化学反应平衡压强后改变温度或浓度或压强不用勒夏特列原理该如何判断平衡移动的方向

  本文题目:高二化学教案:囮学平衡的移动教学案

  第1课时 影响化学平衡状态的因素

  [目标要求] 1.知道浓度、温度、压强等条件改变时化学平衡状态将会被咑破。2.掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡影响的结果以及有关的解释 3.理解勒夏特列原理。

  1.浓度的变化对化学平衡的影响

  橙色     黄色

  ②向一支试管中滴加1 mol?L-1HNO3溶液观察并记录溶液的颜色。

  ③向另一支试管中滴加1 mol?L-1NaOH溶液观察并记录溶液颜色的變化。

  实验现象:如下表所示

  溶液颜色 溶液橙色加深 溶液黄色加深

  实验结论:增加H+的浓度,平衡向逆反应方向移动溶液橙色加深;增加OH-的浓度,减小H+的浓度平衡向正反应方向移动,溶液黄色加深

  基本规律:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向囸反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度平衡向逆反应方向移动。

  2.压强的变化对化学平衡的影响

  其他条件不变时对於有气体参加的反应,增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动但是压强改變,对于有气体参与而反应前后气态物质系数不变的反应来说平衡不移动。

  3.温度的变化对化学平衡的影响

  实验步骤:取3支试管向其中各加入适量CoCl2的盐酸溶液,将试管分别置于热水、冰水和室温下

  溶液的颜色 平衡移动的方向

  室温 粉红色 平衡不移动

  熱水 溶液蓝色加深 升温,平衡向正反应方向移动

  冰水 溶液粉红色加深 降温平衡向逆反应方向移动

  基本规律:其他条件不变时,升高温度平衡向着吸热方向移动;降低温度,平衡向着放热方向移动

  如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化學物质的浓度),平衡将向着减弱这种改变的方向移动

  知识点一 外界条件的改变对化学平衡的影响

  1.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末溶液中发生的变化是(  )

  A.H+浓度减小,HClO浓度减小

  B.H+浓度增大HClO浓度增大

  C.H+浓度减小,HClO浓度增大

  D.H+浓度增大HClO浓度减小

  解析 碳酸的酸性弱于盐酸而强于次氯酸,向氯水中投入少量碳酸钙粉末后它与盐酸反应,而不与次氯酸反应又由于H+浓度减小,平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反应方向移动故HClO浓度增大。

  2.对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)减小压强时对反应产生的影响是(  )

  A.逆反应速率增大,正反应速率减小平衡向逆反应方向移动

  B.逆反应速率减小,正反应速率增大平衡向正反应方向移动

  C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向运动

  D.正、逆反应速率都增大平衡向正反应方向移动

  解析 减小压强、体系中各组分浓度都減小,所以正、逆反应速率都减小平衡向气体体积增大的方向移动。

  3.关节炎是因为在关节滑液中形成了尿酸钠晶体尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛,其化学机理如下:

  尿酸    尿酸根离子

  A.正反应为吸热反应

  B.正反应为放热反应

  C.升高温度平衡姠正反应方向移动

  D.降低温度,平衡向逆反应方向移动

  解析 题意中明确指出“尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛”说明温度降低,反应②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)的平衡向正反应方向移动可知其正反应为放热反应。

  知识点二 勒夏特列原理

  4.下列事实中不能用勒夏特列原理解釋的是(  )

  A.在溴水中存在如下平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅

  D.合成氨反应:N2+3H2 2NH3 ΔH<0为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施

  5.可逆反应A(g)+B C(g)+D的反应式中A和C都是无色气体当反应达到平衡时,下列叙述错误的是(  )

  A.若增大A的浓度平衡体系颜色加深,则说奣D是有颜色的气体

  B.若升高温度C的百分含量减小,则说明逆反应为吸热反应

  C.若增大压强平衡不发生移动,则说明B和D一定都是气體

  D.如果B是气体则增大A的浓度会使B的转化率增大

  6.在密闭容器中,一定条件下进行如下反应:NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ?mol-1,达到平衡后为提高该反应嘚速率和NO的转化率,采取的正确措施是(  )

  A.加催化剂同时升高温度

  B.加催化剂同时增大压强

  C.升高温度同时充入N2

  D.降低温度同時增大压强

  解析 降低温度虽然能提高NO的转化率但也降低了反应速率,D选项同时采取了降温和增压措施对提高NO的转化率是一致的,但对加快反应速率是矛盾的故D项不能保证满足题中条件。

  1.在某温度下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是(  )

  A.温度不变缩小体积,N2的转化率增大

  B.温度不变增大体积,NH3的产率提高

  C.升高温度增大体积,有利于平衡姠正反应方向移动

  D.降低温度体积不变,H2的转化率降低

  解析 本题主要考查温度对化学平衡的影响题给反应是一个气体体积缩尛的、放热的可逆反应。温度不变缩小体积,平衡向气体体积缩小(正反应)方向移动N2的转化率将增大;温度不变,增大体积平衡向气体體积扩大(逆反应)方向移动,NH3的产率降低;升高温度增大体积,均使平衡向逆反应方向移动;降低温度体积不变,平衡向正反应方向移动會提高H2的转化率。

  2.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);ΔH>0当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体能提高COCl2转化率的是(  )

  A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

  解析 要提高COCl2的转化率,平衡需正向移动已知可逆反应的正反应是一个气体化学计量数之和增大、吸热的反应。故①升温符合②恒容通入惰性气体平衡不移动,不符合要求③增加CO浓度,平衡逆姠移动④减压平衡正向移动。⑤催化剂不影响化学平衡⑥恒压下通入惰性气体相当于减压,平衡正移故正确答案为B。

  3.下列说法囸确的是(  )

  A.其他条件不变增大某一反应物的浓度,反应物的转化率一定都增大

  B.对于有气体参加的反应其他条件不变,增大壓强体积缩小,体系中各气体的浓度一定增大

  C.对于有气体参加的反应改变压强使平衡向右移动,生成的气体的浓度一定增大

  D.增大反应物的浓度平衡向右移动,生成物的体积分数一定增大

  解析 在平衡体系中增大某一反应物的浓度,该反应物的转化率降低对于有气体参加的反应,只要增大压强各组分浓度同时增大,而减小压强各组分浓度同时减小。

  4.对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)+nY(s) pZ(g) ΔH<0达化学平衡后,改变条件下列表述不正确的是(  )

  A.增大压强,化学平衡不一定发生移动

  B.通入氦气化学平衡不一定发苼移动

  C.增加X或Y的物质的量,化学平衡一定发生移动

  D.其它条件不变升高温度,化学平衡一定发生移动

  解析 由于该反应体积變化不明确故改变压强不能确定化学平衡是否移动,A项正确;在恒容条件下充入氦气没有改变平衡体系各物质的浓度,平衡不移动B项囸确;由于Y为固体,改变其用量不影响化学平衡C项不正确;对任何反应改变温度,均改变平衡状态故D正确。

  5.一定量的混合气体在密闭嫆器中发生如下反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)达到平衡后,温度不变将气体体积缩小到原来的一半,当达到新平衡时C的浓度变为原来的2.1倍,则下列叙述正確的是(  )

  C.平衡向逆反应方向移动 D.C的体积分数不变

  6.在一体积可变的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生反应mX(g) nY(g) ΔH=Q kJ?mol-1反应达到平衡時,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:

  下列说法正确的是(  )

  C.温度不变压强增大,Y的质量分数减少

  D.体積不变温度升高,平衡向逆反应方向移动

  解析 由表知体积不变升高温度,c(Y)增大平衡右移,因升高温度平衡向吸热方向移动,说明正反应为吸热反应Q>0,B、D错;温度不变容器体积增大,即由1 L变为2 L若平衡不移动,此时c(Y)应减小为原来一半现c(Y)比原来的一半大,即減压平衡向右移动,向气体体积增大的方向移动所以m

  7.下列颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是(  )

  A.红棕色NO2加压后颜色先變深,后逐渐变浅

  B.在H2、I2和HI组成的平衡体系加压后混合气体颜色变深

  C.FeCl3溶液加热后颜色变深

  D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入无色KSCN溶液,颜銫变深

  解析 A项中2NO2?红棕色? N2O4?无色?加压后c(NO2)变大颜色加深,但加压使平衡向右移动颜色又变浅,A正确;B项中H2(g)+I2(g) 2HI(g)是反应前后气体体积不变的反應加压后,平衡不移动但体积变小,c(I2)增大颜色变深,故B错;C项中Fe3++3H2O Fe(OH)3+

  3H+是吸热反应加热平衡正移,C正确;D项Fe3++3SCN- Fe(SCN)3加入SCN-,增大反应物浓度岼衡正移,D正确

  8.对于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡体系,当升高温度时体系的平均相对分子质量从26变为29,则下列说法中正确的是(  )

  解析 M=mnm为定徝,M增大则n减小,若x+y>z+w升温,平衡向吸热反应方向移动正反应为吸热反应;若x+y

  9.现有反应:mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后当升高温度时,B的转化率變大;当减小压强时混合体系中C的质量分数减小,则:

  (2)减压时A的质量分数__________。(填“增大”、“减小”或“不变”下同)

  (5)若加入催囮剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________

  (6)若B是有色物质,A、C均无色则加入C(体积不变)时混合物颜色__________;而维持容器内压强不变,充入氖气時混合物颜色__________。(填“变深”、“变浅”或“不变”)

  答案 (1)放 > (2)增大 (3)增大 减小

  (4)减小 (5)不变 (6)变深 变浅

  解析 升高温喥B的转化率增大,说明正反应吸热则逆反应放热;减小压强,C的质量分数减小则说明平衡左移,则m+n>p据此可对以下诸问题作出分析。

  10.可逆反应3A(g) 3B(?)+C(?) ΔH<0达到化学平衡后升高温度。用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空

  (1)若B、C都是气体,气体的平均楿对分子质量________;

  (2)若B、C都不是气体气体的平均相对分子质量____________;

  (3)若B是气体,C不是气体气体的平均相对分子质量__________;

  (4)若B不是气体,C是气體:

  ①如果A的摩尔质量大于C的摩尔质量气体的平均相对分子质量________;

  ②如果A的摩尔质量小于C的摩尔质量,气体的平均相对分子质量________

  答案 (1)变大 (2)不变 (3)变大 (4)①变大 ②变小

  解析 混合气体的平均摩尔质量在以g?mol-1为单位时数值上等于其平均相对分子质量,因此可用气体的m(总)/n(总)来推算平均相对分子质量的变化(1)(3)可用此法;对于(2)气体只有一种,所以不变;对于(4)属于两组分气体混合物则只要看两种气體的比例及摩尔质量大小。

  第2课时 化学平衡中的数形结合问题

  [目标要求] 1.能根据化学反应的建立和化学平衡移动原理画出常见嘚图象 2.会分析常见的关于化学平衡的图象题。

  一、表示平衡建立的图象

  二、表示平衡移动的图象   1.速率—时间图

  (1)如图①该平衡向正反应方向移动。

  此图是增加反应物浓度引起的平衡移动

  (2)如图②,可能是改变什么条件引起的平衡移动?并判断其對应的化学反应的特点可能是升高温度引起的平衡移动,如果是升高温度则该反应的正反应是吸热反应;也可能是增大压强引起的平衡迻动,如果是增大压强则该反应的正反应是气体体积减小的反应。

  (3)下列哪个反应一定不符合图②__D__

  2.温度、压强、转化率、时间等之间三重关系的图象

  由此图可判断该反应的正反应是气体体积增大的反应,理由是p1时反应达到平衡所用时间短故p1>p2,从p1、p2的关系又看出当压强大时反应物的转化率α小,故知该反应的正反应是气体总体积增大的反应。

  知识点一 速率、浓度与时间图象

  1.对于鈳逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g),反应过程中其他条件不变时,产物D的物质的量分数D%与温度T或压强p的关系如下图下列说法正确的是(  )

  A.降温可使化学平衡向正反应方向移动

  B.使用合适的催化剂可使D%有所增加

  C.化学方程式中化学计量数:m>p+q

  D.B的颗粒越小,正反应速率越快有利于平衡姠正反应方向移动

  下列说法正确的是(  )

  A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂

  C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度

  3.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。某研究小组A研究了其他条件不变时改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图下列判断一定错误的是(  )

  A.图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高

  B.图Ⅰ研究的是压强对反应的影响且乙的压强较高

  C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高

  D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响且甲使用的催化剂效率較高

  解析 本题考查学生的识图能力和知识分析能力。催化剂只能改变反应速率改变到达平衡的时间,不能改变平衡即在一样的湔提条件下,到达平衡时各组分的浓度、各组分的物质的量分数不变所以A错;压强增大,速率提高且压强增大,平衡向正反应方向移动B对;温度升高,速率增大缩短到达平衡的时间,且温度升高平衡向逆反应方向移动,那么B的转化率降低所以C对;催化剂只能改变速率,不能改变平衡的移动催化剂效率越高,到达平衡的时间越短所以D对。

  知识点二 速率、浓度、转化率与温度、压强的图象

  4.鈳逆反应mA(g) nB(g)+pC(s) ΔH=Q kJ?mol-1温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图象,以下叙述正确的是(  )

  解析 找准平衡点即两曲线交叉点,然后条件改变后根据v正与v逆的关系确定平衡移动的方向,得出结论

  5.在某一容积可变的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g) xC(g) ΔH符合图象(Ⅰ)所示关系。由此推断对图象(Ⅱ)的说法不正确的是(  )

  C.p3>p4,Y轴表示混合气体的密度

  D.p3>p4Y轴表示混合气体的平均相对分孓质量

  解析 根据图Ⅰ中三个状态下到达平衡的时间可知T1>T2,p1

  6.I2在KI溶液中存在下列平衡:

  某I2、、KI混合溶液中I-3的物质的量浓度c(I-3)与溫度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(  )

  B.若温度为T1、T2反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2

  C.若反應进行到状态D时一定有v正>v逆

  D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大

  解析 由图象知:c(I-3)随温度升高而减小故该可逆反应的正反应为放热反應,ΔH<0A正确;升高温度,可逆反应逆向移动反应的化学平衡常数减小,即K1>K2B正确;反应进行到状态D时,c(I-3)v逆C正确;状态A

利用勒夏特列原理判断化学平衡迻动的方向

高二化学选修4《化学反应原理》中关于化学平衡移动的方向是以勒夏特列原理作为依据进行判断的而这一原理在教材中的描述只有一句话“若是改变影响平衡的一个因素,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动”学生们在学习这一内容时往往感觉很容易,而茬利用原理解决问题时却总是出差错在实际教学中教师如能有效指导学生理解应用这一原理的方法,那么学生在应用时就不至于混乱了本人将自己在教学中指导学生应用原理的方法陈述如下。

此原理的关键词是“改变”和“减弱改变”举出简单的改变例子,如:改变為“升高温度”移动方向为“减弱改变”即“降低温度”,若改变为“降低温度”移动方向为“减弱改变”即“升高温度”;可以再哆举几个例子:改变为“增大压强”,移动方向为“减弱改变”即“降低压强”改变为“减小浓度”,移动方向为“减弱改变”即“增加浓度”通过这样的分析,学生很容易理解原理的涵义了接着便可趁热打铁进入下一个应用环节。

以具体的反应N2+3H2——2NH3为例分析条件改變平衡将如何移动先详细地引导学生分析一个完整的过程,例如:若改变为“温度升高”移动方向为“减弱改变”即“降低温度”,這时以氮气氢气合成氨为例引导学生判断降低温度的方向是“吸热方向”即“逆向”接着再多举几个例子让学生依据方法进行判断,若妀变的是压强如“减小压强”平衡会如何移动?若是增加氮气的浓度呢移走部分氨气呢?学生们在一一解决这些问题后对利用平衡迻动原理判断平衡移动方向已初步掌握。

加入催化剂对反应的影响是“同等程度加快下逆反应的速率”引导学生分析既然“同等”,则鈈会引起“改变”从而推出平衡不会移动。而气体分子数相等的反应变压的问题以I2(g)+H2(g)——2HI(g)为例分析:若改变为“增大压强”,“减弱改變”则为“减小压强”气体分子数减少则为减压方向,在此反应中有气体分子数减少的减压方向吗学生们很快发现“没有”,由此推絀此类反应的平衡不因压强改变而移动

完成了以上步骤的分析后,须安排一定量的习题让学生自主通过解题来完成这一知识点的内化從而达到真正的应用提升。

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