第二章復(fù)習(xí)（二）
[教學(xué)目標(biāo) ]
鞏固和應(yīng)用本章知識(shí)。提高綜合分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
[教學(xué)過(guò)程 ]
1.化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進(jìn)行的程度
（1）K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。
（2）K值不隨濃度的改變而改變，但隨著溫度的改變而改變。
2.化學(xué)平衡的移動(dòng)
（1）勒沙持列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。其中包含：①影響平衡的因素只有濃度、壓強(qiáng)、溫度三種；②原理的適用范圍是只有一項(xiàng)條件變化的情況（溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度），當(dāng)多項(xiàng)條件同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，情況比較復(fù)雜；③平衡移動(dòng)的結(jié)果只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。
（2）平衡移動(dòng)就是一個(gè)“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過(guò)程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動(dòng)。可總結(jié)如下：
（3）平衡移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率的變化：不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的增大等同起來(lái)。具體分析可參考下表：
反應(yīng)實(shí)例 | 條件變化與平衡移動(dòng)方向 | 達(dá)新平衡后轉(zhuǎn)化率變化 |
2SO2 +O2 2SO3（氣）+熱 | 增大O2濃度，平衡正移 | SO2 的轉(zhuǎn)化率增大，O2的轉(zhuǎn)化率減小 |
增大SO3濃度，平衡逆移 | 從逆反應(yīng)角度看，SO3的轉(zhuǎn)化率減小 | |
升高溫度，平衡逆移 | SO2 、O2的轉(zhuǎn)化率都減小 | |
增大壓強(qiáng)，平衡正移 | SO2 、O2的轉(zhuǎn)化率都增大 | |
2NO2（氣） N2O4 | 體積不變時(shí)，無(wú)論是加入NO2或者加入 N2O4 | NO2的轉(zhuǎn)化率都增大（即新平衡中N2O4的含量都會(huì)增大） |
2HI H2+I2（氣） | 增大H2的濃度，平衡逆移 | H2的轉(zhuǎn)化率減小，I2的轉(zhuǎn)化率增大 |
增大HI的濃度，平衡正移 | HI的轉(zhuǎn)化率不變 | |
增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng) | 轉(zhuǎn)化率不變 |
例1 在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)H2 2H - Q ，若反應(yīng)物濃度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s，那么由0.06mol·L-1降到0.024 mol·L-1，需反應(yīng)的時(shí)間為（ ）
（A）等于18s （B）等于12s （C）大于18s （D）小于18s
[思路分析] 氫分子分解成氫原子的變化，同樣可以用化學(xué)反應(yīng)速率規(guī)律進(jìn)行分析研究。這道題無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算，但可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)用數(shù)學(xué)估算法快速解答。從0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s，這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為
=0.002 mol·L-1·s-1）
若由0.06mol/L降到0.024 mol·L-1所需時(shí)間為t，由于起始濃度減小，反應(yīng)速率減慢，必有：t> =18（s）。
[答案]C。
例2 為了進(jìn)一步提高合成氨的生產(chǎn)效益，科研中最有開(kāi)發(fā)價(jià)值的是（ ）。
（A）尋求H2的新來(lái)源 （B）研制耐高溫高壓的新材料合成塔
（C）研制低溫下活性較大的催化劑 （D）研制高溫下活性較大的催化劑
[思路分析]合成氨反應(yīng)：N2+3H2 2NH3+熱
大家知道，目前工業(yè)上采用的合成氨反應(yīng)條件是高溫（500℃）、高壓（200~300atm）、催化劑。選擇500℃主要考慮到該溫度下催化劑活性最大，有利于合成氨反應(yīng)保持足夠的反應(yīng)速率，而從轉(zhuǎn)化率角度看，溫度越低越有利。選擇高壓有兩方面作用，一是提高反應(yīng)速率、二是提高轉(zhuǎn)化率。所以從實(shí)際生產(chǎn)角度出發(fā)，若能找到一種較低溫度下就具有催化活性的催化劑，既有利于提高轉(zhuǎn)化率，又可保持較大的反應(yīng)速率，所以這是一個(gè)最有開(kāi)發(fā)價(jià)值的科研方向。
[答案]C。
例3 已知：氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡
Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH-
在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害氣體SO2并變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。
（1）寫(xiě)出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：
SO2和CaCO3懸濁液反應(yīng)_____________________；
SO2和Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)_________________________。
（2）說(shuō)明用熟石灰的懸濁液（而不用澄清石灰水）洗滌廢氣的理由：_______________。
（3）在英國(guó)進(jìn)行的一個(gè)研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面SO2的濃度。在二十世紀(jì)的60~70年代的十年間，由發(fā)電廠排放出的SO2增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面SO2的濃度降低了30%之多。
請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種方法是否可取？________________。
[思路分析]（1）題中告訴我們反應(yīng)產(chǎn)物為“石膏”，所以要注意不能寫(xiě)成產(chǎn)物是亞硫酸鈣的反應(yīng)式。實(shí)際上，無(wú)論用碳酸鈣懸濁液還是熟石灰懸濁液，反應(yīng)中應(yīng)包含兩個(gè)過(guò)程：一是SO2與之反應(yīng)生成亞硫酸鈣，再是亞硫酸鈣被氧氣氧化生成硫酸鈣。
（2）這里要注意，工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際是要吸收大量的SO2廢氣，而氫氧化鈣微溶于水，澄清石灰水中氫氧化鈣濃度小，不利于吸收大量的SO2。
（3）增加煙囪的高度，只能降低地表面的SO2的濃度，不能消除SO2。
[答案]（1）反應(yīng)式為：
2SO2+2CaCO3+O2+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+CO2↑
2SO2+2Ca(OH)2+O2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
（2）氫氧化鈣微溶于水，澄清石灰水中氫氧化鈣濃度小，不利于吸收大量的SO2。用懸濁液來(lái)吸收，由于溶解平衡的移動(dòng)，可以大量吸收SO2。
（3）不可取，因?yàn)?/SPAN>SO2的排放總量沒(méi)有減少，所以進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球環(huán)境的危害。
例4 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：
FeO(固)+CO(氣) Fe(固)+CO2(氣)-Q。
其平衡常數(shù)可表示為K=[CO2]/[CO]，已知1100℃時(shí)K=0.263�；瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化。
（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值____，平衡常數(shù)K值_____（本小題空格均備選：增大、減小或不變）
（2）1100℃時(shí)測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)____(選填“是”或“否”)，此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率是υ正___υ逆（選填大于、小于或等于），其原因是___________。
[思路分析]（1）反應(yīng)的正方向是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以平衡常數(shù)K=[CO2]/[CO]要增大。
（2）平衡時(shí)，二氧化碳、一氧化碳的濃度比值等于平衡常數(shù)，若比值不等于平衡溶液，就處于非平衡狀態(tài)。將c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1代入可得：
= =0.25<0.263
所以此時(shí)不是平衡狀態(tài)，為了使?jié)舛戎档扔谄胶獬?shù)，二氧化碳濃度將增大，一氧化碳濃度將減小。所以，平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。
[答案]（1）增大，增大；（2）否，大于，此時(shí)[CO2]/[CO]<0.263，因溫度不變，K值不變，為增大[CO2]/[CO]比值，需υ正>υ逆。
補(bǔ)充練習(xí)：
1.環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的基本國(guó)策。在硝酸生產(chǎn)過(guò)程中，為消除對(duì)大氣的污染，并變廢為寶，常用于吸收尾氣中氮氧化物的是（ ）。
（A）水 （B）稀硫酸 （C）活性炭 （D）燒堿溶液
2.你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是①少用煤作燃料 ②把工廠煙囪造高 ③燃料脫硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤開(kāi)發(fā)新能源（ ）。
（A）①②③ （B）②③④⑤ （C）①③⑤ （D）①③④⑤
3.在合成氨生產(chǎn)過(guò)程中，為防止催化劑中毒用銅氨液法除去變換后的一氧化碳：
該吸收反應(yīng)很難進(jìn)行，則吸收反應(yīng)的條件應(yīng)為（ ）。
（A）10000Kpa，-70℃ （B）10000Kpa，10℃
（C）10000Kpa，80℃ （D）10Kpa，80℃
4.在配制氰化鉀溶液時(shí)，有揮發(fā)性劇毒氫氰酸生成，為了阻止氫氰酸的生成可采用的最佳方法是（ ）。
（A）低溫冷凍 （B）加入氫氧化鉀 （C）加入鹽酸 （D）加熱
16.可逆反應(yīng)2SO2（氣）+O2（氣） 2SO3（氣）在向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率（ ）。
（A）大于 （B）小于 （C）等于 （D）不能肯定
5.下列反應(yīng)A+B =C+D反應(yīng)速率最大的一組是（ ）。
（A）常溫下，20mL含A和B各0.001mol
（B）常溫下，100mL含A和B各0.01mol
（C）常溫下，0.1mol/L的A和B溶液各10mL混合
6.若在透明的圓筒中裝入NO2，迅速壓縮，就其發(fā)生變化來(lái)說(shuō)，下列說(shuō)法正確的是（ ）。
（A）顏色變深 （B）顏色變淺
（C）顏色不變 （D）先變深后慢慢變淺
7.如圖所示，表示反應(yīng)：
X（氣）+Y（氣） 2Z（氣）+Q（Q>0）平衡移動(dòng)的情況。圖中時(shí)間t2與t3間曲線變化的影響因素是（ ）。
（A）增大壓強(qiáng)
（B）降溫 （C）增大Z的濃度 （D）增大Y的濃度
8.一定條件下，在密閉容器里進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：
S2Cl2(橙黃色液體)+Cl2(氣) 2SCl2(鮮紅色液體)+61.16kJ。下列說(shuō)法正確的是（ ）。
（A）單位時(shí)間里生成n mol S2Cl2的同時(shí)也生成n molCl2
（B）達(dá)到平衡時(shí)，若升高溫度，壓強(qiáng)不變，反應(yīng)混合溶液顏色變淺
（C）達(dá)到平衡時(shí)，單位時(shí)間里消耗 n mol S2Cl2的同時(shí)也生成n molCl2
（D）其它條件不變，增加氯氣，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氯氣的轉(zhuǎn)化率一定升高
9.接觸法制硫酸中，進(jìn)入接觸室的氣體組成為（體積）：SO27%，O211%，N282%。在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為77%，則平衡時(shí)氣體總體積是反應(yīng)前的（ ）。
（A）38.5% （B）77% （C）6.4% （D）97.3%
10.把氮?dú)夂蜌錃庖?/SPAN>1:1物質(zhì)的量比混勻后分成四等份，分別同時(shí)充入A、B、C、D四種裝有催化劑的真空密閉容器中（容器的容積固定），在保持相同溫度的條件下，四個(gè)容器中的合成氨反應(yīng)相繼達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后回答問(wèn)題（用A、B、C、D填寫(xiě)）：
容器代號(hào) | A | B | C | D |
平衡時(shí)混合物的平均分子相對(duì)質(zhì)量 | | | 16 | 17 |
平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率 | 20% | | | |
平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率 | | 30% | | |
（1）都達(dá)到平衡時(shí)，_____容器中NH3的物質(zhì)的量所占比例最大。
（2）達(dá)到平衡所需時(shí)間最長(zhǎng)的容器代號(hào)是________。
（3）四個(gè)容器容積由小到大的排列次序是_______。
11.在一定條件下，NO2和SO2很容易發(fā)生反應(yīng)生成NO和SO3氣體，該反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。現(xiàn)將NO和SO2的混合氣體通入容積為100mL的密閉容器中，充滿后用帶有導(dǎo)管的塞子密封，再向其中通入氧氣，使發(fā)生反應(yīng)（忽略NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化式。
（1）欲保持容器中壓強(qiáng)不變，則通入氧氣的體積V( mL)的大小范圍應(yīng)為______________。
（2）若要使最后容器中只含有NO2和SO3兩種氣體，則需通入氧氣的體積是_______mL。
（3）若向容器中通入40mL氧氣后才出現(xiàn)紅棕色，且不再褪色，則原混合氣體中NO的體積為________________________mL。
12.在物理和化學(xué)中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有機(jī)械守恒定律，化學(xué)中有質(zhì)量守恒定律。比較它們有助于我們的學(xué)習(xí)。
（1）1834年，物理學(xué)家楞次（1804~1865）概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到如下結(jié)論：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。
請(qǐng)寫(xiě)出與楞次定律相似的化學(xué)原理或定律：____________，其內(nèi)容是：_____________。該原理在______________等工業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。
（2）在物理學(xué)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中常用圖來(lái)分析速度、時(shí)間和位移的關(guān)系。時(shí)間t時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移相當(dāng)于下圖甲中陰影部分所占的面積�，F(xiàn)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行某一可逆反應(yīng)：
A（氣）+2B（氣） 3C（氣）
其中B物質(zhì)的正反應(yīng)速率 、逆反應(yīng)速率 隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，則圖乙中陰影部分的面積可表示_____________________________。
補(bǔ)充練習(xí)答案：
1D，2C，3B，4B，5C，6D，7BD，8A，9D，
10.（1）A，（2）C，（3）ADBC。
11.（1）0<V<50mL。（2）50。（3）20。
12.（1）勒沙特列原理（或平衡移動(dòng)原理）；如果改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)；合成氨。