江苏省响水中学高中化学 化学反应原理《第18课时 化学平衡移动》学案 新人教版选修4(1).doc

江苏省响水中学2014高中化学 化学反应原理第18课时 化学平衡移动学案 新人教版选修4学习目标1.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。2.理解温度、浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。3.应用化学平衡移动原理和化学反应速率相关知识选择合成氨的条件。【情景切入】怎样依据化学平衡移动的知识选择工业合成氨的合适条件？【自主研习】一、化学平衡的移动1.含义在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件（如浓度、温度、压强等），化学平衡状态被破坏（正、逆反应速率不再相等），直到正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。2.图示表示v正=v逆 v正v逆 v正= v逆(原平衡状态) （平衡被破坏） （新的平衡状态）3.平衡移动方向的判断（1）根据速率判断若v（正）v (逆)，则平衡向正反应方向移动。若v (正) =v（逆），则平衡不移动。若v（正）v放，平衡向着吸热方向移动。反之，降低温度使v吸、v放都减小，但v吸v放平衡向着放热方向移动。（3）催化剂可影响化学反应速率，且同等程度地改变v正、v逆，所以v正v逆，不能使平衡移动，但可以缩短到达平衡所需时间。如下图是使用催化剂对反应aa+bbcc+dd；h0的影响图像。考例1 可确认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，使用催化剂考例2 可逆反应ma(g)+ nb(g) xc(g)+ yd(g)，能够改变反应速率，同时能使平衡一定发生移动的条件是()a.浓度 b.催化剂 c.压强 d.温度考例3 已知反应a2(g)+2b3(g) 2ab3(g) hnb.qt1,由t2t1,c%增大，平衡右移。图b表示p10, m+nxb. q0, m+nxc. q0, m+nxd. qx解析：本题考查外界条件对化学平衡的影响以及图像信息的分析处理能力。解题时首先明确不同条件对化学平衡的影响结果以及图像题的解题思路。由左图可知，压强为p1时达到平衡所用的时间比较短，即p1p2，选择两压强下的平衡状态，由p2p1，a的转化率增大，即增大压强，平衡正向移动，故m+nx；由右图可知，升高温度，a的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热q0，故选d。答案：d考例5 （2011肇庆模拟）经过一段时间后，可逆反应aa+bbcc中物质的含量a%和c%随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()a.该反应在t1、t3温度时达到化学平衡b.该反应在t2温度时达到化学平衡c.该反应的逆反应是放热反应d.升高温度，平衡会向正反应方向移动解析：由图可知，起始时c%=0，即反应物为a、b，生成物为c，由于达到平衡时生成物含量最大，反应物含量最小，故t2时刻达到平衡状态。由图像中曲线变化可知在t2时刻之后的平衡状态中，升高温度，a%增大，c%减小，即升高温度，平衡逆向移动，正反应放热，故选b。答案：b变式探究4反应2x(g)+y(g) 2z(g)在不同温度下（t1和t2）产物z的物质的量n (z)与反应时间t的关系如图所示。下列判断正确的是()a. t1t2，正反应为吸热反应c. t1t2，逆反应为吸热反应d. t1t2，产物z的物质的量在高温t1时比低温t2时小，说明降低温度平衡向正反应方向移动，即正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应。变式探究5 已知：4nh3（g）+5o2（g）=4no(g)+6h2o(g) h=-1 025 kj/mol，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()答案：c解析：本题考查了化学反应的图像问题，由于该反应为一个气体体积增大的放热的可逆反应；故温度越高，压强越大越不利于反应正向进行，但高温总比低温先达平衡，高压总比低压先达平衡，故a、b正确，c错误，使用催化剂只能缩短达到平衡的时间，对平衡无影响，故d正确。课后强化作业基础夯实1.已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学反应向正反应方向移动时，下列有关叙述中，正确的是()生成物的质量分数一定增加生成物的产量一定增加反应物的转化率一定增大反应物的浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了合适的催化剂a. b.c. d.答案：b解析：使用催化剂是不会使化学平衡移动的，所以错误，即d错误。如果是减小生成物的浓度，反应会向着正反应方向进行，使生成物的质量分数减小（根据勒夏特列原理，只能减弱这种改变而不能全部抵消这种改变）；只要是平衡向正反应方向移动，则其产量一定会增加，错误，正确。如果是增大一种反应物的浓度，其他反应物的转化率一定增大，而其自身的转化率却随之减小，、错误。2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()a.光照新制的氯水时，溶液的ph逐渐减小b.加催化剂，使n2和h2在一定条件下转化为nh3c.可用浓氨水和氢氧化钠固体混合来快速制氨d.增大压强，有利于so2与o2反应生成so3答案：b解析：cl2+h2oh+cl-+hclo，2hclo光2hcl+o2，光照，相当于减小hclo浓度，化学平衡向生成hclo的方向移动，nh3+h2onh3h2onh+4+oh-，向浓氨水中加固体naoh， c (oh-)增大，上述平衡均向左移动。2so2+o22so3，增大压强，平衡向气体体积减小方向移动。上述解释均符合勒夏特列原理。加催化剂，使n2和h2在一定条件下转化为nh3，只是加快nh3的生成速率，并不影响化学平衡，故不能用勒夏特列原理解释。3.（2011重庆卷，10）一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()a.co2（g）2nh3（g）co（nh2）2（s）+h2o（g） h0c. ch3ch2oh（g）ch2=ch2（g）+h2o（g） h0d.2c6h5ch2ch3（g）+o2（g）2c6h5ch=ch2（g）+2h2o（g）h0答案：a解析：本题主要考查了外界条件对平衡的影响，考查了学生识图的能力。选项a中的反应是一个体积减少的、又是一个放热反应，因此温度越高、压强越小水蒸气的含量越小，a符合图中曲线；b、c选项中的反应都是吸热反应，温度越高，水蒸气的含量越大，不符合该曲线；d选项中的反应是一个体积增大的反应，压强越大水蒸气的含量越小，不符合该曲线。4.有平衡体系：co(g)+2h2(g) ch3oh(g) h0，为了增加甲醇的产量，应采取的压强措施是()a.高温、高压b.适宜温度、高压、催化剂c.低温、低压d.高温、高压、催化剂答案：b解析：此题考查化学平衡的移动，对于反应：co(g)+2h2(g) ch3oh（g）h0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。（1）增加c，平衡 ， c (co2) 。（2）缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡 ， c (co2) 。（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入n2，则平衡 ， c (co2) 。（4）保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡 ， c (co) 。答案：（1）不移动 不变（2）向左移动 增大（3）不移动 不变（4）向右移动 增大能力提升1.对于xa(g)+ yb(g) zc(g)+ wd(g)的平衡体系，当升高温度时，体系的平均相对分子质量从26变成29，则下列说法中正确的是()a.x+yz+w，正反应是放热反应b. x+yz+w，正反应是吸热反应c. x+yz+w，逆反应是吸热反应答案：b解析： m=， m为定值， m增大， n减小。若x+yz+w，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应为吸热反应；若x+yz+w，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应应为吸热反应。2.对于可逆反应n2（g）+3h2（g）2nh3（g）hp1）温度对反应的影响平衡体系增加n2对反应的影响催化剂对反应的影响图示t答案：c解析：因压强越大，化学反应速率越快，因此a项中对应压强为p2时达到平衡所需的时间应短一些，故a项错误；随温度的升高平衡将逆向移动，反应物氮气的转化率应减小，故b项错误；使用催化剂后化学反应速率应加快，因此有催化剂时达到平衡所需要的时间应短一些，d项错误。3.在一密闭容器中，反应ma(g) nb(g)+ nc(g)达到平衡时，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当达到新的平衡时，b和c的浓度都是原来的1.8倍，下列说法正确的是()a.平衡向逆反应方向移动b.物质a的转化率增大c.物质c的体积分数增大d. m2n答案：ad解析：将容器容积压缩到原来一半的瞬间，各物质的浓度均为原来的2倍，平衡后，b、c的浓度为原来的1.8倍，说明化学平衡向逆反应方向移动。所以，a的转化率、c的体积分数都减小。减小气体体积，即增大压强，化学平衡向气体体积缩小方向移动，故mb+cb.ab+cc.a=b+cd.a=b=c答案：a解析：假设缩小体积，平衡状态不移动，则x的物质的量浓度应从0.1 moll-1增大到0.2 moll-1，而此时x的物质的量浓度为0.19 moll-1t2b.正反应是吸热反应c. t2t1d逆反应是吸热反应答案：ad解析：解答图像题目的方法思路是：（1）看懂图像：一看面（横坐标与纵坐标）；二看线（线的走向、变化的趋势）；三看点（线的起点、交点及拐点）；四看要不要作辅助线（如等温线、等压线）；五看定量图像中有关量的多少。（2）联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。（3）作出判断：依据题意仔细分析，作出正确判断。由曲线、曲线知，达到平衡所用时间t1t2（曲线对应的反应速率快），由曲线平衡时对应的b的百分含量高，据化学平衡移动原理知，正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故判断正确的为选项a、d。7.用来表示可逆反应2a(g)+b(g) 2c(g)（正反应为放热反应）的图像为()答案：ac解析：此反应的特点是气体总体积减小、正反应放热的可逆反应，选项a中，温度越高，达到平衡的时间越短，但温度升高平衡左移，c的质量分数要降低，所以选项a正确。选项b表示温度与v的关系，随着温度的升高， v正与v逆的总体趋势都下降，所以不正确。选项c中，随着压强增大，v正、v逆都增大，但对正反应速率影响更大，故选项c正确。选项d中随着温度的升高，a的转化率应当降低，故选项d不正确。8.下图的各图中，表示2a(g)+b(g) 2c(g)（正反应放热）这个可逆反应的正确图像为()答案：a解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向亦即逆反应方向移动，所以生成物c的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变。9.下图是温度和压强对x+y2z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中z的体积分数。下列叙述正确的是()a.上述可逆反应的正反应为放热反应b.x、y、z均为气态c.x和y中只有一种为气态，z为气态d.上述反应的逆反应的h0答案：c解析：依图可知，压强一定时，温度越高，z的体积分数增大，则温度升高，向正反应方向移动，正反应是吸热反应，则a、d选项错；温度一定时，压强越大，z的体积分数越小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体减小的反应，则b错误，答案为c。10.在2 l密闭容器内，800时反应2no(g)+o2(g) 2no2(g)体系中，n(no)随时间的变化如表：时间(s)012345n(no)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007（1）写出该反应的平衡常数表达式：k= 。已知：k300k350，则该反应是 。（2）上图中表示no2的变化的曲线是 。用o2表示从02 s内该反应的平均速率v= 。（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。a.v(no2)=2v(o2)b.容器内压强保持不变c.v逆(no)=2v正（o2）d.容器内密度保持不变（4）为使