恒温恒容的等效平衡.doc

恒温恒容、恒温恒压条件下的化学平衡教学案广州市第四十七中学 毛艳滨考纲要求 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的计算。2理解外界条件（浓度，温度，压强，催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。一课前思考：1-1、在恒温时，一固定容积的密闭容器内发生如下反应： 2NO2（气）N2O4（气）达到平衡时，再向容器内通入一定量NO2（g），重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的浓度： A 不变 B 增大 C 减小 D 无法判断1-2、在恒温时，一固定容积的密闭容器内发生如下反应： 2NO2（气）N2O4（气）达到平衡时，再向容器内通入一定量NO2（g），重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数： A 不变 B 增大 C 减小 D 无法判断1-3、在恒温时，一容积可变的密闭容器内发生如下反应： 2NO2（气）N2O4（气）达到平衡时，再向容器内通入一定量NO2（g），重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的质量百分含量： A 不变 B 增大 C 减小 D 无法判断1-4、一定条件下：2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g），H= akJ/mol(1) 若在甲、乙两个容积相等的容器中，分别充入甲：2molSO2、1molO2； 乙：1molSO2、0.5molO2;在上述条件下充分反应，并保持容积不变，当达到平衡后，试比较： 甲、乙两个容器中放出的热量与a的关系； 甲、乙两个容器中SO2的转化率的大小关系； 甲、乙两个容器中平衡常数的大小关系；（2）若在甲、乙两个容积相等的容积中，分别充入：甲：2molSO2 、1molO2； 乙：1molSO2、0.5molO2;在上述条件下充分反应，并保持压强不变，当达到平衡后，试比较： 甲、乙两个容器中放出的热量与a的关系； 甲、乙两个容器中SO2的转化率的大小关系； 甲、乙两个容器中平衡常数的大小关系；二、思考与归纳：（1）可逆反应的本质特征是什么？ （2）什么是转化率？平衡正向移动则转化率一定升高吗？ （3）平衡常数的含义是什么？影响平衡常数的因素有哪些？平衡移动则平衡常数一定会改变吗？ （4）上述哪些情况是等效平衡？等效平衡的特征是什么？等效平衡有几种类型？ 三应用提升：2-1、某温度下，在一容积可变的密闭容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4moL 、2moL和4moL。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是：A 均减半 B 均加倍 C 均增加1moL D 均减少1moL2-2、某温度下，在一容积固定的密闭容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4moL 、2moL和4moL。在相同的温度下，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是：A 均减半 B 均加倍 C 均增加1moL D 均减少1moL四实战演练： 3-1、(2007四川高考)向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO+H2O (g) CO2 +H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是A0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2 . C0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2 D0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2 3-2、（2007江苏高考）一定温度下可逆反应：A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)；H0。现将1mol A和2molB加入甲容器中，将4 molC和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是A保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍B保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大C保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数 是甲中C的体积分数的2倍D保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速 率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)五课后反馈：4-1、一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a %。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a %的是：A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不参加反应）C1 mol B和1 mol C D2 mol A、3 mol B和3 mol C4-2、在恒压密闭容器M(如图) 和恒容密闭容器N(如图)中，分别加入a molA和a molB，起始时两容器体积均为V L，发生如下反应并达到化学平衡状态：2A(?) + B(?) xC(g)；H0。平衡时M中A、B、C的物质的量之比为134。下列判断正确的是A. x 4B. 若N中气体的密度如图所示，则A、B有一种是气态C. 若A为气体，B为非气体，则平衡时M， N中C的物质的量相等D. 若A、B均为气体，平衡时M中A的转化率小于N中A的转化率4-3、一定温度下，有可逆反应：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)；H0。现将2molA和2molB充入体积为V的甲容器，将2molC和6molD充入乙容器并使乙容器在反应开始前的体积为2V(如图1)。图2图1关于两容器中反应的说法正确的是：A甲容器中的反应一定先达到化学平衡状态B两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物中各组份的体积百分组成相同，混合气体的平均相对分子质量也相同C两容器达平衡后升高相同的温度，两容器中物质D的体积分数随温度变化如图2 D在甲容器中再充入2molA和2molB，平衡后甲中物质C的浓度是乙中物质C的浓度的2倍4-4、已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)， H=92KJ.mol-1 。请回答：在5000C、200atm和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2 和3molH2，充分反应后，放出的热量 （填“”“”“”）92.4kJ。理由是 为了有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有 A、降低温度 B、最适合催化剂活性的适当高温 C、增大压强D、降低压强 E、循环利用和不断补充氮气 F、及时移出氨该反应的平衡常数表达式K= ，当温度升高时，K值 （增大、减小、无影响），其原因是 。若保持温度不变，增大压强，K值 （增大、减小、无影响），其原因是 。某温度下向一压强不变的密闭容器中充入1molN2 和3molH2，当反应达到平衡时，再向容器中充入1molN2 和3molH2，此时N2 的转化率 （增大、减小、不变）。 某温度下向一压强不变的密闭容器中充入1molN2 和3molH2，当反应达到平衡时，再向容器中充入一定量的惰性气体，此时N2 的转化率 （增大、减小、不变）。 4-5已知一定温度时，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) =197kJ/mol。在此温度下，向甲、乙两个固定容积的密闭容器中分别通入2molSO2、1molO2和1mol SO2、0.5molO2，反应达到平衡状态时放出的热量分别为Q甲和Q乙，则下列关系正确的是A.Q乙=0.5Q 甲B.Q乙0.5Q甲 CQ乙Q甲=197kJ D.Q甲=Q乙197kJ4-6有如下反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），H=-197KJ/mol，同温下，往体积相同的密闭容器A、B中分别充入2molSO2、1molO2和1molSO2、0.5molO2、1molSO3，当它们分别达到平衡时放出的热量为Q1KJ和Q2KJ，则下列比较正确的是（）AQ1=2Q2=197KJBQ1=2Q2197KJC2Q2Q1197KJDQ12Q2197KJ4-7已知298时，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；H=-197kJmol-1。在相同温度和压强下，向密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时放出热量为Q1；向另一个体积相同的容器中通入1molSO2、0.5molO2和1molSO3，达到平衡时放出热量为Q2。则下列关系正确的是()A.Q2Q1197kJB.Q2=Q1=197kJC.Q1Q2197kJD.Q1=Q2197kJ4-8已知298K，101 kPa时，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)；H197 kJmol1。在相同温度和压强下，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时，放出热量为Q1，向另一个体积相同的容器中通入1 mol SO2、0.5 mol O2和1 mol SO3，达到平衡时放出热量为Q2，则下列关系正确的是()A.Q2Q1197 kJmol1B.Q2Q1197 kJmol1C.Q1Q2197 kJmol1D.Q2Q1197 kJmol14-9在恒温、恒容下，发生如下反应：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)，现从两条途径分别建立平衡，途径：A、B的起始浓度均为2molL1途径: C、D的起始浓度分别为2molL1和6molL1，以下叙述正确的是 ()【解析】因为平衡的建立和途径是无关的，所以途径中相当于是A、B的浓度都是4mol/L，容器容积相同，所以途径中压强大，反应快，A不正确。由于反应前后体积不变，所以在反应过程中压强是不变的，即途径所得混合气体的压强是途径I所得混合气体的压强的2倍，B不正确。反应前后体积不变，而起始A和B的浓度之比都是11的，所以在这2种条件下所得到的平衡状态是等效的，因此C正确，D错误。答案是C。A.达到平衡时，途径I的反应速率等于途径的反应速率B.达到平衡时，途径I所得混合气体的压强等于途径所得混合气体的压强C.两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D.两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同答案1-1B 1-2C1-3C2-1C2-2BC3-2BD解：从等效平衡的角度分析，4molC和2molD相当于2molA和4molB，即乙容器内的气体的物质的量为甲容器内的气体的物质的量的2倍，而乙容器的体积为甲容器的体积的2倍，在相同温度下达到相同平衡状态，A、保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB，则相当于在原来的基础上增大压强，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，甲中C的浓度小于原来的2倍，即小于乙中C的浓度的2倍，故A错误；B、保持活塞位置不变，升高两个容器的温度，平衡向逆反应方向移动，甲、乙中B的质量分数都增大，故B正确；C、保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，则乙容器内的压强增大，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡后，乙中C的体积分数小于甲中C的体积分数的2倍，故C错误；D、甲温度和体积变化，加入氦气后对平衡移动没有影响，保持温度和乙中的压强不变，加入氦气后乙体积增大，平衡应向正反应方向移动，正逆反应速率都减小，故D正确故选D4-2解：A.2A（？）+B（？）xC（g）起始（mol）：a a 0转化（mol）：2n n nx平衡（mol）：a-2n a-n nx由（a-2n）：（a-n）：nx=1：3：4可得n=2a5，x=2，故A错误；B如A、B都是气体，则混合气体的密度不变，如图所示，体积不变，气体的密度增大，则应有固体或液体参加反应生成气体，A、B有一种是气态或都为固体或液体，故B错误；C若A为气体，B为非气体，则反应前后气体的体积相等，压强对平衡移动没有影响，平衡时M、N中的平衡状态相同，C的物质的量相等，故C正确；D若A、B均为气体，M为恒压下进行反应，N中随着反应的进行，压强逐渐减小，M相当于在N的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，则平衡时M中A的转化率大于N中A的转化率，故D错误故选C4-3解：A、虽然等效平衡后甲、乙容器中A、B浓度相等，但是该反应一个是从正反应进行，一个从逆反应进行，所以无法判断哪个容器先达平衡，故A错误；B、等效平衡后甲、乙容器中A、B浓度相等，反应前后气体体积不变，压强不变，所以平衡混合物中各组分的体积百分组成相同，混合气体的平均相对分子质量也相同，故B正确；C、H0，该反应是放热反应，两容器中的反应均达平衡时，升高相同的温度，平衡向逆反应方向移动，物质D的体积分数随温度的升高而降低因为平衡混合物中各组分的体积百分组成相同，所以两容器中物质D的体积分数随温度变化应该用同曲线表示，故C错误；D、向甲容器中再充入2molA和2molB，平衡后甲中物质C的浓度加倍；由于乙容器是一恒压容器，向乙容器中再充入2molC和6molD，平衡后乙中物质C的浓度不变，所以向甲容器中再充入2molA和2molB，平衡后甲容器中物质C的浓度是乙容器中物质C的浓度的2倍，故D错误；故选B4-5 甲容器相当于在