高考化学一轮复习 第七章 第20讲 化学平衡及平衡常数课件.ppt

化学反应速率和化学平衡 第七章 第20讲化学平衡及平衡常数 1 可逆反应 1 定义 条件下 既能向 方向进行 同时又能向 方向进行的反应 2 特点 反应物和生成物 存在 任一反应物的转化率 100 化学反应方程式中用 连接 化学平衡 相同 正反应 逆反应 同时 小于 2 化学平衡状态 1 定义在一定条件下可逆反应进行到一定程度时 和 相等 不再发生变化的状态叫做化学平衡状态 简称化学平衡 正反应速率 逆反应速率 反应物和生成物的浓度 2 特征 v 正 v 逆 0 质量或浓度 也随之改变 答案 1 2 3 4 5 6 7 答案 答案 b 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到 时 生成物 幂之积与反应物 幂之积的比值是一个常数 用符号 表示 化学平衡常数 平衡转化率 化学平衡 浓度 浓度 k 3 影响因素k只受 影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 4 注意事项 1 固体和纯液体的浓度视为常数 通常不计入平衡常数表达式中 2 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 3 若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 温度 增大 减小 答案 1 2 3 4 5 6 5 下列关于平衡常数的说法中 正确的是 a 化学平衡常数较大的可逆反应 所有反应物的转化率一定大b 可以用化学平衡常数定量描述化学反应的限度c 压强一定 一个化学反应的平衡常数是一个常数d 两种物质反应 不管怎样书写化学方程式 平衡常数不变 答案 b 一 化学平衡状态的判断1 化学平衡状态的标志 1 v 正 v 逆 反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等 2 平衡混合物中各组成成分的含量保持不变 各组分的物质的量浓度 质量分数 物质的量分数 体积分数 有气体参加的可逆反应 反应物的转化率等保持不变 2 实例分析 解析 平衡时容器内各物质的物质的量之比是没有规律的 只是各物质的物质的量浓度保持不变 a选项错 对于反应前后气体体积不变的反应 容器内的总压强不随时间的变化而改变 b选项错 c选项 由化学方程式中化学计量数 可知该反应正 逆反应速率相等 反应达到平衡 c选项正确 d选项 a b的生成量必然相等 但不知a b消耗的量 无法判断正 逆反应速率 d选项错 答案 c 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 答案 二 化学平衡常数的应用及相关计算1 应用 1 判断 比较可逆反应进行程度的大小k值越大 正反应进行的程度越大 反之 则越小 2 判断反应进行的方向若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为qc qck 反应向逆反应方向进行 3 利用k可判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为放热反应 4 利用化学平衡常数计算平衡浓度 转化率等 2 相关计算 1 步骤 写出有关化学平衡的方程式 确定各物质的起始浓度 转化浓度 平衡浓度 根据已知条件建立等式进行解答 3 说明 对于反应物 c 平衡 c 起始 c 转化 对于生成物 c 平衡 c 起始 c 转化 各物质的转化浓度之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 2 830 时 向一个5l的密闭容器中充入0 20mol的a和0 80mol的b 如反应初始6s内a的平均反应速率v a 0 003mol l 1 s 1 则6s时c a mol l 1 c的物质的量为 mol 若反应经一段时间后 达到平衡时a的转化率为 如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气 平衡时a的转化率为 下列说法正确的是 a 该反应的正反应为吸热反应b 达到平衡时 容器 中的ch3oh体积分数比容器 中的小c 容器 中反应达到平衡所需时间比容器 中的长d 若起始时向容器 中充入ch3oh0 1mol ch3och30 15mol和h2o0 10mol 则反应将向正反应方向进行 答案 d 解析 容器 与容器 相比 甲醇的起始物质的量相等 但温度不同 温度较低时生成物的物质的量多 这说明升高温度平衡向逆反应方向移动 因此正方应是放热反应 a错误 反应前后体积不变 则容器 与容器 相比 两个平衡等效 因此达到平衡时 容器 中的ch3oh体积分数和容器 中的相等 b不正确 容器 中温度高 反应速率快 因此容器 中反应达到平衡所需时间比容器 中的少 c不正确 在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时 由于外界影响因素较多 故为搞清楚某个因素的影响就需控制其他因素相同或不变时 再进行实验 因此 控制变量思想在这部分体现较为充分 在近几年高考题中也考查较多且多以探究型实验方案设计的形式出现 这类题目以实验为研究手段 模拟科学探究过程对小课题展开研究 尽管涉及因素较多 有其复杂性 但仍然重在考查基础知识和基本技能 分析能力和实验能力 实际上这类题目并不可怕 实验题中的控制变量思想 2012广东卷节选 碘在科研与生活中有重要应用 某兴趣小组用0 50mol l 1ki溶液 0 2 淀粉溶液 0 20mol l 1k2s2o8溶液 0 10mol l 1na2s2o3溶液等试剂 探究反应条件对化学反应速率的影响 解析 由控制变量思想 每次实验中仅改变了k2s2o8的量 而其他量 ki nas2o3 淀粉等 均控制量不变 答案 2 0保证反应物k2s2o8的浓度改变 而其他的因素不变 才能达到实验目的 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和fe2 浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该降解反应速率的影响 实验设计 控制p cp的初始浓度相同 恒定实验温度在298k或313k 其余实验条件见下表 设计如下对比实验 1 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 数据处理 实验测得p cp的浓度随时间变化的关系如下图 2 请根据上图实验 曲线 计算降解反应在50 150s的反应速率 v p cp mol l 1 s 1 解释与结论 3 实验 表明温度升高 降解反应的速率增大 但温度过高时反而导致降解反应的速率减小 请从fenton法所用试剂h2o2的角度分析原因 4 实验 得出的结论 当ph等于10时 思考与交流 5 实验时需在不同时间从反应器中取样 并使所取样品中的反应立即停止下来 根据上图中的信息 给出一种迅速停止反应的方法 解析 1 实验 是参照实验 所以与实验 相比 实验 和 只能改变一个条件 这样才能起到对比实验的目的 则实验 是探究温度对反应速率的影响 则t 313k ph 3 c h2o2 10 3 6 0mol l 1 c fe2 10 3 0 30mol l 1 实验 显然是探究ph的大小对反应速率的影响 2 在50 150s c p cp 0 6 10 3mol l 1 则v p cp 6 0 10 6mol l 1 s 1 3 温度过高时 h2o2分解 c h2o2 浓度减小 导致反应速率减小 4 从图中可看出 当ph 10时 c p cp 不变 即反应速率为0 说明在碱性条件下 有机物p