高三化学一轮复习学案：化学平衡-全国通用

用心爱心专心2010届高三化学一轮复习：化学平衡学案复习目标：1、理解化学平衡建立的过程并会判断一个反应是否达到平衡的标志。2、掌握浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响，理解勒夏特列原理的涵义。3、理解化学平衡常数并会应用。知识梳理：一、可逆反应1、可逆反应在下，既能向同时又能的反应。理解可逆反应需注意三同：同＿＿、同＿＿、同＿＿＿＿。2、正反应和逆反应：3、可逆反应的特点：。4、可逆反应的表示方法：二、化学平衡的建立1、化学平衡的建立以CO+H2O(g)CO2+H2反应为例。在一定条件下，将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密闭容器中，开始反应：（1）反应刚开始时：反应物的浓度，正反应速率。生成物的浓度为，逆反应速率为。（2）反应进行中：反应物的浓度，正反应速率。生成物的浓度，逆反应速率。（3）肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率，此时，反应物的浓度，生成物的浓度也。如图所示。2、化学平衡状态（1）定义：（2）特征：逆：等：动：定：变：（3）特点：化学平衡的建立与反应进行的方向无关，而与反应时的条件有关，只要条件相同（温度、浓度、压强等），最终就会达到相同的平衡状态。三、化学反应达到平衡的标志：以mA(g)+nB(g)pC(g)为例直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等：A消耗速率与A的生成速率相等，A的消耗速率与C的消耗速率之比等于m：p，B生成速率与C的生成速率之比等于n：p。②各物质的百分含量保持不变。间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（注：m+n≠p）②各物质的浓度不随时间的改变而改变。催化剂高温v0时间tt1v(正)v(逆)用心爱心专心各物质的物质的量不随时间的改变而改变。各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。总结：对于密闭容器中的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况下，是否达到平衡。可能的情况举例是否能判断已达平衡1、混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的量的分数一定②各物质的质量或各物质的质量分数一定③各气体的体积或体积分数一定④总体积、总压强、总物质的量一定2、正、逆反应速率的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA②单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC③v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=m：n：p：q④单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD3、压强①其他条件不变，m+n≠p+q时，总压强一定②其他条件不变，m+n=p+q时，总压强一定4、平均相对分子质量M①当m+n≠p+q时，M一定②当m+n=p+q时，M一定5、温度其他条件一定时，体系温度一定6、体系密度其他条件一定时，密度一定7、其他组成成分有颜色时，体系颜色不再变化四：外界条件对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响观察实验2-5：现象是；实验2-6：现象是；，结论是在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度，或减小生成物浓度,化学平衡向移动。减小反应物浓度，或增大生成物浓度,化学平衡向移动。注意：固体物质和纯液体无所谓浓度，其量改变，不影响平衡。2、压强对化学平衡移动的影响对于有气体参加的可逆反应来说，气体的压强改变，也能引起化学平衡的移动。结论：对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着移动。减小压强，会使化学平衡向着移动。注意：①.对于有些可逆反应，反应前后气态物质的总体积没有发生变化，如2HI(g)H2(g)+I2(g)在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。②.固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。因此，如果平衡混合物都是固体或液体，可以认为改变压强不能使化学平衡移动。③.加入惰性气体后平衡体系是否发生移动，取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化。若在恒容的条件下加入惰性气体，它并不能引起体系中其它物质的浓度改变，所以平衡不移动；若在恒压情况下加入惰性气体，必然引起平衡体系占据的体积增大，体系中其它物质的浓度发生变化，使平衡发生移动。思考：对平衡N2+3H22NH3用心爱心专心（1）如果在恒温恒容下加入氮气，平衡向移动。（2）如果在恒温恒容下加入氨气呢？加入氩气又怎么样呢？（3）如果需要增加氢气的转化率，可以有什么办法？（4）如果增大压强，正反应速率，逆反应速率，氮气的转化率。3、温度对化学平衡的影响任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为放热或吸热；所以温度对化学平衡移动也有影响。结论：如果升高温度，平衡向的方向移动；降低温度平衡向的方向移动。4、催化剂能够的改变正逆反应的速率，所以使用催化剂使平衡发生移动，但是可以达到平衡所需要的时间。五：勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。总结：（1）：勒沙特列原理的适用范围是：化学平衡，电离平衡，溶解平衡，水解平衡，状态平衡等所有的动态平衡。（2）化学平衡移动的实质是外界条件改变时，正、逆反应速率变化的程度，从而导致正逆反应速率，破坏了原平衡状态，使平衡移动。(3)平衡发生移动的标志：新平衡与原平衡各物质的百分含量发生了变化。（4）通过比较速率，可判断平衡移动方向当V正＞V逆时，平衡向正反应方向移动当V正＜V逆时，平衡向逆反应方向移动当V正＝V逆时，平衡不发生移动六、化学平衡常数：1、化学平衡常数的表示方法对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。其中m、n、p、q分别表示化学方程式中反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示为：k=在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数（用K表示）叫该反应的化学平衡常数注意：反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作是“1”而不代入公式。2、化学平衡常数的意义（1）平衡常数表示的意义：可以推断反应进行的程度。K很大，反应进行的程度很大，转化率大K的意义K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。K很小，反应进行的程度小，转化率小（2）平衡常数的大小不随而改变，只随改变而改变。即，K=f（T）。有关平衡常数的计算由平衡状态浓度求算平衡常数。由平衡常数求算反应物的转化率等。由平衡常数求算不同起始状态下的平衡浓度等。用平衡常数判断化学平衡移动的方向。典型例题：用心爱心专心1．(09全国卷Ⅰ13)下图表示反应()Xg4()()YgZg，0H，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是A.第6min后，反应就终止了B.X的平衡转化率为85%C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D.若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减少答案：Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m2．（09广东化学15）取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，ΔH＜0反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是答案：BD解析：在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间。那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左则为未平衡状态，右则为平衡状态，D正确。3.（10分）甲酸甲酯水解反应方程式为：32()()HCOOCHlHOl3()()HCOOHlCHOHl0H某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：用心爱心专心甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为mol，甲酸甲酯的平均反应速率为mol·min-1(不要求写出计算过程)。（2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：。（3）上述反应的平衡常数表达式为：332()()()()cHCOOHcCHOHKcHCOOCHcHO，则该反应在温度T1下的K值为。（4）其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1），在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。答案：（1）0.0459.0×10-3（2）该反应中甲酸具有催化作用①反应初期：虽然甲酸甲酯的量较大，但甲酸量很小，催化效果不明显，反应速率较慢。②反应中期：甲酸量逐渐增多，催化效果显著，反应速率明显增大。③反应后期：甲酸量增加到一定程度后，浓度对反应速率的影响成主导因素，特别是逆反应速率的增大，使总反应速率逐渐减小，直至为零。（3）0.14用心爱心专心（4）解析：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（1）15min时，甲酸甲酯的转化率为6.7%，所以15min时，甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×6.7%==0.933mol；20min时，甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时，甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×11.2%==0.888mol，所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol-0.888mol=0.045mol，则甲酸甲酯的平均速率=0.045mol/5min==0.009mol·min-1。（2）参考答案。（3）由图象与表格可知，在75min时达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24%，所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%=0.24mol，结合方程式可计算得平衡时，甲酸甲酯物质的量=0.76mol，水的物质的量1.75mol，甲酸的物质的量=0.25mol甲醇的物质的量=0.76mol所以K=（0.76×0.25）/（1.75×0.76）=1/7（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率减小，所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。基础练习：1反应：A（气）+3B（气）2C（气）+Q达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是A．正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动B．正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动C．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动D．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动2．一定温度下，反应N2（g）+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B．N2，H2和NH3的物质的量分数不再改变C．N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍D．单位时间里每增加1molN2，同时增加3molH23.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+O2＝2SO3并达到平衡,在这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4.二氧化氮存在下列平衡：2NO2N2O4＋Ｑ在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是用心爱心专心A.温度130℃、压强3.03×105PaB.温度25℃、压强1.01×105PaC.温度130℃、压强5.05×104PaD.温度0℃、压强5.05×104Pa6.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）+Br2(g)2HBr（g）0H＜，g平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述