2019-2020年高中化學(xué) 2.3《化學(xué)平衡的移動(dòng)》學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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2019-2020 年高中化學(xué) 2.3化學(xué)平衡的移動(dòng)學(xué)案 蘇教版選修 4 化學(xué)平衡移動(dòng)影響條件 （一）在反應(yīng)速率（v）時(shí)間（t）圖象中，在保持平衡的某時(shí)刻 t1改變某一條件前后， V 正 、V 逆 的變化有兩種： V 正 、V 逆 同時(shí)突變溫度、壓強(qiáng)、催化劑的影響 V 正 、V 逆 之一漸變一種成分濃度的改變 對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g) + nB(g) pc(g) + qD(g) + (正反應(yīng)放熱) 【總結(jié)】增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小反應(yīng)物 濃度或增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 反應(yīng)條件 條件改變 v 正 v 逆 v 正 與 v 逆 關(guān)系 平衡移 動(dòng)方向 圖示 選項(xiàng) 濃 度 增大反應(yīng)物濃度 減小反應(yīng)物濃度 增大生成物濃度 減小生成物濃度 加快 減慢 不變 不變 不變 不變 加快 減慢 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 正反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向 正反應(yīng)方向 B C B C m+np+q m+np+q m+np+q 加壓 加快 加快 加快 加快 加快 加快 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 正反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向 不移動(dòng) A A E 壓 強(qiáng) m+np+q m+np+q m+np+q 減壓 減慢 減慢 減慢 減慢 減慢 減慢 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 逆反應(yīng)方向 正反應(yīng)方向 不移動(dòng) D D F 溫 度 升 溫 降 溫 加快 減慢 加快 減慢 v 正 v 逆 v 正 v 逆 逆反應(yīng)方向 正反應(yīng)方向 A D 催化劑 加快 加快 加 快 v 正 v 逆 不移動(dòng) E 增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向系數(shù)減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡會(huì)向系數(shù)增大的方向移 動(dòng)。 升高溫度，平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。 催化劑不改變平衡移動(dòng) （二）勒夏特列原理(平衡移動(dòng)原理) 如果改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡就會(huì)向著減弱這種改變的方向移動(dòng)。 具體地說就是：增大濃度，平衡就會(huì)向著濃度減小的方向移動(dòng)；減小濃度，平衡就會(huì)向著 濃度增大的方向移動(dòng)。 增大壓強(qiáng)，平衡就會(huì)向著壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡就會(huì)向著壓強(qiáng)增大的方向 移動(dòng)。 升高溫度，平衡就會(huì)向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，平衡就會(huì)向著放熱反應(yīng)的方向 移動(dòng)。 平衡移動(dòng)原理對(duì)所有的動(dòng)態(tài)平衡都適用，如對(duì)后面將要學(xué)習(xí)的電離平衡，水解平衡也適 用。 （講述：“減弱”“改變”不是“消除”，更不能使之“逆轉(zhuǎn)”。例如，當(dāng)原平衡體系 中氣體壓強(qiáng)為 P 時(shí)，若其它條件不變，將體系壓強(qiáng)增大到 2P，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，體系壓強(qiáng) 不會(huì)減弱至 P 甚至小于 P，而將介于 P2P 之間。） 化學(xué)平衡小結(jié)等效平衡問題 一、概念 在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還 是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量 分?jǐn)?shù)等）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡（包括“全等等效和相似等效” ） 。 概念的理解：（1）只要是等效平衡，平衡時(shí)同一物質(zhì)的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分 數(shù)等）一定相同 （2）外界條件相同：通?？梢允呛銣?、恒容，恒溫、恒壓。 （3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)， （如：無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是 從逆反應(yīng)方向開始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過 程， ）比較時(shí)都運(yùn)用“一邊倒”倒回到起始的狀態(tài)進(jìn)行比較。 二、等效平衡的分類 在等效平衡中比較常見并且重要的類型主要有以下二種： I 類：全等等效不管是恒溫恒容還是恒溫恒壓。只要“一邊倒”倒后各反應(yīng)物起始用 量是一致的就是全等等效 “全等等效”平衡除了滿足等效平衡特征轉(zhuǎn)化率相同，平衡時(shí)百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物 質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）一定相等外還有如下特征“一邊倒”后同物質(zhì)的起始物質(zhì)的量相等，平衡物 質(zhì)的量也一定相等。 拓展與延伸：在解題時(shí)如果要求起始“物質(zhì)的量相等”或“平衡物質(zhì)的量相等”字眼的肯 定是等效平衡這此我們只要想辦法讓起始用量相等就行 例 1將 6molX 和 3molY 的混合氣體置于密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) A 時(shí)，測(cè)得 X、Y、Z 氣體的物質(zhì)的量分別為 1.2mol、0.6mol 和 4.8mol。若 X、Y、Z 的起始物質(zhì)的量分別可用 a、b、c 表示，請(qǐng)回答下列問題： （1）若保持恒溫恒容，且起始時(shí) a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài) A 相同，則起始時(shí) b、c 的取值分別為 ， 。 （2）若保持恒溫恒壓，并要使反應(yīng)開始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物 質(zhì)的量與平衡 A 相同，則起始時(shí) c 的取值范圍是 。 答案：（1）b=1.6mol c=2.8mol （2）4.8molc4.8mol,又由于是一個(gè)全等等效的問題，所以其最大值一定是起始是 a、b 等于 0，只投入 c,即 c 等于 6mol 值最大. II 類：相似等效相似等效分兩種狀態(tài)分別討論 1恒溫恒壓下對(duì)于氣體體系通過“一邊倒”的辦法轉(zhuǎn)化后，只要反應(yīng)物（或生成物）的 物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。 恒溫恒壓下的相似等效平衡的特征是：平衡時(shí)同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同，百分含量（體積分?jǐn)?shù)、 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）相同，濃度相同 2恒溫恒容下對(duì)于反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量沒有變化的反應(yīng)來說，通過“一邊倒”的辦 法轉(zhuǎn)化后，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。 恒溫恒容下的相似等效平衡的特征是：平衡時(shí)同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同，百分含量（體積分?jǐn)?shù)、 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）相同，濃度不相同 拓展與延伸：屬于相似等效的問題，我們只要想辦法讓物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相 同起始用量相等就行 例 2將 6molX 和 3molY 的混合氣體置于容積可變的密閉容器中，在恒溫恒壓發(fā)生如下反 應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) A 時(shí)，測(cè)得 X、Y、Z 氣體的物質(zhì)的量分別為 1.2mol、0.6mol 和 4.8mol。若 X、Y、Z 的起始物質(zhì)的量分別可用 a、b、c 表示，若起始時(shí) a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài) A 相同，則起始時(shí) b、c 的取值分別 為 ， 。 答案： b=1.6mol c 為任意值 分析：通過題意達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài) A 相同，且反應(yīng)是在恒溫恒壓下， 可以看出二者屬于相似等效，故起始加量只要滿足物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同即可， 從上述反應(yīng)我們可以看出生成物只有一種，故 c 為任何值時(shí)都能滿足比例故 C 可不看，只要 a:b 能滿足 2：1 即可，故 b=1.6mol 【總結(jié)】通過上述分析等效平衡的問題解題的關(guān)鍵是：讀題時(shí)注意勾畫出這些條件，分清 類別，用相應(yīng)的方法（使起始物質(zhì)量相等或起始物質(zhì)的量比相等）求解。我們常采用“一邊 倒” （又稱等價(jià)轉(zhuǎn)換）的方法，分析和解決等效平衡問題 例 3：在一定溫度下，把 2mol SO2和 1mol O2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反 應(yīng)， ，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度 不變，令 a、b、c 分別代表初始時(shí)加入的的物質(zhì)的量（mol） ，如果 a、b、c 取不同的數(shù)值， 它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含 量仍跟上述平衡完全相同。請(qǐng)?zhí)羁眨?（1）若 a=0，b=0，則 c=_。 （2）若 a=0.5，則 b=_，c=_。 （3）a、b、c 的取值必須滿足的一般條件是_，_。 （請(qǐng)用兩個(gè)方 程式表示，其中一個(gè)只含 a 和 c，另一個(gè)只含 b 和 c） 解析：通過化學(xué)方程式：可以看出，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)， 在定溫、定容下建立的同一化學(xué)平衡狀態(tài)。起始時(shí)，無論怎樣改變的物質(zhì)的量，使化學(xué)反應(yīng) 從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或者從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始，但它們所建立起來的化學(xué) 平衡狀態(tài)的效果是完全相同的，即它們之間存在等效平衡關(guān)系。我們常采用“等價(jià)轉(zhuǎn)換”的 方法，分析和解決等效平衡問題。 （1）若 a=0，b=0，這說明反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，通過化學(xué)方程式可以看出，反應(yīng)從 2mol SO3開始，通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的物質(zhì)的量（即等價(jià)轉(zhuǎn)換） ，恰好跟反 應(yīng)從 2mol SO2和 1mol O2的混合物開始是等效的，故 c=2。 （2）由于 a=0.5v(放)， 在速率-時(shí)間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。 例如，升高溫度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反應(yīng)物濃度，v(正)突變，v(逆)漸變。 （4）注意終點(diǎn)。例如在濃度-時(shí)間圖上，一定要看清終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物的消耗量、生成物的 增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。 3對(duì)于化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析： （1）認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒沙特列原理掛鉤。 （2）緊扣可逆反應(yīng)的特征，搞清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱，體積增大還是減小、不 變，有無固體、純液體物質(zhì)參加或生成等。 （3）看清速率的變化及變化量的大小，在條件與變化之間搭橋。 （4）看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，看清曲線的變化趨勢(shì)。 （5）先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時(shí)間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時(shí)逆向 推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。 （6）定一議二。當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變?cè)儆懻?另外兩個(gè)量的關(guān)系。 【例 1】某溫度下，在體積為 5的容器中，、三種 物質(zhì)物質(zhì)的量隨著時(shí)間變化的關(guān)系如圖 1 所示，則該反應(yīng)的化 學(xué)方程式為_，2內(nèi)用的濃度變化和用的濃度變 化表示的平均反應(yīng)速率分別為_、_。 【例 2】 對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng) X+Y Z+W，在其他條件 不變的情況下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率變化圖象如圖 1 所示，則圖象中關(guān)于 X、Y、Z、W 四種 物質(zhì)的聚集狀態(tài)為 AZ、W 均為氣體，X、Y 中有一種是氣體 BZ、W 中有一種是氣體，X、Y 皆非氣體 CX、Y、Z、W 皆非氣體 DX、Y 均為氣體，Z、W 中有一種為氣體 【例 3】下列各圖是溫度（或壓強(qiáng)）對(duì)應(yīng) ；的正、逆 反應(yīng)速率的影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是 【例 4】 現(xiàn)有可逆反應(yīng) A（g）2B（g）nC（g）Q，在相同溫度、不同壓強(qiáng)時(shí)，A 的轉(zhuǎn)化 率跟反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如圖 4，其中結(jié)論正確的是 Ap 1p 2，n3 Bp 1p 2，n3 Cp 1p 2，n3 Dp 1p 2，n=3