高中彈力的教案

高二化學化學平衡的移動018。

第三單元化學平衡的移動學案（2課時）
【學習目標】1、掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡移動的影響。
2、能夠畫出簡單的化學反應速率和平衡移動的圖形、圖表。
3、理解勒沙特勒原理的涵義。
【課前預習】：
1、可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志是什么？

2、改變溫度、濃度、壓強、催化劑中的一個條件，對可逆反應的正反應速率和逆反應速率分別有何影響？

3、理解并復述濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡移動的影響。JaB88.cOM

【新課學習】
第一課時
版塊一、濃度變化對化學平衡的影響
【活動與探究】
已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在以下平衡：2CrO42-(黃色)Cr2O72-(橙色)+H2O，進行以下實驗：[實驗1]向試管中加入4mL0.1mol/LK2CrO4溶液，滴加1mol/LHNO3溶液數滴，現象_____________，結論：化學平衡向_____方向移動。
[實驗2]將上述溶液分成兩份，向其中一份滴加1mol/LNaOH溶液，現象___________________，和另一份溶液對比得出結論：化學平衡向_________方向移動。
【歸納整理】在其他條件不變的情況下，增大反應物的濃度或小生成物的濃度，平衡向______方向移動；減小反應物的濃度或增大生成物的濃度，平衡向________方向移動。
【交流與討論】：
1、在硫酸工業(yè)中制取三氧化硫時，通過向反應體系中通入過量空氣，目的是什么？

2、在工業(yè)合成氨的生產過程中，人們通過向合成塔中通入過量氮氣來提高氫氣轉化率，請用所學知識解釋。

【當堂鞏固】CuCl2溶液有時呈黃色，有時呈綠色或藍色，這是因為在CuCl2溶液中存在如下平衡：
[Cu(H2O)4]2-(藍色)+4Cl-[CuCl4]2-(黃色)+4H2O
現欲使溶液由黃色變?yōu)辄S綠色或藍色，請寫出兩種可采用的方法：
方法一：_______________________________________________________。
方法二：_______________________________________________________。
【交流與討論】分別畫出增大反應物濃度、增大生成物濃度、減小反應物濃度、減小生成物濃度的時間—速率圖，并總結注意點。
版塊二、壓強變化對化學平衡的影響
【交流與討論】：
1、根據教材P49中圖2-21的數據，分析壓強改變是如何影響合成氨的平衡的？

2、寫出下列可逆反應的平衡常數表達式，利用反應物與生成物濃度的變化來解釋增大或減小體系的壓強對平衡的影響。
可逆反應平衡常數表達式改變壓強對平衡的影響
增大壓強減小壓強
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
N2O4(g)2NO2(g)
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
【歸納整理】
1、對于可逆反應：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
（1）若a+bc+d，增大壓強平衡向_______方向移動，減小壓強平衡向_______方向移動。
（2）若a+b=c+d，增大壓強和減小壓強平衡_______移動。
（3）若a+bc+d，增大壓強平衡向_______方向移動，減小壓強平衡向________方向移動。
2、注意點：

【交流與討論】分別畫出上述三種情況的時間—速率圖，并總結注意點。

第二課時
版塊三、溫度變化對化學平衡的影響
【活動與探究】
將CoCl2溶于濃鹽酸中能形成CoCl42-，溶液中存在以下平衡：Co2++4Cl-CoCl42-△H0
取三支試管，向其中分別加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將其中一支試管用酒精燈微熱，現象為：
____________________,說明平衡向________方向移動；其中一支試管置于冰水中，現象為：_________________________________________________________________________________
____________,說明平衡向_______方向移動。
【歸納整理】在其他條件不變的情況下，升高溫度平衡向_________方向移動；降低溫度平衡向_____方向移動。
【交流與討論】分別畫出吸熱反應、放熱反應在升溫和降溫時的時間—速率圖，并總結注意點。

版塊四、化學平衡移動原理
【交流與討論】1、催化劑對化學平衡的影響。
2、畫出加正催化劑時的時間—速率圖。

【歸納整理】化學平衡移動原理（勒夏特列原理）：_______________________________________[問題探究]
已知工業(yè)合成氨的熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol，試討論分析為了提高氨的產率及產量，應采取哪些措施？
【問題1】說出這個反應有什么特點？
【問題2】根據合成氨反應的特點，從化學反應速率和化學平衡兩個角度分析，合成氨工業(yè)應采取何種反應條件？
外界條件化學反應速率化學平衡移動方向適宜條件的選擇
增加反應物濃度
減少生成物濃度
增大壓強
升高溫度
使用催化劑
【問題3】合成氨究竟選擇什么條件最合適呢？（1）既然增大壓強既可提高化學反應速率，又可提高氨的產量，那么在合成氨工業(yè)中壓強是否越大越好呢？（2）既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，那么生產中是否溫度越低越好呢？（3）在合成氨工業(yè)中要使用催化劑，既然催化劑對化學平衡的移動沒有影響，為什么還是要使用呢？

【問題4】數據表明：500℃、30MPa時平衡混合物中氨的含量僅26.4％，即便壓強達到50Mpa時，也不會超過40％，這樣的條件下，N2、H2的轉化率難道不是很低嗎？你認為還可采取什么措施？

【問題5】在工業(yè)上制備硫酸的過程中，有以下反應：2SO2＋O22SO3(正反應為放熱反應)。為什么在生產上要用過量的空氣，使V2O5催化劑，并在適當的溫度下進行反應？

【課堂鞏固】
1、某研究單位把空氣中的CO2濃度提高3~5倍，O2的濃度盡量減少，結果使C6H12O6
取得了良好的增產效果。從反應6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2試解釋增產原因_________________________________________________________。
2、煤的氣化方法之一是：使煤和水作用生成CO和H2，C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，這是一個體積增大的吸熱反應，工業(yè)上常在高溫（1273K）、加壓(1.5X106Pa)條件下使煤粉和H2O（g）作用。
（1）為什么要用煤粉？_____________________
(2)為什么要在加壓條件下進行?___________________________________________

【課后反思】我的問題與收獲

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高二化學化學平衡016

化學：2.3《化學平衡》學案（1）（新人教版選修4）
一、高考目標
1．知識目標：
（1）了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數的含義，能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算。
（2）理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。
2．能力目標
（1）通過實驗探究，培養(yǎng)學生設計實驗方案，分析實驗現象，獲取有價值信息的能力；
（2）培養(yǎng)學生分析處理實驗數據，從數據中獲取信息、總結規(guī)律的能力；
3．情感、態(tài)度與價值觀
（1）體驗化學實驗對化學理論發(fā)展的貢獻；
（2）通過化學平衡的相對性認識事物的相對性。
二、重點、難點內容解析
重點：化學平衡過程的建立。
難點：（1）理解平衡移動原理的涵義；
（2）學會等效平衡一類問題的處理。
三、導學提綱
第一講：化學反應進行的限度
一．化學平衡狀態(tài)及特征
1．化學平衡狀態(tài)是指。
2．化學平衡狀態(tài)的特征
(1)“逆”：化學平衡研究的對象是，各物質的轉化率必小于。
(2)“動”：即化學平衡是，正反應和逆反應仍在進行。類似的體系還有哪些？
(3)“等”：是指，必須用同一物質來表示，這是化學平衡狀態(tài)的本質特征。
(4)“定”：由于，平衡混合物中各組分的濃度及體積（或質量分數）。
(5)“變”：外界條件改變導致，原化學平衡被破壞，從而發(fā)生平衡移動直至建立新平衡。
．化學平衡的標志和判斷先做《創(chuàng)新設計》P133典范1、跟蹤1、2。總結本類型的做答規(guī)律
二．化學平衡常數
1、分別寫出反應FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl、CH3COOH+NH3H2OCH3COONH4+H2O平衡常數表達式：、。
思考：2、平衡常數的意義3、平衡常數的影響因素
4、互為可逆的兩個化學反應，平衡常數之積有何關系？總反應與各分步反應的平衡常數（K總、K1、K2、K3）有何關系？一定溫度下，一個化學反應是否只有一個化學平衡常數？
三．影響化學平衡的條件與平衡移動原理
思考：影響化學平衡移動的條件有哪些？為什么是這些因素？它們是如何影響的？從理論上給出解釋。

條件的變化V正、V逆變化平衡移動的方向理論解釋
濃度增大反應物的濃度
減少生成物的濃度
減少反應物的濃度
增大生成物的濃度
壓強2NO2（g）N2O4（g）增大
減小
溫度2NO2N2O4△H0升高
降低
以N2+3H22NH3△H0畫出增大反應物的濃度、減少反應物的濃度、加壓、減壓、升溫、降溫的平衡移動圖像

四．平衡轉化率
1、對于反應aA（氣）+bB（氣）cC（氣）+dD（氣），反應物A的平衡轉化率的表達式；
2、在一個容積為2L的容器中，對于可逆反應2SO2（氣）＋O2（氣）2SO3（氣），SO2和O2起始時的物質的量分別為20mol和10mol，達到平衡時，SO2的轉化率為80％，則該反應的平衡常數為。
3、對于反應aA（氣）+bB（氣）cC（氣）+dD（氣），
（1）、增加A物質，則B的轉化率；A物質的轉化率。
（2）、若起始時物質的量之比A:B=1:1，則A和B的轉化率之比=；
若起始時物質的量之比A:B=a:b，則A和B的轉化率之比=；
（3）、若a+bc+d，在反應達平衡的基礎上，以起始時物質的量之比投入A和B，則A和B的轉化率
若a+b=c+d，在反應達平衡的基礎上，以起始時物質的量之比投入A和B，則A和B的轉化率
若a+bc+d，在反應達平衡的基礎上，以起始時物質的量之比投入A和B，則A和B的轉化率
五．對于氣體反應的平衡體系，有以下幾種情況，以N2+3H22NH3為例分析：
a．恒容時，（1）充入N2或H2，平衡；（2）充入Ar，平衡；
b．恒壓時，充入Ar，平衡。
六．平衡圖象
解題思路點撥：先看面，即橫坐標、縱坐標的含義；再看線，是恒溫線還是恒壓線或者其它意思；最后看點即拐點、交點等，還要做適當的輔助線。聯系化學平衡移動及反應速率的有關來解決。
跟蹤練習：《創(chuàng)新設計》P140典例示范2；跟蹤演練4、5
七．等效平衡
(1)在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)對同一可逆反應,無論反應從何處開始均可達到平衡且任何同一個的組分的含量相同,這樣的平衡互稱為等效平衡。
(2)等效平衡的規(guī)律
“兩類反應”即前后氣體體積數相等和前后氣體體積數不相等；“兩種容器”即恒溫恒容、恒溫恒壓。
解題思路：①對于反應前后氣體物質的量不等的反應
A定溫、定容時.,改變起始加入情況,只要按化學計量數換算成平衡方程式左右兩邊同一物質的物質的量與原平衡相等就可以建立等效平衡。
B.定溫、定壓時,改變起始加入情況,只要按化學計量數換算成平衡方程式左右兩邊同一物質的物質的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。
②對于反應前后氣體物質的量相等的反應
不論定溫、定容時還是定溫、定壓時,改變起始加入情況,只要按化學計量數換算成平衡方程式左右兩邊同一物質的物質的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。
(3)等效平衡的建立
一般通過建立假想平衡狀態(tài)去比較分析新舊平衡,以下例來說明
在一密閉容器中充入1molNO2建立如下平衡:2NO2N2O4,測得NO2的轉化率為a%。容積和溫度不變的條件下再充入1molNO2,待新平衡建立時,又測得NO2的轉化率為b%則a、b的大小關系為
解此類題一般建立如下思維模型:
由于壓縮,平衡Ⅱ向右移動達到平衡Ⅲ時轉化率增大,必有a1%b%,又由于相同條件下平衡Ⅰ與平衡Ⅱ等效,即轉化率相等a1%=a%,所以a%b%,即ab

化學平衡的移動教學案

　第三單元化學平衡的移動

第1課時　影響化學平衡狀態(tài)的因素

[目標要求]　1.知道濃度、溫度、壓強等條件改變時，化學平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡影響的結果以及有關的解釋?！?.理解勒夏特列原理。

1．濃度的變化對化學平衡的影響
實驗探究
實驗原理：Cr2O2－7＋H2O2CrO2－4＋2H＋
　橙色　黃色
實驗步驟：①取兩支試管各加入5mL0.1molL－1K2Cr2O7溶液。
②向一支試管中滴加1molL－1HNO3溶液，觀察并記錄溶液的顏色。
③向另一支試管中滴加1molL－1NaOH溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。
實驗現象：如下表所示。
步驟滴加1molL－1HNO3溶液滴加1molL－NaOH溶液
溶液顏色溶液橙色加深溶液黃色加深
實驗結論：增加H＋的濃度，平衡向逆反應方向移動，溶液橙色加深；增加OH－的濃度，減小H＋的濃度，平衡向正反應方向移動，溶液黃色加深。
基本規(guī)律：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。
2．壓強的變化對化學平衡的影響
其他條件不變時，對于有氣體參加的反應，增大壓強，會使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。但是壓強改變，對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質系數不變的反應來說，平衡不移動。
3．溫度的變化對化學平衡的影響
實驗探究
實驗原理：Co2＋＋4Cl－CoCl2－4　ΔH0
粉紅色　藍色
實驗步驟：取3支試管，向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。
實驗現象及結論：
溶液的顏色平衡移動的方向
室溫粉紅色平衡不移動
熱水溶液藍色加深升溫，平衡向正反應方向移動
冰水溶液粉紅色加深降溫，平衡向逆反應方向移動
基本規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，平衡向著吸熱方向移動；降低溫度，平衡向著放熱方向移動。
4．勒夏特列原理
如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度)，平衡將向著減弱這種改變的方向移動。

知識點一　外界條件的改變對化學平衡的影響
1．在新制的氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是()
A．H＋濃度減小，HClO濃度減小
B．H＋濃度增大，HClO濃度增大
C．H＋濃度減小，HClO濃度增大
D．H＋濃度增大，HClO濃度減小
答案　C
解析　碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應，而不與次氯酸反應。又由于H＋濃度減小，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向正反應方向移動，故HClO濃度增大。
2．對已達化學平衡的下列反應2X(g)＋Y(g)2Z(g)減小壓強時，對反應產生的影響是()
A．逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動
B．逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動
C．正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向運動
D．正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動
答案　C
解析　減小壓強、體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。
3．關節(jié)炎是因為在關節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛，其化學機理如下：
①HUr＋H2OUr－＋H3O＋，
　尿酸尿酸根離子
②Ur－(aq)＋Na＋(aq)NaUr(s)。下列對反應②的敘述正確的是()
A．正反應為吸熱反應
B．正反應為放熱反應
C．升高溫度，平衡向正反應方向移動
D．降低溫度，平衡向逆反應方向移動
答案　B
解析　題意中明確指出“尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛”，說明溫度降低，反應②Ur－(aq)＋Na＋(aq)NaUr(s)的平衡向正反應方向移動，可知其正反應為放熱反應。
知識點二　勒夏特列原理
4．下列事實中，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＋H2OHBr＋HBrO，當加入NaOH溶液后顏色變淺
B．對2H2O22H2O＋O2的反應，使用MnO2可加快制O2的反應速率
C．反應CO＋NO2CO2＋NO　ΔH0，升高溫度使平衡向逆反應方向移動
D．合成氨反應：N2＋3H22NH3　ΔH0，為使氨的產率提高，理論上應采取低溫高壓的措施
答案　B
5．可逆反應A(g)＋BC(g)＋D的反應式中A和C都是無色氣體。當反應達到平衡時，下列敘述錯誤的是()
A．若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，則說明D是有顏色的氣體
B．若升高溫度，C的百分含量減小，則說明逆反應為吸熱反應
C．若增大壓強，平衡不發(fā)生移動，則說明B和D一定都是氣體
D．如果B是氣體，則增大A的濃度會使B的轉化率增大
答案　C
6．在密閉容器中，一定條件下，進行如下反應：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2kJmol－1，達到平衡后，為提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的正確措施是()
A．加催化劑同時升高溫度
B．加催化劑同時增大壓強
C．升高溫度同時充入N2
D．降低溫度同時增大壓強
答案　B
解析　降低溫度雖然能提高NO的轉化率，但也降低了反應速率，D選項同時采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉化率是一致的，但對加快反應速率是矛盾的，故D項不能保證滿足題中條件。

練基礎落實
1．在某溫度下，反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡，下列說法中正確的是()
A．溫度不變，縮小體積，N2的轉化率增大
B．溫度不變，增大體積，NH3的產率提高
C．升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應方向移動
D．降低溫度，體積不變，H2的轉化率降低
答案　A
解析　本題主要考查溫度對化學平衡的影響。題給反應是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。溫度不變，縮小體積，平衡向氣體體積縮小(正反應)方向移動，N2的轉化率將增大；溫度不變，增大體積，平衡向氣體體積擴大(逆反應)方向移動，NH3的產率降低；升高溫度，增大體積，均使平衡向逆反應方向移動；降低溫度，體積不變，平衡向正反應方向移動，會提高H2的轉化率。
2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)；ΔH0。當反應達到平衡時，下列措施：①升溫　②恒容通入惰性氣體?、墼黾覥O的濃度?、軠p壓　⑤加催化劑?、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉化率的是()
A．①②④B．①④⑥C．②③⑥D．③⑤⑥
答案　B
解析　要提高COCl2的轉化率，平衡需正向移動。已知可逆反應的正反應是一個氣體化學計量數之和增大、吸熱的反應。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動，不符合要求。③增加CO濃度，平衡逆向移動。④減壓平衡正向移動。⑤催化劑不影響化學平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當于減壓，平衡正移，故正確答案為B。
3．下列說法正確的是()
A．其他條件不變，增大某一反應物的濃度，反應物的轉化率一定都增大
B．對于有氣體參加的反應，其他條件不變，增大壓強，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大
C．對于有氣體參加的反應，改變壓強使平衡向右移動，生成的氣體的濃度一定增大
D．增大反應物的濃度，平衡向右移動，生成物的體積分數一定增大
答案　B
解析　在平衡體系中，增大某一反應物的濃度，該反應物的轉化率降低，對于有氣體參加的反應，只要增大壓強，各組分濃度同時增大，而減小壓強，各組分濃度同時減小。
4．對于密閉容器中的可逆反應：mX(g)＋nY(s)pZ(g)　ΔH＜0，達化學平衡后，改變條件，下列表述不正確的是()
A．增大壓強，化學平衡不一定發(fā)生移動
B．通入氦氣，化學平衡不一定發(fā)生移動
C．增加X或Y的物質的量，化學平衡一定發(fā)生移動
D．其它條件不變，升高溫度，化學平衡一定發(fā)生移動
答案　C
解析　由于該反應體積變化不明確，故改變壓強不能確定化學平衡是否移動，A項正確；在恒容條件下充入氦氣，沒有改變平衡體系各物質的濃度，平衡不移動，B項正確；由于Y為固體，改變其用量不影響化學平衡，C項不正確；對任何反應改變溫度，均改變平衡狀態(tài)，故D正確。
5．一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的一半，當達到新平衡時，C的濃度變?yōu)樵瓉淼?.1倍，則下列敘述正確的是()
A．m＋np＋qB．m＋np＋q
C．平衡向逆反應方向移動D．C的體積分數不變
答案　A
練方法技巧
6．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應mX(g)nY(g)　ΔH＝QkJmol－1。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示：

下列說法正確的是()
A．m＞n
B．Q＜0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數減少
D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動
答案　C
解析　由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動，說明正反應為吸熱反應，Q0，B、D錯；溫度不變，容器體積增大，即由1L變?yōu)?L，若平衡不移動，此時c(Y)應減小為原來一半，現c(Y)比原來的一半大，即減壓，平衡向右移動，向氣體體積增大的方向移動，所以mn，A錯；因為mn，增大壓強，平衡向左移動，所以Y的質量分數減少，故C正確。
7．下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是()
A．紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺
B．在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深
C．FeCl3溶液加熱后顏色變深
D．FeCl3和KSCN的混合溶液中加入無色KSCN溶液，顏色變深
答案　B
解析　A項中2NO2紅棕色N2O4無色加壓后c(NO2)變大，顏色加深，但加壓使平衡向右移動，顏色又變淺，A正確；B項中H2(g)＋I2(g)2HI(g)是反應前后氣體體積不變的反應，加壓后，平衡不移動，但體積變小，c(I2)增大，顏色變深，故B錯；C項中Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋
3H＋是吸熱反應，加熱平衡正移，C正確；D項Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，加入SCN－，增大反應物濃度，平衡正移，D正確。
8．對于xA(g)＋yB(g)zC(g)＋wD(g)的平衡體系，當升高溫度時，體系的平均相對分子質量從26變?yōu)?9，則下列說法中正確的是()
A．x＋yz＋w，正反應是放熱反應
B．x＋yz＋w，正反應是吸熱反應
C．x＋yz＋w，逆反應是放熱反應
D．x＋yz＋w，逆反應是吸熱反應
答案　B
解析　M＝mn，m為定值，M增大，則n減小，若x＋yz＋w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動，正反應為吸熱反應；若x＋yz＋w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應。
練綜合拓展
9．現有反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數減小，則：
(1)該反應的逆反應為________熱反應，且m＋n______p(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(2)減壓時，A的質量分數__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)
(3)若容積不變加入B，則A的轉化率__________，B的轉化率__________。
(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。
(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量__________。
(6)若B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________；而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)
答案　(1)放　＞　(2)增大　(3)增大　減小
(4)減小　(5)不變　(6)變深　變淺
解析　升高溫度，B的轉化率增大，說明正反應吸熱，則逆反應放熱；減小壓強，C的質量分數減小，則說明平衡左移，則m＋np。據此可對以下諸問題作出分析。
10．可逆反應3A(g)3B(？)＋C(？)　ΔH0達到化學平衡后，升高溫度。用“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”填空。
(1)若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質量________；
(2)若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質量____________；
(3)若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質量__________；
(4)若B不是氣體，C是氣體：
①如果A的摩爾質量大于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________；
②如果A的摩爾質量小于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________。
答案　(1)變大　(2)不變　(3)變大　(4)①變大?、谧冃?br> 解析　混合氣體的平均摩爾質量在以gmol－1為單位時數值上等于其平均相對分子質量，因此可用氣體的m(總)/n(總)來推算平均相對分子質量的變化，(1)(3)可用此法；對于(2)氣體只有一種，所以不變；對于(4)屬于兩組分氣體混合物，則只要看兩種氣體的比例及摩爾質量大小。

第2課時　化學平衡中的數形結合問題

[目標要求]　1.能根據化學反應的建立和化學平衡移動原理畫出常見的圖象。　2.會分析常見的關于化學平衡的圖象題。

一、表示平衡建立的圖象
1．速率—時間圖
2．濃度—時間圖
以H2(g)＋I2(g)2HI(g)為例，按要求畫出如下圖象：
要求：(1)容積為1L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1mol，平衡時HI為1.2mol。(2)在1L密閉容器中加入2molHI。
二、表示平衡移動的圖象
1．速率—時間圖

(1)如圖①，該平衡向正反應方向移動。
此圖是增加反應物濃度引起的平衡移動。
(2)如圖②，可能是改變什么條件引起的平衡移動？并判斷其對應的化學反應的特點?？赡苁巧邷囟纫鸬钠胶庖苿?，如果是升高溫度，則該反應的正反應是吸熱反應；也可能是增大壓強引起的平衡移動，如果是增大壓強，則該反應的正反應是氣體體積減小的反應。
(3)下列哪個反應一定不符合圖②__D__。
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH0
B．NH4Cl(aq)＋H2O(l)NH3H2O(aq)＋HCl(aq)　ΔH0
C．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH0
D．H2(g)＋I2(g)===2HI(g)　ΔH0
2．溫度、壓強、轉化率、時間等之間三重關系的圖象
由此圖可判斷該反應的正反應是氣體體積增大的反應，理由是p1時反應達到平衡所用時間短，故p1p2，從p1、p2的關系又看出當壓強大時，反應物的轉化率α小，故知該反應的正反應是氣體總體積增大的反應。

知識點一　速率、濃度與時間圖象
1．對于可逆反應mA(g)＋nB(s)pC(g)＋qD(g)，反應過程中，其他條件不變時，產物D的物質的量分數D%與溫度T或壓強p的關系如下圖，下列說法正確的是()
A．降溫可使化學平衡向正反應方向移動
B．使用合適的催化劑可使D%有所增加
C．化學方程式中化學計量數：mp＋q
D．B的顆粒越小，正反應速率越快，有利于平衡向正反應方向移動
答案　A
2．合成氨反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1，在反應過程中，正反應速率的變化如下圖：
下列說法正確的是()
A．t1時升高了溫度B．t2時使用了催化劑
C．t3時增大了壓強D．t4時降低了溫度
答案　B
3．在容積固定的密閉容器中存在如下反應：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH0。某研究小組A研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，并根據實驗數據作出下列關系圖，下列判斷一定錯誤的是()
A．圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高
B．圖Ⅰ研究的是壓強對反應的影響，且乙的壓強較高
C．圖Ⅱ研究的是溫度對反應的影響，且甲的溫度較高
D．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高
答案　A
解析　本題考查學生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應速率，改變到達平衡的時間，不能改變平衡，即在一樣的前提條件下，到達平衡時各組分的濃度、各組分的物質的量分數不變，所以A錯；壓強增大，速率提高，且壓強增大，平衡向正反應方向移動，B對；溫度升高，速率增大，縮短到達平衡的時間，且溫度升高，平衡向逆反應方向移動，那么B的轉化率降低，所以C對；催化劑只能改變速率，不能改變平衡的移動，催化劑效率越高，到達平衡的時間越短，所以D對。
知識點二　速率、濃度、轉化率與溫度、壓強的圖象
4．可逆反應mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝QkJmol－1，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是()
A．mn，Q0B．mn＋p，Q0C．mn，Q0D．mn＋p，Q0
答案　C
解析　找準平衡點，即兩曲線交叉點，然后條件改變后，根據v正與v逆的關系確定平衡移動的方向，得出結論。
5．在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應A(g)＋B(g)xC(g)　ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說法不正確的是()
A．p3p4，Y軸表示A的轉化率
B．p3p4，Y軸表示B的質量分數
C．p3p4，Y軸表示混合氣體的密度
D．p3p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量
答案　B
解析　根據圖Ⅰ中三個狀態(tài)下到達平衡的時間可知T1T2，p1p2；溫度從T1降至T2，C的百分含量增大，故正反應放熱，ΔH0；壓強從p1增至p2，C的百分含量增大，故方程式中C的系數0x2，x＝1；所以B的質量分數隨溫度升高而增大，隨壓強增大而減小，B項描述與圖Ⅱ不符，A、C、D項描述正確。
6.I2在KI溶液中存在下列平衡：
I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)
某I2、、KI混合溶液中，I－3的物質的量濃度c(I－3)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()
A．反應I2(aq)＋I－(aq)===I－3(aq)的ΔH0
B．若溫度為T1、T2，反應的平衡常數分別為K1、K2，則K1K2
C．若反應進行到狀態(tài)D時，一定有v正v逆
D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大
答案　D
解析　由圖象知：c(I－3)隨溫度升高而減小，故該可逆反應的正反應為放熱反應，ΔH0，A正確；升高溫度，可逆反應逆向移動，反應的化學平衡常數減小，即K1K2，B正確；反應進行到狀態(tài)D時，c(I－3)c平(I－3)，故可逆反應正向進行的程度大，即v正v逆，C正確；狀態(tài)A―→狀態(tài)B，c(I－3)減小，化學平衡逆向移動，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。

練基礎落實
1.如圖是可逆反應A＋2B2C＋3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷()
A．正反應是放熱反應B．D可能是氣體
C．逆反應是放熱反應D．A、B、C、D均為氣體
答案　A
解析　降溫后v′正v′逆，平衡向正反應方向移動，證明正反應放熱，加壓后v″正v″逆，平衡向正反應方向移動，正反應體積減小，D不可能是氣體。
2.有一化學平衡：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖是表示A的轉化率與壓強、溫度的關系，分析下圖可以得出的正確結論是()
A．正反應是吸熱反應，且m＋np＋q
B．正反應是吸熱反應，且m＋np＋q
C．正反應是放熱反應，且m＋np＋q
D．正反應是放熱反應，且m＋np＋q
答案　A
解析　此題是兩個條件同時對化學平衡產生影響的圖象。先固定一個條件不變，分析另一個條件變化對平衡的影響，得出一個結論，然后再固定這個條件不變，分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變，壓強越大，A的轉化率越高，得出：m＋np＋q；壓強不變，溫度越高，A的轉化率越大，得出：正反應吸熱。
3．汽車尾氣凈化中的一個反應如下：
NO(g)＋CO(g)12N2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－373.4kJmol－1
在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()
答案　C
解析　對于放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，K值減小，CO的轉化率降低，A、B錯誤；溫度不變，K值不變，C正確；增加N2的量，平衡向逆反應方向移動，NO的轉化率降低，D錯誤。
4．反應N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57kJmol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()
A．A、C兩點的反應速率：AC
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
D．A、C兩點氣體的平均相對分子質量：AC
答案　C
解析　A、C兩點溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分數減小，但增壓也會增大濃度，反應速率：AC，顏色還是C深(濃度大)；由于平衡逆向移動，氣體分子數減少，根據M＝m/n，氣體的平均相對分子質量AC；故A、B、D均錯。

練方法技巧

5．取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：
2NO2(g)N2O4(g)　ΔH0
反應相同時間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖。下列示意圖中，可能與實驗結果相符的是()
A．①②B．②③C．①③D．②④
思路點撥：解答時注意以下兩點：
(1)反應相同時間，反應可能達平衡或未達平衡。
(2)該反應為氣體體積減小的放熱反應。
答案　D
解析　在恒容狀態(tài)下，在五個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應相同時間。那么則有兩種可能，一是已達到平衡狀態(tài)，二是還沒有達到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應方向移動。假若，5個容器在反應相同時間下，均已達到平衡，因為該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確；假若，5個容器中有未達到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應速率越大，會出現溫度高的NO2轉化得快，導致NO2的百分含量少的情況。在D中，圖中的轉折點為平衡狀態(tài)，轉折點左側為未平衡狀態(tài)，右側為平衡狀態(tài)，D正確。
6．反應aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)達到平衡時，M的體積分數y(M)與反應條件的關系如下圖所示。其中z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是()
A．同溫同壓z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數增加
B．同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數增加
C．同溫同z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數增加
D．同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分數增加
答案　B
解析　由圖象可知M的體積分數隨著溫度升高而減小，因此正反應是吸熱反應。催化劑只能改變反應達到平衡所需的時間，而對化學平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動，因此Q的體積分數增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強，化學平衡逆向移動，Q的體積分數減小。同溫同壓時增加z，平衡時Q的體積分數不一定減小，因為N的物質的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。
練綜合拓展
7．如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應A(g)＋B(g)xC(g)的生成物C在反應混合物中的百分含量w(C)和反應時間(t)的關系。
(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則________曲線表示無催化劑時的情況，原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)若乙圖表示反應達到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況，則________曲線表示恒溫恒容的情況，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)根據丙圖可以判斷該可逆反應的正反應是________(填“吸”或“放”)熱反應，化學計量數x的值________。
答案　(1)b　b達到平衡所用時間長，說明b的反應速率小于a
(2)a　a中充入氦氣，w(C)不變，平衡不移動
(3)吸　大于2(2)或大于等于3(≥3)
解析　(1)催化劑能夠加快反應速率，縮短反應達到平衡時的時間，所以a曲線表示有催化劑時的情況，b曲線表示無催化劑時的情況。
(2)恒溫恒容條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡不移動；恒溫恒壓條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡向體積增大的方向移動。
(3)由丙圖可知，恒壓條件下，升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應；恒溫條件下，增大壓強，平衡向逆反應方向進行，所以正反應為體積增大的反應，x2。
8．在一容積為2L的密閉容器內加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。反應中NH3的物質的量濃度的變化情況如圖所示：
(1)根據圖示，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v(NH3)為
________________________________________________________________________。
(2)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH3的物質的量濃度不可能為___________________________________________________________。
a．0.20molL－1b．0.12molL－1c．0.10molL－1d．0.08molL－1
(3)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______________________移動(填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”)，化學平衡常數________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25molL－1)。請在圖中畫出第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線。
答案　(1)0.025molL－1min－1　(2)ac
(3)向正反應方向　不變
(4)
解析　(1)由圖象知：v(NH3)＝Δct＝0.1molL－14min＝0.025molL－1min－1。
(2)合成氨的反應為可逆反應，不可能進行到底，根據反應方程式和題給數據，NH3濃度的最大值為：0.4mol2L＝0.2molL－1，在改變溫度后，平衡要移動，達新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1molL－1。
(3)縮小體積，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，由于溫度未變，平衡常數不變。
(4)在5分鐘末將容積減小一半，c(NH3)瞬間增大為原來的二倍，在8分鐘末建立新平衡，圖象見答案。
9．某溫度時，在2L密閉容器中氣態(tài)物質X和Y反應生成氣態(tài)物質Z，它們的物質的量隨時間的變化如下表所示。
t/minX/molY/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.20
30.750.500.50
50.650.300.70
90.550.100.90
100.550.100.90
140.550.100.90
(1)根據表中數據，在該題圖中相應位置上畫出X、Y、Z的物質的量(n)隨時間(t)變化的曲線：
(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是____________；
(3)列式計算該反應在0～3min時間內產物Z的平均反應速率：
__________________________；
(1)該反應達到平衡時反應物X的轉化率α等于__________________________；

(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線①、②、③(如上圖所示)，則曲線①、②、③改變的實驗條件分別是：
①________；②________；③________。
答案
(1)

(2)X＋2Y2Z
(3)v(Z)＝ΔcZΔt＝ΔnZVΔt＝0.5mol2L×3min＝0.083molL－1min－1
(4)45%
(5)升高溫度　加入催化劑　增大壓強
解析　(1)畫出對應的點直接連接起來即可。
(2)由0～1min時，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝1∶2∶2知該反應的化學方程式為：X＋2Y2Z。
(3)v(Z)＝ΔcZΔt＝ΔnZVΔt＝0.5mol2L×3min＝0.083molL－1min－1
(4)X的轉化率α＝ΔnXnX初×100%＝1.00－0.55mol1.00mol×100%＝45%。
(5)由題中圖象知：平衡時，①曲線平衡時所用時間比原平衡時(9min)短，且生成Z的量減少，故①曲線改變的條件是升高溫度；②曲線的Z的物質的量與原平衡時相同，但達到平衡的時間縮短為1min，故②曲線改變的條件是加入催化劑；③曲線平衡時所用時間比原平衡時(9min)短，且生成Z的量增加，故③曲線改變的條件是增大壓強。

　第3課時　等效平衡

[目標要求]　1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。

一、等效平衡的含義
　在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質的物質的量不同，而達到化學平衡時，同種物質的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。
二、等效平衡的分類
(1)對于恒溫、恒容條件下的體積可變的反應
如果按方程式中的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量與對應組分的起始加入量相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
結果：達到平衡后，各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。
例如，一定條件下的可逆反應：
　2SO2?。22SO3
①2mol1mol0mol
②0mol0mol2mol
③0.5mol0.25mol1.5mol
　
上述三種配比，按方程式的計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2mol、O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。
(2)對于恒溫、恒容條件下的體積不變反應以及恒溫、恒壓的可逆反應(無論體積可變或不變)
如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
結果：達到平衡后，各組分的百分含量相同，但各組分的濃度并不一定相同。
例如：
H2(g)＋I2(g)2HI(g)
①1mol1mol0mol
②2mol2mol1mol
上述兩種配比，按方程式中化學計量關系均轉化為反應物，兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質的量比均為1∶1，因此上述兩種情況建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
知識點一　恒溫、恒容條件下的等效平衡
1．已知在等溫、等容條件下，有如下可逆反應：2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)。現分別從兩條途徑建立平衡，途徑Ⅰ：A、B的起始濃度均為2molL－1；途徑Ⅱ：C、D的起始濃度分別為6molL－1和2molL－1。下列敘述正確的是()
A．Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的濃度相同
B．Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成相同
C．達到平衡時，Ⅰ途徑的反應速率v1等于Ⅱ途徑的反應速率v2
D．達到平衡時，Ⅰ途徑混合氣體的密度與Ⅱ途徑混合氣體的密度相等
答案　B
解析　該反應的條件是在等溫等容條件下，且該反應前后氣體體積不變。由于途徑Ⅱ相當于A、B的起始濃度均為4molL－1建立平衡體系，故平衡時各組分的體積百分含量應與Ⅰ相同，但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為Ⅰ的兩倍。
2．在1L密閉容器中通入2molNH3，在一定溫度下發(fā)生反應：2NH3N2＋3H2，達平衡時，N2的物質的量分數為a%，維持容器的體積和溫度不變，分別通入下列幾組物質，達到平衡時，容器內N2的物質的量分數仍為a%的是()
A．3molH2和1molNH3
B．2molNH3和1molN2
C．2molN2和3molH2
D．0.1molNH3、0.95molN2、2.85molH2
答案　D
解析　由題意可知，是在恒溫恒容下的等效平衡，應滿足投料相等，利用極限轉化法可將各項中物質轉化成第一種情況中NH3的物質的量來比較：
A．1molNH3　3molH2　B．2molNH3　1molN2
C．2molNH3　1molN2　D中2molNH3，故答案為D。
3．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反應開始時充入2molA和2molB，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數大于a%的是()
①2molC
②2molA、1molB和1molHe(不參加反應)
③1molB和1molC
④2molA、3molB和3molC
A．①②B．②③C．①④D．③④
答案　A
解析　將選項中的各種配比全部轉化為起始時A和B的物質的量并與題給平衡進行對比分析：
起始時物質的量mol　2A(g)＋　B(g)3C(g)　平衡時φA
已知220a%
A43230a%
B210a%
C23430a%
D440＝a%　
由于是在恒容條件下，所以②選項中的1molHe對平衡無影響。由于反應2A(g)＋B(g)3C(g)是一個氣體體積不變的反應，因此當n(A)∶n(B)＝1∶1時即與“已知”構成等效平衡，平衡時φ(A)＝a%，如選項④；當n(A)∶n(B)1時，必然A的體積分數增加，φ(A)a%，如選項①、②；當n(A)∶n(B)1時，B的體積分數增加，φ(A)a%，如選項③。
知識點二　恒溫、恒壓條件下的等效平衡
4．將3molA和1molB混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時的溫度、壓強和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應：3A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，達到平衡時C的濃度為ωmolL－1。保持溫度和壓強不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為ωmolL－1的是()
A．6molA＋2molB
B．3molA＋1molB＋2molC
C．2molC＋1molB＋1molD
D．1molC＋2molD
答案　A
解析　在恒溫恒壓下，只要n(A)∶n(B)＝3∶1或n(C)∶n(D)＝2∶1，達到平衡時就均為同一平衡狀態(tài)，即滿足等效平衡的條件。答案為A。
5．某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A(g)＋B(g)2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整，可使平衡右移的是()
A．均減半B．均加倍C．均增加1molD．均減少1mol
答案　C
解析　由題意可知，本題為恒溫恒壓的等效平衡，要求投料時為等比。由于A、B等比例加入各物質，則平衡不移動。將C、D拆解分析。
若按比例增加、減少投料：
C增加：2A(g)　＋　B(g)　2C(g)
1mol0.5mol1mol
再加0.5molB平衡右移。
D減少：2A(g)?。(g)2C(g)
1mol0.5mol1mol
再減少0.5molB，則平衡左移。
6．恒溫、恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生反應：A(g)＋B(g)C(g)
(1)若開始時放入1molA和1molB，達到平衡后，生成amolC，這時n(A)為________mol。
(2)若開始時放入3molA和3molB，達到平衡后，生成n(C)為________mol。
(3)若開始時放入xmolA、2molB和1molC，達到平衡后，A和C的物質的量分別是ymol和3amol，則x＝________，y＝________。平衡時，n(B)________(選填一個編號)，并寫出作出此判斷的理由________________________________________________________。
(甲)大于2mol　(乙)等于2mol　(丙)小于2mol
(丁)可能大于、等于或小于2mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達平衡后，C的物質的量分數是________。
答案　(1)1－a　(2)3a　(3)2　3－3a　(丁)若3a1，B的物質的量小于2mol；若3a＝1，B的物質的量等于2mol；若3a1，B的物質的量大于2mol(4)a2－a

練基礎落實
1．在相同溫度和壓強下，對反應CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗開始時放入容器內各組分的物質的量見下表

上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是()
A．乙＝丁丙＝甲B．乙丁甲丙
C．丁乙丙＝甲D．丁丙乙甲
答案　A
解析　本題主要考查外界條件對化學平衡的影響及等效平衡問題。解題時應注意該反應及反應的特點，即反應前后氣體體積不變，同時要明確等效平衡的條件。把丙中amolCO和amolH2O按化學計量數轉成CO2和H2也分別為amol，則甲與丙是等量等效，則達平衡時，n(CO)應相等；把丁中amolCO和amolH2O按化學計量數轉成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2amol、H2為amol，則與乙等量等效，到達平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了amol的CO2，導致平衡正移，則平衡時n(CO)乙n(CO)甲，故選A。
2．對反應2NO2(g)N2O4(g)，在恒溫的容器中，欲使cNO2cN2O4比值增大，在溫度不變時應采取()
A．體積不變，增加NO2的物質的量
B．體積不變，增加N2O4的物質的量
C．使體積擴大到原來的2倍
D．使體積不變充入N2
答案　C
解析　體積不變無論是增加NO2物質的量還是增加N2O4的物質的量，從效果上來講，都相當于增大壓強，平衡右移，NO2相對含量減小，N2O4相對增多，故A、B錯；C項等效于減小壓強，C正確；需要注意的是B項單從平衡移動角度看，因c(N2O4)變大，使v正v逆，平衡應左移。也就是平衡移動這一過程變化和結果是兩回事。
3．在一密閉的容器中充入2molA和1molB發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)xC(g)，達到平衡后，C的體積分數為w%；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數仍為w%，則x的值為()
A．只能為2B．只能為3
C．可能為2，也可能為3D．無法確定
答案　C
解析　這是一道關于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題，應該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應是一個前后氣體體積不變的類型，因此只要滿足第二種投料方式中按化學計量數換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量之比與第一種投料方式相等即可達到等效平衡。若x不等于3，則須滿足第二種投料方式中通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量與第一種投料方式完全相等，才能使兩平衡等效。
4．在一真空密閉容器中盛有1molPCl5，加熱到200℃，發(fā)生反應：PCl5(g)PCl3(g)
＋Cl2(g)，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數為m%，若在相同的溫度和相同的容器中，起始時加入2molPCl5，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數為n%，則m和n的關系正確的是()
A．mnB．mnC．m＝nD．無法比較
答案　B
解析　設計如下等效平衡模型：
在上述模型中，①和②互為等效平衡，平衡混合氣體中PCl5的體積分數為m%。③達到平衡時，PCl5體積分數為n%，從②到③，由于增大壓強，平衡向逆反應方向移動，所以，PCl5在平衡混合氣體中的體積分數增大。即：nm，B選項正確。

練方法技巧

5．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反應開始時充入2molA和2molB，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數小于a%的是()
A．2molC
B．2molA和1molB
C．1molB和1molC
D．2molA、3molB和3molC
答案　C
解析　由于壓強改變對平衡移動無影響，故平衡后A的體積分數只與起始加入的A、B物質的量之比有關。假設反應都向逆反應進行到底，按四種配比加入起始物質，可等效轉換成起始加入A、B的物質的量之比為：
A．n(A)∶n(B)＝2∶1B．n(A)∶n(B)＝2∶1
C．n(A)∶n(B)＝1∶2D．n(A)∶n(B)＝1∶1
平衡后A的體積分數為a%時，起始加入的A、B物質的量之比為1∶1。若平衡后A的體積分數小于a%，則起始加入A、B的物質的量之比應小于1∶1。
點撥：等效平衡問題一般涉及的是氣體參加的反應。解決問題時同學們容易出現下面兩個錯誤：(1)忽略了反應條件對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應類型的特殊性，即等體反應和非等體反應的等效平衡建立的限制條件是不同的。
6．已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應采取的措施是()
A．甲、乙提高相同溫度
B．甲中加入0.1molHe，乙不變
C．甲降低溫度，乙不變
D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2
答案　C
解析　0.2molHI相當于H2、I2各0.1mol，所以甲、乙在題述情況下達到的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，仍等效；B項，甲中加入0.1molHe對反應無影響；C項，甲降低溫度，平衡右移，HI的濃度增大；D項，甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，平衡都向右移動，HI的濃度都增大。
點撥：任何一個可逆反應體系，在相同條件下從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時的條件(溫度、壓強、濃度)完全相同，則可以形成等效平衡。我們在解題中若遇到將兩個狀態(tài)進行比較這類問題，可以“虛擬”一個中間過程，如一個容器、一個隔板等，然后再進行比較。

綜合拓展

7．某溫度下，密閉容器中充入1molN2和3molH2，使之反應合成NH3，平衡后，測得NH3的體積分數為n0，如果溫度不變，只改變起始加入量，使反應平衡后NH3的體積分數為n0，若N2、H2、NH3的物質的量分別用x、y、z表示。
Ⅰ.恒溫恒容條件下
①若x＝0，y＝0，則z＝________。
②若x＝0.75mol，則y＝______，z＝________。
③x、y、z滿足的一般條件是______________________________________________。
Ⅱ.恒溫恒壓條件下，上述結論又如何？
答案?、?①2mol?、?.25mol　0.5mol
③2x＋z＝2,2y＋3z＝6
Ⅱ.①z為大于0的任意值　②2.25mol　z為任意值
③x∶y＝1∶3，z為任意值，或x或y均等于0，z為大于0的任意值。
解析　本題起始狀態(tài)不同，但最終NH3的百分含量相同，即最終各平衡是等效的。恒溫恒容條件下，“一邊倒”后，對應的各物質的物質的量相等即可，例如“左倒”后，都是1molN2和3molH2，故①x＝0，y＝0，則z＝2mol；②若x＝0.75mol，則y＝2.25mol，z＝0.5mol；③“左倒”后，生成的N2為z2mol，生成的H2為3z2mol，所以x＋z2＝1，y＋3z2＝3。還可以用原子守恒：2x＋z＝2(N守恒)；2y＋3z＝6(H守恒)。恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N2、H2物質的量之比為1∶3即可。因為N2、H2、NH3的計量數之比為1∶3∶2，所以x＝0，y＝0，則z為大于0的任意值；x＝0.75mol，則y＝2.25mol，z為任意值；x∶y＝1∶3；z為任意值，若x與y均等于0，z為大于0的任意值。
8．在恒溫容器中加入1molN2和3molH2，達到平衡時NH3的體積分數為m%。若N2、H2、NH3的起始加入量分別為xmol、ymol、zmol，達到平衡時NH3的體積分數仍為m%。
(1)該容器恒容，則x、y、z應滿足的關系是
________________________________________________________________________。
(2)該容器恒壓，則x、y、z應滿足的關系是
________________________________________________________________________，
設前者達到平衡時生成NH3amol，則后者達到平衡時生成NH3________mol(用a、x、z表示)。
答案　(1)x＋z/2＝1且y＋3z/2＝3
(2)(2x＋z)/(2y＋3z)＝1/3　(x＋z/2)amol
解析　解法一：極限法
N2　＋3H22NH3
起點1:1mol3mol0
起點2:xmolymolzmol
逆推：(x＋z/2)mol(y＋3z/2)mol0
(1)根據題意，兩起點達到平衡時，NH3的量相等，而化學平衡的建立只與條件(溫度、濃度、壓強)有關，與途徑無關，故將起點2“推回”至與起點1相同時(即將zmolNH3完全分解，如上所示)，N2與H2的量應分別與起點1完全相同，這樣兩者達到平衡時N2、H2、NH3的量才完全相同，故x、y、z應滿足的關系如下：x＋z/2＝1且y＋3z/2＝3。
(2)根據題意，兩起點達到平衡時，NH3的物質的量分數相等，故只需“一邊推”后，兩者的投料比相等即可，故x、y、z應滿足的關系如下：
1mol∶3mol＝(x＋z/2)mol∶(y＋3z/2)mol
即：(x＋z/2)mol/(y＋3z/2)mol＝1/3
因為“一邊推”后，后者的N2為前者的(x＋z/2)倍，故平衡時生成的NH3也為前者的(x＋z/2)倍，即(x＋z/2)amol
解法二：原子守恒法
(1)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的量分別相等，故各原子的物質的量也應分別相等，利用原子守恒有：
2x＋z＝1×2(N原子守恒)
2y＋3z＝3×2(H原子守恒)
(2)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的體積分數分別相等，故各原子的物質的量之比也應分別相等，故：
起點1中：n(N)/n(H)＝(1×2)/(3×2)＝1/3
起點2中：n(N)/n(H)＝(2x＋z)/(2y＋3z)得(2x＋z)/(2y＋3z)＝1/3
又因為后者N原子是前者N原子的(2x＋z)/2倍，所以生成NH3為(x＋z/2)amol。

高二化學教案：《化學平衡的移動教學案》教學設計

本文題目：高二化學教案：化學平衡的移動教學案

第1課時　影響化學平衡狀態(tài)的因素

[目標要求]　1.知道濃度、溫度、壓強等條件改變時，化學平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡影響的結果以及有關的解釋?！?.理解勒夏特列原理。

1.濃度的變化對化學平衡的影響

實驗探究

實驗原理：Cr2O2-7+H2O 2CrO2-4+2H+

橙色　黃色

實驗步驟：①取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol?L-1K2Cr2O7溶液。

②向一支試管中滴加1 mol?L-1HNO3溶液，觀察并記錄溶液的顏色。

③向另一支試管中滴加1 mol?L-1NaOH溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。

實驗現象：如下表所示。

步驟 滴加1 mol?L-1 HNO3溶液 滴加1 mol?L-NaOH溶液

溶液顏色 溶液橙色加深 溶液黃色加深

實驗結論：增加H+的濃度，平衡向逆反應方向移動，溶液橙色加深;增加OH-的濃度，減小H+的濃度，平衡向正反應方向移動，溶液黃色加深。

基本規(guī)律：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動;減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。

2.壓強的變化對化學平衡的影響

其他條件不變時，對于有氣體參加的反應，增大壓強，會使平衡向著氣體體積減小的方向移動;減小壓強，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。但是壓強改變，對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質系數不變的反應來說，平衡不移動。

3.溫度的變化對化學平衡的影響

實驗探究

實驗原理：Co2++4Cl- CoCl2-4　ΔH>0

粉紅色　藍色

實驗步驟：取3支試管，向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。

實驗現象及結論：

溶液的顏色 平衡移動的方向

室溫 粉紅色 平衡不移動

熱水 溶液藍色加深 升溫，平衡向正反應方向移動

冰水 溶液粉紅色加深 降溫，平衡向逆反應方向移動

基本規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，平衡向著吸熱方向移動;降低溫度，平衡向著放熱方向移動。

4.勒夏特列原理

如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度)，平衡將向著減弱這種改變的方向移動。

知識點一　外界條件的改變對化學平衡的影響

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鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是()

A.H+濃度減小，HClO濃度減小

B.H+濃度增大，HClO濃度增大

C.H+濃度減小，HClO濃度增大

D.H+濃度增大，HClO濃度減小

答案　C

解析　碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應，而不與次氯酸反應。又由于H+濃度減小，平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反應方向移動，故HClO濃度增大。

2.對已達化學平衡的下列反應2X(g)+Y(g) 2Z(g)減小壓強時，對反應產生的影響是()

A.逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動

B.逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動

C.正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向運動

D.正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動

答案　C

解析　減小壓強、體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。

3.關節(jié)炎是因為在關節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛，其化學機理如下：

①HUr+H2O Ur-+H3O+，

尿酸尿酸根離子

②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列對反應②的敘述正確的是()

A.正反應為吸熱反應

B.正反應為放熱反應

C.升高溫度，平衡向正反應方向移動

D.降低溫度，平衡向逆反應方向移動

答案　B

解析　題意中明確指出“尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛”，說明溫度降低，反應②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)的平衡向正反應方向移動，可知其正反應為放熱反應。

知識點二　勒夏特列原理

4.下列事實中，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，當加入NaOH溶液后顏色變淺

B.對2H2O2 2H2O+O2的反應，使用MnO2可加快制O2的反應速率

C.反應CO+NO2 CO2+NO　ΔH

D.合成氨反應：N2+3H2 2NH3　ΔH

答案　B

5.可逆反應A(g)+B C(g)+D的反應式中A和C都是無色氣體。當反應達到平衡時，下列敘述錯誤的是()

A.若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，則說明D是有顏色的氣體

B.若升高溫度，C的百分含量減小，則說明逆反應為吸熱反應

C.若增大壓強，平衡不發(fā)生移動，則說明B和D一定都是氣體

D.如果B是氣體，則增大A的濃度會使B的轉化率增大

答案　C

6.在密閉容器中，一定條件下，進行如下反應：NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.2 kJ?mol-1，達到平衡后，為提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的正確措施是()

A.加催化劑同時升高溫度

B.加催化劑同時增大壓強

C.升高溫度同時充入N2

D.降低溫度同時增大壓強

答案　B

解析　降低溫度雖然能提高NO的轉化率，但也降低了反應速率，D選項同時采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉化率是一致的，但對加快反應速率是矛盾的，故D項不能保證滿足題中條件。

練基礎落實

1.在某溫度下，反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡，下列說法中正確的是()

A.溫度不變，縮小體積，N2的轉化率增大

B.溫度不變，增大體積，NH3的產率提高

C.升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應方向移動

D.降低溫度，體積不變，H2的轉化率降低

答案　A

解析　本題主要考查溫度對化學平衡的影響。題給反應是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。溫度不變，縮小體積，平衡向氣體體積縮小(正反應)方向移動，N2的轉化率將增大;溫度不變，增大體積，平衡向氣體體積擴大(逆反應)方向移動，NH3的產率降低;升高溫度，增大體積，均使平衡向逆反應方向移動;降低溫度，體積不變，平衡向正反應方向移動，會提高H2的轉化率。

2.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);ΔH>0。當反應達到平衡時，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w?、墼黾覥O的濃度　④減壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉化率的是()

A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

答案　B

解析　要提高COCl2的轉化率，平衡需正向移動。已知可逆反應的正反應是一個氣體化學計量數之和增大、吸熱的反應。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動，不符合要求。③增加CO濃度，平衡逆向移動。④減壓平衡正向移動。⑤催化劑不影響化學平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當于減壓，平衡正移，故正確答案為B。

3.下列說法正確的是()

A.其他條件不變，增大某一反應物的濃度，反應物的轉化率一定都增大

B.對于有氣體參加的反應，其他條件不變，增大壓強，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大

C.對于有氣體參加的反應，改變壓強使平衡向右移動，生成的氣體的濃度一定增大

D.增大反應物的濃度，平衡向右移動，生成物的體積分數一定增大

答案　B

解析　在平衡體系中，增大某一反應物的濃度，該反應物的轉化率降低，對于有氣體參加的反應，只要增大壓強，各組分濃度同時增大，而減小壓強，各組分濃度同時減小。

4.對于密閉容器中的可逆反應：mX(g)+nY(s) pZ(g)　ΔH

A.增大壓強，化學平衡不一定發(fā)生移動

B.通入氦氣，化學平衡不一定發(fā)生移動

C.增加X或Y的物質的量，化學平衡一定發(fā)生移動

D.其它條件不變，升高溫度，化學平衡一定發(fā)生移動

答案　C

解析　由于該反應體積變化不明確，故改變壓強不能確定化學平衡是否移動，A項正確;在恒容條件下充入氦氣，沒有改變平衡體系各物質的濃度，平衡不移動，B項正確;由于Y為固體，改變其用量不影響化學平衡，C項不正確;對任何反應改變溫度，均改變平衡狀態(tài)，故D正確。

5.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的一半，當達到新平衡時，C的濃度變?yōu)樵瓉淼?.1倍，則下列敘述正確的是()

A.m+n>p+q B.m+n

C.平衡向逆反應方向移動 D.C的體積分數不變

答案　A

練方法技巧

6.在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應mX(g) nY(g)　ΔH=Q kJ?mol-1。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示：

下列說法正確的是()

A.m>n

B.Q

C.溫度不變，壓強增大，Y的質量分數減少

D.體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動

答案　C

解析　由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動，說明正反應為吸熱反應，Q>0，B、D錯;溫度不變，容器體積增大，即由1 L變?yōu)? L，若平衡不移動，此時c(Y)應減小為原來一半，現c(Y)比原來的一半大，即減壓，平衡向右移動，向氣體體積增大的方向移動，所以m

7.下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是()

A.紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺

B.在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深

C.FeCl3溶液加熱后顏色變深

D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入無色KSCN溶液，顏色變深

答案　B

解析　A項中2NO2?紅棕色? N2O4?無色?加壓后c(NO2)變大，顏色加深，但加壓使平衡向右移動，顏色又變淺，A正確;B項中H2(g)+I2(g) 2HI(g)是反應前后氣體體積不變的反應，加壓后，平衡不移動，但體積變小，c(I2)增大，顏色變深，故B錯;C項中Fe3++3H2O Fe(OH)3+

3H+是吸熱反應，加熱平衡正移，C正確;D項Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，加入SCN-，增大反應物濃度，平衡正移，D正確。

8.對于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡體系，當升高溫度時，體系的平均相對分子質量從26變?yōu)?9，則下列說法中正確的是()

A.x+y>z+w，正反應是放熱反應

B.x+y>z+w，正反應是吸熱反應

C.x+y

D.x+y>z+w，逆反應是吸熱反應

答案　B

解析　M=mn，m為定值，M增大，則n減小，若x+y>z+w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動，正反應為吸熱反應;若x+y

練綜合拓展

9.現有反應：mA(g)+nB(g) pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大;當減小壓強時，混合體系中C的質量分數減小，則：

(1)該反應的逆反應為________熱反應，且m+n______p(填“>”、“=”或“

(2)減壓時，A的質量分數__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)

(3)若容積不變加入B，則A的轉化率__________，B的轉化率__________。

(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。

(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量__________。

(6)若B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________;而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)

答案　(1)放　>　(2)增大　(3)增大　減小

(4)減小　(5)不變　(6)變深　變淺

解析　升高溫度，B的轉化率增大，說明正反應吸熱，則逆反應放熱;減小壓強，C的質量分數減小，則說明平衡左移，則m+n>p。據此可對以下諸問題作出分析。

10.可逆反應3A(g) 3B(?)+C(?)　ΔH

(1)若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質量________;

(2)若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質量____________;

(3)若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質量__________;

(4)若B不是氣體，C是氣體：

①如果A的摩爾質量大于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________;

②如果A的摩爾質量小于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________。

答案　(1)變大　(2)不變　(3)變大　(4)①變大?、谧冃?/p>

解析　混合氣體的平均摩爾質量在以g?mol-1為單位時數值上等于其平均相對分子質量，因此可用氣體的m(總)/n(總)來推算平均相對分子質量的變化，(1)(3)可用此法;對于(2)氣體只有一種，所以不變;對于(4)屬于兩組分氣體混合物，則只要看兩種氣體的比例及摩爾質量大小。

第2課時　化學平衡中的數形結合問題

[目標要求]　1.能根據化學反應的建立和化學平衡移動原理畫出常見的圖象?！?.會分析常見的關于化學平衡的圖象題。

一、表示平衡建立的圖象

1.速率—時間圖

2.濃度—時間圖

以H2(g)+I2(g) 2HI(g)為例，按要求畫出如下圖象：

要求：(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol，平衡時HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。

二、表示平衡移動的圖象

1.速率—時間圖

(1)如圖①，該平衡向正反應方向移動。

此圖是增加反應物濃度引起的平衡移動。

(2)如圖②，可能是改變什么條件引起的平衡移動?并判斷其對應的化學反應的特點。可能是升高溫度引起的平衡移動，如果是升高溫度，則該反應的正反應是吸熱反應;也可能是增大壓強引起的平衡移動，如果是增大壓強，則該反應的正反應是氣體體積減小的反應。

(3)下列哪個反應一定不符合圖②__D__。

A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH

B.NH4Cl(aq)+H2O(l) NH3?H2O(aq)+HCl(aq)　ΔH>0

C.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH>0

D.H2(g)+I2(g)===2HI(g)　ΔH

2.溫度、壓強、轉化率、時間等之間三重關系的圖象

由此圖可判斷該反應的正反應是氣體體積增大的反應，理由是p1時反應達到平衡所用時間短，故p1>p2，從p1、p2的關系又看出當壓強大時，反應物的轉化率α小，故知該反應的正反應是氣體總體積增大的反應。

知識點一　速率、濃度與時間圖象

1.對于可逆反應mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)，反應過程中，其他條件不變時，產物D的物質的量分數D%與溫度T或壓強p的關系如下圖，下列說法正確的是()

A.降溫可使化學平衡向正反應方向移動

B.使用合適的催化劑可使D%有所增加

C.化學方程式中化學計量數：m>p+q

D.B的顆粒越小，正反應速率越快，有利于平衡向正反應方向移動

答案　A

2.合成氨反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ?mol-1，在反應過程中，正反應速率的變化如下圖：

下列說法正確的是()

A.t1時升高了溫度 B.t2時使用了催化劑

C.t3時增大了壓強 D.t4時降低了溫度

答案　B

3.在容積固定的密閉容器中存在如下反應：A(g)+3B(g) 2C(g)　ΔH

A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高

B.圖Ⅰ研究的是壓強對反應的影響，且乙的壓強較高

C.圖Ⅱ研究的是溫度對反應的影響，且甲的溫度較高

D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高

答案　A

解析　本題考查學生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應速率，改變到達平衡的時間，不能改變平衡，即在一樣的前提條件下，到達平衡時各組分的濃度、各組分的物質的量分數不變，所以A錯;壓強增大，速率提高，且壓強增大，平衡向正反應方向移動，B對;溫度升高，速率增大，縮短到達平衡的時間，且溫度升高，平衡向逆反應方向移動，那么B的轉化率降低，所以C對;催化劑只能改變速率，不能改變平衡的移動，催化劑效率越高，到達平衡的時間越短，所以D對。

知識點二　速率、濃度、轉化率與溫度、壓強的圖象

4.可逆反應mA(g) nB(g)+pC(s)　ΔH=Q kJ?mol-1，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是()

A.m>n，Q>0 B.m>n+p，Q>0 C.m>n，Q

答案　C

解析　找準平衡點，即兩曲線交叉點，然后條件改變后，根據v正與v逆的關系確定平衡移動的方向，得出結論。

5.在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應A(g)+B(g) xC(g)　ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說法不正確的是()

A.p3>p4，Y軸表示A的轉化率

B.p3>p4，Y軸表示B的質量分數

C.p3>p4，Y軸表示混合氣體的密度

D.p3>p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量

答案　B

解析　根據圖Ⅰ中三個狀態(tài)下到達平衡的時間可知T1>T2，p1

6.I2在KI溶液中存在下列平衡：

I2(aq)+I-(aq) I-3(aq)

某I2、、KI混合溶液中，I-3的物質的量濃度c(I-3)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()

A.反應I2(aq)+I-(aq)===I-3(aq)的ΔH

B.若溫度為T1、T2，反應的平衡常數分別為K1、K2，則K1>K2

C.若反應進行到狀態(tài)D時，一定有v正>v逆

D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大

答案　D

解析　由圖象知：c(I-3)隨溫度升高而減小，故該可逆反應的正反應為放熱反應，ΔHK2，B正確;反應進行到狀態(tài)D時，c(I-3)v逆，C正確;狀態(tài)A―→狀態(tài)B，c(I-3)減小，化學平衡逆向移動，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。

練基礎落實

1.如圖是可逆反應A+2B 2C+3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷()

A.正反應是放熱反應 B.D可能是氣體

C.逆反應是放熱反應 D.A、B、C、D均為氣體

答案　A

解析　降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應方向移動，證明正反應放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應方向移動，正反應體積減小，D不可能是氣體。

2.有一化學平衡：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，如圖是表示A的轉化率與壓強、溫度的關系，分析下圖可以得出的正確結論是()

A.正反應是吸熱反應，且m+n>p+q

B.正反應是吸熱反應，且m+n

C.正反應是放熱反應，且m+n>p+q

D.正反應是放熱反應，且m+n

答案　A

解析　此題是兩個條件同時對化學平衡產生影響的圖象。先固定一個條件不變，分析另一個條件變化對平衡的影響，得出一個結論，然后再固定這個條件不變，分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變，壓強越大，A的轉化率越高，得出：m+n>p+q;壓強不變，溫度越高，A的轉化率越大，得出：正反應吸熱。

3.汽車尾氣凈化中的一個反應如下：

NO(g)+CO(g) 12N2(g)+CO2(g)

ΔH=-373.4 kJ?mol-1

在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()

答案　C

解析　對于放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，K值減小，CO的轉化率降低，A、B錯誤;溫度不變，K值不變，C正確;增加N2的量，平衡向逆反應方向移動，NO的轉化率降低，D錯誤。

4.反應N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH=+57 kJ?mol-1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()

A.A、C兩點的反應速率：A>C

B.A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

D.A、C兩點氣體的平均相對分子質量：A>C

答案　C

解析　A、C兩點溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分數減小，但增壓也會增大濃度，反應速率：A

練方法技巧

5.取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：

2NO2(g) N2O4(g)　ΔH

反應相同時間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖。下列示意圖中，可能與實驗結果相符的是()

A.①② B.②③ C.①③ D.②④

思路點撥：解答時注意以下兩點：

(1)反應相同時間，反應可能達平衡或未達平衡。

(2)該反應為氣體體積減小的放熱反應。

答案　D

解析　在恒容狀態(tài)下，在五個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應相同時間。那么則有兩種可能，一是已達到平衡狀態(tài)，二是還沒有達到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應方向移動。假若，5個容器在反應相同時間下，均已達到平衡，因為該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確;假若，5個容器中有未達到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應速率越大，會出現溫度高的NO2轉化得快，導致NO2的百分含量少的情況。在D中，圖中的轉折點為平衡狀態(tài)，轉折點左側為未平衡狀態(tài)，右側為平衡狀態(tài)，D正確。

6.反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時，M的體積分數y(M)與反應條件的關系如下圖所示。其中z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是()

A.同溫同壓z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數增加

B.同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數增加

C.同溫同z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數增加

D.同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分數增加

答案　B

解析　由圖象可知M的體積分數隨著溫度升高而減小，因此正反應是吸熱反應。催化劑只能改變反應達到平衡所需的時間，而對化學平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動，因此Q的體積分數增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強，化學平衡逆向移動，Q的體積分數減小。同溫同壓時增加z，平衡時Q的體積分數不一定減小，因為N的物質的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。

練綜合拓展

7.如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反應混合物中的百分含量w(C)和反應時間(t)的關系。

(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則________曲線表示無催化劑時的情況，原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(2)若乙圖表示反應達到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況，則________曲線表示恒溫恒容的情況，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(3)根據丙圖可以判斷該可逆反應的正反應是________(填“吸”或“放”)熱反應，化學計量數x的值________。

答案　(1)b　b達到平衡所用時間長，說明b的反應速率小于a

(2)a　a中充入氦氣，w(C)不變，平衡不移動

(3)吸　大于2(>2)或大于等于3(≥3)

解析　(1)催化劑能夠加快反應速率，縮短反應達到平衡時的時間，所以a曲線表示有催化劑時的情況，b曲線表示無催化劑時的情況。

(2)恒溫恒容條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡不移動;恒溫恒壓條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡向體積增大的方向移動。

(3)由丙圖可知，恒壓條件下，升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應;恒溫條件下，增大壓強，平衡向逆反應方向進行，所以正反應為體積增大的反應，x>2。

8.在一容積為2 L的密閉容器內加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應：

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH

(1)根據圖示，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v(NH3)為

________________________________________________________________________。

(2)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH3的物質的量濃度不可能為___________________________________________________________。

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)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______________________移動(填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”)，化學平衡常數________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 mol?L-1)。請在圖中畫出第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線。

答案　(1)0.025 mol?L-1?min-1　(2)ac

(3)向正反應方向　不變

(4)

解析　(1)由圖象知：v(NH3)=Δct=0.1 mol?L-14 min=0.025 mol?L-1?min-1。

(2)合成氨的反應為可逆反應，不可能進行到底，根據反應方程式和題給數據，NH3濃度的最大值為：0.4 mol2 L=0.2 mol?L-1，在改變溫度后，平衡要移動，達新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1 mol?L-1。

(3)縮小體積，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，由于溫度未變，平衡常數不變。

(4)在5分鐘末將容積減小一半，c(NH3)瞬間增大為原來的二倍，在8分鐘末建立新平衡，圖象見答案。

9.某溫度時，在2 L密閉容器中氣態(tài)物質X和Y反應生成氣態(tài)物質Z，它們的物質的量隨時間的變化如下表所示。

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)根據表中數據，在該題圖中相應位置上畫出X、Y、Z的物質的量(n)隨時間(t)變化的曲線：

(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是____________;

(3)列式計算該反應在0～3 min時間內產物Z的平均反應速率：

__________________________;

(1) 該反應達到平衡時反應物X的轉化率α等于__________________________;

(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線①、②、③(如上圖所示)，則曲線①、②、③改變的實驗條件分別是：

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)升高溫度　加入催化劑　增大壓強

解析　(1)畫出對應的點直接連接起來即可。

(2)由0～1 min時，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶2∶2知該反應的化學方程式為：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的轉化率α=Δn?X?n?X?初×100%=?1.00-0.55?mol1.00 mol×100%=45%。

(5)由題中圖象知：平衡時，①曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量減少，故①曲線改變的條件是升高溫度;②曲線的Z的物質的量與原平衡時相同，但達到平衡的時間縮短為1 min，故②曲線改變的條件是加入催化劑;③曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量增加，故③曲線改變的條件是增大壓強。

第3課時　等效平衡

[目標要求]　1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。

一、等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質的物質的量不同，而達到化學平衡時，同種物質的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。

二、等效平衡的分類

(1)對于恒溫、恒容條件下的體積可變的反應

如果按方程式中的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量與對應組分的起始加入量相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。

結果：達到平衡后，各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。

例如，一定條件下的可逆反應：

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

上述三種配比，按方程式的計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2 mol、O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

(2)對于恒溫、恒容條件下的體積不變反應以及恒溫、恒壓的可逆反應(無論體積可變或不變)

如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。

結果：達到平衡后，各組分的百分含量相同，但各組分的濃度并不一定相同。

例如：

H2(g)+ I2(g) 2HI(g)

① 1 mol 1 mol 0 mol

② 2 mol 2 mol 1 mol

上述兩種配比，按方程式中化學計量關系均轉化為反應物，兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質的量比均為1∶1，因此上述兩種情況建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。

知識點一　恒溫、恒容條件下的等效平衡

1.已知在等溫、等容條件下，有如下可逆反應：2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)?，F分別從兩條途徑建立平衡，途徑Ⅰ：A、B的起始濃度均為2 mol?L-1;途徑Ⅱ：C、D的起始濃度分別為6 mol?L-1和2 mol?L-1。下列敘述正確的是()

A.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的濃度相同

B.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成相同

C.達到平衡時，Ⅰ途徑的反應速率v1等于Ⅱ途徑的反應速率v2

D.達到平衡時，Ⅰ途徑混合氣體的密度與Ⅱ途徑混合氣體的密度相等

答案　B

解析　該反應的條件是在等溫等容條件下，且該反應前后氣體體積不變。由于途徑Ⅱ相當于A、B的起始濃度均為4 mol?L-1建立平衡體系，故平衡時各組分的體積百分含量應與Ⅰ相同，但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為Ⅰ的兩倍。

2.在1 L密閉容器中通入2 mol NH3，在一定溫度下發(fā)生反應：2NH3 N2+3H2，達平衡時，N2的物質的量分數為a%，維持容器的體積和溫度不變，分別通入下列幾組物質，達到平衡時，容器內N2的物質的量分數仍為a%的是()

A.3 mol H2和1 mol NH3

B.2 mol NH3和1 mol N2

C.2 mol N2和3 mol H2

D.0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2

答案　D

解析　由題意可知，是在恒溫恒容下的等效平衡，應滿足投料相等，利用極限轉化法可將各項中物質轉化成第一種情況中NH3的物質的量來比較：

A.1 mol NH3　3 mol H2　 B.2 mol NH3　1 mol N2

C.2 mol NH3　1 mol N2　 D中2 mol NH3，故答案為D。

3.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數大于a%的是()

①2 mol C

②2 mol A、1 mol B和1 mol He(不參加反應)

③1 mol B和1 mol C

④2 mol A、3 mol B和3 mol C

A.①② B.②③ C.①④ D.③④

答案　A

解析　將選項中的各種配比全部轉化為起始時A和B的物質的量并與題給平衡進行對比分析：

起始時物質的量?mol?　2A(g)+　B(g) 3C(g)　平衡時φ?A?

已知 2 2 0 a%

A 43 23 0 >a%

B 2 1 0 >a%

C 23 43 0

D 4 4 0 =a%

由于是在恒容條件下，所以②選項中的1 mol He對平衡無影響。由于反應2A(g)+B(g) 3C(g)是一個氣體體積不變的反應，因此當n(A)∶n(B)=1∶1時即與“已知”構成等效平衡，平衡時φ(A)=a%，如選項④;當n(A)∶n(B)>1時，必然A的體積分數增加，φ(A)>a%，如選項①、②;當n(A)∶n(B)

知識點二　恒溫、恒壓條件下的等效平衡

4.將3 mol A和1 mol B混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時的溫度、壓強和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，達到平衡時C的濃度為ω mol?L-1。保持溫度和壓強不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為ω mol?L-1的是()

A.6 mol A+2 mol B

B.3 mol A+1 mol B+2 mol C

C.2 mol C+1 mol B+1 mol D

D.1 mol C+2 mol D

答案　A

解析　在恒溫恒壓下，只要n(A)∶n(B)=3∶1或n(C)∶n(D)=2∶1，達到平衡時就均為同一平衡狀態(tài)，即滿足等效平衡的條件。答案為A。

5.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A(g)+B(g) 2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整，可使平衡右移的是()

A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol

答案　C

解析　由題意可知，本題為恒溫恒壓的等效平衡，要求投料時為等比。由于A、B等比例加入各物質，則平衡不移動。將C、D拆解分析。

若按比例增加、減少投料：

C增加：2A(g)　+　B(g)　 2C(g)

1 mol 0.5 mol 1 mol

再加0.5 mol B平衡右移。

D減少：2A(g)　+　B(g)　 　2C(g)

1 mol 0.5 mol 1 mol

再減少0.5 mol B，則平衡左移。

6.恒溫、恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生反應：A(g)+B(g) C(g)

(1)若開始時放入1 mol A和1 mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時n(A)為________ mol。

(2)若開始時放入3 mol A和3 mol B，達到平衡后，生成n(C)為________ mol。

(3)若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達到平衡后，A和C的物質的量分別是y mol和3a mol，則x=________，y=________。平衡時，n(B)________(選填一個編號)，并寫出作出此判斷的理由________________________________________________________。

(甲)大于2 mol　(乙)等于2 mol　(丙)小于2 mol

(丁)可能大于、等于或小于2 mol

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到達平衡后，C的物質的量分數是________。

答案　(1)1-a　(2)3a　(3)2　3-3a　(丁) 若3a>1，B的物質的量小于2 mol;若3a=1，B的物質的量等于2 mol;若3a

練基礎落實

1.在相同溫度和壓強下，對反應CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗開始時放入容器內各組分的物質的量見下表

上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是()

A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙

C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲

答案　A

解析　本題主要考查外界條件對化學平衡的影響及等效平衡問題。解題時應注意該反應及反應的特點，即反應前后氣體體積不變，同時要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學計量數轉成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達平衡時，n(CO)應相等;把丁中a mol CO和a mol H2O按化學計量數轉成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2a mol、H2為a mol，則與乙等量等效，到達平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2，導致平衡正移，則平衡時n(CO)乙>n(CO)甲，故選A。

2.對反應2NO2(g) N2O4(g)，在恒溫的容器中，欲使c?NO2?c?N2O4?比值增大，在溫度不變時應采取()

A.體積不變，增加NO2的物質的量

B.體積不變，增加N2O4的物質的量

C.使體積擴大到原來的2倍

D.使體積不變充入N2

答案　C

解析　體積不變無論是增加NO2物質的量還是增加N2O4的物質的量，從效果上來講，都相當于增大壓強，平衡右移，NO2相對含量減小，N2O4相對增多，故A、B錯;C項等效于減小壓強，C正確;需要注意的是B項單從平衡移動角度看，因c(N2O4)變大，使v正

3.在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應：2A(g)+B(g) xC(g)，達到平衡后，C的體積分數為w%;若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數仍為w%，則x的值為()

A.只能為2 B.只能為3

C.可能為2，也可能為3 D.無法確定

答案　C

解析　這是一道關于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題，應該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應是一個前后氣體體積不變的類型，因此只要滿足第二種投料方式中按化學計量數換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量之比與第一種投料方式相等即可達到等效平衡。若x不等于3，則須滿足第二種投料方式中通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量與第一種投料方式完全相等，才能使兩平衡等效。

4.在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5，加熱到200 ℃，發(fā)生反應：PCl5(g) PCl3(g)

+Cl2(g)，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數為m%，若在相同的溫度和相同的容器中，起始時加入2 mol PCl5，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數為n%，則m和n的關系正確的是()

A.m>n B.m

答案　B

解析　設計如下等效平衡模型：

在上述模型中，①和②互為等效平衡，平衡混合氣體中PCl5的體積分數為m%。③達到平衡時，PCl5體積分數為n%，從②到③，由于增大壓強，平衡向逆反應方向移動，所以，PCl5在平衡混合氣體中的體積分數增大。即：n>m，B選項正確。

練方法技巧

5.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數小于a%的是()

A.2 mol C

B.2 mol A和1 mol B

C.1 mol B和1 mol C

D.2 mol A、3 mol B和3 mol C

答案　C

解析　由于壓強改變對平衡移動無影響，故平衡后A的體積分數只與起始加入的A、B物質的量之比有關。假設反應都向逆反應進行到底，按四種配比加入起始物質，可等效轉換成起始加入A、B的物質的量之比為：

A.n(A)∶n(B)=2∶1 B.n(A)∶n(B)=2∶1

C.n(A)∶n(B)=1∶2 D.n(A)∶n(B)=1∶1

平衡后A的體積分數為a%時，起始加入的A、B物質的量之比為1∶1。若平衡后A的體積分數小于a%，則起始加入A、B的物質的量之比應小于1∶1。

點撥：等效平衡問題一般涉及的是氣體參加的反應。解決問題時同學們容易出現下面兩個錯誤：(1)忽略了反應條件對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應類型的特殊性，即等體反應和非等體反應的等效平衡建立的限制條件是不同的。

6.已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH

A.甲、乙提高相同溫度

B.甲中加入0.1 mol He，乙不變

C.甲降低溫度，乙不變

D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

答案　C

解析　0.2 mol HI相當于H2、I2各0.1 mol，所以甲、乙在題述情況下達到的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，仍等效;B項，甲中加入0.1 mol He對反應無影響;C項，甲降低溫度，平衡右移，HI的濃度增大;D項，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，平衡都向右移動，HI的濃度都增大。

點撥：任何一個可逆反應體系，在相同條件下從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時的條件(溫度、壓強、濃度)完全相同，則可以形成等效平衡。我們在解題中若遇到將兩個狀態(tài)進行比較這類問題，可以“虛擬”一個中間過程，如一個容器、一個隔板等，然后再進行比較。

綜合拓展

7.某溫度下，密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使之反應合成NH3，平衡后，測得NH3的體積分數為n0，如果溫度不變，只改變起始加入量，使反應平衡后NH3的體積分數為n0，若N2、H2、NH3的物質的量分別用x、y、z表示。

Ⅰ.恒溫恒容條件下

①若x=0，y=0，則z=________。

②若x=0.75 mol，則y=______，z=________。

③x、y、z滿足的一般條件是______________________________________________。

Ⅱ.恒溫恒壓條件下，上述結論又如何?

答案　Ⅰ.①2 mol?、?.25 mol　0.5 mol

③2x+z=2,2y+3z=6

Ⅱ.①z為大于0的任意值　②2.25 mol　z為任意值

③x∶y=1∶3，z為任意值，或x或y均等于0，z為大于0的任意值。

解析　本題起始狀態(tài)不同，但最終NH3的百分含量相同，即最終各平衡是等效的。恒溫恒容條件下，“一邊倒”后，對應的各物質的物質的量相等即可，例如“左倒”后，都是1 mol N2和3 mol H2，故①x=0，y=0，則z=2 mol;②若x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z=0.5 mol;③“左倒”后，生成的N2為z2 mol，生成的H2為3z2 mol，所以x+z2=1，y+3z2=3。還可以用原子守恒：2x+z=2(N守恒);2y+3z=6(H守恒)。恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N2、H2物質的量之比為1∶3即可。因為N2、H2、NH3的計量數之比為1∶3∶2，所以x=0，y=0，則z為大于0的任意值;x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z為任意值;x∶y=1∶3;z為任意值，若x與y均等于0，z為大于0的任意值。

8.在恒溫容器中加入1 mol N2和3 mol H2，達到平衡時NH3的體積分數為m%。若N2、H2、NH3的起始加入量分別為x mol、y mol、z mol，達到平衡時NH3的體積分數仍為m%。

(1)該容器恒容，則x、y、z應滿足的關系是

________________________________________________________________________。

(2)該容器恒壓，則x、y、z應滿足的關系是

________________________________________________________________________，

設前者達到平衡時生成NH3 a mol，則后者達到平衡時生成NH3________mol(用a、x、z表示)。

答案　(1)x+z/2=1且y+3z/2=3

(2)(2x+z)/(2y+3z)=1/3　(x+z/2)a mol

解析　解法一：極限法

N2　+3H2　 　2NH3

起點1: 1 mol 3 mol 0

起點2: x mol y mol z mol

逆推： (x+z/2) mol (y+3z/2) mol 0

(1)根據題意，兩起點達到平衡時，NH3的量相等，而化學平衡的建立只與條件(溫度、濃度、壓強)有關，與途徑無關，故將起點2“推回”至與起點1相同時(即將z mol NH3完全分解，如上所示)，N2與H2的量應分別與起點1完全相同，這樣兩者達到平衡時N2、H2、NH3的量才完全相同，故x、y、z應滿足的關系如下：x+z/2=1且y+3z/2=3。

(2)根據題意，兩起點達到平衡時，NH3的物質的量分數相等，故只需“一邊推”后，兩者的投料比相等即可，故x、y、z應滿足的關系如下：

1 mol∶3 mol=(x+z/2)mol∶(y+3z/2)mol

即：(x+z/2)mol/(y+3z/2)mol=1/3

因為“一邊推”后，后者的N2為前者的(x+z/2)倍，故平衡時生成的NH3也為前者的(x+z/2)倍，即(x+z/2)a mol

解法二：原子守恒法

(1)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的量分別相等，故各原子的物質的量也應分別相等，利用原子守恒有：

2x+z=1×2(N原子守恒)

2y+3z=3×2(H原子守恒)

(2)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的體積分數分別相等，故各原子的物質的量之比也應分別相等，故：

起點1中：n(N)/n(H)=(1×2)/(3×2)=1/3

起點2中：n(N)/n(H)=(2x+z)/(2y+3z)得(2x+z)/(2y+3z)=1/3

又因為后者N原子是前者N原子的(2x+z)/2倍，所以生成NH3為(x+z/2)a mol。

高二化學平衡膳食

課題2平衡膳食
教學目標
1、了解膳食結構的含義，能正確認識平衡膳食寶塔，并運用平衡膳食和有關數據初步評價自己的食譜是否合理。
2、了解合理攝入營養(yǎng)物質的重要性，鞏固前一課題學習的各種營養(yǎng)的生理功能，認識營養(yǎng)均衡與人體健康的關系。
3、幫助學生學會用科學知識指導實際生活的方法，提高學生的科學素養(yǎng)。
過程與方法：
1、通過認識不同膳食對人體的作用，了解平衡膳食的重要性。
2、通過對平衡膳食寶塔的認識學會編制食譜的方法。
情感態(tài)度與價值觀：通過學習認識平衡膳食的重要意義，使青少年養(yǎng)成不挑食、不偏食、不暴飲暴食的好的生活習慣。
教學重點：認識平衡膳食寶塔，編制合理食譜。
教學過程
[聯想質疑]大家已經知道人體需要的營養(yǎng)素，也知道了這些營養(yǎng)素存在于多種多樣的食物中，為了保持身體健康，人們不僅要攝入食物，還要注意平衡膳食。要做到平衡膳食，應該如何決定攝入事物的種類和數量呢？
一、探索膳食結構
[講解]膳食結構的定義。
膳食結構：人們攝入的食物種類和數量的相對構成。
[交流研討]
學生列出平時的早餐、午餐和晚餐食物的種類及數量，畫出自己的飲食結構圖。討論以下問題：
（1）食物可分為哪幾個類別？依據是什么？
（2）各類食物是否可以互相代替？
（3）每個人攝入的谷類總質量相同嗎？若不同，可能的原因是什么？
（4）將自己的飲食結構圖對照中國居民平衡膳食寶塔圖，發(fā)現問題。
[講解]平衡膳食的重要性，指出偏食、挑食的危害。
[結論]人體所需要的營養(yǎng)素存在于不同的食物中，不同種類的食物提供的主要營養(yǎng)素不同，同種營養(yǎng)素可能存在于不同食物中
二、認識平衡膳食寶塔
將自己的飲食結構圖對照中國居民平衡膳食寶塔圖，找出自己的飲食結構在品種和數量上有哪些欠缺，提出自己關心的問題。
[提問]列舉你喜歡吃的食物并指出其含有哪些營養(yǎng)素。
[質疑]同種營養(yǎng)素在不同食物中的含量是否一樣？
[活動探究]先引導學生回顧維生素C的性質及其檢驗方法。將學生分成兩個小組，
第一小組探究不同水果（橙子和獼猴桃）中維生素C含量的比較；
第二小組來探究市售某品牌橙汁與現榨新鮮的橙汁中維生素C含量的比較。
[活動探究]分組活動、探究
第一小組：探究橙子、獼猴桃中維生素C含量的比較，設計實驗并由實驗現象得出結論。

第二小組：探究市售某品牌橙汁與現榨新鮮的橙汁中維生素C含量的比較，設計實驗并由實驗現象得出結論。
實驗結束得出結論后，兩小組派代表向全班同學匯報結果，雙方成員相互提出自己關心的問題，
交流、討論本實驗的感受和收獲?？偨Y并閱讀表2-2-1“部分營養(yǎng)素在不同食物中的平均含量”
讀閱“資料在線”“平衡膳食中的營養(yǎng)素平衡”結合實際進行聯想、思考閱讀表2-2-3“中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量”
[講解]三大熱能營養(yǎng)素：蛋白質、油脂、糖類。
[小結]同種營養(yǎng)素在不同食物中的含量不同。平衡膳食實際上就是營養(yǎng)素平衡。
[質疑]人體每天需要多少營養(yǎng)素呢？不同的個體需要的營養(yǎng)素的量相同嗎?
[過渡]平時我們的一日三餐應如何配制呢？怎樣做到合理膳食呢？
三、編制食譜
[講解]確定食譜的一種方法：
1、確定人體每日各營養(yǎng)素的需要量
糖類攝入量（g）＝Q×（60%～70%）÷16.7kJg-1
脂肪類攝入量（g）＝Q×（20%～25%）÷37.7kJg-1
蛋白質攝入量（g）＝Q×（10%～15%）÷16.7kJg-1
2、確定具體食物的攝入量
[交流研討]根據一名17歲男高中生某日食譜討論：該同學一日三餐的食譜是否合理，指出不足及改善的辦法？參照表2-2-1計算并完成教材中的表格
[本節(jié)小結]日常生活中，應該做到合理膳食，平衡營養(yǎng)，尤其是對于我們中學生，更應該注意全面地選擇食物，養(yǎng)成良好的飲食習慣，做到食物多樣化、不偏食、不挑食、不暴飲暴食，從而才能達到健康成長的目的。
[作業(yè)]
1、為家中某一成員編制一份合理的食譜。
2、課下調查比較市售各種品牌果汁中維生素的種類及含量，并與現榨新鮮果汁進行比較，分析果汁能否代替水果。
附：課堂練習
1、渤海特有的黃花魚、鱸魚、比目魚、魷魚等能給人們帶來的主要營養(yǎng)素是（）
A、維生素B、蛋白質C、淀粉D、葡萄糖
2、某人到醫(yī)院檢查完身體后，醫(yī)生建議他多吃水果和蔬菜，你判斷醫(yī)生是讓他補充（）
A、蛋白質B、糖類C、水分D、維生素
3、平衡膳食中的營養(yǎng)素平衡包括（）
①蛋白質、油脂和糖類的平衡②必須氨基酸和非必需氨基酸的平衡③不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸的平衡④無機鹽元素之間的平衡⑤維生素和其他營養(yǎng)素之間的平衡
A、只有①B、①和⑤C、①②④⑤D、①②③④⑤
4、黃瓜中富含維生素C和維生素B，已知維生素C在酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定，而高溫時，維生素會被破壞，因此你認為應如何合理食用黃瓜（）
A、加醋涼拌B、煮湯C、熱炒D、熏蒸
5、小華從小愛吃魚和瘦肉，不喜歡吃蔬菜水果。于是特別疼愛他的奶奶就將小華的一日三餐安排為：早餐——肉絲面；午餐——紅燒魚、排骨湯、大米飯；晚餐——瘦肉粥、炸雞腿。請你評價一下小華奶奶的這種膳食安排是否合理，并說明你的依據
6、下表列出了甲、乙兩種食品的部分營養(yǎng)成分，請仔細閱讀后回答下列問題。
營養(yǎng)成分單位每百克平均含量
食品甲食品乙
總熱量KJ(千焦)21001700
糖類g7850
脂肪g286
蛋白質g246
鈣mg930200
磷mg720150
（1）每100g食品中所含營養(yǎng)成分質量最大的是
（2）某同學準備去野外探險，選擇上述食品，建議他攜帶食品（填“甲”或“乙”）
你建議的依據是。
參考答案：
1、B2、D3、D4、A
5、小華奶奶的這種膳食安排不合理。這種安排只注重了能量和鈣質的補給，卻忽視了綠葉蔬菜和水果中各種營養(yǎng)素的補給，長此以往，必然導致膳食營養(yǎng)失衡，引起某些疾病。
6、（1）食品甲中的糖類（2）甲；每100g食品能補充的能量和營養(yǎng)成分都比乙高