化学平衡二.doc

江苏省栟茶高级中学高三化学学案 2014.11.27化学平衡（二）一、化学平衡常数（1）定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到 时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。用符号K表示。（2）表示式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度下达到化学平衡时，该反应的平衡常数为：K= （3）意义：K值的大小，表示一定温度下，该反应达到平衡时，反应进行的程度，K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。（4）应用：在一定温度下，可用该时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值Qc与该温度时平衡常数值进行比较，判断某时刻反应是否达到平衡。如果该时刻，A、B、C、D的物质的量浓度分别为c(A)、c(B)、c(C)、c(D)则：K 反应向 方向进行=K 反应达到 K 反应向 方向进行Qc= 利用改变温度时K值的变化可判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为_反应； 若升高温度，K值减小，则正反应为_反应。（5）注意：使用平衡常数，必须指明_。K只受_影响。在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。当反应中有固体、纯液体参加或生成时，在平衡常数表达式中不写固体、纯液体的浓度。化学平衡常数表达式与化学方程式书写方式有关。例1某温度，反应SO2(g)+ 1/2O2(g) SO3(g)的平衡常数K=50，在同一温度下，反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) 的平衡常数K值应为 A2500 B100 C4104 D2102变式训练1 （2011年江苏卷）700时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应：CO(g)H2O(g) CO2H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1t2）:反应时间/minn(CO)/molH2O/ mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)0.40/t1 molL1min1B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到达平衡时，n(CO2)0.40 mol。C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大D.温度升至800，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应变式训练2（2012年江苏卷）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5，反应PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：t/s050150250350n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20下列说法正确的是A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 molL1s1B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11 molL1,则反应的H0C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%二、等效平衡等效平衡全等平衡相似平衡外界条件恒温恒容恒温恒容（气体系数和相等）恒温恒压等效条件平衡时各物质的物质的量对应相等平衡时各物质间量的比值相同等效结果（平衡时）各物质的物质的量、气体体积、体积分数等等均完全相同各气态物质的体积分数相同各气体物质浓度、体积分数均相同解题思路按化学反应方程式折算成初始物质，各物质的物质的量对应相等按化学反应方程式折算成初始物质，各物质的物质的量之比相同例2（2010江苏卷）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据（3H2(g)N2(g)2NH3(g)kJmol）容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3NH3浓度（molL）c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强（Pa）p1p2p3反应物转化率下列说法正确的是 A B C D例3在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3A(g)B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol C到达平衡的时间（min）58A的浓度（mol/L）c1c2C的体积分数w1w3混合气体密度（g/L）12下列说法正确的是A若xc2 B 容器甲中反应从开始到达平衡平均速率为v(A)0.3 molL1min1C若w3w1，可断定x4 D无论x的值是多少，均有212变式训练3 向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：CO+H2O(g)CO2 +H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是A0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2 B1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2C0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2D0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2 变式训练4 在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物（如图所示），发生如下反应：3 X(g)Y(g)2 Z(g) H0 保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：恒容容器甲恒压容器乙Y的物质的量（mol）n1n2Z的体积分数12下列说法正确的是A平衡时容器乙的容积一定比反应前小B21Cn2n1 D平衡时容器甲的压强一定比反应前大变式训练5一定温度下，容积为2 L的甲、乙两固定容积的密闭容器中，发生反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。达平衡时测得有关数据如下表：容器甲乙反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO3n(SO3)/mol1.6a反应物的转化率12下列说法正确的是( )A1+21 B1.6a3.2C若甲中反应2 min时达到平衡，则2 min 内平均速率(O2)= 0.2 molL1min-1D甲平衡后再加入0.2 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，平衡逆向移动三、平衡图像解题思路一看轴：纵、横坐标的意义；二看线：线的走向和变化趋势；三看点：起点、折点、交点、终点、零点的意义；四看要不要作辅助线：等温线、等压线、平衡线；五看量的变化：如浓度变化、温度变化等；六想规律：外界条件对反应速率的影响规律和化学平衡移动规律；七作判断：做出答案。速率-时间图：在一定条件下，反应A(g)B(g)C(g)（正反应为放热反应）达到平衡后，根据下列图象判断A B C D E(1)升温，达到新的平衡的是( ) (2)降压，达到新的平衡的是( )(3)减少C的量，移向新平衡的是( ) (4)增加A的量，移向新平衡的是( )(5)使用催化剂，达到平衡的是( )浓度（物质的量）-时间图：1. 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图，下列表述中正确的是（ ）A反应的化学方程式为：2 MNBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡 Ct3时，正反应速率大于逆反应速率 D、t1时，N的浓度是M浓度的2倍含量-时间-温度（压强）图 ：2.可逆反应m A（s）n B（g） e C（g）f D（g），反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量（C）与温度（T）和压强（P）的关系如下图：下列叙述正确的是（ ）。A达平衡后，加入催化剂则C增大B达平衡后，若升温，平衡左移C化学方程式中ne+fD达平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动恒压（温）线：3.如图所示，反应：X（气）+3Y（气） 2Z（气）（正反应为放热反应），在不同温度、不同压强（p1p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为（ ）4.对于可逆反应：A2（g）+3B2（g）2AB3（g） Hv（逆）D80C达到平衡时，测得n（CO）=0.3mol，则Ni（CO）4的平衡浓度为2mol/L3在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如右图所示的变化规律（图中T表示温度）。下列结论正确的是Aa、c两点A2的转化率相等 B正反应一定是吸热反应，且T2T1 Cb点时，平衡体系中A、B原子数之比为1:3D向a点的平衡体系中加入A2，可达到b点的平衡状态4.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律（图中P表示压强，T表示温度，n表示物质的量）：5在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g)，图I表示200时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)：n(B)的变化关系。则下列结论正确的是A200时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)= 0. 02 molL1min1 B图所知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的Hv(逆)D200时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，达到平衡时，A 的体积分数小于0.56.在一定温度下，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2发生反应： 4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) H 0。有关该反应的描述正确的是： 图1 图2表示在2L的密闭容器中反应时NO2的物质的量随时间的变化曲线 图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响A在一定温度、固定容积的密闭容器里，混合气体的密度不再改变可说明反应已达平衡B由图1可得加入适当的催化剂，E和H 都减小C图2中010min内该反应的平均速率v(CO)=0.03mol L-1 min-1，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(NO2)的变化曲线为dD图3中T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1T2，K1K27.(2012南通二模改编) CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：温度/800100012001400平衡常