化学反应限度知识点.doc

亿库教育网 http www eku cc 亿库教育网 http www eku cc 高二化学高二化学第第 2 2 节节 化学反应的限度化学反应的限度鲁教版鲁教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 第 2 节 化学反应的限度 二 教学目的 1 掌握化学平衡常数和平衡转化率的含义 2 能够利用平衡常数进行平衡转化率的换算 3 掌握条件改变对平衡移动方向的规律 三 重点 难点 平衡常数和平衡移动规律 四 知识分析 一 化学平衡常数 1 定义 对于给定化学方程式的可逆反应 温度一定 不管反应物和产物的初始浓度 多大 达到平衡时 产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方乘积的比值是一个不 变的常数 2 表达式 对于 aA g bB g dD g eE g 有 K D d E e A a B b 3 注意事项 1 在平衡常数的表达式中 纯固体或纯液体 包括溶剂液体 的浓度视为常数 不 在表达式上列出 2 化学平衡常数的表达式与方程式的书写有关 系数变为原来的 n 倍 平衡常数变 为原来的 n 次方 单位也发生相应的变化 3 正逆反应的平衡常数互为倒数 4 对于给定化学反应方程式的可逆反应 平衡常数仅是温度的函数 4 实际应用 判断可逆反应的方向 定义所选时刻反应 aA g bB g dD g eE g 的浓度商为 Q cd D ce E ca A cb B 则 Q K 反应逆向进行 Q K 反应已达平衡 Q K 反应正向进行 二 平衡转化率 指定反应物 A 的平衡转化率表示为 a A A 的初始浓度 A 的平衡浓度 A 的初始浓度 100 c0 A A c0 A 100 注意 多种反应物参加反应时 提高其中一种物质的浓度 可以提高其它物质的转 化率 而其自身转化率会降低 平衡常数和平衡转化率虽然都可以表示可逆反应进行的程度 但是平衡转化率随着 反应物起始浓度的不同而变化 而平衡常数却不受起始浓度的影响 因此平衡常数更能反 亿库教育网 http www eku cc 亿库教育网 http www eku cc 映出反应的本质 平衡常数与某反应物的平衡转化率之间是可以互相求算的 三 反应条件对化学平衡的影响 化学平衡状态的移动 1 定义 对于已达平衡的可逆反应 如果改变影响平衡的外界条件并保持不变 可逆反 应会达到一个新的平衡状态 从原平衡状态到新平衡状态的变化过程称为平衡状态的移动 2 方式 1 正向 向右 移动 反应的净结果使反应物减少而生成物增加 2 逆向 向左 移动 反应的净结果使生成物减少而反应物增加 3 结果 反应混合体系中各物质的百分含量发生变化了 4 外界条件对平衡的影响 1 温度 结论 升温 平衡向吸热方向移动 降温 平衡向放热方向移动 解释 放 吸 热反应的平衡常数随温度的升高而降低 增大 对于放热反应 升温 K 值变小 使 Q K 平衡逆向 吸热方向 移动 对于吸热反应 升温 K 值变大 使 Q K 平衡正向 吸热方向 移动 2 浓度 结论 c 反 增大或 c 产 减小 平衡正向移动 c 反 减小或 c 产 增大 平衡逆向移动 解释 c 反 增大或 c 产 减小 Q K 平衡正向移动 c 反 减小或 c 产 增大 Q K 平衡逆向移动 3 压强 结论 加压 平衡向 Vg 减小的方向移动 减压 平衡向 Vg 增大的方向移动 解释 加压 各气体物质的浓度同种程度的增大 若正向 Vg 0 Q K 平衡正向 Vg 的方向 移动 其它情况类似推导 注意 加压 一般指的是减小容器的体积而导致的压强增大 5 平衡移动原理 1 内容 对于已达平衡的可逆反应 如果改变影响平衡的一个外界条件 平衡向着 减弱这个改变的方向移动 2 要点 研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应 只适用于改变影响平衡的一个 条件 平衡的移动结果只能 减弱 而不能 消除 这种改变 典型例题典型例题 例 1 关于化学平衡常数的叙述中 正确的是 A 只与化学反应方程式本身和温度有关 B 只与反应的温度有关 C 只与化学反应本身和温度有关 并且会受到起始浓度的影响 D 只与化学反应本身有关 与其它任何条件无关的一个不变的常数 解析 解析 大量试验证明 化学平衡常数决定于两个方面的因素 化学反应本身和反应体 系的温度 与起始浓度等其它外界条件没有任何关系 答案 答案 A 点评 本题考查化学平衡常数的概念 亿库教育网 http www eku cc 亿库教育网 http www eku cc 例 2 2000K 时 反应 CO g 1 2 O2 g CO2 g 的平衡常数为 K 则相同 温度下反应 2CO2 g 2CO g O2 g 的平衡常数 K 为 A 1 K B K 2 C 1 K 2 D 1 K 1 2 解析 解析 因为本题给定的化学方程式中各物质化学式前系数是原来化学方程式中各物质 化学式前系数的 2 倍 因此其平衡常数是原来平衡常数的 2 次方 因此 C 选项应该是正确 的 答案 答案 C 点评 本题考查化学平衡常数的应用 即与方程式的书写密切相关 例 3 气态 PCl5的分解反应为 2PCl5 g 2PCl3 g 2Cl2 g 在 473K 达到平 衡时气态 PCl5有 48 5 分解 在 573K 达到平衡时气态 PCl5有 97 分解 则此反应是 A 吸热反应 B 放热反应 C 反应的焓变为零的反应 D 无法判断是吸热反应还是放热反应 解析 解析 对于气态 PCl5的分解反应 升高温度使气态 PCl5的分解率升高 即温度由 473K 升高到 573K 时 在 473K 下建立的化学平衡向右移动 根据升高温度化学平衡向吸 热方向移动 降低温度化学平衡向放热方向移动的规律 气态 PCl5的分解反应为吸热反应 即选 A 答案 答案 A 点评 本题考查温度对化学平衡的影响规律 应该注意灵活运用 例 4 在相同的 A 和 B 两个带活塞的玻璃容器中 注入 1 4 容积颜色相同的 NO2 存在 2NO2 N2O4平衡 和 Br2蒸气 然后将活塞同时向外拉到 1 2 处 快速 过一会可以 看到 A A 中颜色比 B 中浅 B A 中颜色比 B 中深 C A 中颜色和 B 中相同 D A 和 B 中颜色都比开始时浅 解析 解析 对 A B 容器来说 将活塞向外拉至 1 2 处 B 容器只是溴蒸气浓度减小一倍 颜色变浅为原来一倍 而 A 容器开始是浓度减小一倍 颜色变浅一倍 但随后平衡向 体 积增大 的方向移动 使 NO2的浓度 有所增加 据勒夏特列原理 平衡向 减弱 方 向移动 故使 A 容器中颜色比 B 容器中深 但都比开始浅 答案 答案 BD 点评 勒夏特列原理的具体应用是广泛考查的对象 要深刻理解其含义 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 一定温度下 可逆反应 X g 3Y g 2Z g 达到平衡的标志是 A Z 生成的速率与 Z 分解的速率相等 B 单位时间内生成 nmol X 同时生成 3nmol Y C X Y Z 的浓度不再发生变化 D X Y Z 的分子数之比为 1 3 2 2 可逆反应 3X g 3Y Z H 0 随温度升高 气体平均相对 亿库教育网 http www eku cc 亿库教育网 http www eku cc 分子量有变小的趋势 则下列判断正确的是 A Y 和 Z 可能都是固体 B Y 和 Z 一定都是气体 C 若 Z 为固体 则 Y 一定是气体 D Y 和 Z 可能都是气体 3 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是 A H2 g I2 g 2HI g B 3H2 g N2 g 2NH3 g C 2SO2 g O2 g 2SO3 g D C s CO2 g 2CO g 4 体积相同的甲 乙两个容器中 分别都充有等物质的量的 SO2和 O2 在相同温度下发 生反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 并达到平衡 该过程中 甲容器保持体积不 变 乙容器保持压强不变 若甲容器中 SO2的转化率为 p 则乙容器中 SO2的转化率 A 等于 p B 大于 p C 小于 p D 无法判断 5 1000K 时反应 C s 2H2 g CH4 g 的 K 8 28 107 mol L 1 1 当各 气体物质的量浓度分别为 H2 0 7 mol L 1 CH4 0 2mol L 1 N2 0 1 mol L 1时 上述反应 A 正向移动 B 逆向移动 C 达到平衡 D 不一定 6 对于 mA g nB g pC g qD g 的平衡体系 当温度升高时 体系 中混合气体的平均相对分子量由 38 变为 34 下列有关判断中 正确的是 A m n p q 正反应为放热反应 B m n p q 正反应为吸热反应 C m n p q 逆反应为放热反应 D m n p q 逆反应为吸热反应 7 某容积可变的密闭容器中放入一定量 A 和 B 的混合气体 在一定条件下发生反应 A g 2B g 2C g 若维持温度和压强不变 当达到平衡时 容器的体积为 V 此时气体 C 的体积占 40 则下列推断正确的是 A 原混合气体的体积为 1 1V B 原混合气体的体积为 1 2V C 反应达到平衡时 气体 A 消耗了 0 2V D 反应达到平衡时 气体 B 消耗了 0 2V 8 放热反应 X g 2Y g 2Z g 在某温度 压强下达到平衡 采取一定措 施后 平衡向右移动 则所采取的措施是 A 降低温度和减小压强 B 降低温度和增大压强 C 升高温度和减小压强 D 升高温度和增大压强 9 在一定体积的密闭容器中放入 3L 气体 R 和 5L 气体 Q 在一定条件下发生反应 2R g 5Q g 4X g nY g 反应完全后 容器温度不变 混合气体的压 强是原来的 87 5 则化学方程式中的 n 值是 A 2 B 3 C 4 D 5 10 不同温度时反应 2HI g H2 g I2 g 的平衡常数如下 350 时为 66 9 425 时为 54 4 490 时为 45 9 HI 的转化率最高是在 A 490 B 425 C 350 D 无法确定 亿库教育网 http www eku cc 亿库教育网 http www eku cc 二 填空题 1 在一定条件下 xA yB zC 可逆反应达到平衡 试填空 1 已知 A B C 都是气体 在减压后平衡向逆反应方向移动 则 x y z 的关系是 2 已知 C 是气体且 x y z 在加压时化学平衡如发生移动 则平衡必定向 方向移动 3 已知 C B 是气体 现增加 A 物质的量 其它条件不变 平衡不移动 说明 A 是 态 2 在一定体积的密闭容器中 进行化学反应 CO2 g H2 g H2O g CO g 其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表 t 70080083010001200 K 0 60 91 01 72 6 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为 K 2 该反应为 反应 选填 吸热 或 放热 3 能判断该反应是否达到化学平衡状态的根据是 多选扣分 A 容器中压强不变 B 混合气体中 c CO 不变 C v正 H2 v逆 H2O D c CO2 c CO 4 某温度下 平衡浓度符合下式 c CO2 c H2 c CO c H2O 可判 断此时的温度为 三 计算题 已知可逆反应 CO H2O CO2 H2 达到平衡时 K CO2 H2 CO H2O K 是常数 只与温度有关 与浓度无关 1 830K 时 若起始时 CO 为 2mol L 1 H2O 为 3mol L 1 平衡时 CO 的转化率 为 60 计算水蒸气的转化率及 K 值 2 830K 若只将起始时 H2O 改为 6mol L 1 计算水蒸气的转化率 3 若 830K 时 CO 起始浓度