高二化学二单元教案：化学反应的方向

概要：等于B的剩余量，则B消耗了原来的一半，即1 mol，同时A消耗了0.5 mol。11.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 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：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。(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(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是________________________________________________________________________。(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.升高温度(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。(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?答案(1)bc(2)b(3)消耗氧气的物质的量：0.7 mol-5.6 L22.4 L•mol-1=0.45 mol反应的n(SO2)=0.45 mol×2=0.9 mol，生成的n(SO3

答案　(1)aV mol•L-1　bV mol•L-1　0　v正　v逆

(2)减小　减小　增大　减小　增大

(3)相等　保持不变

10.有A、B、C三种气体，若起始时取1 mol A与2 mol B发生反应：A+2B 2C，达到平衡时，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，则达到平衡时A的物质的量是__________。

答案　0.5 mol

解析　根据反应的化学方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶2∶2，则c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶2∶2，此时可判断c(B)=c(C)，因为此反应中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，则B消耗了原来的一半，即1 mol，同时A消耗了0.5 mol。

11.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 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：

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。(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

(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是

________________________________________________________________________。

(填字母)

a.向装置中再充入N2

b.向装置中再充入O2

c.改变反应的催化剂

d.升高温度

(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。

(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?

答案　(1)bc　(2)b　(3)消耗氧气的物质的量：

0.7 mol-5.6 L22.4 L•mol-1=0.45 mol

反应的n(SO2)=0.45 mol×2=0.9 mol，生成的n(SO3)=0.9 mol

SO2和SO3的物质的量之和：21.28 L22.4 L•mol-1=0.95 mol

反应前SO2的物质的量为：0.95 mol

SO2的转化率：0.9 mol0.95 mol×100%=94.7%

(4)在给定条件下溶液呈强酸性，不会产生BaSO3沉淀，因此m(BaSO4)=0.90 mol×5%×233 g•mol-1=10.5 g

解析　(1)由定义判断b正确;由于恒温恒容下的非等体积反应，压强不变说明气体的总物质的量不变，反应达平衡，c正确;由ρ=mV中m和V都是定值，故ρ也始终不变，无法判断是否达到平衡，e错误;SO2和SO3的浓度大小关系不能作为平衡判定标志，a错;d中SO3的生成速率和SO2的消耗速率任意时间点都相等，d错。

(2)由化学平衡的影响因素可知：恒容下充入N2不改变反应混合物各成分浓度，平衡不移动;充入O2则增大了反应物O2的浓度，提高了SO2的转化率;催化剂不改变平衡，无法影响SO2的转化率;升高温度会使平衡逆向移动，降低SO2的转化率。

(3)由信息知消耗氧气的物质的量：0.7 mol-5.6 L22.4 L•mol-1=0.45 mol;②反应达平衡时SO2和SO3的总物质的量为：21.28 L22.4 L•mol-1=0.95 mol，因为SO2和SO3的消耗和生成关系为1∶1，所以初始SO2的总量也是0.95 mol;③反应的n(SO2)=0.45 mol×2=0.9 mol，生成的n(SO3)=0.9 mol。

所以α(SO2)=0.9 mol0.95 mol×100%=94.7%。

(4)在给定条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀，因此m(BaSO4)=0.9 mol×5%×233 g•mol-1=10.5 g。

第3课时　化学平衡常数

[目标要求]　1.知道化学平衡常数的含义。2.能运用化学平衡常数对化学反应进行程度的判断。3.能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

一、化学平衡常数

1.表达式

对于一般的可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为：K=ccC•cdDcaA•cbB。

2.意义

(1)K值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大;反之就转化越不完全，转化率就越小。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

二、反应物的平衡转化率

1.定义

物质在反应中转化量与起始量的比值。

2.表达式

α=Δnn始×100%=Δcc始×100%。

3.意义

反应物的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。

知识点一　化学平衡常数

1.关于化学平衡常数的叙述，正确的是(　　)

A.只与化学反应方程式本身和温度有关

B.只与反应的温度有关

C.与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响

D.只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数

答案　A

解析　大量实验证明，化学平衡常数决定于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓度等其他外界条件没有任何关系。

2.1 000 K时反应C(s)+2H2(g) CH4(g)的K=8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol•L-1、CH4 0.2 mol•L-1时，上述反应(　　)

A.正向移动 B.逆向移动 C.达到平衡 D.不一定

答案　A

解析　Q=0.20.72=0.408

Qv逆。

知识点二　转化率

3.在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中发生反应：aA(g)+B(g) C(g)+D(g)，5 min后达平衡。已知各物质的平衡浓度关系为c(A)a•c(B)=c(C)•c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则B的转化率为(　　)

A.60% B.24% C.12% D.40%

答案　D

4.在一定条件下，SO2和O2发生如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。

(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=________。

(2)降低温度，该反应的K值________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，二氧化硫的转化率________，化学反应速率________。

答案　(1)c2SO3c2SO2•cO2　(2)增大　增大　减小

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