高二化学教案：化学平衡的移动教学案

答案　B

解析　由图象可知M的体积分数随着温度升高而减小，因此正反应是吸热反应。催化剂只能改变反应达到平衡所需的时间，而对化学平衡移动无影响。升高温度平衡正向移动，因此Q的体积分数增加。比较两图可知同温时增加压强，化学平衡逆向移动，Q的体积分数减小。同温同压时增加z，平衡时Q的体积分数不一定减小，因为N的物质的量增加不定，因此A、C、D选项错误，只有B正确。

练综合拓展

7.如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。

(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则________曲线表示无催化剂时的情况，原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则________曲线表示恒温恒容的情况，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是________(填“吸”或“放”)热反应，化学计量数x的值________。

答案　(1)b　b达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a

(2)a　a中充入氦气，w(C)不变，平衡不移动

(3)吸　大于2(>2)或大于等于3(≥3)

解析　(1)催化剂能够加快反应速率，缩短反应达到平衡时的时间，所以a曲线表示有催化剂时的情况，b曲线表示无催化剂时的情况。

(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中通入稀有气体，平衡不移动;恒温恒压条件下，向平衡体系中通入稀有气体，平衡向体积增大的方向移动。

(3)由丙图可知，恒压条件下，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应;恒温条件下，增大压强，平衡向逆反应方向进行，所以正反应为体积增大的反应，x>2。

8.在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示：

(1)根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)为

________________________________________________________________________。

(2)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为___________________________________________________________。

a.0.20 mol•L-1 b.0.12 mol•L-1 c.0.10 mol•L-1 d.0.08 mol•L-1

(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______________________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol•L-1)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH3浓度的变化曲线。

答案　(1)0.025 mol•L-1•min-1　(2)ac

(3)向正反应方向　不变

(4)

解析　(1)由图象知：v(NH3)=Δct=0.1 mol•L-14 min=0.025 mol•L-1•min-1。

(2)合成氨的反应为可逆反应，不可能进行到底，根据反应方程式和题给数据，NH3浓度的最大值为：0.4 mol2 L=0.2 mol•L-1，在改变温度后，平衡要移动，达新的平衡后NH3的浓度肯定不是0.1 mol•L-1。

(3)缩小体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，由于温度未变，平衡常数不变。

(4)在5分钟末将容积减小一半，c(NH3)瞬间增大为原来的二倍，在8分钟末建立新平衡，图象见答案。

9.某温度时，在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。

t/min X/mol Y/mol Z/mol

0 1.00 1.00 0.00

1 0.90 0.80 0.20

3 0.75 0.50 0.50

5 0.65 0.30 0.70

9 0.55 0.10 0.90

10 0.55 0.10 0.90

14 0.55 0.10 0.90

(1)根据表中数据，在该题图中相应位置上画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

(2)体系中发生反应的化学方程式是____________;

(3)列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：

__________________________;

(1) 该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于__________________________;

(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如上图所示)，则曲线①、②、③改变的实验条件分别是：

①________;②________;③________。

答案

(1)

(2)X+2Y 2Z

(3)v(Z)=ΔcZΔt=ΔnZV•Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol•L-1•min-1

(4)45%

(5)升高温度　加入催化剂　增大压强

解析　(1)画出对应的点直接连接起来即可。

(2)由0～1 min时，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶2∶2知该反应的化学方程式为：X+2Y 2Z。

(3)v(Z)=ΔcZΔt=ΔnZV•Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol•L-1•min-1

(4)X的转化率α=ΔnXnX初×100%=1.00-0.55mol1.00 mol×100%=45%。

(5)由题中图象知：平衡时，①曲线平衡时所用时间比原平衡时(9 min)短，且生成Z的量减少，故①曲线改变的条件是升高温度;②曲线的Z的物质的量与原平衡时相同，但达到平衡的时间缩短为1 min，故②曲线改变的条件是加入催化剂;③曲线平衡时所用时间比原平衡时(9 min)短，且生成Z的量增加，故③曲线改变的条件是增大压强。

第3课时　等效平衡

[目标要求]　1.理解等效平衡的概念。2.能够判断并建立等效平衡。

一、等效平衡的含义

在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。

二、等效平衡的分类

(1)对于恒温、恒容条件下的体积可变的反应

如果按方程式中的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。

结果：达到平衡后，各组分的百分含量及各组分的浓度都是相等的。

例如，一定条件下的可逆反应：

2SO2　+　O2　 　2SO3

① 2 mol 1 mol 0 mol

② 0 mol 0 mol 2 mol

③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol

上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。

(2)对于恒温、恒容条件下的体积不变反应以及恒温、恒压的可逆反应(无论体积可变或不变)

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