化學平衡范例6篇

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化學平衡范文1

一、2014高考如何考

2014年化學平衡高考題型主要有選擇題和填空題,填空題中普遍是綜合題型,往往融合熱化學、化學反應速率、電化學等知識,難度一般較大。今年化學平衡高考考查的知識及能力要求見下表:

【例1】[2014課標I,28(3)]乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法生產。乙烯氣相直接水合反應

C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的H=-45.5 kJ?mol-1,下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系[其中n(H2O)Un(C2H4)=1U1]。

①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K= (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)

②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為: ,

理由是:

③氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290℃,壓強6.9MPa,n(H2O)Un(C2H4)=0.6U1。乙烯的轉化率為5G。若要進一步提高乙烯的轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有: 、 。

解析:①設起始時n(H2O)=n(C2H4)=xmol,圖中A點乙烯平衡轉化率為20%,則:

(C2H4)(g)+(H2O)(g)=C2H5OH(g)

起始物質的量/mol x x 0

變化物質的量/mol 0.2x 0.2x 0.2x

平衡物質的量/mol 0.8x 0.8x 0.2x

平衡時(C2H4)(g)、 (H2O)(g)、 C2H5OH(g)的物質的量分數分別為、、,由總壓:P2=7.85MPa可知,它們的平衡分壓分別為7.85MPa×、7.85MPa×、7.85MPa×,K==0.0717 MPa-1;②由于正反應是氣體體積縮小的方向,其他條件保持不變時,壓縮容積增大壓強可以使平衡右移,乙烯平衡轉化率增大,則圖中300℃時:P1

答案:①K=0.07(MPa)-1 ②P1

點評:本題以教材中乙烯水合法生產乙醇為背景,考查考生觀察、提取、加工圖形中實質性信息的能力,對化學平衡建立過程的了解,對化學平衡常數的理解,利用化學平衡常數進行簡單計算的能力,外界條件(濃度、壓強、溫度、催化劑等)對化學平衡影響的理解,利用相關理論解釋其一般規律的能力,對化學平衡的調控在生產和科學研究領域中重要作用的了解。幾個設問層次分明,凸顯了能力立意的風格。其中第1空比較容易出錯,因為該空不僅涉及接受、吸收、整合化學平衡信息的能力,還涉及分解問題和解決問題的能力。

【例2】(2014安徽,10)臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝反應為:2NO2(g)+O3(g)?葑N2O5(g)+O2(g),反應在恒容密閉容器中進行,下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是( )

解析:圖中反應物的總能量高于生成物的總能量,即脫硝是放熱反應,升溫平衡逆向移動, 平衡常數減小,故A正確; 圖中02和3s 時NO2濃度已知, v(NO2)===0.2mol?L-1?s-1,mol?L-1不是速率單位,故B錯;催化劑能使正、逆反應速率同等程度的增大,平衡不移動,故C錯;O2是生成物,增大c(O2),平衡逆向移動,NO2轉化率減小,故D錯。

答案:A

點評:本題考查考生對化學能與熱能相互轉化、吸熱反應、放熱反應的了解,對反應速率定量表示方法的了解,外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡影響的理解。四個選項均需要考生觀察圖形、提取其中實質性內容、分析加工、解決簡單化學問題,均圍繞基本概念和重要理論中容易錯解、誤判的關鍵點設置問題,具有很好的區分度。

【例3】(2014江蘇,15)一定溫度下,在三個體積約為1.0L的恒容密閉容器中發生反應:2CH3OH(g)?葑CH3OCH3(g)+H2O(g)

下列說法正確的是( )

A. 該反應的正方應為放熱反應

B. 達到平衡時,容器I中的CH3OH體積分數比容器Ⅱ中的小

C. 容器I中反應達到平衡所需時間比容器Ⅲ中的長

D. 若起始時向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,則反應將向正反應方向進行

解析:讀表格信息可知,I、III的目的是探究溫度對平衡的影響,降低溫度,生成物平衡物質的量增大,說明平衡正向移動,由此推斷正反應是放熱反應,故A正確;I、II的目的是探究壓強對平衡的影響,正反應是氣體體積不變的方向,增大壓強平衡不移動,則容器I、II中的CH3OH體積分數相等,故B錯;起始投料相同,僅溫度:I>III,則反應速率:I>III,因此容器I中達到平衡的時間比III短,故C錯;由n/V、題意可知,CH3OH、CH3OCH3、H2O的c分別為0.16mol/L、0.080mol/L、0.080mol/L,平衡時CH3OH、CH3OCH3、H2O的c分別為0.040mol/L、0.080mol/L、0.080mol/L,該溫度下平衡常數K===4,而Q===1.5

答案:A D

點評:本題以醇分子間脫水反應的探究實驗為背景,考查外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率和化學平衡的影響,認識并能用相關理論解釋其一般規律,利用化學平衡常數進行簡單的計算能力,對實驗條件控制方法的了解等。其中D項對考生的計算技能要求較高,這種問題的分析解決,出錯機會較大。

二、2015高考會怎樣考

根據2014年化學平衡高考考查趨勢預測,明年化學平衡高考命題仍將依綱靠本,以聯系生產、生活和科研實際情景為載體,主要考查同學們對有關化學反應速率和化學平衡的圖形、模型、實驗數據表格中信息的獲取、加工、分析、遷移、解釋等能力,有關化學平衡常數、反應物平衡轉化率的簡單計算能力,有關外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡影響規律及其應用,繪制有關化學平衡圖形等。

三、備考中應該注意哪些問題

以往的實踐證明,化學平衡對很多知識的學習和理解具有指導作用,因此這部分知識備考時需要注意以下幾點:

1. 理解有關概念的內涵與外延,善于揭示概念間的內在聯系,并應用所學概念和有關規律,特別要準確掌握化學平衡狀態、化學平衡常數和化學平衡移動等概念,弄清三者的相互聯系,以提高解決各類問題的能力。

2. 準確把握外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響,既要學會對圖表數據進行綜合分析的方法,又要學會用化學平衡移動原理來解決有關的平衡問題,尤其是化學平衡標志和化學平衡常數的理解和應用,用正確的化學術語及文字、圖表、數學模型、圖形等表達分析解決問題的過程和成果,并能做出符合邏輯關系的解釋。

3. 重視化學實驗,認真觀察和理解教材中的有關實驗,弄清實驗現象,發生的反應及所要說明的問題,通過典型的實驗得出一般規律,加深對所學概念、理論的理解和應用,提高解決實際問題的能力。

四、押題訓練

1. 在恒容密閉容器中,反應CO2(g)+3H2(g)?葑CH3OH(g)+H2O(g) H

A. 升高溫度,正反應速率減小,逆反應速率增加,平衡逆向移動

B. 升高溫度,可提高CO2轉化率

C. 增加H2的濃度,可提高CO2轉化率

D. 改用高效催化劑,可增大反應的平衡常數

1. C 解析:正反應是放熱反應,升高溫度,正、逆反應速率均增大,但逆反應速率的增大程度更大,平衡逆向移動,CO2轉化率減小,故AB均錯;增大H2的濃度,平衡右移,可提高CO2轉化率,故C正確;催化劑不能使平衡移動,因此不能改變反應的平衡常數,故D錯。

2. 一定條件下,0.3molX(g)與0.3molY(g)在體積為1L的密閉中發生反應:X(g)+3Y(g)2Z(g),下列示意圖合理的是( )

2. D 解析:圖中n(X)=(0.3-0.2)mol=0.1mol,由n(X)Un(Y)=1U3可知,n(Y)=0.3mol,由于可逆反應中Y不可能100%轉化為生成物,故A錯;隨著反應的進行,v正(X)逐漸減小、v逆(Z)逐漸增大,平衡時v正(X)Uv逆(Z)=1U2,故B錯;Y是反應物、Z是生成物,隨著反應的進行,c(Y)逐漸減小、c(Z)逐漸增大,且c(Y)Uc(Z)=3U2,而由圖中信息可知c(Y)∶c(Z)=(0.3-0.2)U(0.1-0)=1U1,故C錯;起始時X的體積分數=×100%=×100%=50%,而Z的體積分數為0;設n(X)=amol,由n(X)Un(Y)Un(Z)=1U3U2可知,n(Y)=0.3amol,n(Z)=0.2amol,則平衡時n(X)=(0.3-a)mol,n(Y)=(0.3-3a)mol,n(Z)=0.2amol,因此平衡時X的體積分數為=×100%=×100%=50%,而Z的體積分數×100%=×100%,故D正確。

3. PCl5分解成PCl3和Cl2的反應是可逆反應。T℃時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,經過250s達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表:

①反應在50~150s 內的平均速率v(PCl3)=

。

②試計算該溫度下反應的平衡常數(寫出計算過程,保留2位有效數字)

3. ①1.5×10-4mol/(L?s)

②由n/V可知起始時各組分濃度、平衡時PCl3的濃度,則:

PCl5(g) ?葑 PCl3(g) + Cl2(g)

起始濃度(mol/L) 0.50 0 0

轉化濃度(mol/L) 0.10 0.10 0.10

平衡濃度(mol/L) 0.40 0.10 0.10

K===2.5×10-2 mol/L

答:該溫度下反應的平衡常數為2.5×10-2 mol/L。

解析:①讀表可知50~150s 內,n(PCl3)=0.03mol,由反應速率定量表示方法可知,v(PCl3)=== 1.5×10-4mol/(L?s);②見答案。

化學平衡范文2

使學生建立化學平衡的觀點;理解化學平衡的特征;理解濃度、壓強和溫度等條件對化學平衡的影響;理解平衡移動的原理。

能力目標

培養學生對知識的理解能力,通過對變化規律本質的認識,培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

情感目標

培養學生實事求是的科學態度及從微觀到宏觀,從現象到本質的科學的研究方法。

教學建議

化學平衡教材分析

本節教材分為兩部分。第一部分為化學平衡的建立,這是本章教學的重點。第二部分為化學平衡常數,在最新的高中化學教學大綱(2002年版)中,該部分沒有要求。

化學平衡觀點的建立是很重要的,也具有一定的難度。教材注意精心設置知識臺階,采用圖畫和聯想等方法,幫助學生建立化學平衡的觀點。

教材以合成氨工業為例,指出在化學研究和化工生產中,只考慮化學反應速率是不夠的,還需要考慮化學反應進行的程度,即化學平衡。建立化學平衡觀點的關鍵,是幫助學生理解在一定條件下的可逆反應中,正、逆反應速率會趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中,當蔗糖溶解的速率與結晶速率相等時,處于溶解平衡狀態,并進而以的可逆反應為例,說明在上述可逆反應中,當正反應速率與逆反應速率相等時,就處于化學平衡狀態。這樣層層引導,通過圖畫等幫助學生聯想,借以

在一定程度上突破化學平衡狀態建立的教學難點。

教材接著通過對19世紀后期,在英國曾出現的用建造高大高爐的方法來減少高爐氣中含量的錯誤做法展開討論。通過對該史實的討論,使學生對化學平衡的建立和特征有更深刻的理解,培養學生分析實際問題的能力,并訓練學生的科學方法。

化學平衡教法建議

教學中應注意精心設置知識臺階,充分利用教材的章圖、本節內的圖畫等啟發學生聯想,借以建立化學平衡的觀點。

教學可采取以下步驟:

1.以合成氨工業為例,引入新課,明確化學平衡研究的課題。

(1)復習提問,工業上合成氨的化學方程式

(2)明確合成氨的反應是一個可逆反應,并提問可逆反應的定義,強調“二同”——即正反應、逆反應在同一條件下,同時進行;強調可逆反應不能進行到底,所以對任一可逆反應來講,都有一個化學反應進行的程度問題。

(3)由以上得出合成氨工業中要考慮的兩個問題,一是化學反應速率問題,即如何在單位時間里提高合成氨的產量;一是如何使和盡可能多地轉變為,即可逆反應進行的程度以及各種條件對反應進行程度的影響——化學平衡研究的問題。

2.從具體的化學反應入手,層層引導,建立化學平衡的觀點。

如蔗糖飽和溶液中,蔗糖溶解的速率與結晶的速率相等時,處于溶解平衡狀態。

又如,說明一定溫度下,正、逆反應速率相等時,可逆反應就處于化學平衡狀態,反應無論進行多長時間,反應混合物中各氣體的濃度都不再發生變化。

通過向學生提出問題:達到化學平衡狀態時有何特征?讓學生討論。最后得出:化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(此時化學反應進行到最大限度)。并指出某一化學平衡狀態是在一定條件下建立的。

3.為進一步深刻理解化學平衡的建立和特征,可以書中的史實為例引導學生討論分析。得出在一定條件下當達到化學平衡狀態時,增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間,并沒有改變化學平衡建立時的條件,所以平衡狀態不變,即CO的濃度是相同的。關于CO濃度的變化是一個化學平衡移動的問題,將在下一節教學中主要討論。從而使學生明白本節的討論題的涵義。

“影響化學平衡的條件”教材分析

本節教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學反應速率的條件和化學平衡等知識的基礎上進行本節的教學,系統性較好,有利于啟發學生思考,便于學生接受。

本節重點:濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響。難點:平衡移動原理的應用。

因濃度、溫度等外界條件對化學反應速率的影響等內容,不僅在知識上為本節的教學奠定了基礎,而且其探討問題的思路和方法,也可遷移用來指導學生進行本書的學習。所以本節教材在前言中就明確指出,當濃度、溫度等外界條件改變時,化學平衡就會發生移動。同時指出,研究化學平衡的目的,并不是為了保持平衡狀態不變,而是為了利用外界條件的改變,使化學平衡向有利的方向移動,如向提高反應物轉化率的方向移動,由此說明學習本節的實際意義。

教材重視由實驗引入教學,通過對實驗現象的觀察和分析,引導學生得出增大反應物的濃度或減小生成物的濃度都可以使化學平衡向正反應方向移動的結論。反之,則化學平衡向逆反應方向移動。并在溫度對化學平衡影響后通過對實驗現象的分析,歸納出平衡移動原理。

壓強對化學平衡的影響,教材中采用對合成氨反應實驗數據的分析,引導學生得出壓強對化學平衡移動的影響。

教材在充分肯定平衡移動原理的同時,也指出該原理的局限性,以教育學生在應用原理

時,應注意原理的適用范圍,對學生進行科學態度的熏陶和科學方法的訓練。

“影響化學平衡的條件”教學建議

本節教學可從演示實驗入手,采用邊演示實驗邊講解的方法,引導學生認真觀察實驗現象,啟發學生充分討論,由師生共同歸納出平衡移動原理。

新課的引入:

①復習上一節講過的“化學平衡狀態”的概念,強調化學平衡狀態是建立在一定條件基礎上的,當濃度、壓強、溫度等反應條件改變時,原平衡的反應混合物里各組分的濃度也會隨著改變,從而達到新的平衡狀態。

②給出“化學平衡的移動”概念,強調化學平衡的移動是可逆反應中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過程,在這個過程中,反應混合物中各組分的濃度一直在變化著。

③指出學習和研究化學平衡的實際意義正是利用外界條件的改變,使舊的化學平衡破壞并建立新的較理想的化學平衡。

具體的教學建議如下:

1.重點講解濃度對化學平衡的影響

(1)觀察上一節教材中的表3-l,對比第1和第4組數據,讓學生思考:可從中得出什么結論?

(2)從演示實驗或學生實驗入手,通過對實驗現象的觀察和分析,引導學生得出結論。這里應明確,溶液顏色的深淺變化,實質是濃度的增大與減小而造成的。

(3)引導學生運用濃度對化學反應速率的影響展開討論,說明濃度的改變為什么會使化學平衡發生移動。討論時,應研究一個具體的可逆反應。討論后,應明確濃度的改變使正、逆反應速率不再相等,使化學平衡發生移動;增加某一反應物的濃度,會使反應混合物中各組分的濃度進行調整;新平衡建立時,生成物的濃度要較原平衡時增加,該反應物的濃度較剛增加時減小,但較原平衡時增加。

2.壓強和溫度對化學平衡的影響:應引導學生分析實驗數據,并從中得出正確的結論。溫度對化學平衡影響也是從實驗入手。要引導學生通過觀察實驗現象,歸納出壓強和溫度的改變對化學平衡的影響。

3.勒夏特列原理的教學:在明確了濃度、壓強、溫度的改變對化學平衡的影響以后,可采用歸納法,突破對勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難:

其他幾個問題:

1.關于催化劑問題,應明確:①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應速率,因此它對化學平衡的移動沒有影響;②使用催化劑,能改變達到平衡所需要的時間。

2.關于化學平衡移動原理的應用范圍和局限性,應明確:①平衡移動原理對所有的動態平衡都適用,為后面將要學習的電離平衡、水解平衡作鋪墊;②平衡移動原理能用來判斷平衡移動的方向,但不能用來判斷建立新平衡所需要的時間。教育學生在應用原理時應注意原理的適用范圍,對學生進行科學態度的熏陶和

科學方法的訓練。

3.對本節設置的討論題,可在學生思考的基礎上,提問學生回答,這是對本節教學內容較全面的復習和鞏固。

4.對于本節編入的資料,可結合勒夏特列原理的教學,讓學生當堂閱讀,以了解勒夏特列的研究成果和對人類的貢獻;可回顧第二節“工程師的設想”的討論,明確:欲減少煉鐵高爐氣中CO的含量,這屬于化學平衡的移動問題,而利用增加高爐高度以增加CO和鐵礦石的接觸時間的做法并未改變可逆反應的條件,因而是徒勞的。教學設計示例

第一課時化學平衡的概念與計算

教學目標

知識目標:掌握化學平衡的概念極其特點;掌握化學平衡的有關計算。

能力目標:培養學生分析、歸納,語言表達與綜合計算能力。

情感目標:結合化學平衡是相對的、有條件的、動態的等特點對學生進行辯證唯物主義教育;培養學生嚴謹的學習態度和思維習慣。

教學過程設計

【復習提問】什么是可逆反應?在一定條件下2molSO2與1molO2反應能否得到2molSO3?

【引入】得不到2molSO3,能得到多少摩SO3?也就是說反應到底進行到什么程度?這就是化學平衡所研究的問題。

思考并作答:在相同條件下既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應叫做可逆反應。SO2與O2的反應為可逆反應不能進行完全,因此得不到2molSO3。

提出反應程度的問題,引入化學平衡的概念。

結合所學過的速率、濃度知識有助于理解抽象的化學平衡的概念的實質。

【分析】在一定條件下,2molSO2與1molO2反應體系中各組分速率與濃度的變化并畫圖。

回憶,思考并作答。

【板書】一、化學平衡狀態

1.定義:見課本P38頁

【分析】引導學生從化學平衡研究的范圍,達到平衡的原因與結果進行分析、歸納。

研究對象:可逆反應

平衡前提:溫度、壓強、濃度一定

原因:v正=v逆(同一種物質)

結果:各組成成分的質量分數保持不變。

準確掌握化學平衡的概念,弄清概念的內涵和外延。

【提問】化學平衡有什么特點?

【引導】引導學生討論并和學生一起小結。

討論并小結。

平衡特點:

等(正逆反應速率相等)

定(濃度與質量分數恒定)

動(動態平衡)

變(條件改變,平衡發生變化)

培養學生分析問題與解決問題的能力,并進行辯證唯物主義觀點的教育。加深對平衡概念的理解。

討論題:在一定溫度下,反應達平衡的標志是()。

(A)混合氣顏色不隨時間的變化

(B)數值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)

(C)單位時間內反應物減少的分子數等于生成物增加的分子數

(D)壓強不隨時間的變化而變化

(E)混合氣的平均分子量不變

討論結果:因為該反應如果達平衡,混合物體系中各組分的濃度與總物質的量均保持不變,即顏色不變,壓強、平均分子量也不變。因此可作為達平衡的標志(A)、(D)、(E)。

加深對平衡概念的理解,培養學生分析問題和解決問題的能力。

【過渡】化學平衡狀態代表了化學反應進行達到了最大程度,如何定量的表示化學反應進行的程度呢?

2.轉化率:在一定條件下,可逆反應達化學平衡狀態時,某一反應物消耗量占該反應物起始量的質量分數,叫該反應物的轉化率。

公式:a=c/c始×100%

通過討論明確由于反應可逆,達平衡時反應物的轉化率小于100%。

通過掌握轉化率的概念,公式進一步理解化學平衡的意義。

3.平衡的有關計算

(1)起始濃度,變化濃度,平衡濃度。

例1445℃時,將0.1molI2與0.02molH2通入2L密閉容器中,達平衡后有0.03molHI生成。求:①各物質的起始濃度與平衡濃度。

②平衡混合氣中氫氣的體積分數。

引導學生分析:

c始/mol/L0.010.050

c變/mol/Lxx2x

c平/mol/L0.015

0+2x=0.015mol/L

x=0.0075mol/L

平衡濃度:

c(I2)平=C(I2)始-C(I2)

=0.05mol/L-0.0075mol/L

=0.0425mol/L

c(H2)平=0.01-0.0075=0.0025mol/L

c(HI)平=c(HI)始+c(HI)

=0.015mol/L

w(H2)=0.0025/(0.05+0.01)

通過具體計算弄清起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者之間的關系,掌握有關化學平衡的計算。

【小結】①起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者的關系,只有變化濃度才與方程式前面的系數成比例。

②可逆反應中任一組分的平衡濃度不可能為0。

(2)轉化率的有關計算

例202molCO與0.02×100%=4.2%mol水蒸氣在2L密閉容器里加熱至1200℃經2min達平衡,生成CO2和H2,已知V(CO)=0.003mol/(L·min),求平衡時各物質的濃度及CO的轉化率。

c(CO)=V(CO)·t

=0.003mol/(L·min)×2min

=0.006mol/L

a=c/c(始)×100%

=0.006/0.01×100%

=60%

【小結】變化濃度是聯系化學方程式,平衡濃度與起始濃度,轉化率,化學反應速率的橋梁。因此,抓變化濃度是解題的關鍵。

(3)綜合計算

例3一定條件下,在密閉容器內將N2和H2以體積比為1∶3混合,當反應達平衡時,混合氣中氨占25%(體積比),若混合前有100molN2,求平衡后N2、H2、NH3的物質的量及N2的轉化率。

思考分析:

方法一:

設反應消耗xmolN2

n(始)1003000

nx3x2x

n(平)100-x300-3x2x

(mol)

x=40mol

n(N2)平=100mol-xmol=100mol-40mol

=60mol

n(N2)平=300mol-3xmol=180mol

a=40/100×100%=40%

方法二:設有xmolN2反應

n

122

x2x2x

【小結】方法一是結合新學的起始量與平衡量之間的關系從每種物質入手來考慮,方法二是根據以前學過的差量從總效應列式,方法二有時更簡單。

鞏固轉化率的概念并弄清轉化率與變化濃度,速率化學方程式之間的關系。

通過一題多解將不同過程的差量計算與平衡計算聯系起來加深對平衡的理解,加強對所學知識(如差量的計算,阿伏加德羅定律的計算)的運用,培養學生綜合思維能力和計算能力。

強調重點,加強學法指導。

【課堂小結】今天我們重點學習了化學平衡的概念及有關計算,比較抽象,希望大家加強練習,以便熟練地掌握平衡的概念。

【隨堂檢測】1.對于一定溫度下的密閉容器中,可逆反應達平衡的標志是()。

(A)壓強不隨時間的變化而變化

(B)混合氣的平均分子量一定

(C)生成nmolH2同時生成2nmolHI

(D)v(H2)=v(I2)

2.合成氨生產中,進入塔內的氮氣和氫氣體積比為1∶3,p=1.52×107Pa(150atm),從合成塔出來的氨占平衡混合氣體積的16%,求合成塔出來的氣體的壓強。

平衡時NH3的體積分數為:

n(平NH3)/n(平總)×100%

=n(平NH3)/(n始-n)

=2x/(400-2x)×100%

=25%

x=40mol

(以下計算與上面相同)

鞏固課堂所學內容。

附:隨堂檢測答案1.(C)2.1.31×107Pa(129.4atm)

探究活動

探究活動(一)

溫度對化學平衡的影響

硫酸銅溶液中加入溴化鉀,發生下列反應:

藍色綠色

將上述平衡體系加熱,使溶液溫度升高,顏色怎樣變化?冷卻后,顏色又怎樣改變?做實驗檢驗你的答案。

在試管中加入0.1M的溶液5毫升,再加1M溶液2毫升,觀察所得溶液的顏色。倒出3毫升于另一試管,然后在酒精燈上加熱,觀察顏色變化(與沒加熱的溶液對比)。等加熱的試管稍稍冷卻后,把試管浸入冷水中,觀察顏色變化。

平衡體系溫度升高,溶液的綠色加深;冷卻后,顏色又變淺。

[儀器和藥品]

1.學生用:燒杯(50毫升)、滴定管2支、量筒(10毫升)、攪拌棒、試管、石棉網、鐵架臺(附鐵杯)、保溫瓶(貯開水)、酒精燈、火柴。

3M氫氧化鈉溶液、3M硫酸溶液、0.5M氯化鐵溶液、0.1M硫酸銅、1M溴化鉀溶液。

2.講臺上公用:1M鉻酸鉀溶液0.5升、1M重鉻酸鉀溶液0.1升。

探究活動(二)

濃度對化學平衡的影響

讓同學復述勒沙特里原理,然后提出并演示,鉻酸根呈黃色,重鉻酸根呈橙色。在水溶液中,鉻酸根離子和重鉻酸根離子存在下列平衡:

提問:

(1)若往鉻酸鉀溶液里加入硫酸,溶液顏色有什么變化?

(2)再加氫氧化鈉溶液,顏色又有什么變化?

(3)若又加酸溶液,顏色將怎樣變化?

(1)含溶液中加入硫酸,由于濃度增加,上述平衡向生成的方向移動,濃度增加,溶液顏色由黃色變橙色。此時溶液顏色與溶液的顏色相同。

(2)再加入溶液,由于中和溶液中的,使溶液中濃度降低,上述平衡向生成的方向移動,濃度減少、濃度增加,溶液顏色由橙色變成黃色。

化學平衡范文3

1. 極端假設

化學平衡研究的對象是不能完全進行的反應。極端假設就是把研究的對象或過程假設到能夠完全進行的理想的極限情況,使因果關系變得非常明顯,從而得出正確的結論。

例1.在一定條件下,將A、B、C三種物質各1mol通入一個密閉容器中發生反應:2A+B2C,達到平衡時,B的物質的量可能是( )

A. 1.5mol B. 1mol C. 0.5mol D. 0

解析:B的物質的量應該是一個范圍值,所以應該找出B的最大、最小值,從而框定范圍。所以本題應采用極端假設法,考慮平衡完全向左進行,完全向右進行兩種情況。

2A + B 2C

起始 1 1 1

向左 1+1 1+0.5 0

向右 0 1-0.5 1+1

得到的B的極值為1.5mol和0.5mol,實際上該反應為可逆反應,不可能向左向右進行完全,所以,B的取值范圍應該是0.5mol

例2.在一個容器固定的反應器中,有一可左右滑動的密封隔板,兩側分別進行如圖1所示的可逆反應。各物質的起始加入量:M2.5mol,N3mol,P0mol,A.C.D各0.5mol,Bxmol。當x在一定范圍內變化時,均可以通過調節反應器的溫度,使兩側反應都達到平衡,并且隔板恰好處于反應器正中位置,如圖1所示。若達到平衡時,測得M轉化率為75%。請填寫下列空白:

圖1

①達到平衡時,反應器左室氣體總物質的量為mol;

②若欲使右室反應開始時v正>v逆,x的取值范圍是。

③若欲使右室反應開始時v逆>v正,x的取值范圍是。

解析:因為左室反應前后體積不變,所以達到平衡后,左室氣體總物質的量為2.5mol于隔板恰好處于反應器的正中位置,所以平衡時右室氣體總物質的量應為2.5mol。對于②中的條件,假設右室反應達到平衡時有ymolA發生反應。

A(g) + 4B(g) 2C(g) + D(g)

起始量/mol 0.5 x 0.5 0.5

轉化量/mol y 4y 2y y

平衡1量/mol (0.5-y) (x-4y) (0.5+2y) (0.5+y)

(向正反應方向) 則有: 1.5+x-2y=2.5

0<y<0.5

解得:1<x<2

平衡2量/mol (0.5+y) (x+4y) (0.5-2y) (0.5-y)

(向逆反應方向) 1.5+x+2y=2.5

0 < 2 y<0.5

x的取值范圍為0.5<x<1。

2. 等效假設

在等效假設中,要讓學生樹立等效思維。所謂等效思維,就是在效果相同的前提下,把實際的、難于理解的問題變成理想的、易于思考的問題。它是數學上“等價轉化思想”在化學解題中的應用,是一種常用的有效的科學思維方法。它常常是通過變換思維角度,對題目作適當假設,或者代換,或者轉化,或者變化途徑。等效思維的關鍵在于其思維的等效性,即你的假設、代換都必須符合原始題意。等效思維在化學平衡中是一種實用的解題技巧,有些題只有用此法才可解決,有些題若用此法可解得更巧更快。

例.在一定溫度下,將a molPCl5通入一容積不變的密閉容器中,達到如下平衡:

PCl5(氣)PCl3(氣)+ Cl2 (氣) ,測得平衡混合氣的壓強為P1 ;此時,再向此反應器中通入a mol PCl5,在溫度不變時,重新達到平衡時,測得壓強為P2,則P1 與P2 的關系是( )

A.P1=P2 B.2P1

解析:等效思維一:第二次平衡,可以這樣變換:將容器體積擴大1倍,通入2a mol PCl5,此時建立的平衡與第一次平衡相同,壓強相等;再將容器體積快速恢復為原容積,此時壓強為2P1,壓強增大,平衡向逆反應方向移動,混合氣體總物質的量減小,壓強減小,直到建立新平衡,即第二次平衡,此時 壓強小于2P1,但比P1要大。故答案為D。

等效思維二:將第一次平衡復制一份甲容器復制兩個,再把這一份壓縮到原容器,此時壓強為2P1,壓強增大,向生成SO3的方向移動,,再把這一份壓縮到原容器,同樣得出正確答案。

綜上所述,應用等效思維分析有關化學平衡問題的一般思路如下:根據已知條件,先合理變換條件或途徑,使之成為效果相同的平衡;然后將體系恢復為原條件,根據平衡移動原理,對結果進行分析。

3. 過程假設

化學平衡的移動是根據勒沙特列原理來進行判斷的。但對于一些較為復雜的、抽象的過程往往難以得出結論,如果將其假設為若干個簡單、具體的過程;會使問題變得簡捷明了,從而得以解決;這種假設叫過程假設。

例.在一個密閉容器中進行如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若反應的起始濃度有以下四種情況,則在達到平衡時三氧化硫濃度最大的是( )種情況。

A、SO2:2mol O2:1mol SO3:0mol

B、SO2:1mol O2:1mol SO3:1mol

C、SO2:2mol O2:2mol SO3:2mol

D、SO2:0mol O2:1mol SO3:3mol

解析: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

化學平衡范文4

知識目標

使學生建立化學平衡的觀點;理解化學平衡的特征;理解濃度、壓強和溫度等條件對化學平衡的影響;理解平衡移動的原理。

能力目標

培養學生對知識的理解能力,通過對變化規律本質的認識,培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

情感目標

培養學生實事求是的科學態度及從微觀到宏觀,從現象到本質的科學的研究方法。

教學建議

化學平衡教材分析

本節教材分為兩部分。第一部分為化學平衡的建立,這是本章教學的重點。第二部分為化學平衡常數,在最新的高中化學教學大綱(2002年版)中,該部分沒有要求。

化學平衡觀點的建立是很重要的,也具有一定的難度。教材注意精心設置知識臺階,采用圖畫和聯想等方法,幫助學生建立化學平衡的觀點。

教材以合成氨工業為例,指出在化學研究和化工生產中,只考慮化學反應速率是不夠的,還需要考慮化學反應進行的程度,即化學平衡。建立化學平衡觀點的關鍵,是幫助學生理解在一定條件下的可逆反應中,正、逆反應速率會趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中,當蔗糖溶解的速率與結晶速率相等時,處于溶解平衡狀態,并進而以的可逆反應為例,說明在上述可逆反應中,當正反應速率與逆反應速率相等時,就處于化學平衡狀態。這樣層層引導,通過圖畫等幫助學生聯想,借以

在一定程度上突破化學平衡狀態建立的教學難點。

教材接著通過對19世紀后期,在英國曾出現的用建造高大高爐的方法來減少高爐氣中含量的錯誤做法展開討論。通過對該史實的討論,使學生對化學平衡的建立和特征有更深刻的理解,培養學生分析實際問題的能力,并訓練學生的科學方法。

化學平衡教法建議

教學中應注意精心設置知識臺階,充分利用教材的章圖、本節內的圖畫等啟發學生聯想,借以建立化學平衡的觀點。

教學可采取以下步驟:

1.以合成氨工業為例,引入新課,明確化學平衡研究的課題。

(1)復習提問,工業上合成氨的化學方程式

(2)明確合成氨的反應是一個可逆反應,并提問可逆反應的定義,強調“二同”——即正反應、逆反應在同一條件下,同時進行;強調可逆反應不能進行到底,所以對任一可逆反應來講,都有一個化學反應進行的程度問題。

(3)由以上得出合成氨工業中要考慮的兩個問題,一是化學反應速率問題,即如何在單位時間里提高合成氨的產量;一是如何使和盡可能多地轉變為,即可逆反應進行的程度以及各種條件對反應進行程度的影響——化學平衡研究的問題。

2.從具體的化學反應入手,層層引導,建立化學平衡的觀點。

如蔗糖飽和溶液中,蔗糖溶解的速率與結晶的速率相等時,處于溶解平衡狀態。

又如,說明一定溫度下,正、逆反應速率相等時,可逆反應就處于化學平衡狀態,反應無論進行多長時間,反應混合物中各氣體的濃度都不再發生變化。

通過向學生提出問題:達到化學平衡狀態時有何特征?讓學生討論。最后得出:化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(此時化學反應進行到最大限度)。并指出某一化學平衡狀態是在一定條件下建立的。

3.為進一步深刻理解化學平衡的建立和特征,可以書中的史實為例引導學生討論分析。得出在一定條件下當達到化學平衡狀態時,增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間,并沒有改變化學平衡建立時的條件,所以平衡狀態不變,即CO的濃度是相同的。關于CO濃度的變化是一個化學平衡移動的問題,將在下一節教學中主要討論。從而使學生明白本節的討論題的涵義。

“影響化學平衡的條件”教材分析

本節教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學反應速率的條件和化學平衡等知識的基礎上進行本節的教學,系統性較好,有利于啟發學生思考,便于學生接受。

本節重點:濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響。難點:平衡移動原理的應用。

因濃度、溫度等外界條件對化學反應速率的影響等內容,不僅在知識上為本節的教學奠定了基礎,而且其探討問題的思路和方法,也可遷移用來指導學生進行本書的學習。所以本節教材在前言中就明確指出,當濃度、溫度等外界條件改變時,化學平衡就會發生移動。同時指出,研究化學平衡的目的,并不是為了保持平衡狀態不變,而是為了利用外界條件的改變,使化學平衡向有利的方向移動,如向提高反應物轉化率的方向移動,由此說明學習本節的實際意義。

教材重視由實驗引入教學,通過對實驗現象的觀察和分析,引導學生得出增大反應物的濃度或減小生成物的濃度都可以使化學平衡向正反應方向移動的結論。反之,則化學平衡向逆反應方向移動。并在溫度對化學平衡影響后通過對實驗現象的分析,歸納出平衡移動原理。

壓強對化學平衡的影響,教材中采用對合成氨反應實驗數據的分析,引導學生得出壓強對化學平衡移動的影響。

教材在充分肯定平衡移動原理的同時,也指出該原理的局限性,以教育學生在應用原理

時,應注意原理的適用范圍,對學生進行科學態度的熏陶和科學方法的訓練。

“影響化學平衡的條件”教學建議

本節教學可從演示實驗入手,采用邊演示實驗邊講解的方法,引導學生認真觀察實驗現象,啟發學生充分討論,由師生共同歸納出平衡移動原理。

新課的引入:

①復習上一節講過的“化學平衡狀態”的概念,強調化學平衡狀態是建立在一定條件基礎上的,當濃度、壓強、溫度等反應條件改變時,原平衡的反應混合物里各組分的濃度也會隨著改變,從而達到新的平衡狀態。

②給出“化學平衡的移動”概念,強調化學平衡的移動是可逆反應中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過程,在這個過程中,反應混合物中各組分的濃度一直在變化著。

③指出學習和研究化學平衡的實際意義正是利用外界條件的改變,使舊的化學平衡破壞并建立新的較理想的化學平衡。

具體的教學建議如下:

1.重點講解濃度對化學平衡的影響

(1)觀察上一節教材中的表3-l,對比第1和第4組數據,讓學生思考:可從中得出什么結論?

(2)從演示實驗或學生實驗入手,通過對實驗現象的觀察和分析,引導學生得出結論。這里應明確,溶液顏色的深淺變化,實質是濃度的增大與減小而造成的。

(3)引導學生運用濃度對化學反應速率的影響展開討論,說明濃度的改變為什么會使化學平衡發生移動。討論時,應研究一個具體的可逆反應。討論后,應明確濃度的改變使正、逆反應速率不再相等,使化學平衡發生移動;增加某一反應物的濃度,會使反應混合物中各組分的濃度進行調整;新平衡建立時,生成物的濃度要較原平衡時增加,該反應物的濃度較剛增加時減小,但較原平衡時增加。

2.壓強和溫度對化學平衡的影響:應引導學生分析實驗數據,并從中得出正確的結論。溫度對化學平衡影響也是從實驗入手。要引導學生通過觀察實驗現象,歸納出壓強和溫度的改變對化學平衡的影響。

3.勒夏特列原理的教學:在明確了濃度、壓強、溫度的改變對化學平衡的影響以后,可采用歸納法,突破對勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難:

其他幾個問題:

1.關于催化劑問題,應明確:①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應速率,因此它對化學平衡的移動沒有影響;②使用催化劑,能改變達到平衡所需要的時間。

2.關于化學平衡移動原理的應用范圍和局限性,應明確:①平衡移動原理對所有的動態平衡都適用,為后面將要學習的電離平衡、水解平衡作鋪墊;②平衡移動原理能用來判斷平衡移動的方向,但不能用來判斷建立新平衡所需要的時間。教育學生在應用原理時應注意原理的適用范圍,對學生進行科學態度的熏陶和科學方法的訓練。

化學平衡范文5

一、解答速率、平衡圖象題的一般思路

1.要看清并讀懂圖象

一要看清楚橫坐標和縱坐標所表示的物理量;

二要看懂線的走向、變化趨勢;

三要注意變化點,如線是否通過原點,兩條線的交點及線的拐點;

四要善于借助輔助線(如等溫線、等壓線);

五要看清楚定量圖象中有關量的多少。

2.要學會聯想規律

3.能正確判斷

即依題意仔細分析進行正確判斷。

二、圖象類型及分析方法

1.化學反應濃度速率圖象

(1)濃度―時間圖

該類圖象能說明平衡體系中各組分在反應過程中的變化情況。如圖1所示,解該類圖象題要注意各物質曲線出現折點(達到平衡)的時刻相同,各物質濃度變化的內在聯系及比例符合化學方程式中的化學計量數關系,正確書寫出化學方程式:aA+bB■cAB。

(2)速率―時間圖

如Zn與足量鹽酸的反應,反應速率隨時間的變化出現如圖2所示的情況,解釋原因:AB段(v漸增),因反應為放熱反應,隨著反應的進行,溫度漸高,導致反應速率增大;BC段(v漸小),則主要原因是隨反應的進行,溶液中c(H+)漸小,導致反應速率減?。扣诠史治鰰r要抓住各階段的主要變化規律,認真分析。

2.化學平衡移動圖象

(1)速率―時間圖,即v-t圖

圖3特點:該圖象的橫坐標是時間,縱坐標為速率,圖象表示的是改變條件時,v(正)、v(逆)與時間的關系.

分析方法:

首先,看v(正)、v(逆)的大小判斷移動的方向,若v(正)>v(逆),平衡向正反應方向移動;若v(正)

其次,看v(正)、v(逆)的連續或斷點,判斷影響平衡的條件,如果v(正)、v(逆)有一個連續,有一個斷點,那么一般是因改變濃度條件引起的;如果v(正)、v(逆)同時有斷點,則可能是壓強、溫度或催化劑等條件改變引起的。

(2)壓強(溫度)―溫度(壓強)―物質的含量圖

圖4特點:該圖象的橫坐標是壓強或溫度,縱坐標是反應物或生成物中一種物質的含量,圖象表示的是隨壓強或溫度變化時,物質的含量的變化。

分析方法:

“定一議二”,當有多條曲線及兩個以上條件時,要固定其中一個條件,分析其他條件之間的關系,必要時作輔助線分析。

(3)物質的含量―時間圖

圖5特點:該圖象的縱坐標是反應物或生成物中一種物質的含量,橫坐標是時間,圖像表示的是在不同的壓強或溫度下,反應達到平衡時所需的時間與平衡時物質含量的關系。

首先,用斜率絕對值大小判斷壓強大小或溫度高低,即斜率絕對值越大,表示反應速率越大,所以對應的壓強越大或溫度越高(如上圖中p1

其次,利用兩平衡線高低判斷正反應是吸熱反應還是放熱反應,或者是化學方程式中氣體物質反應前后計量數的大小。

化學平衡范文6

一、化學平衡常數的性質特點

1.在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始,無論反應混合物的起始濃度是多少,當反應達到平衡狀態時,各物質的濃度保持不變。生成物濃度的冪次方乘積與反應物濃度的冪次方乘積之比是一個常數,這個常數叫化學平衡常數,用K表示。

對于可逆反應:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

K=[C]c[D]d /[A]a[B]b

2.化學平衡常數K只針對達到平衡狀態的可逆反應適用,不能用任意狀態的濃度。

3.化學平衡常數與化學反應的本性有關,與方程式的書寫一一對應。對于同一可逆反應,正、逆反應方向的平衡常數互為倒數。

4.化學平衡常數中的濃度只包括氣態物質和溶液中各溶質的濃度。對于固體或溶劑,它們的濃度為常數,不列入表達式中。

5.對于確定的可逆反應,化學平衡常數只隨溫度變,與濃度、壓強、催化劑等均無關。

6.化學平衡常數有單位。在化學平衡常數表達式的運算過程中計算得出。

二、化學平衡常數的應用

1.表示可逆反應進行的程度,估計反應的可能性。

K值越大,表示反應越易進行,反應物轉化率越大,反應進行的越完全。一般地,當K>105時,該反應進行基本完全了。

2.判斷反應進行的方向、反應是否達到平衡狀態。

對于可逆反應:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)的任意狀態,濃度商Q=cc(C)?cd(D)/ca(A)?cd(D),Q>K時,反應逆向進行;Q=K時,反應已達平衡;Q

3.計算方程式中某物質平衡狀態的濃度。如果已知平衡常數和其它物質平衡狀態的濃度,即可求未知物質的平衡濃度。

三、化學平衡常數的常見考查點

1.考查化學平衡常數表達式的書寫

2.考查化學平衡常數的影響因素

平衡常數K只受溫度影響,與任何一種反應物或生成物的濃度變化無關,也與壓強、催化劑等無關。任何可逆反應,當溫度保持不變,改變影響化學平衡的其它條件時,即使平衡發生移動,K值也不變。若正反應是吸熱反應,由于升高(或降低)溫度時平衡向正(或逆)反應方向移動,K增大(或減?。?;若正反應是放熱反應,由于升高(或降低)溫度時平衡向逆(或正)反應方向移動,K減小(或增加);所以溫度升高時平衡常數可能增大,也可能減小,但不會不變。

3.考查化學平衡常數的簡單計算

例析:在一定溫度下,將100 mL氫氣和氮氣的混合氣體充入密閉容器中進行反應,達到平衡時維持溫度不變,測得混合氣體的密度是反應前的1.25倍,平均分子量為15.5,則達到平衡時氮氣的轉化率為多少?

解析:在同溫同壓下,反應前后的氣體的總質量保持不變 ,則混合氣體的密度與體積成反比。

設混合氣體中氮氣的體積為a,則氫氣的體積為:100-a,則有:

N2+3H2 2NH3

起始(L)a100-a0

轉化(L)x 3x2x

平衡(L)a-x 100-a-3x 2x

則有:ρ前/ρ后=V前/V后;100/(100-2x)=1.25,x=10mL。

又同溫同壓下,氣體的體積比等于物質的量 之比,則有:

混合氣體的相對分子質量等于混合氣體的總質量與混合氣體的總物質的量之比,則有:

混合氣體的總質量=28a+2(100-a),

則有:[28a+2(100-a)]/100-2x=15.5,可得:

a=40 mL

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