使平衡向右移动。A、B、E、F项平衡均不移动，减少CO2的浓度使平衡向右移动，升高温度使平衡向左移动，只有C项符合题意。考点化学平衡常数的概念及其应用题点化学平衡常数的综合14.一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。(1)该反应的平衡常数表达式K_；根据下图，升高温度，K值将_(填“增大”“减小”或“不变”)，该反应的H_(填“大于”“小于”或“等于”)0。(2)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是_(填字母，下同)。a.v生成(CH3OH)v消耗(CO)b.混合气体的密度不再改变c.混合气体的平均相对分子质量不再改变d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化(3)300 时，将容器的容积压缩到原来的，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是_。a.c(H2)减小b.正反应速率加快，逆反应速率减慢c.CH3OH的物质的量增加d.重新平衡时H2/CH3OH减小答案(1)减小小于(2)cd(3)cd解析(1)根据所给图像判断，500 时CH3OH的物质的量比300 时CH3OH的物质的量少，说明升高温度平衡逆向移动，K值减小，H”“”或“解析(1)根据化学平衡状态判断标志v正v逆，各组分浓度不再发生变化，由NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)可以得恒容状态下压强不变或混合气体密度不变时，反应即达到平衡状态，但上述反应中反应物无气体参加，因此生成物中各组分气体体积分数恒定不变。(2)根据KNH32CO221.6108 mol3L3。(3)由NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)知正反应气体分子数增加，增大压强平衡向逆反应方向移动。(4)由表中数据可以得出，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应，所以H0；根据NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)，正反应是生成物气体分子数增多的反应，所以S0。考点化学平衡的综合题点相关概念、规律、计算的综合应用16.二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下4个反应：甲醇合成反应：()CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：()CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反应：()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1回答下列问题：(1)分析二甲醚合成反应()对于CO的转化率的影响_。(2)由H2和CO直接制