《平衡常数与化学平衡》复习课(上杭一中赖增荣)

NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体
透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确
的是
A. b点的操作是压缩注射器
B. c点与a点相比，c(NO2)
增大，c(N2O4)减小 C. 若不忽略体系温度变化， 且没有能量损失，则T(b)＞T(c) D. d 点：v(正) ＞ v(逆)
移动方向 移动结果
Q变化 K变化
【问题解决3】
已知:Ka1(H2CO3) =4.2×10-7
；列出平衡常数表达式；
Ka2(H2CO3) =5.6×10-11
(1)用化学用语表示0.1mol· L-1NaHCO3溶液中，HCO3-存在的平衡 (2)加水稀释，上述平衡怎样移动？如何定量解释该溶液显碱性？ (3)往溶液中加入0.1mol· L-1BaCl2溶液，有BaCO3沉淀生成。 ①写出产生沉淀的离子反应方程式； ②若反应后溶液中c(Ba2+)=5×10-5mol· L-1，pH=8.0， 计算此时溶液中c(HCO3-)。[已知：Ksp(BaCO3)=5×10-9]
《平衡常数与化学平衡》复习课
上杭一中
2015.11.26
赖增荣
南安侨光中学
【学习目标】 1.能依据K大小确定反应可逆程度；认识勒夏特列原理的局限性； 2.能从Q与K关系，说明化学平衡状态建立过程、化学平衡实质、 化学平衡移动方向、移动结果； 3.构建基于K的问题解决思路并应用于实际情景中，分析、解决有 关化学平衡问题。
【问题解决】已知：密闭容器中发生以下反应： CaCO3(s)⇋CO2(g)+CaO(s)。测得平衡时c(CO2)=0.1mol· L-1。若 将容器体积缩小到原来的2倍，请画出容器中c(CO2)随时间变化 示意图。
思路： 从平衡常数不变进 行思考。
已知反应：2NO2 （红棕色）⇋ N2O4（无色）△H＜0。将一定量的
改变Q
体积、物质的 量同时改变
改变容 器体积
四、平衡移动的结果 【思考与分析4】已知：2NH3(g)+CO2(g)⇋CO(NH2)2(l)+H2O(l)。在 某温度下，向10L的恒容密闭容器中通入6molNH3和3molCO2，平 衡时c(NH3)=0.2mol· L-1，c(CO2)=0.1mol· L-1。若此时再向容器中充
C.不移动 D.无法确定移动方向
如果改变影响平衡的一个条件，平衡将向能够减弱这种改变 的方向移动。
【结论】勒夏特列原理有局限性：
适用于改变一个条件；
定性分析； 只能判断移动方向；
三 、 平 衡 移 动 的 条 件 、 实 质
平衡破坏
改变K
改变温度
建立新平衡
增加反 应物、 生成物 减少反应物 、生成物
1.上述2个反应中，焓变大于零、小于零还是等于零？为什么？ 2.提出一种能缓解关节炎疼痛的方法，你是怎样考虑的？
3.试写出上述两个反应的化学平衡常数表达式。 (3)37 ℃时，某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为
2.0×10-3 mol•L-1，其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4 mol•L-1，该病人尿液的 c(H+)为_____．
【思考与交流1】密闭容器中发生如下两个反应： H2+F2 ⇋ 2HF H2+CO2⇋CO+H2O
K=6.5×1095（25℃）
K=1(800℃)
如何确定2个反应是否属于典型的可逆反应？ 一、化学平衡研究对象——可逆反应
依据平衡常数K可以判断反应是否属于典型可逆反应。
若K>105, 认为反应进行较完全；若K<10-5, 认为反应很难进行； K很大或很小的反应，很难通过平衡移动改变反应进行程度。
衡时c(NH3)=0.2mol· L-1，c(CO2)=0.1mol· L-1。若此时再向容器中充 入2molNH3和1molCO2，重新达到平衡时c(NH3)为 A. >0.2 B. <0.2 C. =0.2 D.无法确定 mol· L-1
【结论】勒夏特列原理有时无法确定定量的结果； 依据平衡常数进行计算，可以准确判断平衡移动结果： 包括平衡浓度、转化率、百分含量……等等。
【基于平衡常数K问题解决思路】
依据物质类别找到相关平衡；
书写反应方程式和平衡常数表达式； 分析平衡移动因素，依据Ｋ、Ｑ 关系判断平衡移动方向；
分析平衡移动结果，即宏观现象和微粒数量；
K很大的反应，很难通过平衡移动来控制该反应进行的限度。
关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠(NaUr)晶体，尤其在寒冷
【问题解决1】
硝酸生产中，500℃时，NH3和O2可能发生如下反应： ① 4NH3 (g) +5O2 (g) ⇋ 4NO (g) + 6H2O K=1.1×1026
② 4NH3 (g) + 4O2 (g) ⇋2N2O (g) + 6H2O (g) △H= -1104.9kJ· mol-1
C.不移动 D.无法确定移动方向
回顾勒夏特列原理，并思考下列问题： 若改为加入54molN2，平衡移动方向会改变吗？为什么？ 【思考3】某温度下恒压容器中发生反应N2(g)+3H2(g)⇋2NH3(g) 达到平衡时，容器体积为1L，三种物质的量分别为1mol、3mol 、2mol。若此时再向容器中充入2molN2，该平衡将 A. 向左移动 B. 向右移动 。
【问题解决2】一定温度下，1L的密闭容器中发生下列反应： 2NO2(g) ⇋N2O4(g)，达到平衡，测得c(NO2)=1mol· L-1， c(N2O4)=1mol· L-1。请分析改变下列条件，平衡移动方向和结果？ 改变条件 T,V不变， 充入N2 不移动 NO2转化率 不变 。。 变 不变 不变 T,P不变， 充入N2 左移 NO2转化率 变 小 。 。 变大 不变 再加入 1molNO2 右移 NO2% 变 小 。 变小 不变 再加入 1molN2O4 左移 NO2% 变 小 。 。 变大 不变
③ 4NH3 (g) + 3O2 (g) ⇋2N2 (g) + 6H2O (g)
K=4.4×1028
K=7.1×1034
△H= -1269.02kJ· mol-1
其中，②、③是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是
A．减小压强 C．增大O2浓度 B．降低温度 D．使用合适的催化剂
二、平衡建立的过程与实质 【思考与分析2】在密闭容器中加入2molH2和1molCO2，发生如 平衡状态实质：Q=K 下反应：H2 (g) +CO (g) ⇋CO (g) +H2O (g)。某同学画出如下关 平衡状态建立过程 : Q2 不断趋近于 K的过程。 系图：
试推测该星球上温度与地球上温度高低情况，说明理由。
请思考：①上图中“X”分别可以代表什么物理量？为什么？ ②如果改变加入的H2和CO2起始量，上述图像是否会变化？ ③如果无论怎样改变加入的H2和CO2起始量，图像都不会改变，那 么该如何画图？图中X可能是什么物理量？
回顾勒夏特列原理，并思考下列问题： 【思考3】某温度下恒压容器中发生反应N2(g)+3H2(g)⇋2NH3(g) 达到平衡时，容器体积为1L，三种物质的量分别为1mol、3mol 、2mol。若此时再向容器中充入2molN2，该平衡将 A. 向左移动 B. 向右移动 。
入2molNH3和1molCO2，重新达到平衡时c(NH3)为
A. >0.2 B. <0.2 C. =0.2 D.无法确定
mol· L-1
四、平衡移动的结果
【思考与分析4】已知：2NH3(g)+CO2(g)⇋CO(NH2)2(l)+H2O(l)。在
某温度下，向10L的恒容密闭容器中通入6molNH3和3molCO2，平
季节易诱发关节疼痛，其化学机理为：
-3 -mol尿酸钠，此温度下尿酸钠的 -+H O+ 8.0② + (aq) ⇋NaUr(s) (1)37 ℃时， 1.0L 水中最多可溶解 × 10 ①HUr +H O ⇋ Ur Ur (aq)+Na 2 3
Ksp约为_____。
(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处，这说明生成尿酸钠晶体的反应是 _____(填“放热”或“吸热”)反应。