高考化学一轮复习 7.2 化学平衡状态 化学平衡常数课件.ppt

第2节化学平衡状态化学平衡常数,-2-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,考点一化学平衡状态的判断,落实基础1.可逆反应(1)概念:在相同条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点“三同一小”:三同:a.相同条件下;b.正逆反应同时进行;c.反应物与生成物同时存在。一小:任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法:在化学方程式中用“”表示。,-3-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的可逆反应中,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率相等的状态。(2)建立过程:在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v-t图像表示:,-4-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,图像分析,-5-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,(3)特征:,-6-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,考查角度一可逆反应的特征例1在固定容积的密闭容器中进行如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),已知反应过程某一时刻A、B、C浓度分别为0.2molL-1、0.1molL-1、0.2molL-1,达到平衡时浓度可能是()A.A、B分别为0.4molL-1、0.2molL-1B.A为0.25molL-1C.A、C均为0.15molL-1D.A为0.24molL-1,C为0.14molL-1,答案,解析,-7-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,方法指导(1)牢记可逆反应的特征“三同一小”。(2)化学平衡正向建立的过程中反应物的浓度减小,生成物的浓度增大;平衡逆向建立的过程中反应物的浓度增大,生成物的浓度减小。平衡移动过程中,反应物和生成物的浓度不可能同时增大或减小。,-8-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,考查角度二化学平衡状态的判断例2在一个温度恒定固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),已知m+n=p+q,且该反应为放热反应,反应达到平衡的标志是()体系的压强不再改变气体的密度不再改变各气体的浓度不再改变各气体的质量分数不再改变反应速率v(C)v(D)=pq单位时间内nmolB断键反应,同时pmolC也断键反应A.B.C.D.,答案,解析,-9-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,互动探究(1)上述题目中,若A为气体,则说明反应到达平衡的标志有哪些?答案:若A为气体,说明题给反应为等体积反应,反应前后压强不变,密度不变,所以反应到达平衡的标志为。(2)若A为气体,同时v正(A)v正(B)v正(C)v正(D)=mnpq,v逆(A)v逆(B)v逆(C)v逆(D)=mnpq能说明上述反应已达平衡状态吗?答案:不论是否达到平衡状态,题述等式一定成立,故不一定是平衡状态。,-10-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,方法指导(1)单向反应速率之比不管是否达到平衡状态,都等于化学计量数之比,不能作为平衡状态的判断依据。(2)平衡时各物质的浓度与起始加入的反应物的比例关系及反应的转化率有关,平衡时反应混合物中各物质的浓度之比一般不等于计量数之比。当反应物的物质的量按计量数之比加入时,不管是否达到平衡,反应物的浓度之比一定等于计量数之比。,-11-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,(3)判断平衡状态的方法“逆向相等,变量不变”:“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,当二者之比等于其计量数之比时,经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。即v(正)=v(逆)达到平衡状态。“变量不变”:如果一个物理量,如某一物质的质量、物质的量、物质的量浓度、体积分数或反应体系的压强、气体的密度、平均相对分子质量、气体的颜色等,若随反应进行而改变,当不变时为平衡状态,一个随反应进行保持不变的物理量,不能作为平衡状态的判断依据。,-12-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,1.(2015安徽理综)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(),B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H105时,可以认为反应进行得较完全。(2)K值越小,正反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。当K0.060,答案:C,-20-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,-21-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,-22-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,方法指导化学平衡计算的方法“三段式”(1)计算步骤:,-23-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,-24-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,-25-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,-26-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,高考微题组,(2015天津理综)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为11D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4molL-1,答案,解析,-27-,高考中的“常客”化学平衡常数化学平衡常数是新增加内容,每年高考的必考考点。平衡常数表达式的书写及计算,利用平衡常数计算平衡转化率是常见的考查形式,解题的关键是要有清晰的解题思路,能熟练运用“三段式”进行运算。,-28-,2.与反应热的关系一般情况下:3.与物质状态的关系由于固体或纯液体浓度视为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。书写平衡常数表达式时,要注意物质的状态。,-29-,二、化学平衡常数的应用1.判断、比较可逆反应进行的程度一般来说,一定温度下的一个具体的可逆反应:,-30-,3.判断反应的热效应4.计算反应物的起始浓度、平衡浓度及平衡转化率,-31-,4.计算反应物的起始浓度、平衡浓度及平衡转化率例在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下:,回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。(2)该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为。,-32-,(4)若830时,向容器中充入1molCO、5molH2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。(5)830时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,平衡(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(6)若1200时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2molL-1、2molL-1、4molL-1、4molL-1,则此时上述反应的平衡移动方向为(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。,-33-,-34-,-35-,-36-,对点训练1.下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是()A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D.利用化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度,答案,解析,-37-,2.在一定温度下,向2L体积固定的密闭容器中加入1molHI,发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)H0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是()B.02min内HI的平均反应速率为0.05molL-1min-1C.恒压下向该体系中加入N2,反应速率不变,平衡不移动,化学平衡常数不变D.升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数可能增大也可能减小,答案,解析,-38-,3.(高考题组)(1)(2015海南化学节选)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学方程式为,平衡常数表达式为;若有1mol硝酸铵完全分解,转移电子的物质的量为mol。由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1molN2,其H=kJmol-1。,-39-,-40-,-139(2)410.05(3),解析:(1)由题中“250时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡”,可知NH4NO3的分解反应为可逆反应;平衡常数表达式中不能出现固体物质,故反应平衡常数表达式为K=c(N2O)c2(H2O)。NH4NO3中-3价N和+5价N发生归中反应,生成+1价的N,故1molNH4NO3完全分解转移4mol电子。由图示信息可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,H=209kJmol-1-348kJmol-1=-139kJmol-1。,-41-,(3)绝热条件下容器中反应吸收的热量小于容器,达到平衡时容器中温度高于容器,对于同一吸热反应,温度越高平衡常数越大,故KK。,-42-,2,1,3,4,5,考点一化学平衡状态的判断1.(2015四川理综)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:,已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A.550时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总,-43-,2,1,3,4,5,答案:B,-44-,2,1,3,4,5,-45-,2,1,3,4,5,2.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改