苏教化学选择性学案专题2第2单元能力课时5化学反应的方向与限度含答案.doc
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能力课时5 化学反应的方向与限度探 究 任 务1．化学平衡状态标志的判断方法2．比较和计算化学平衡常数的方法化学平衡状态标志的判断方法化学平衡状态的判断步骤解题步骤解题注意事项第一步：审题，看清要求先看一遍题目，了解题目要求及给出的可能的化学平衡状态第二步：套用两个标志(1)微观标志：v正＝v逆≠0①同一物质的生成速率等于消耗速率；②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比(或消耗速率与生成速率之比)等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比；③在化学方程式两边不同物质的生成速率与生成速率之比(或消耗速率与消耗速率之比)等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比2)宏观标志：反应混合物中各组分的百分含量一定①各组分的质量分数不变；②各气体组分的体积分数不变；③各组分的物质的量分数不变；④各组分的分子数之比不变；⑤各组分的物质的量浓度不变；⑥各组分的转化率或产率不变；⑦若某组分为有色物质，体系的颜色不再改变第三步：确定答案根据第一步的审题，将第二步中与题目有关的“标志”跟选项提供的状态比较，确定正确选项判断某反应是否达到平衡的“三看”“三注意”三看：一看反应是否为可逆反应；二看物质的状态；三看气体的化学计量数。
三注意：一注意不同物质的平衡浓度之间无必然关系；二注意公式M＝在讨论混合气体的平均相对分子质量时的应用；三注意公式ρ＝在讨论混合气体密度时的应用将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)①2v(NH3)＝v(CO2)②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中氨气的体积分数不变⑤密闭容器中c(NH3)不变能判断该反应已经达到化学平衡的是( )A．②③⑤ B．②③④C．①④⑤ D．全部A [①没说明正反应速率和逆反应速率，且比值错误，故不能作为依据；②密闭容器中总压强与气体物质的量成正比，只有平衡时n(气)不变，故压强可以作为依据；③ρ＝，m(气)可变，故可以作为依据；④n(NH3)∶n(CO2)＝2∶1，故氨气的体积分数为恒值，不能作为依据；⑤根据定义，可以作为依据]1．工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( )A．单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2B．两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂C．反应容器内的压强不再发生变化D．混合气体的相对分子质量不发生变化B [A项描述的反应速率都是v正，无法判断是否达到平衡；B项说明H2O的分解速率(v正)与H2的消耗速率(v逆)相等，即v正(H2O)＝v逆(H2)，能判断反应达到平衡；C项，由于该反应前后气体的物质的量不变，故压强始终不变，不能说明可逆反应达到平衡；D项，混合气体的质量不变，物质的量不变，反应前后混合气体的相对分子质量不变，故不能说明反应达到平衡状态。
]2．一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g) ΔH<0，能表示该反应达到平衡状态的是( )A．v逆(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)C．混合气体密度保持不变D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6C [利用化学反应速率之比等于化学方程式的计量系数之比可知A项错误；B项均表示正反应，无论反应是否处于平衡状态都成立；D项表示的浓度关系与是否平衡无关；混合气体密度不变说明容器中气体质量不变，而平衡移动则气体质量改变，所以C项表示达到平衡状态]3．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是( )A．容器内的温度不再变化B．容器内的压强不再变化C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2A [A．绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；B．该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强不再变化判断平衡状态，故B错误；C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C错误；D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，故D错误；故选A。
]比较和计算化学平衡常数的方法平衡常数的计算与比较解题步骤解题步骤第一步：通过化学方程式写出平衡常数表达式根据题目提示的反应信息，写出有关反应的化学方程式(有些试题中已给出化学方程式)，根据化学方程式写出平衡常数表达式第二步：代入数据计算通过“三段式”法，求出平衡时各气体物质或溶液中分子、离子浓度，将平衡时有关物质的浓度代入平衡常数表达式，计算出平衡常数K第三步：比较平衡常数大小部分试题中有平衡常数的比较，此时先分析两个要比较的平衡常数的温度是否相同，温度相同则平衡常数相同；若为放热反应，则温度低者平衡常数大，若为吸热反应，则温度高者平衡常数大硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示根据图示回答下列问题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝__________________，升高温度，K值____________(填“增大”“减小”或“不变”)2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa该反应的平衡常数为_____________________。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)___________ _K(B)(填“＞”“＜”或“＝”)[解析] (1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向左移动，故K值减小；(2)①由题图可知，0.10 MPa时，则平衡时c(SO2)＝＝0.04 mol/L，c(O2)＝＝0.02 mol/L，c(SO3)＝＝0.16 mol/L；K＝＝＝800；②由A到B，温度不变，只增大体系压强，K值不变[答案] (1) 减小 (2)①800 ②＝1．（双选）已知可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＝a kJ·mol－1(a>0)在容积为1 L的密闭恒容容器中加入2 mol A和1 mol B，充分反应，在t ℃时达平衡后，测得生成物C的浓度为1.98 mol·L－1，吸收热量为b kJ不同温度下该反应的平衡常数如下表所示：t/℃t1t2K1.00×1071.88×103下列判断不正确的是( )A．t1
]2．某温度下，在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和 2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说法正确的是( )A．前2 min，D的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1B．此时，B的平衡转化率是60%C．增大该体系的压强，化学平衡常数不变D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大C [2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则 3A(g)＋2B(g)4C(s)＋D(g)开始/mol 4 2 0 0转化/mol 1.2 0.8 1.6 0.4平衡/mol 2.8 1.2 1.6 0.4A．v＝＝＝0.1 mol·L－1·min－1，故A错误；B．达到平衡，参加反应的B的物质的量为1.6 mol×＝0.8 mol，故B的转化率为×100%＝40%，故B错误；C．化学平衡常数只受温度影响，增大压强平衡常数不变，故C正确；D．增加B的浓度增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的转化率降低，故D错误。
]3．在容积不变的容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示下列说法正确的是( )温度/℃100200300400500转化率/%3075755018A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小B．400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝2C．200 ℃，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态D．当单位时间内生成n mol B的同时消耗2n mol C时，反应达到平衡状态B [A．任何化学反应速率都是随着温度升高而变大，A错误；B．400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 mol·L－1，假设A的起始浓度为c mol/L，则根据三段式进行计算： 2A(g) ＋ B(g) 2C(g)起始浓度/(mol/L) c 0.25c＋0.5 0转化浓度/(mol/L) 0.5c 0.25c 0.5c平衡浓度/(mol/L) 0.5c 0.5 0.5c则该反应的平衡常数K＝＝＝2，B正确；C．由表中数据可知200 ℃和300 ℃，A的转化率均为75%，故说明200 ℃，A的转化率为75%时，反应并未达到平衡状态，300 ℃早已达到平衡，C错误；D．生成n mol B的同时消耗2n mol C均表示逆反应，故当单位时间内生成n mol B的同时消耗2n mol C时，不能说明反应达到平衡状态，D错误。
]N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)T1温度时，向密闭容。
