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2019-2020年高二化學(xué)平衡 電離平衡復(fù)習(xí) 人教版 [教學(xué)目標(biāo)] 1．知識(shí)目標(biāo) 鞏固本章知識(shí)。 2．能力和方法目標(biāo) 提高綜合分析能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。 [知識(shí)總結(jié)] 1．化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的綜合聯(lián)系 2．化學(xué)平衡狀態(tài) （1）化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 （2）化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這是判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)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(qiáng)、氣體密度、濃度等多種宏觀性質(zhì)也保持不變，這些宏觀的特征有時(shí)也可作為判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。 平衡的特征 五大特點(diǎn) 化學(xué)平衡 逆 可逆反應(yīng) 等 υ（正）=υ（逆）≠0 動(dòng) 動(dòng)態(tài)平衡 定 各組分含量一定，體積一定時(shí)，濃度就一定；有平衡轉(zhuǎn)化率 變 濃度、溫度、壓強(qiáng)改變化學(xué)平衡即發(fā)生移動(dòng) 定量特征 一定溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)保持不變 （3）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 舉例反應(yīng) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 混合物體系中各成分的含量 ①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定 平衡 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定 平衡 ④總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定 不一定平衡 正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系 ①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m molA同時(shí)生成m molA，即v正=v逆 平衡 ②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n molB同時(shí)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(shí)間內(nèi)生成了n molB，同時(shí)消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡 壓強(qiáng) ①m+n≠p+q時(shí)，總壓力一定（其他條件一定） 平衡 ②m+n=p+q時(shí)，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(shí)，只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí)， 平衡 ②一定，但m+n=p+q時(shí) 不一定平衡 溫度 任何化學(xué)反應(yīng)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(shí) 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(shí)，正反應(yīng)速率將如何變化？ 解析 有些同學(xué)會(huì)認(rèn)為“分離出三氧化硫，化學(xué)平衡要向右移動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)正反應(yīng)速率比逆反應(yīng)速率大，所以正反應(yīng)速率必然增大”，這是錯(cuò)誤的。當(dāng)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率時(shí)平衡才能向右移動(dòng)。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(shí)正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，使平衡向右移動(dòng)。 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(dá)到新平衡。整個(gè)過(guò)程中，υ正是逐漸減小的。 例2 在2NO2 N2O4的可逆反應(yīng)中，下列狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的是（ ） （A）υ正=υ逆 ≠0時(shí)的狀態(tài) （B）NO2全部轉(zhuǎn)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(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正、逆反應(yīng)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(shuō)法： υ正=υ逆≠0時(shí)的狀態(tài)顯然是平衡狀態(tài)。 由于2NO2N2O4是可逆反應(yīng)，NO2不可能全部轉(zhuǎn)化為N2O4。這種狀態(tài)不存在。 平衡時(shí)NO2 、N2O4的百分含量保持不變，但不一定存在c（NO2）=c（N2O4）的關(guān)系或NO2 、N2O4的分子數(shù)之比等于2:1的情況。（當(dāng)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(yīng)速率等于零，不是平衡狀態(tài)。 對(duì)于反應(yīng)2NO2N2O4來(lái)講，只有NO2呈紅棕色， N2O4無(wú)色，體系的顏色不變就是NO2的濃度不變，反應(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，按如下操作，平衡不發(fā)生移動(dòng)的是（ ） （A）恒T、P時(shí)，充入NH3 （B）恒T、V時(shí)，充入N2 （C）恒T、P時(shí)，充入He （D）恒T、V時(shí)，充入He 解析 我們知道“增大壓強(qiáng)，可使平衡向氣體體積減小方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)，可使平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)”，運(yùn)用這條規(guī)律時(shí)要注意其中的“壓強(qiáng)改變”是指通過(guò)改變體積大小引起的壓強(qiáng)變化（卻不加入或移出物質(zhì)的條件下），實(shí)際上是平衡體系中有關(guān)物質(zhì)的濃度的同倍數(shù)變化所產(chǎn)生的結(jié)果。 在恒T、P下，向平衡體系中充入NH3，要保持壓強(qiáng)不變，體系體積必定增大。加入NH3使體積增大時(shí)，N2、H2的濃度必定減小，平衡要向左移動(dòng)。 在恒T、V時(shí)，充入N2，則容器內(nèi)N2分子的濃度增大（當(dāng)然壓強(qiáng)也增大），H2和NH3的沒(méi)有增大，所以平衡要向右移動(dòng)。 在恒T、P時(shí)，加入He氣體，整個(gè)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(guān)的氣體物質(zhì)的濃度都是等倍數(shù)變?。ㄏ喈?dāng)于不加入氦氣情況下的減小壓強(qiáng)），平衡要向左移動(dòng)。 在恒T、V時(shí)，充入He氣，雖總壓強(qiáng)增大，但由于體積不變，與平衡有關(guān)的N2、H2、NH3三種物質(zhì)的濃度沒(méi)有發(fā)生變化，平衡不移動(dòng)。 所以答案選D。 例4 如圖表示外界條件（溫度、壓強(qiáng)）的變化對(duì)下列反應(yīng)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(zhuǎn)化率 （D）L的轉(zhuǎn)化率 解析 觀察圖像，分析y隨著溫度變化的關(guān)系、y隨著壓強(qiáng)變化的關(guān)系。根據(jù)題給反應(yīng)式 L（氣）+G（固）2R（氣）—熱 可知：正反應(yīng)是氣體體積增大的、吸熱的反應(yīng)。 觀察圖像可知，當(dāng)溫度一定時(shí)（即橫坐標(biāo)軸上任選一點(diǎn)），壓強(qiáng)越大，所對(duì)應(yīng)的y值越大。 當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí)，溫度越高對(duì)應(yīng)的y值越小。由反應(yīng)式可知，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體中G的百分含量增大。綜合起來(lái)可判斷出，A選項(xiàng)不符合，B選項(xiàng)符合。 觀察圖像可知，當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí)，溫度越高對(duì)應(yīng)的y值越小。由反應(yīng)式可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，G的轉(zhuǎn)化率增大。所以C選項(xiàng)不符合。 L是固體，不影響化學(xué)平衡。 所以，答案選B。 *第十二課時(shí)* 第二章復(fù)習(xí)（二） [教學(xué)目標(biāo)] 鞏固和應(yīng)用本章知識(shí)。提高綜合分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 [教學(xué)過(guò)程] 1．化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進(jìn)行的程度 （1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)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(xué)平衡的移動(dòng) （1）勒沙持列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。其中包含：①影響平衡的因素只有濃度、壓強(qiáng)、溫度三種；②原理的適用范圍是只有一項(xiàng)條件變化的情況（溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度），當(dāng)多項(xiàng)條件同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，情況比較復(fù)雜；③平衡移動(dòng)的結(jié)果只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。 （2）平衡移動(dòng)就是一個(gè)“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過(guò)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(dòng)。可總結(jié)如下： （3）平衡移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率的變化：不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的增大等同起來(lái)。具體分析可參考下表： 反應(yīng)實(shí)例 條件變化與平衡移動(dòng)方向 達(dá)新平衡后轉(zhuǎn)化率變化 2SO2 +O2 2SO3（氣）+熱 增大O2濃度，平衡正移 SO2 的轉(zhuǎn)化率增大，O2的轉(zhuǎn)化率減小 增大SO3濃度，平衡逆移 從逆反應(yīng)角度看，SO3的轉(zhuǎn)化率減小 升高溫度，平衡逆移 SO2 、O2的轉(zhuǎn)化率都減小 增大壓強(qiáng)，平衡正移 SO2 、O2的轉(zhuǎn)化率都增大 2NO2（氣） N2O4 體積不變時(shí)，無(wú)論是加入NO2或者加入 N2O4 NO2的轉(zhuǎn)化率都增大（即新平衡中N2O4的含量都會(huì)增大） 2HI H2+I2（氣） 增大H2的濃度，平衡逆移 H2的轉(zhuǎn)化率減小，I2的轉(zhuǎn)化率增大 增大HI的濃度，平衡正移 HI的轉(zhuǎn)化率不變 增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng) 轉(zhuǎn)化率不變 例1 在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)H2 2H - Q ，若反應(yīng)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(yīng)的時(shí)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(xué)反應(yīng)速率規(guī)律進(jìn)行分析研究。這道題無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算，但可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)用數(shù)學(xué)估算法快速解答。從0.1 molL-1降到0.06 molL-1需20s，這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為 = 0.002 molL-1s-1） 若由0.06mol/L降到0.024 molL-1所需時(shí)間為t，由于起始濃度減小，反應(yīng)速率減慢，必有：t>= 18（s）。 [答案]C。 例2 為了進(jìn)一步提高合成氨的生產(chǎn)效益，科研中最有開(kāi)發(fā)價(jià)值的是（ ）。 （A）尋求H2的新來(lái)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(yīng)：N2+3H2 2NH3+熱 大家知道，目前工業(yè)上采用的合成氨反應(yīng)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(yīng)保持足夠的反應(yīng)速率，而從轉(zhuǎn)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(yīng)速率、二是提高轉(zhuǎn)化率。所以從實(shí)際生產(chǎn)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(zhuǎn)化率，又可保持較大的反應(yīng)速率，所以這是一個(gè)最有開(kāi)發(fā)價(jià)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(yīng)產(chǎn)物為石膏。 （1）寫(xiě)出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式： SO2和CaCO3懸濁液反應(yīng)_____________________； SO2和Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)_________________________。 （2）說(shuō)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(guó)進(jìn)行的一個(gè)研究結(jié)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(jì)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(jié)果，地面SO2的濃度降低了30%之多。 請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)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(yīng)產(chǎn)物為“石膏”，所以要注意不能寫(xiě)成產(chǎn)物是亞硫酸鈣的反應(yīng)式。實(shí)際上，無(wú)論用碳酸鈣懸濁液還是熟石灰懸濁液，反應(yīng)中應(yīng)包含兩個(gè)過(guò)程：一是SO2與之反應(yīng)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(chǎn)的實(shí)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(yīng)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(lái)吸收，由于溶解平衡的移動(dòng)，可以大量吸收SO2。 （3）不可取，因?yàn)镾O2的排放總量沒(méi)有減少，所以進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球環(huán)境的危害。 例4 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下： FeO(固)+CO(氣) Fe(固)+CO2(氣)-Q。 其平衡常數(shù)可表示為K=[CO2]/[CO]，已知1100℃時(shí)K=0.263?；瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化。 （1）溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值____，平衡常數(shù)K值_____（本小題空格均備選：增大、減小或不變） （2）1100℃時(shí)測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025 molL-1，c(CO)=0.1molL-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)____(選填“是”或“否”)，此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的正方向是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以平衡常數(shù)K=[CO2]/[CO]要增大。 （2）平衡時(shí)，二氧化碳、一氧化碳的濃度比值等于平衡常數(shù)，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(shí)不是平衡狀態(tài)，為了使?jié)舛戎档扔谄胶獬?shù)，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(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。 [答案]（1）增大，增大；（2）否，大于，此時(shí)[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。