1、1课题三 反应条件对化学平衡的影响【学考报告】知识条目 加试要求氯化钴溶液的变色原理浓度、温度变化对氯化钴溶液平衡体系的影响不同条件下(酸、碱性)，乙酸乙酯水解的速率和程度bbb一、化学平衡状态1.概念：一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态。2.特征3.本质：正反应速率逆反应速率。二、化学平衡移动1.概念：改变条件时，可逆反应中旧化学平衡被破坏，新平衡建立的过程。2.实质：外界条件改变，使旧化学平衡中正、逆反应速率发生了改变，使 v(正)不等于v(逆)。3.移动方向 v（ 正 ） v（ 逆 ） ， 平 衡 向 正 反 应 方
2、 向 移 动v（ 正 ） v（ 逆 ） ， 平 衡 向 逆 反 应 方 向 移 动 )4.外界条件影响化学平衡规律(1)浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，都会使平衡向正反应方向移动；反之，则向逆反应方向移动。(2)压强：反应前后气态物质总物质的量发生变化的反应，在恒温下增大压强(缩小容器体积)，会使平衡向气态物质物质的量减小的方向移动。2(3)温度：升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。(4)催化剂：加催化剂只能改变达到平衡所需的时间，并不能使平衡发生移动。三、氯化钴溶液的变色原理在氯化钴溶液中存在下列平衡：二氯化钴的水合物在加热时会逐步失水，并呈现不同的颜色。四、乙
3、酸乙酯水解条件的比较1.影响因素：H 或 OH 对酯的水解都有催化作用。乙酸乙酯的水解方程式为：CH 3COOC2H5H 2O CH3COOHC 2H5OH。 H 2.水解条件的比较实验内容 实验现象 结论无色乙酸乙酯层体积几乎未变 乙酸乙酯水解很慢无色的乙酸乙酯层几乎消失乙酸乙酯在碱性条件下水解程度大无色乙酸乙酯层体积变小乙酸乙酯在酸性条件下能水解，程度小点拨一、分析化学平衡的移动化学平衡建立的实质是 v(正) v(逆)，因此只要是外界条件改变导致 v(正) v(逆)，化学平衡都会发生移动。即改变条件使 v(正) v(逆)时，化学平衡将向正反应方向移动；改变条件使 v(正) v(逆)时，化学
4、平衡将向逆反应方向移动；改变条件仍使 v(正) v(逆)时，3化学平衡不移动，但反应速率有改变。因此，判断化学平衡移动的方向的一般思路是：应用上述方法分析时还应注意：(1)不要把平衡的移动与反应速率的变化混同起来。如化学平衡向正反应方向移动时不是v(正)增大、 v(逆)减小。(2)不要把平衡的移动与物质浓度的变化混同起来。如平衡向正反应方向移动时，反应物的浓度不一定都减小。(3)不要把平衡的移动与反应物的转化率混同起来。如改变温度使平衡向正反应方向移动时，反应物的转化率都将提高；但当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使另一种反应物的转化率提高，而其本身的转化率却降低。点拨二、
5、氯化钴溶液的变色原理1.稀释酸性 CoCl2溶液时颜色的变化：操作：向 3 mL 0.5 molL1 CoCl2溶液中慢慢滴加约 6 mL 浓盐酸，观察现象。将上述试管中的溶液分成两份，向其中一溶液中加入约 3 mL 蒸馏水，与另一溶液作对比，观察现象。实验现象 现象分析CoCl2浓盐酸 蓝色加深 增大了 Cl 浓度，平衡向左移动加入 3 mL 蒸馏水 蓝色转化为粉红色 平衡向右移动2.观察受热时 CoCl2溶液颜色的变化：操作：取一支试管，加入 3 mL 95%乙醇溶液和少量(23 小粒)氯化钴晶体，振荡使其溶解，再滴加蒸馏水，至溶液恰好呈粉红色，然后用酒精灯加热该试管片刻。观察上述实验过程
6、中溶液颜色的变化：4(1)加乙醇溶解后溶液呈蓝色；(2)稀释时，溶液由蓝色紫色很快变成粉红色(平衡向左移动)；(3)加热时，又由粉红色紫色蓝色(平衡向右移动)。点拨三、乙酸乙酯水解条件的比较实验注意事项(1)水浴温度控制在约 6070 之间，由于乙酸乙酯的沸点为 77.15 ，所选温度要尽量高但不能超过乙酸乙酯的沸点。(2)为保证实验的一致性，滴加指示剂的量要一样，并且应放在同一个水浴中加热相同的时间。(3)由于试管在制作时规格总有偏差、观察乙酸乙酯剩余体积时肉眼观察有偏差，若用透明胶带纸对液相界面做标记效果更明显。这样做的另一个优点是就算在量取液体时有点偏差也不影响实验的最终效果。(4)对实
7、验结果的描述，除描述乙酸乙酯层剩余体积的大小外，还可以看试管中液体界面有无变化：界面无变化的只加了蒸馏水；界面有上升的是加了硫酸的；界面明显上升的是加了氢氧化钠的。或从乙酸乙酯气味变化：气味无变化的只加了蒸馏水；还有一点乙酸乙酯气味的是加了硫酸的；乙酸乙酯气味消失的是加了氢氧化钠的。(5)为防止第一支试管内的乙酸乙酯挥发的太多，因此加热时间不能太长，但也不能加热时间太短，以防止第二和第三支试管内的乙酸乙酯水解量太少，而得不到正确的实验结果。典例剖析某校化学探究小组同学为探究乙酸乙酯的制备与水解情况，甲、乙同学分别使用图 1、图2 装置制备乙酸乙酯。已知：无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的 CaC
8、l26C2H5OH。有关有机物的沸点如下：5试剂 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯沸点() 34.7 78.5 117.9 77请回答下列问题：(1)甲同学在制得乙酸乙酯后，分离乙酸乙酯与饱和碳酸的钠溶液的操作是_。(2)试管中装有饱和 Na2CO3溶液，其作用是_(填序号)。A.吸收乙醇B.除去乙酸C.乙酸乙醋在饱和 Na2CO3溶液中的溶解度更小，有利于分层析出D.加速酯的生成，提高其产率(3)甲同学分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应选加入无水氯化钙，分离出_；再加入(此空从下列选项中选择)_；然后进行蒸馏，收集 77 左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。A.五氧化二磷 B.碱石
9、灰C.无水硫酸钠 D.生石灰(4)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，乙同学利用图 2 所示装置进行了以下四个实验，实验开始先用酒精灯微热 3 min，再加热使之微微沸腾 3 min。实验结束后充分振荡试管 B，静置后再测有机层的厚度，实验记录如下：实验编号 烧瓶 A 中的试剂试管 B 中试剂测得有机层的厚度/cmA2 mL 乙醇、2 mL 乙酸、1 mL 18 mol/L 浓硫酸5.0B 3 mL 乙醇、2 mL 乙酸 0.1C3 mL 乙醇、2 mL 乙酸、6 mL 3 mol/L 硫酸1.2D 3 mL 乙醇、2 mL 乙酸、盐酸饱和碳酸钠溶液1.2实验 D 的目的是与实验
10、 C 相对照，证明 H 对酯化反应具有催化作用。实验 D 中应加入盐酸的体积和浓度分别是_mL 和_ mol/L。分析实验_(填实验编号)的数据，可以推测浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。6解析 (1)乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液互不相溶，故要采用分液的方法。(2)Na 2CO3溶液的作用是除杂，有利于分层析出。(3)根据题给信息可知无水 CaCl2可与乙醇形成难溶于水的 CaCl26C2H5OH，说明加入无水 CaCl2可除去乙醇。蒸馏时加入的试剂，既要考虑吸收水，又要与乙酸乙酯不反应。(4)要保证盐酸的体积和所含氢离子浓度与实验 C 组相同；分析实验 A、C 组可知，浓硫酸可以吸收酯化反应中
11、生成的水，降低了生成物的浓度，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动。答案 (1)分液 (2)ABC (3)乙醇 C (4)6 6AC跟踪训练下列平衡体系均有颜色，改变条件后，平衡怎样移动？颜色怎样变化？(1)2NO2(g) N2O4(g) H57 kJmol 1 ，迅速加压(缩小体积)：平衡_，颜色_。加热：平衡_，颜色_。(2)2HI(g) H2(g)I 2(g) H Q(Q0)加压(缩小体积)：平衡_，颜色_。加热：平衡_，颜色_。加氢气：平衡_，颜色_。解析 (1)加压，通过勒夏特列原理判断出平衡正向移动，因为二氧化氮增大的浓度大于N2O4增大的浓度，平衡虽然正向移动，但是颜色仍然加深。(2)
12、加压平衡不移动，但是通过缩小容器体积来增大压强，所以最终浓度增大。加热平衡正向移动，所以颜色加深。加氢气，平衡逆向移动，所以碘的浓度减小，因此颜色变浅。答案 (1)向正反应方向移动 先深后浅，最后气体颜色比原来深 向逆反应方向移动 加深(2)不移动 加深 向正反应方向移动 加深 向逆反应方向移动 变浅(时间：45 分钟)1.以下是几位同学在学习了化学反应速率和化学平衡理论以后发表的一些看法，其中不正确的是( )A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品7C.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率D.正确利用化学反应速率和化学平衡理论可提
13、高化工生产的综合经济效益解析 A 项即改变外因怎样提高反应速率；B 项即改变外因促使平衡向正方向移动；D 项是改变外因怎样提高反应速率，改变外因促使平衡向正方向移动。综合考虑，C 项错误。答案 C2.从植物花中提取一种有机物，可用简化式 HIn 表示，在水溶液中因存在下列电离平衡：HIn(溶液红色) H (溶液)In (溶液黄色)，故可用作酸碱指示剂。在该水溶液中加入下列物质，能使该指示剂显黄色的是( )A.盐酸 B.碳酸钠溶液C.氯化钠溶液 D.过氧化钠解析 使指示剂显黄色说明平衡向右移动，即必须使 c(In )增大。应加入能与H 反应的物质，B 符合题意。而 D 中过氧化钠具有强氧化性，能
14、使有机色质褪色。答案 B3.下列叙述不正确的是( )A.无水 CoCl2呈蓝色B.稀 CoCl2溶液呈粉红色，加入浓 CaCl2溶液后呈蓝色C.酯在酸性条件下和碱性条件下的水解程度相同D.蓝色的淀粉、I 2KI 稀溶液在加热条件下变成无色溶液解析 酯在碱性条件下水解程度大。答案 C4.反应 X(g)Y(g) 2Z(g) H v(逆)D.若注射器绝热(不与外界进行热交换)，则压缩达新平衡后平衡常数 K 值减小解析 A 项，b 点往后，透光率下降，说明颜色加深，应是压缩注射器，错误；B 项，由于图示 b 点以后压缩注射器，所以 c 点与 a 点比， c(NO2)、 c(N2O4)均增大，错误；C
15、项，d 点变化是透光率降低，即是 c(NO2)浓度增大，平衡向逆反应方向移动， v (逆) v (正)，错误；D 项，压缩注射器，平衡向正反应方向移动，温度升高，放热反应， K 值减小，正确。答案 D11.已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶于水的 CaCl26C2H5OH。有关的有机试剂的沸点如下：CH 3COOC2H5：77.1 ； C2H5OH：78.3 ；C 2H5OC2H5(乙醚)：34.5 ；CH 3COOH：118 。实验合成乙酸乙酯粗产品的步骤如下：在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量浓硫酸混合，然后经分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏。得到含乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗产品。(1)反应
16、中加入的乙醇是过量的，其目的是：_。(2)边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是：_。将粗产品再经下列步骤精制：(3)为除去其中的醋酸，可向产品中加入(填字母)_。A.无水乙醇 B.碳酸钠粉未 C.无水醋酸钠(4)再向其中加入饱和氯化钙溶液，振荡、分离。其目的是：_。(5)然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡。其目的是_。最后，将经过上述处理后的液体加入另一干燥的蒸馏烧瓶内，再蒸馏。弃去低沸点馏分，11收集沸点 7678之间的馏分即得。解析 醇跟酸发生的酯化反应是可逆的：(1)过量使用乙醇就是增加反应物浓度，有利于酯化反应向生成乙酸乙酯的方向进行。(2)滴加醋酸是增加反应物醋酸的浓度，蒸馏的目的是减小生成
17、物乙酸乙酯的浓度，这些措施均有利于酯化反应向生成乙酸乙酯的方向进行。(3)利用醋酸的酸性比碳酸强，可加入碳酸钠粉未除去粗产品中未反应完的乙酸，故选择 B 选项。(4)根据题干信息，乙醇可以跟氯化钙反应生成微溶于水的 CaCl26C2H5OH，振荡过滤后，可除去粗产品中的乙醇。(5)加入无水硫酸钠，无水硫酸钠与水结合生成硫酸钠晶体，可除去粗产品中的水。答案 (1)利于反应向生成乙酸乙酯的方向进行，提高乙酸的转化率 (2)利于酯化反应向生成乙酸乙酯的方向进行 (3)B (4)除去粗产品中的乙醇 (5)除去粗产品中的水12.在水溶液中橙红色的 Cr2O 与黄色的 CrO 有平衡关系：Cr 2O H
18、2O 2CrO27 24 272H ，把重铬酸钾(K 2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。24(1)向上述溶液中加入 NaOH 溶液，溶液呈_色，因为_。(2)向已加入 NaOH 溶液的(1)溶液中再加入过量稀 H2SO4，则溶液呈_色，因为_。(3)向原溶液中加入 Ba(NO3)2溶液(已知 BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡_(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将_。解析 加碱中和溶液中的 H ，平衡右移，溶液中的 c(CrO )增大；加酸，平衡左移，溶24液中的 c(Cr2O )增大；加 Ba(NO3)2，发生的反应为 Ba2 CrO =BaCrO4(黄色)，平27 24衡向右
19、移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。答案 (1)黄 OH 与 H 结合生成水，使平衡向右移动，CrO 浓度增大，溶液由橙色变24为黄色(2)橙 c(H )增大，平衡左移，Cr 2O 浓度增大，溶液又由黄色变为橙色27(3)向右移动 逐渐变浅，直至无色13.乙酸乙酯是重要的化工原料，沸点约为 77 。其水解反应方程式为：12CH3COOCH2CH3H 2O CH3COOHCH 3CH2OH酸和碱均可用作该反应的催化剂。某兴趣小组对 NaOH 溶液催化乙酸乙酯水解进行了探究。实验步骤：向试管中加入 8 mL NaOH 溶液，再加入 2 mL 乙酸乙酯，用直尺量出乙酸乙酯的高度。再把试管放入
20、70 的水浴中，每隔 1 min 将其取出，振荡，静置，立即测量并记录剩余酯层的高度，再迅速放回水浴中继续加热，如此反复进行。改变 NaOH 溶液的浓度，重复实验。数据记录：乙酸乙酯水解后剩余的高度/mm时间/min组别浓度/(molL1 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 81 0.5 10.0 9.0 8.0 7.5 7.0 6.5 6.5 6.5 6.52 1.0 10.0 8.5 7.0 6.0 5.0 4.5 4.5 4.5 4.53 2.0 10.0 8.0 6.0 4.5 3.0 2.0 1.5 1.5 1.5回答下列问题：(1)完成上述对比实验时，每组实验都必须控制不变的因素有
21、_、_、_、反应时间、试管规格、操作流程等；(2)分析上述数据，得到乙酸乙酯水解速率的结论是：NaOH 溶液浓度越大，水解速率越_；_；(3)结论的理论解释是_；(4)欲使乙酸乙酯完全水解，可采取的措施是_；(5)有同学认为有必要用蒸馏水代替 NaOH 溶液重复实验，对上述数据进行修正，主要原因是_。解析 催化剂的作用和反应程度问题是两个问题，要区分开来。用蒸馏水重复实验的目的就是研究 NaOH 以外的因素会不会造成乙酸乙酯高度的变化。答案 (1)NaOH 溶液的体积 乙酸乙酯的用量 反应温度13(2)快 乙酸乙酯水解速率先快后慢，一段时间后停止水解(3)NaOH 能与水解产物醋酸发生中和反应
22、，随着反应的进行，NaOH 浓度逐渐减小直到完全消耗，其催化作用也逐渐减弱直到没有催化作用(4)增大 NaOH 的浓度(或体积)(5)乙酸乙酯水解过程中部分挥发14.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I 2(g) TaI4(g)S 2(g) H0(I)反应(I)的平衡常数表达式 K_，若 K1，向某恒容容器中加入 1 mol I2(g)和足量 TaS2(s)，I 2(g)的平衡转化率为_。(2)如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为 T2的一端放入未提纯的 TaS2粉末和少量 I2(g)，一段时间后，在
23、温度为 T1的一端得到了纯净 TaS2晶体，则温度 T1_T2(填“” “”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。解析 (1)反应()中，TaS 2为固体，则平衡常数表达式为 K 。设平衡时，TaI4S2I22I2转化的物质的量为 x，则有TaS 2(s)2I 2(g) TaI4(g)S 2(g)起始/mol 1 0 0转化/mol x 0.5x 0.5x平衡/mol 1 x 0.5x 0.5x此时平衡常数 K 为 1，则有(0.5 x)(0.5x)/(1 x)21，从而可得 x2/3 mol，I 2(g)的转化率为(2/3 mol)/1 mol100%66.7%。(2)由题意可知，未提纯的 TaS2粉末变成纯净 TaS2晶体，要经过两步转化：TaS 22I 2=TaI4S 2，TaI 4S 2=TaS22I 2，即反应(I)先在温度 T2端正向进行，后在温度 T1端逆向进行，反应()的 H 大于 0，因此温度 T1小于 T2，该过程中循环使用的是 I2。答案 (1) 66.7% (2) I 2TaI4S2I221
