【优化方案】高考化学总复习 第7章第二节化学平衡状态 化学平衡常数课件.ppt

第二节化学平衡状态化学平衡常数 课堂互动讲练 实验专项探究 达标突破训练 第二节化学平衡状态化学平衡常数 基础自主梳理 基础自主梳理 自我诊断1 判断下列说法是否正确 a 平衡混合气体的总质量不变 反应一定达到平衡状态 2011年聊城高三模拟t8 a b 对于可逆反应 x g 2y g 2z g 当容器内各物质的浓度不再随时间变化时 说明达到平衡状态 2011年太原统考 答案 a b 基础回归1 可逆反应 1 定义 条件下 既能向 方向进行 又能向 方向进行的化学反应 2 特点 相同条件 正 逆反应 反应物与生成物同时存在 任一组分的转化率均 100 3 表示化学方程式中的 用 代替 相同 正反应 逆反应 同时进行 小于 2 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 反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态 2 平衡特点 相等 质量或浓度 对可逆反应n2 3h2 2nh3 若某一时刻 v正 n2 v逆 nh3 此时反应是否达平衡状态 3v正 n2 v正 h2 呢 提示 1 第一种情况不是平衡状态 因为对于同一反应用不同反应物表示反应速率时 反应速率与方程式中的各物质的化学计量数成正比 v正 n2 v逆 nh3 时 正 逆反应速率并不相等 而是正反应速率大于逆反应速率 平衡时应为2v正 n2 v逆 nh3 2 第二种情况也不是平衡状态 因为n2和h2都是反应物 在反应的任何时段都会有3v正 n2 v正 h2 若是3v正 n2 v逆 h2 才是平衡状态 自我诊断2 判断下列说法是否正确 a 改变温度可以改变反应的平衡常数 2009年高考海南卷t4 d b 平衡混合气体的颜色改变时 平衡一定发生移动 2011年海淀区模拟t6 b c 化学平衡常数k值越大 反应进行的程度越大 2011年吉林实验中学模拟t2 d 答案 a b c 基础回归1 概念在一定 下 一个可逆反应达到 时 生成物 与反应物 的比值是一个常数 用符号k表示 2 表达式 温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 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 5 注意化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数 1 正 逆反应的平衡常数互为倒数 2 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小 平衡常数也会改变 3 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看作 1 而不代入公式 课堂互动讲练 2 间接判断依据以ma g nb g pc g qd g 为例 2011年宁波模拟 可逆反应 2no2 g 2no g o2 g 在体积固定的密闭容器中 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表示的反应速率的比为2 2 1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变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 a b c d 全部 思路点拨 化学平衡状态的根本标志是 v 正 v 逆 各组分百分含量不变 解答该题时 要牢牢抓住两个根本标志 并明确气体的颜色 密度 压强 平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系 才能全面分析 顺利解答 解析 本题不仅考查了化学平衡的直接标志 也要求对化学平衡的间接标志进行分析 判断 中单位时间内生成nmolo2的同时必消耗2nmolno2 而生成2nmolno2时 必消耗nmolo2 能说明反应达到平衡 不能说明 中无论达到平衡与否 化学反应速率之比都等于化学计量数之比 有色气体的颜色不变 则表示物质的浓度不再变化 说明反应已达到平衡 体积固定 气体质量反应前后守恒 密度始终不变 反应前后可逆反应压强不变 意味着各物质的含量不再变化 由于气体的质量不变 气体的平均相对分子质量不变时 说明气体中各物质的物质的量不变 该反应 v 0 能说明反应达到平衡 答案 a 互动探究 1 若反应2no2 g 2no g o2 g 在一绝热密闭容器中进行 温度不变时 能否说明反应一定达到平衡状态 2 若把2no2 g 2no g o2 g 变为反应h2 g i2 g 2hi g 则 中能说明反应达到平衡状态的标志是哪个 提示 1 能 任何反应都具有热效应 温度不变时 意味着正 逆反应速率相等 反应达到平衡 2 该反应前后体积不变 质量不变 物质的量不变 所以反应自始至终密度 压强 平均相对分子质量不变 跟踪训练 随学随练 轻松夺冠 1 2011年太原统考 在一定温度下向al密闭容器中加入1molx气体和2moly气体发生如下反应 x g 2y g 2z g 此反应达到平衡的标志是 a 容器内压强随时间变化而变化b 容器内各物质的浓度不随时间变化c 容器内x y z的浓度之比为1 2 2d 单位时间内消耗0 1molx同时生成0 2molz 解析 选b 该反应不是等体积反应 只要压强不变 各物质的物质的量浓度也就不变 可证明平衡已建立 故a选项错误 b选项正确 而平衡时 x y z的浓度之比并不一定是1 2 2 c选项错误 单位时间内消耗x和生成z 描述的是同一反应方向 不存在v 正 和v 逆 的关系 故不能判断该反应平衡已建立 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 k值越小 正反应进行的程度越小 2 判断可逆反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aa g bb g cc g dd g 在一定温度下的任意时刻 反应物与生成物浓度有如下关系 4 计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率 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关系进行解答 2 方法如ma g nb g pc g qd g 令a b起始物质的量浓度分别为amol l bmol l 达到平衡后消耗a的物质的量浓度为mxmol l ma g nb g pc g qd g 起始 mol l ab00转化 mol l mxnxpxqx平衡 mol l a mxb nxpxqx 3 说明 反应物 c 平 c 始 c 变 生成物 c 平 c 始 c 变 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 特别提醒 1 k仅是温度的函数 是常考点 常应用它考查平衡时物质的物质的量浓度和转化率 2 凡是气体的压强变化 密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能按上述方法进行计算 2011年北大附中第一次模拟 已知co2 g h2 g co g h2o g 的平衡常数随温度变化如下表 请回答下列问题 1 上述反应正向是 反应 选填 放热 或 吸热 2 若达平衡后降温 则平衡向 移动 co2转化率 正反应速率 填写 增大 减小 或 不变 3 在850 发生上述反应 以表中的物质的量投入恒容反应器中 其中向正反应方向移动的有 选填a b c d e 4 在850 时 可逆反应 co2 g h2 g co g h2o g 在该容器内各物质的浓度变化如下 解析 1 由表可知温度升高 k减小 说明温度升高 平衡逆向进行 正反应为放热反应 2 平衡后降温 平衡正向移动 k增大 co2转化率增大 由于降温 正 逆反应速率都减小 但正反应速率大于逆反应速率 则3min 4min平衡后 c3 co2的转化率为 由浓度商q k反应正向进行推断 a项向正反应方向进行 4 850 时 k 1 由co2 g h2 g co g h2o g 起始 mol l 1 0 20 300转化 mol l 1 xxxx平衡 mol l 1 0 2 x0 3 xxx 答案 1 放热 2 正反应方向增大减小 3 a 4 0 1260 1 温度升高 化学平衡移动后达到新的平衡 高炉内co2和co的体积比值 平衡常数k值 填 增大 减小 或 不变 2 1100 时测得高炉中c co2 0 025mol l c co 0 1mol l 在这种情况下 该反应是否处于化学平衡状态 填 是 或 否 此时化学反应速率是v 正 v 逆 填 大于 小于 或 等于 其原因是 解析 k只受温度的影响 和浓度 压强无关 1 中温度升高 化学平衡向吸热反应方向移动 即向正反应方向移动 高炉内co2与co的体积比值增大 结合k的表达式 自然可以得到k值增大 实验专项探究 探究给定化学反应具有可逆性 大多数化学反应都有一定的可逆性 只是可逆程度大小不同而已 对于可逆反应而言 反应进行到最大限度 化学平衡 时 各种组分同时存在 对于不可逆反应而言 反应进行到最大限度时 量不足的反应将全部转化为产物或反应物恰好完全转化为产物 利用化学实验可以确定给定化学反应是否具有可逆性 典例探究 甲 乙两研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度 在一定条件下会达到 平衡状态 甲组 取5ml0 1mol l 1ki溶液于试管中 滴加0 1mol l 1fecl3溶液2ml 发生如下反应 2fe3 2i 2fe2 i2 为证明该反应具有可逆性且达到一定限度 他们设计了如下实验 取少量反应液 滴加agno3溶液 发现有少量黄色沉淀 agi 证明反应物没有反应完全 再取少量反应液 加入少量ccl4 振荡 发现ccl4层显浅紫色 证明萃取到i2 即有i2生成 结合 的结论 他们得出该反应具有一定的可逆性 在一定条件下会达到反应限度 1 老师指出他们上述实验中 不合理 你认为是 改进的方法是 2 有人认为步骤 适合检验生成i2较多的情况下 还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了i2 这种方法是 乙组 取4ml1mol l 1cacl2溶液于试管中 发现滴入1mol l 1na2so4溶液6ml后已经观察不到有沉淀生成了 发生的反应是 cacl2 na2so4 caso4 2nacl 请你设计一个简单实验 确证上述反应具有可逆性和反应限度 简要列出实验步骤和结论 解析 1 反应具有可逆性且达到一定限度即反应不能进行到底 而建立化学平衡 通过化学方法应证明反应物与生成物共存 但应注意反应物之间量的关系 对于反应2fe3 2i 2fe2 i2 n fe3 n i 1 1 而题给n fe3 n i 2 5 i 过量 若所给反应不具有可逆性 反应后i 也有剩余 故实验不合理 改进的方法是检验fe3 的存在 可选用kscn溶液作试剂 2 验证i2的灵敏方法是选用淀粉溶液作检验试剂 n cacl2 4mol n na2so4 6mol 对于反应