第第1717课时课时1.关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为： HUr(尿酸)+H2O Ur-(尿酸根离子)+H3O+， Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)下列对反应叙述中正确的是A.正反应为吸热反应 B.升高温度，平衡向正反应方向移动C.正反应为放热反应 D.降低温度，平衡向正反应方向移动课前体验课前体验 【解析】试题生活与健康为对象设题，既考查学生的分析能力和实际应用能力。从试题中获取信息：关节炎主要是在寒冷季节发生，而且是因为形成了尿酸钠晶体(NaUr)，从化学平衡移动知识角度来说，则是因为“温度降低后，平衡右移了”，故该正反应为放热反应。A.04分钟时，A的平均反应速率为0.01 mol/(Lmin)B.由T1向T2变化时，v正v逆C.此反应的正反应为吸热反应D.其他条件不变时给平衡体系加压，达新平衡时，C的体积分数增大课前体验课前体验2.在10 L密闭容器中，A、B、C三种气态物质构成可逆反应体系。某温度下，A、B、C三者物质的量与时间的关系如下左图所示，而C的百分含量与温度的关系如下右图所示。下列说法错误的是课前体验课前体验【解析】本题结合化学平衡移动与图象关系，考查观察能力、思维能力和实际应用能力。 根据速率v(A)=c(A)/t=0.01 mol/(Lmin)；T1、T2时未达到平衡，反应向正方向进行，所以v正v逆；T3时反应达到平衡状态，继续升温，C%减小，平衡向逆方向进行，则正反应为放热反应；由速率关系可以判断方程式中化学计量数关系。课前体验课前体验3.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为A.等于p% B.大于p%C.小于p% D.无法判断【解析】本题利用等效平衡原理，判断平衡移动与转化率变化的关系。 根据题意，甲、乙两容器可设为如下图所示装置。2SO2+O2 2SO3是一个气体总物质的量减少的反应。甲容器保持体积不变，压强变小；乙容器保持压强不变，体积减小，达到平衡状态时转化为状态丙。 假设乙中的活塞不移动，由于甲、乙两个容器的体积、温度相同，达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡，其中SO2的转化率也相等。对于乙和丙两个状态，乙中压强小于丙中压强，因此丙中SO2转化率大于乙中SO2转化率。由此可以判断出丙中SO2的转化率也大于甲中SO2的转化率。所以正确答案为B。（1）请配平反应的化学方程式，将结果填入题中方框内，当反应中有6 mol电子发生转移，被氧化的铁的质量是 。（2）Na2FeO2称亚铁酸钠，Na2Fe2O4的名称是 ，FeFe2O4的名称是 。课前体验课前体验112 g铁酸钠铁酸亚铁4.为了防止铁生锈，可对铁制品表面进行“发蓝”处理：把铁制品浸入热的NaNO2、NaNO3、NaOH混合溶液中，使它的表面氧化生成一层致密的氧化膜Fe3O4(Fe3O4可以看作Fe2O3和FeO的复合氧化物)，所发生的反应可表示如下： 3Fe+NaNO2+5NaOH 3Na2FeO2+NH3+H2O Fe+ NaNO3+ NaOH+ H2O Na2Fe2O4+ NH3 Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH835214（3）若上述热的混合溶液中NaOH的含量太少，则氧化膜的厚度就太薄，其原因可能是 ；若NaOH的含量太多，则氧化膜的厚度也太薄，其原因可能是 。课前体验课前体验4.为了防止铁生锈，可对铁制品表面进行“发蓝”处理：把铁制品浸入热的NaNO2、NaNO3、NaOH混合溶液中，使它的表面氧化生成一层致密的氧化膜Fe3O4(Fe3O4可以看作Fe2O3和FeO的复合氧化物)，所发生的反应可表示如下： 3Fe+NaNO2+5NaOH 3Na2FeO2+NH3+H2O Fe+ NaNO3+ NaOH+ H2O Na2Fe2O4+ NH3 Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH835214 NaOH的含量少，使反应生成的Na2FeO2和反应生成的Na2Fe2O4的质量都少，致使反应生成的Fe3O4的质量也少 NaOH的含量太多，使反应的化学平衡向逆反应方向移动，使生成Fe3O4的质量减少课前体验课前体验4.为了防止铁生锈，可对铁制品表面进行“发蓝”处理：把铁制品浸入热的NaNO2、NaNO3、NaOH混合溶液中，使它的表面氧化生成一层致密的氧化膜Fe3O4(Fe3O4可以看作Fe2O3和FeO的复合氧化物)，所发生的反应可表示如下： 3Fe+NaNO2+5NaOH 3Na2FeO2+NH3+H2O Fe+ NaNO3+ NaOH+ H2O Na2Fe2O4+ NH3 Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH835214【解析】铁生锈是日常生活中的常见现象，本题以预防铁生锈的反应原理为研究对象，在第问设问时，又给出了一种看似矛盾的问题，需要学生在解答时善于抓主要矛盾和矛盾的主要方面。从反应来看，NaOH太少，产生的Na2FeO2就少，则会影响反应生成Fe3O4的量；NaOH太多，则会抑制反应的正向移动，也会使生成Fe3O4的量减少。根据以上规律判断，下列结论正确的是( )A.反应：H0，p2p1B.反应：HT2C.反应：H0，T2T1或H0，T2T1D.反应：HT1典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：B C典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：【解析】考查化学平衡移动与图象变化的关系。 图像1：相同压强(p1)，温度越高，A的平衡转化为转化率越低，即为升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应；增大压强，平衡向正反应方向移动，A的平衡转化率越高，即p2p1。典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：【解析】考查化学平衡移动与图象变化的关系。 图像2：温度高、速率快，达平衡时间短，即T1T2；温度越高C的物质的量越少，平衡a向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应。典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：【解析】考查化学平衡移动与图象变化的关系。 图像3：若T1T2，温度越高，C的平衡体积分数就越小，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应；反之，正反应为吸热反应。典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：【解析】考查化学平衡移动与图象变化的关系。 图像4：若T2T1，升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应的H0。 典例精析典例精析【例例1 1】某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：【评注】分析图象“三看”：一看横、纵坐标；二看变化趋势；三看特殊点(起点、终点和拐点)。（1）在常压下，金属钾转变为气态，从反应混合物中分离的最低温度约为 ，而反应的最高温度应低于 。（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是 。典例精析典例精析压强(KPa)13.33 53.32101.3K的沸点()590710770Na的沸点()770830890KCl的沸点()1437NaCl的沸点()1465 钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g) H0，该反应的平衡常数可表示为：Kc(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表。770890降低压强或移去钾蒸气；适当升高温度变式变式变式变式1 1典例精析典例精析（3）常压下，当反应温度升高到900时，该反应的平衡常数可表示为： 。K=c(K)/c(Na)压强(KPa)13.33 53.32101.3K的沸点()590710770Na的沸点()770830890KCl的沸点()1437NaCl的沸点()1465 钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g) H0，该反应的平衡常数可表示为：Kc(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表。变式变式变式变式1 1典例精析典例精析【解析】本题以工业制取钾为载体，考查观察能力和数据处理能力。常压(101.3 kPa)下，钾的沸点为770，而钠的沸点为890；使平衡向正反应方向移动，有利于提高原料的利用率。压强(KPa)13.33 53.32101.3K的沸点()590710770Na的沸点()770830890KCl的沸点()1437NaCl的沸点()1465 钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g) H0，该反应的平衡常数可表示为：Kc(K)，各物质的沸点与压强的关系见下表。变式变式变式变式1 1【例2】在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中，加入3 mol PCl3和4 mol Cl2使之反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，平衡时容器内压强为开始时的6/7，此时：（1）容器内气体密度是开始时的 倍,气体平均相对分子质量是开始时的 倍。典例精析典例精析【解析】（1）根据=m/V，所以密度不变，恒温恒容时：p1p2=n1n2，根据反应： PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，起始量(mol) 3 4 0转化量 x x x平衡量 (3-x) (4-x) x 则16/7=(3+4)(7-x)，解得x=1，Mr=m总/n总，则Mr2Mr1=n1n2=76。17/6（2）保持同一反应温度,将起始物改为a mol PCl3,b mol Cl2,c mol PCl5,欲 使 平 衡 时 PCl5的 体 积 分 数 为 1/6,则 a、 b、 c满 足 的 关 系 为 ，(一含a、c,一含b、c)，欲使开始时反应表现为向逆方向进行,则a的取值范围为 ，b的取值范围为 ，c的取值范围为 。【解析】（2）平衡时PCl5的体积分数为1/6，则两个平衡等效，则“一边倒”换算：起始量相同，即a+c=3，b+c=4，若要使反应向逆反应方向进行，则a、b小于平衡量，c大于平衡量，但小于或等于极值(最大值3 mol)。典例精析典例精析【例2】在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中，加入3 mol PCl3和4 mol Cl2使之反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，平衡时容器内压强为开始时的6/7，此时：a+c=3，b+c=40a21b31c3典例精析典例精析【例2】在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中，加入3 mol PCl3和4 mol Cl2使之反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，平衡时容器内压强为开始时的6/7，此时：a+c=3，b+c=4（2）保持同一反应温度,将起始物改为a mol PCl3,b mol Cl2,c mol PCl5,欲 使 平 衡 时 PCl5的 体 积 分 数 为 1/6,则 a、 b、 c满 足 的 关 系 为 ，(一含a、c,一含b、c)，欲使开始时反应表现为向逆方向进行,则a的取值范围为 ，b的取值范围为 ，c的取值范围为 。0a21b312/3M (用字母N、M关系式表示)。 典例精析典例精析6n2/3m【备选题】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应： A(g)+2B(g)3C(g)已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后，生成a mol C。典例精析典例精析【解析】恒温恒容条件下，反应前后气体分子数不变的可逆反应，起始量的比值相同则为等效平衡。 可逆反应：A(g) + 2B(g) 3C(g) 平衡时C 起始 1 mol 3 mol 0 a mol 起始 2 mol 6 mol 0 2a mol 起始 2 mol 8 mol x 换算： (2+x/3) (8+2x/3) 0 则：nAnB=(2+x/3)(8+2x/3)=13，解得：x=6。(4)根据“不为零”原则：当C为2m时，nA(平)=(n-2m/3)0， 所以 n2m/3。典例精析典例精析【备选题】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应： A(g)+2B(g)3C(g)已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后，生成a mol C。【评注】等效平衡是一个难点，关键在于理解等效平衡的特点，运用“一边倒”进行换算，判断“等温等压”或“等温等容”条件下，各物质“起始量”之间的关系，进行相关计算。方法指导方法指导1.等效平衡：在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡(包括“同一平衡状态”)。平衡状态只与始态有关，而与途径无关。如： 无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始； 投料是一次还是分成几次； 反应容器经过先扩大后缩小或先缩小后扩大的过程，只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 等效平衡原理等效平衡原理方法指导方法指导2.等效平衡规律：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应条件 气体分子的计量数 等效条件(换算后) 等效平衡体系中各组分的比较 恒温恒容m+np+q 起始量相等 百分含量、物质的量、浓度均相同 m+n=p+q 起始量比相同 百分含量相同，物质的量和浓度比相同 恒温恒压 m+n=p+q 起始量比相同 百分含量和浓度相同，物质的量比相同 m+np+q 起始量比相同 百分含量和浓度相同，物质的量比相同 等效平衡原理等效平衡原理方法指导方法指导(1)可逆反应“不为零”原则 可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时，反应物和生成物共存，每种物质的物质的量不为零。 一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。 等效平衡原理等效平衡原理3.化学平衡的思维方法：方法指导方法指导(2)“一边倒一边倒”原则原则 可逆反应，在条件相同时(如等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容) 可逆反应 aA(g)+bB(g)cC(g) 起始量 a b 0 平衡态 起始量 0 0 c 平衡态 起始量 x y z 平衡态 为了使平衡=平衡=平衡 根据“一边倒”原则，即可得 x+a/cz=a得x/a+z/c=1 y+b/cz=b得y/b+z/c=1 等效平衡原理等效平衡原理3.化学平衡的思维方法：方法指导方法指导 (3) “过渡态过渡态”方法方法 思路：思路：始态始态过渡态过渡态(如等效平衡如等效平衡)终态终态。 即“先先同同后后变变”，进行判断时，可设置相同的平衡状态(参照标准)，再根据题设条件观察变化的趋势。 等效平衡原理等效平衡原理3.化学平衡的思维方法：高考回放高考回放1.(2007广东)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。2.(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。 (2)已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积 不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 (填字母) A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂 G.移出氧气BC高考回放高考回放解：解： 2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g)起始浓度/molL-1 0.050 0.030 0平衡浓度/molL-1 (0.050-0.040) (0.030-0.040/2) 0.040 =0.010 =0.010所以，K=c(SO3)2/c(SO2)2c(O2) =(0.040 molL-1)2/(0.010 molL-1)20.010 molL-1 =1.6103 molL-1。(SO2)=(0.050-0.010)molL-1/0.050 molL-1100%=80%。 高考回放高考回放 (3) SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要的化工原料，反应的化学方程式为SO2+H2O+Na2SO32NaHSO3 。 (4) 将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是抑制Fe2+、Fe3+的水解，防止Fe2+被氧化成Fe3+。SO2+H2O+Na2SO32NaHSO3抑制Fe 2+、Fe 3+的水解，防止Fe 2+被氧化成Fe 3+【解析】本题以工业生产硫酸为载体，考查化学平衡原理的有关应用，考查学生对平衡思想的认识。 1.(2007广东)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。2.(2008江苏)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2催催化化剂剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数) 请回答下列问题：高考回放高考回放(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 bc 。(填字母) a. SO2和SO3浓度相等 b. SO2百分含量保持不变 c. 容器中气体的压强不变 d. SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 e. 容器中混合气体的密度保持不变bc高考回放高考回放(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是b 。(填字母)a. 向装置中再充入N2b. 向装置中再充入O2c. 改变反应的催化剂d. 生高温度b2.(2008江苏)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2催催化化剂剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数) 请回答下列问题：高考回放高考回放2.(2008江苏)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2催催化化剂剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数) 请回答下列问题：(3)求该反应达到平衡是SO2的转化率答答：消耗的O2物质的量：0.7mol-5.6 L/22.4 L/mol=0.45mol。 生成的SO3物质的量：0.45 mol2=0.9 mol。 SO2和SO3的物质的量和：21.28 L/22.4 L/mol=0.95 mol 反应前的SO2物质的量：0.95 mol SO2的转化率：0.9 mol/0.95 mol100%=94.7%。高考回放高考回放高考回放高考回放答答：在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀。因此BaSO4的质量为0.9 mol0.05233 g/mol10.5 g。(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？2.(2008江苏)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2催催化化剂剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数) 请回答下列问题：高考回放高考回放【解析】 本题将化学平衡与定量计算相结合，综合考查学生解决问题的能力和“量差法”的数学思想。2.(2008江苏)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2催催化化剂剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数) 请回答下列问题：