高三化学一轮复习 第07章 第2讲 化学平衡状态 化学平衡常数课件.ppt

第七章化学反应速率和化学平衡 第二讲化学平衡状态化学平衡常数 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 考点一一突破 一举双得的课前预案 10分钟识记 5分钟体会 要点一网打尽 一 可逆反应1 概念在相同条件下 既能向正反应方向进行 同时又能向方向进行的反应 2 表示方法化学方程式中的 用 代替 逆反应 3 反应特点 1 相同条件下 正逆反应 2 反应物和生成物共存于同一体系中 3 任意反应物不可能全部转化成生成物 任意反应物的转化率均100 同时进行 小于 4 实例 1 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应 2 工业合成氨的反应 思考 感悟 1 一定温度下 将1molso2与足量o2在密闭容器中充分反应 能否生成1mol的so3 提示 不能 因为so2催化氧化成so3的反应为可逆反应 so2的转化率小于100 二 化学平衡状态1 概念一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率 反应体系中各物质的保持不变的状态 相等 浓度 2 化学平衡的特征 思考 感悟 2 一定温度下 密闭容器中发生反应 h2 g i2 g 2hi g 当容器内气体的颜色不发生变化时 能否说明反应处于平衡状态 提示 能 当容器内气体的颜色不变时 说明容器中c i2 保持不变 即反应处于平衡状态 三 化学平衡常数1 概念在一定温度下 一个可逆反应达到化学平衡时 生成物与反应物的比值是一个常数 用符号k表示 浓度幂之积 浓度幂之积 2 表达式对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 在一定温度下达到平衡时 k 3 影响因素k仅是的函数 与反应物或生成物的浓度无关 温度 4 意义 2 化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 思考 感悟 3 1 反应达平衡时 各组分的浓度越大 是否k值越大 2 温度越高 化学平衡常数的k值就越大吗 提示 1 k值不变 化学平衡常数k只与温度有关 与各组分的浓度大小无关 2 不一定 对于吸热反应 升高温度 k值增大 对于放热反应 升高温度 k值减小 1 2010 青岛模拟 下列关于平衡常数的说法中 正确的是 a 在平衡常数表达式中 反应物浓度用起始浓度表示 生成物浓度用平衡浓度表示b 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c 可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度d 平衡常数的大小与温度 浓度 压强 催化剂有关 解析 平衡常数中的浓度都是平衡浓度 平衡常数仅受温度影响 其大小可以描述反应的限度大小 a d错误 c正确 转化率不仅受平衡常数的影响 而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响 b错误 答案 c 答案 d 3 25 时 密闭容器中x y z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表 则25 时 反应x 3y 2z的平衡常数为 a 500b 600c 1200d 1600 答案 d 4 判断下列说法的正误 1 一定条件下 可逆反应进行到一定程度时 反应就会停止 2 一定条件下 可逆反应达到平衡状态时 反应体系中各物质的物质的量可能相等 解析 1 可逆反应达到一定程度时 反应物没有全部消耗 此时正 逆反应均在进行 反应并没有停止 2 从理论上讲 这种情况可能存在 但大多数情况下 各物质的物质的量不相等 3 h2 g i2 g 2hi g 的反应是气体物质的量不变的反应 任意时刻 容器内气体的压强始终保持不变 答案 1 2 3 4 5 4 caco3和cao均为固体 不能出现在平衡常数表达式中 正确的为k c co2 5 k值越大 说明反应进行的越完全 反应进行的程度越大 5 判断可逆反应 2no2 g 2no g o2 g 在体积固定的密闭容器中是否达到平衡状态 解析 中生成o2和no均为正反应 故 不能说明反应处于平衡状态 中无论反应是否达到平衡状态 各物质的化学反应速率之比都等于化学计量数之比 中颜色不变 则表示c no2 不再发生变化 说明反应已达到平衡 体积固定 气体质量反应前后不变 密度始终保持不变 反应前后气体的物质的量不相等 压强不变则意味着各物质的含量保持不变 反应处于平衡状态 答案 否否是否是 1 化学平衡的标志 1 v 正 v 逆 这是本质特点 2 各组分的浓度不再改变 各组分的质量 含量不再改变 这是外部特点 2 对于反应前后气体体积没发生变化的可逆反应如反应a2 g b2 g 2ab g 达到平衡状态时 外部条件不变时 a2 b2 ab的体积分数 物质的量分数 质量分数以及分子数之比均不变 a2 b2的转化率不变 a2和b2反应生成ab的速率与ab分解的速率相等 单位时间内 a2和b2反应生成ab的分子数与ab分解的分子数相等 v 正 v 逆 温度一定时 体系中各物质的浓度不变 体系的颜色也不变 3 对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应如反应a g 3b g 2z g 达到平衡状态时 除上述三条标志外 还有 外界条件不变时 体系平均相对分子质量 压强 总物质的量等不变 特别提醒 1 化学平衡状态的判断 无论是哪种情况 只要符合 v 正 v 逆 各组分的质量或物质的量浓度保持不变中的一个 则该反应就达到了平衡状态 2 密闭容器中进行的全部有气体参与和生成的可逆反应 气体的密度不变 不能作为达平衡状态的标志 3 密闭容器中进行的气体物质的量不变的可逆反应 气体的总物质的量 气体的压强不能作为达平衡状态的标志 例1 2011 山东高考 一定条件下 将no2和so2以体积比1 2置于密闭容器中发生反应 no2 g so2 g so3 g no g h 0 下列能说明反应达到平衡状态的是 a 体系压强保持不变b 混合气体颜色保持不变c so3和no的体积比保持不变d 每消耗1molso3的同时生成1molno2 答案 b 解析 no2与so2发生的反应是气体总体积不变的可逆反应 反应过程中体系压强始终保持不变 a错误 反应过程中生成so3和no的体积比始终是1 1 c错误 反应过程中消耗so3和生成no2属于同一方向 无法说明反应是否处于平衡状态 d错误 no2的颜色不变 说明no2的浓度不再发生变化 说明体系达到平衡 1 1 例1中 当密闭容器中混合气体平均相对分子质量不发生变化时 能否说明反应达到平衡状态 答案 不能 解析 so2与no2的反应为气体物质的量不变的反应 且反应物和生成物均为气态 反应过程中气体的质量始终不变 即气体的平均相对分子质量始终不变 故不能因此判断反应是否处于平衡状态 1 2 可逆反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 的正 逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 a 3v正 n2 v正 h2 b v正 n2 v逆 nh3 c 2v正 h2 3v逆 nh3 d v正 n2 3v逆 h2 答案 c 解析 用题给形式判断平衡状态时须满足以下两条件 同时含有v正 v逆 反应速率之比等于相应的化学计量数之比 1 3 2010 潍坊模拟 在一定温度下的某容积可变的密闭容器中 建立下列化学平衡 c s h2o g co g h2 g 不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 a 体系的压强不再发生变化b v正 co v逆 h2o c 生成nmolco的同时生成nmolh2d 1molh h键断裂的同时断裂2molh o键 答案 c 解析 不论反应达到平衡 还是未达到平衡 生成nmolco的同时都会生成nmolh2 1 判断 比较可逆反应进行程度的大小k值越大 反应进行的程度越大 k值越小 反应进行的程度越小 3 判断可逆反应的反应热 特别提醒 1 代入平衡常数k表达式的各物质的浓度必须是平衡浓度 固体或纯液体不列入平衡常数的表达式 2 k值与反应物或生成物的初始浓度无关 只与温度 物质的性质有关 随温度的改变而改变 因此 在使用平衡常数时 必须注意是在哪一温度下进行的可逆反应 3 平衡常数指某一具体的反应的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 同一反应的正逆反应的平衡常数互为倒数 例2 2011 衡阳模拟 在2l密闭容器中 800 时反应2no g o2 g 2no2 g 体系中 n no 随时间的变化如表 1 写出该反应的平衡常数表达式 k 已知 k 300 k 350 该反应是 反应 吸热 或 放热 2 下图中表示no2的物质的量浓度与时间t变化曲线是 填字母 用o2表示从0 2s内该反应的平均速率v 3 能说明该反应已经达到平衡状态的是 填字母 a v no2 2v o2 b 容器内压强保持不变c v正 no 2v正 o2 d 容器内的密度保持不变 3 反应进行到任意时刻总存在v no2 2v o2 a错误 v正 no 2v正 o2 为同一反应方向 不能判断反应达到平衡状态 c错误 容器的体积不变 反应物 生成物均为气态 容器内气体的质量始终不变 故气体的密度始终保持不变 d错误 由于反应为气体物质的量可变的反应 容器内气体的压强不变 说明容器内气体的总物质的量保持不变 即反应处于平衡状态 b正确 2 1 若例2改为在2l密闭容器中加入0 02molno和0 01molo2 则800 时该反应k是多少 你能否确定相同温度下 2no2 g 2no g o2 g 的平衡常数k 是多少 解析 800 时 2no g o2 g 2no2 g 起始 0 010 0050 c mol l 1 变化 6 5 10 33 25 10 36 5 10 3 c mol l 1 平衡 3 5 10 31 75 10 36 5 10 3 2 2 下列叙述中 不正确的是 a 某特定反应的平衡常数仅是温度的函数b 催化剂不能改变平衡常数的大小c 平衡常数发生变化 化学平衡不一定发生移动d 化学平衡发生移动 平衡常数不一定发生变化 答案 c 解析 平衡常数发生变化 平衡一定移动 平衡移动 平衡常数不一定发生变化 2 3 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下 feo s co g fe s co2 g h 0 其平衡常数可表示为k c co2 c co 已知1100 时k 0 263 1 温度升高 化学平衡移动后达到新的平衡 高炉内co2