2022高二化学学案23《化学平衡》(人教版选修4).docx

2.3 化学平衡 学案〔人教版选修4〕
[学习目标]1.熟练掌握影响化学平衡的因素，正确分析平衡移动的方向。2.熟练运用化学平衡常数和平衡转化率进行相关计算。3.熟练分析化学平衡图象。4.理解等效平衡并进行简单计算。
题型一影响化学平衡的因素考查
典例1某温度下，密闭容器中发生反响aX(g)bY(g)＋cZ(g)，到达平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当到达新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。那么以下表达正确的选项是(　　)
A．可逆反响的系数：a>b＋c
B．压缩容器的容积时，v正＝v逆
C．到达新平衡时，物质X的转化率减小
D．到达新平衡时，混合物中Z的质量分数增大
听课记录：
变式训练1在一密闭容器中，反响aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当到达新的平衡时，B的浓度是原来的60%，那么(　　)
A．平衡向逆反响方向移动了
B．物质A的转化率减小了
C．物质B的质量分数增加了
D．a>b
变式训练2可逆反响mA(气)＋nBpC(气)＋qD(其中A和C都是无色气体)，当到达平衡时，以下表达正确的选项是(　　)
A．增大压强，平衡不移动，说明(m＋n)一定等于(p＋q)
B．升高温度，A的转化率减小，说明正反响是吸热反响
C．假设增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体物质
D．假设B是气体，增加A的量，A、B转化率都一定增大
题型二对化学平衡常数和平衡转化
率的综合考查
方法点拨：利用“三段式〞分析法进行平衡常数和转化率的相关计算
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a、b，到达平衡后消耗A的物质的量浓度为mx。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始(mol·L－1)ab00
变化(mol·L－1)mxnxpxqx
平衡(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx
K＝
典例2在473K时，反响PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝4.6×10－3mol·L－1。
(1)假设PCl5的起始浓度为0.020mol·L－1，求到达平衡时PCl5的分解率。
(2)PCl5的起始浓度为多大时，到达平衡时其分解率为50%
题型三化学平衡图象
方法点拨：对于化学平衡的有关图象问题，可按以下方法进行分析：
1．认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。
2．紧扣可逆反响的特征，搞清正反响方向是吸热还是放热；体积增大还是减小、不变；有无固体、纯液体物质参加或生成等。
3．看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。
4．看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
5．先拐先平。例如，在转化率—时间图上先出现拐点的曲线先到达平衡。
6．定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
典例3：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1025kJ·mol－1，该反响是一个可逆反响。假设反响物起始物质的量相同，以下关于该反响的示意图不正确的选项是(　　)
听课记录：
变式训练3在密闭容器中进行以下反响：M(g)＋N(g)R(g)＋2 L，此反响符合右边图象。以下表达正确的选项是(　　)
A．正反响吸热，L是气体
B．正反响吸热，L是固体
C．正反响放热，L是气体
D．正反响放热，L是液体
题型四等效平衡
1．等效平衡的含义
在一定条件下的可逆反响里，起始投料不同，但到达平衡时同种物质的质量分数(或体积分数、物质的量分数)均相等，这样分别建立起来的平衡互称为等效平衡。
2．判断等效平衡的规律
等效类型
Ⅰ
Ⅱ
外界条件
恒温、恒容
恒温、恒压
可逆反
应类型
任何可
逆反响
反响前后气体总体积不变的可逆反响
任何可
逆反响
起始投料
按方程式中的系数关系转化为方程式同一半边的物质，其“量〞相同
按方程式中的系数关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量之比符合同一比例
平衡特点(对各组分而言)
质量分数
相同
相同
物质的量
相同
成比例
物质的
量浓度
相同
成比例
质量
相同
成比例
分子数
相同
成比例
说明等效平衡有两大特点：①反响条件：恒温恒容或恒温恒压，②反响特点：Δνg＝0或Δνg≠0。
对于Δνg＝0的反响，无论在哪一个条件下均化为“等比〞。
对于Δνg≠0的反响，那么是“恒温恒容化为等同〞，“恒温恒压化为等比〞。

听课记录：
变式训练4在一真空密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃，发生反响：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，反响到达平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为m%，假设在相同的温度和相同的容器中，起始时参加2molPCl5，反响到达平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为n%，那么m和n的关系正确的选项是(　　)
A．m>nB．m<n
C．m＝nD．无法比较
参考答案
要点突破区
典例1C
变式训练1C[温度不变，体积增大一倍，压强减小，假设平衡不移动，那么B的浓度应为原来的50%，现为60%，说明平衡向正反响方向移动，那么a<b，B的质量分数增加了。]
变式训练2C[A项是错误的，压强改变平衡不移动只能说明是气体分子数反响前后没有变化，而反响物和生成物不一定都是气体，所以这个关系式不正确；B项根据平衡移动原理，升高温度，平衡左移只能说明正反响是放热的；D项假设增加A的量，A的转化率减小而不是增大；所以C项是正确的。]
典例2　(1)38%　(2)9.2×10－3mol·L－1
解析(1)设PCl5的转化浓度为x，
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/mol·L－10.02000
平衡浓度/mol·L－10.020－xxx
K＝＝＝4.6×10－3mol·L－1，
解得x＝7.6×10－3mol·L－1。
故PCl5的分解率α＝×100%＝38%。
(2)设PCl5起始浓度为c时，到达平衡时分解率为50%，
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/mol·L－1 c00
平衡浓度/mol·L－1 c－0.5c0.5c0.5c
由K＝＝4.6×10－3mol·L－1解得c＝9.2×10－3mol·L－1。
典例3C[由于该反响为放热反响，升高温度平衡左移，NO的含量降低，因此A正确、C错；又由于该反响为气体体积增大的反响，增大压强平衡左移，因此压强越大，NO的含量越低，故B正确；而催化剂只能提高反响速率，不会引起平衡的移动，因此D正确。]
变式训练3C[由“先拐先平〞可推知，T1>T2，p1<p2，结合图象，升高温度R的含量减小，正反响为放热反响；增大压强，R的含量减小，平衡向逆反响方向移动，故反响物中气态物质计量数之和小于生成物中气态物质计量数之和，故L为气体。]
典例4　(1)2s　(2)39　(3)0.30.3
解析此题为恒温、恒压条件下达成等效平衡的问题，必须按照恒温、恒压等比例的规律进行求算，即把所参加的物质进行换算，如换算为N2、H2的物质的量后只要再符合＝即符合题意。
具体计算可参考以下方法进行。
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
初始： mnp
换算： m＋n＋p0
(1)m＝0，n＝0，p＝4得：m＋＝2，n＋p＝6，n(N2)、n(H2)均为的2倍，所以平衡时，n(NH3)＝2smol。
(2)平衡时n(NH3)＝3smol，n(N2)、n(H2)均为的3倍，那么有：m＋＝3，n＋p＝9，代入p＝0，得：m＝3，n＝9。
(3)平衡时n(NH3)＝0.25smol，n(N2)、n(H2)均为的0.25倍，那么有：m＋＝，n＋p＝，代入m＝0.1，得p＝0.3，n＝0.3。
变式训练4B　[设计如下等效平衡模型：
在上述模型中，①和②互为等效平衡，平衡混合气体中PCl5的体积分数为m%。③到达平衡时，PCl5体积分数为n%，从②到③，由于增大压强，平衡向逆反响方向移动，所以PCl5在平衡混合气体中的体积分数增大，即：n>m。]