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2019-2020年高二化學平衡 電離平衡復習 人教版 [教學目標] 1．知識目標 鞏固本章知識。 2．能力和方法目標 提高綜合分析能力和知識的綜合運用能力。 [知識總結] 1．化學反應速率、化學平衡的綜合聯(lián)系 2．化學平衡狀態(tài) （1）化學平衡狀態(tài)的建立 （2）化學平衡狀態(tài)的本質特征是正反應速率和逆反應速率相等，這是判斷化學平衡狀態(tài)的根本標志。由于υ正=υ逆，可使平衡體系中各組分的百分含量保持不變，所以一般情況下平衡體系的壓強、氣體密度、濃度等多種宏觀性質也保持不變，這些宏觀的特征有時也可作為判斷化學平衡狀態(tài)的標志。 平衡的特征 五大特點 化學平衡 逆 可逆反應 等 υ（正）=υ（逆）≠0 動 動態(tài)平衡 定 各組分含量一定，體積一定時，濃度就一定；有平衡轉化率 變 濃度、溫度、壓強改變化學平衡即發(fā)生移動 定量特征 一定溫度下，化學平衡常數保持不變 （3）化學平衡狀態(tài)的判斷 舉例反應 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 混合物體系中各成分的含量 ①各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定 平衡 ②各物質的質量或各物質的質量分數一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分數一定 平衡 ④總壓強、總體積、總物質的量一定 不一定平衡 正、逆反應速率的關系 ①在單位時間內消耗了m molA同時生成m molA，即v正=v逆 平衡 ②在單位時間內消耗了n molB同時生成p molC，則v正=v逆 平衡 ③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 ④在單位時間內生成了n molB，同時消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡 壓強 ①m+n≠p+q時，總壓力一定（其他條件一定） 平衡 ②m+n=p+q時，總壓力一定（其他條件一定） 不一定平衡 混合氣體的平均分子量（） ①一定時，只有當m+n≠p+q時， 平衡 ②一定，但m+n=p+q時 不一定平衡 溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，在其他條件不變的條件下，體系溫度一定時 平衡 體系的密度 密度一定 不一定平衡 [典型例題] 例1 在2SO2 +O2 2SO3（氣）的平衡體系中，分離出SO3時，正反應速率將如何變化？ 解析 有些同學會認為“分離出三氧化硫，化學平衡要向右移動，說明此時正反應速率比逆反應速率大，所以正反應速率必然增大”，這是錯誤的。當正反應速率大于逆反應速率時平衡才能向右移動。但在分離出SO3的瞬間，SO3的濃度減小，SO2和O2的濃度不變，所以在這一瞬間時正反應速率不變，逆反應速率減小，使平衡向右移動。 所以，在2SO2 +O2 2SO3（氣）的平衡體系中，υ正=υ逆，分離出SO3后，由于SO3的濃度減小，則υ逆減小，υ正>υ逆,平衡右移。隨著υ正逐漸減小，υ逆逐漸增大，又達到新平衡。整個過程中，υ正是逐漸減小的。 例2 在2NO2 N2O4的可逆反應中，下列狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的是（ ） （A）υ正=υ逆 ≠0時的狀態(tài) （B）NO2全部轉變成N2O4的狀態(tài) （C）c（NO2）=c（N2O4）的狀態(tài) （D）N2O4不再分解的狀態(tài) （E）混合物中，NO2的百分含量不再改變的狀態(tài) （F）體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài) 解析 化學平衡狀態(tài)的本質特征是正、逆反應速率相等，宏觀表現(xiàn)是各組成的成分百分含量保持不變等等。用這條原理可分析題中各種說法： υ正=υ逆≠0時的狀態(tài)顯然是平衡狀態(tài)。 由于2NO2N2O4是可逆反應，NO2不可能全部轉化為N2O4。這種狀態(tài)不存在。 平衡時NO2 、N2O4的百分含量保持不變，但不一定存在c（NO2）=c（N2O4）的關系或NO2 、N2O4的分子數之比等于2:1的情況。（當然在特殊條件下，也可能存在這樣的特殊的平衡狀態(tài)）。 N2O4不再分解，就是反應速率等于零，不是平衡狀態(tài)。 對于反應2NO2N2O4來講，只有NO2呈紅棕色， N2O4無色，體系的顏色不變就是NO2的濃度不變，反應處于平衡狀態(tài)。所以正確答案選A、E、F。 例3 一定條件下，合成氨反應達到平衡狀態(tài)時，按如下操作，平衡不發(fā)生移動的是（ ） （A）恒T、P時，充入NH3 （B）恒T、V時，充入N2 （C）恒T、P時，充入He （D）恒T、V時，充入He 解析 我們知道“增大壓強，可使平衡向氣體體積減小方向移動，減小壓強，可使平衡向氣體體積增大的方向移動”，運用這條規(guī)律時要注意其中的“壓強改變”是指通過改變體積大小引起的壓強變化（卻不加入或移出物質的條件下），實際上是平衡體系中有關物質的濃度的同倍數變化所產生的結果。 在恒T、P下，向平衡體系中充入NH3，要保持壓強不變，體系體積必定增大。加入NH3使體積增大時，N2、H2的濃度必定減小，平衡要向左移動。 在恒T、V時，充入N2，則容器內N2分子的濃度增大（當然壓強也增大），H2和NH3的沒有增大，所以平衡要向右移動。 在恒T、P時，加入He氣體，整個體系作等壓膨脹，體積變大，這樣平衡混合物中的N2、H2、NH3三種與平衡有關的氣體物質的濃度都是等倍數變小（相當于不加入氦氣情況下的減小壓強），平衡要向左移動。 在恒T、V時，充入He氣，雖總壓強增大，但由于體積不變，與平衡有關的N2、H2、NH3三種物質的濃度沒有發(fā)生變化，平衡不移動。 所以答案選D。 例4 如圖表示外界條件（溫度、壓強）的變化對下列反應的影響 L（氣）+G（固）2R（氣）—熱 在圖中，y軸是指（ ） （A）平衡混合氣中R的百分含量 （B）平衡混合氣中G的百分含量 （C）G的轉化率 （D）L的轉化率 解析 觀察圖像，分析y隨著溫度變化的關系、y隨著壓強變化的關系。根據題給反應式 L（氣）+G（固）2R（氣）—熱 可知：正反應是氣體體積增大的、吸熱的反應。 觀察圖像可知，當溫度一定時（即橫坐標軸上任選一點），壓強越大，所對應的y值越大。 當壓強相等時，溫度越高對應的y值越小。由反應式可知，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，混合氣體中G的百分含量增大。綜合起來可判斷出，A選項不符合，B選項符合。 觀察圖像可知，當壓強相等時，溫度越高對應的y值越小。由反應式可知，升高溫度，平衡向正反應方向移動，G的轉化率增大。所以C選項不符合。 L是固體，不影響化學平衡。 所以，答案選B。 *第十二課時* 第二章復習（二） [教學目標] 鞏固和應用本章知識。提高綜合分析能力和解決實際問題的能力。 [教學過程] 1．化學平衡常數K表示反應進行的程度 （1）K值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉化率也越大。 （2）K值不隨濃度的改變而改變，但隨著溫度的改變而改變。 2．化學平衡的移動 （1）勒沙持列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含：①影響平衡的因素只有濃度、壓強、溫度三種；②原理的適用范圍是只有一項條件變化的情況（溫度或壓強或一種物質的濃度），當多項條件同時發(fā)生變化時，情況比較復雜；③平衡移動的結果只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。 （2）平衡移動就是一個“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動?？煽偨Y如下： （3）平衡移動與轉化率的變化：不要把平衡向正反應方向移動與反應物轉化率的增大等同起來。具體分析可參考下表： 反應實例 條件變化與平衡移動方向 達新平衡后轉化率變化 2SO2 +O2 2SO3（氣）+熱 增大O2濃度，平衡正移 SO2 的轉化率增大，O2的轉化率減小 增大SO3濃度，平衡逆移 從逆反應角度看，SO3的轉化率減小 升高溫度，平衡逆移 SO2 、O2的轉化率都減小 增大壓強，平衡正移 SO2 、O2的轉化率都增大 2NO2（氣） N2O4 體積不變時，無論是加入NO2或者加入 N2O4 NO2的轉化率都增大（即新平衡中N2O4的含量都會增大） 2HI H2+I2（氣） 增大H2的濃度，平衡逆移 H2的轉化率減小，I2的轉化率增大 增大HI的濃度，平衡正移 HI的轉化率不變 增大壓強，平衡不移動 轉化率不變 例1 在恒溫恒容的容器中進行反應H2 2H - Q ，若反應物濃度由0.1 molL-1降到0.06 molL-1需20s，那么由0.06molL-1降到0.024 molL-1，需反應的時間為（ ） （A）等于18s （B）等于12s （C）大于18s （D）小于18s [思路分析] 氫分子分解成氫原子的變化，同樣可以用化學反應速率規(guī)律進行分析研究。這道題無法準確計算，但可以根據化學反應速率知識用數學估算法快速解答。從0.1 molL-1降到0.06 molL-1需20s，這段時間內的平均反應速率為 = 0.002 molL-1s-1） 若由0.06mol/L降到0.024 molL-1所需時間為t，由于起始濃度減小，反應速率減慢，必有：t>= 18（s）。 [答案]C。 例2 為了進一步提高合成氨的生產效益，科研中最有開發(fā)價值的是（ ）。 （A）尋求H2的新來源 （B）研制耐高溫高壓的新材料合成塔 （C）研制低溫下活性較大的催化劑 （D）研制高溫下活性較大的催化劑 [思路分析]合成氨反應：N2+3H2 2NH3+熱 大家知道，目前工業(yè)上采用的合成氨反應條件是高溫（500℃）、高壓（200~300atm）、催化劑。選擇500℃主要考慮到該溫度下催化劑活性最大，有利于合成氨反應保持足夠的反應速率，而從轉化率角度看，溫度越低越有利。選擇高壓有兩方面作用，一是提高反應速率、二是提高轉化率。所以從實際生產角度出發(fā)，若能找到一種較低溫度下就具有催化活性的催化劑，既有利于提高轉化率，又可保持較大的反應速率，所以這是一個最有開發(fā)價值的科研方向。 [答案]C。 例3 已知：氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡 Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH- 在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害氣體SO2并變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應產物為石膏。 （1）寫出上述兩個反應的化學反應方程式： SO2和CaCO3懸濁液反應_____________________； SO2和Ca(OH)2懸濁液反應_________________________。 （2）說明用熟石灰的懸濁液（而不用澄清石灰水）洗滌廢氣的理由：_______________。 （3）在英國進行的一個研究結果表明：高煙囪可以有效地降低地表面SO2的濃度。在二十世紀的60~70年代的十年間，由發(fā)電廠排放出的SO2增加了35%，但由于建造高煙囪的結果，地面SO2的濃度降低了30%之多。 請你從全球環(huán)境保護的角度，分析這種方法是否可??？________________。 [思路分析]（1）題中告訴我們反應產物為“石膏”，所以要注意不能寫成產物是亞硫酸鈣的反應式。實際上，無論用碳酸鈣懸濁液還是熟石灰懸濁液，反應中應包含兩個過程：一是SO2與之反應生成亞硫酸鈣，再是亞硫酸鈣被氧氣氧化生成硫酸鈣。 （2）這里要注意，工業(yè)生產的實際是要吸收大量的SO2廢氣，而氫氧化鈣微溶于水，澄清石灰水中氫氧化鈣濃度小，不利于吸收大量的SO2。 （3）增加煙囪的高度，只能降低地表面的SO2的濃度，不能消除SO2。 [答案]（1）反應式為： 2SO2+2CaCO3+O2+4H2O=2[CaSO42H2O]+CO2↑ 2SO2+2Ca(OH)2+O2+2H2O=2[CaSO42H2O] （2）氫氧化鈣微溶于水，澄清石灰水中氫氧化鈣濃度小，不利于吸收大量的SO2。用懸濁液來吸收，由于溶解平衡的移動，可以大量吸收SO2。 （3）不可取，因為SO2的排放總量沒有減少，所以進一步形成的酸雨仍會造成對全球環(huán)境的危害。 例4 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一如下： FeO(固)+CO(氣) Fe(固)+CO2(氣)-Q。 其平衡常數可表示為K=[CO2]/[CO]，已知1100℃時K=0.263?；瘜W平衡常數只與溫度有關，不隨濃度和壓強的變化而變化。 （1）溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，高爐內CO2和CO的體積比值____，平衡常數K值_____（本小題空格均備選：增大、減小或不變） （2）1100℃時測得高爐中c(CO2)=0.025 molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在這種情況下，該反應是否處于化學平衡狀態(tài)____(選填“是”或“否”)，此時，化學反應速率是υ正___υ逆（選填大于、小于或等于），其原因是___________。 [思路分析]（1）反應的正方向是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，所以平衡常數K=[CO2]/[CO]要增大。 （2）平衡時，二氧化碳、一氧化碳的濃度比值等于平衡常數，若比值不等于平衡溶液，就處于非平衡狀態(tài)。將c(CO2)=0.025 molL-1，c(CO)=0.1molL-1代入可得： ==0.25<0.263 所以此時不是平衡狀態(tài)，為了使?jié)舛戎档扔谄胶獬?，二氧化碳濃度將增大，一氧化碳濃度將減小。所以，平衡將向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率。 [答案]（1）增大，增大；（2）否，大于，此時[CO2]/[CO]<0.263，因溫度不變，K值不變，為增大[CO2]/[CO]比值，需υ正>υ逆。