2014最新高考总复习资料金榜学案化学第六章第二节.ppt

第二节化学平衡状态化学平衡常数 第六章化学反应速率和化学平衡 考纲 网络 掌控全局 梳理 判断 突破点面 梳理基础 一 可逆反应1 概念 在相同条件下 既能向 方向进行 同时又能向 方向进行的反应 2 特点 反应物与生成物 任一组分的转化率 100 3 表示 用 表示 正反应 逆反应 同时存在 小于 二 化学平衡状态1 含义 在一定条件下的 反应里 当 时 反应体系中各物质的 溶液中表现为 保持 2 平衡特点 1 逆 研究对象必须是 反应 2 动 化学平衡是 平衡 即当反应达到平衡时 正反应速率和逆反应速率还在进行 3 等 v 正 v 逆 0 可逆 正 逆两个方向的 速率相等 质量 浓度 恒定 可逆 动态 4 定 反应混合物中 各组分的 或 保持一定 5 变 化学平衡状态是有条件的 相对的 暂时的 改变影响平衡的条件 平衡会被 直到达到新的平衡 三 化学平衡常数1 概念 在一定温度下 当一个可逆反应达到平衡时 生成物 的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 用符号 表示 物质的量 含量 破坏 浓度幂之积与反应物浓度幂之积 K 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 体和 体的浓度为常数 通常不计入平衡常数表达式中 3 意义 1 K值越大 反应物的转化率 正反应进行的程度 2 K只受 影响 与反应物或生成物的浓度变化 固 纯液 越大 越大 温度 无关 3 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 正 逆反应的平衡常数互为 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 因此书写平衡常数表达式及数值 要与化学反应方程式相对应 否则意义就不明确 改变 倒数 也会改变 判断正误 正确的打 错误的打 1 2011 海南高考 对于可逆反应H2 g I2 g 2HI g 在温度一定下由H2 g 和I2 g 开始反应 达到平衡时 正 逆反应速率相等 2 2012 安徽高考 反应 SO2 g 2CO g 2CO2 g S l H 0 若反应在恒容的密闭容器中进行 其他条件不变 使用不同催化剂 该反应的平衡常数不变 催化剂 3 将0 23molSO2和0 11molO2放入1L的密闭容器中 2SO2 O2 2SO3达到平衡时得到0 12molSO3 则此温度下 该反应的平衡常数是23 8mol L 1 4 在一定温度下 反应H2 g X2 g HX g 的平衡常数为10 若将1 0mol的HX g 通入体积为1 0L的密闭容器中 在该温度时HX g 的最大分解率接近于25 5 CO吸入肺中与血红蛋白 Hb 反应 CO HbO2 O2 HbCO 该反应的平衡常数是K 热点一 热点 典例 融会贯通 化学平衡状态的判断 1 v正 v逆 指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等 2 反应混合物中各组分的含量 质量分数 体积分数 物质的量分数 保持不变 3 反应类型分析 如下表所示 对于密闭容器中的反应mA g nB g pC g qD g 根据对化学平衡概念的理解 判断下列各情况 是否达到平衡 例1 一定条件下可逆反应 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 思维点拨 化学平衡状态的根本标志是 本质 v正 v逆 现象 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 vg 0 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 vg 0 能说明反应达到平衡 答案 A 用不同物质的反应速率来判断反应是否达到平衡时 速率必须是一正一逆 不能同是v正或v逆 且反应速率之比等于化学计量数之比 1 在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应 甲 C s H2O g CO g H2 g 乙 CO g H2O g CO2 g H2 g 现有下列状态 混合气体平均相对分子质量不再改变 恒温时 气体压强不再改变 各气体组成浓度相等 反应体系中温度保持不变 断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍 混合气体密度不变 单位时间内 消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量之比为91其中能表明甲 乙容器中的反应都达到平衡状态的是 A B C D 解析 甲容器中 碳为固态 该可逆反应属于反应前后气体体积不相等的反应 乙容器中 该可逆反应属于反应前后等气体分子数的反应 气体的平均相对分子质量 密度 压强都始终不变 错误 各组分浓度相等 不能判断反应达到平衡状态 错误 对于任何一个可逆反应 随着反应进行 体系温度会发生变化 当温度不变时 说明反应达到平衡状态 正确 断裂氢氧键的速率等于断裂氢氧键速率的2倍 经转化得消耗水蒸气的速率等于消耗H2的速率 反应到达平衡状态 正确 消耗水蒸气与生成氢气都是向正反应方向进行 不能判断反应达到平衡状态 错误 答案 D 热点二 化学平衡常数的特点和应用 1 化学平衡常数的特点 1 化学平衡常数是温度函数 只与温度有关 与反应物和生成物的浓度无关 温度不变 则平衡常数K不变 2 反应物或生成物中由固体或纯液体 如液态水 存在时 其浓度看作 1 不代入K的表达式中 3 化学平衡常数时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系数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 但意义不变 2 化学平衡常数的应用 1 判断化学反应可能进行的程度 K值越大 反应物的转化率越大 反应进行的程度越大 2 判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动方向 对化学反应aA g bB g cC g dD g 的任意状态 浓度商Q 若Q K 反应达到平衡状态 若Q K 平衡正向移动 若Q K 平衡逆向移动 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 计算化学反应中某反应物的平衡转化率 3 化学平衡的计算 三段式 法 1 解题步骤 写出有关化学平衡的方程式 确定各物质的起始量 变化量和平衡量 根据问题建立相应的式子进行解答 2 具体方法 可按下列模式进行计算 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 说明 a 反应物 c 平 c 始 c 变 生成物 c 平 c 始 c 变 b 各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比 特别提醒 1 用 三段式 法进行列式时 起始 变化和平衡的单位要统一 一般都用浓度 有时可以用物质的量 2 计算平衡常数时 式子中用的是各物质的平衡浓度 而不是物质的量等其他物理量 3 用平衡常数作为计算桥梁时 一定要在相同温度下进行 4 转化率中的量可以是浓度 也可以是物质的量 例2 温度为t 时 在体积为10L的真空容器中通入1 00mol氢气和1 00mol碘蒸气 20min后 反应达到平衡 此时测得碘蒸气的浓度为0 020mol L 涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示 H2 g I2 g 2HI g 2H2 g 2I2 g 4HI g 下列说法正确的是 A 反应速率用HI表示时 v HI 0 008mol L min B 两个化学方程式的意义相同 但其平衡常数表达式不同 不过计算所得数值相同 C 氢气在两个反应方程式中的转化率不同D 第二个反应中 增大压强 平衡向生成HI的方向移动 解析 H2 g I2 g 2HI g 初始浓度 mol L 0 1000 1000平衡浓度 mol L 0 0200 0200 160转化浓度 mol L 0 0800 0800 160 2 2012 南昌调研 1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生反应 X g aY g bZ g 反应达到平衡后 测得X的转化率为50 而且 在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3 4 则a和b的数值可能是 A a 1 b 1B a 2 b 1C a 2 b 2D a 3 b 3 巩固 演练 基础达标 1 2011 浙江高考 双选 NH2COONH4 s 2NH3 g CO2 g 可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 A 2v NH3 v CO2 B 密闭容器中总压强不变C 密闭容器中混合气体的密度不变D 密闭容器中氨气的体积分数不变 BC 2 化学平衡常数 K 是化学反应限度的一个重要参数 该常数表示的意义是可逆反应的进行程度 K值越大 表示的意义错误的是 A 温度越高B 反应物浓度较小C 反应进行得越完全D 生成物浓度较大 解析 化学平衡常数只与温度有关 对于放热反应 温度越高 K值越小 对于吸热反应 温度越高 K值越大 化学平衡常数的大小表示的意义就是反应限度 即反应进行的程度大小 所以化学平衡常数K越大 可逆反应进行的程度就越大 反应物的浓度越小 生成物的浓度越大 所以B C D三个选项的意义都是正确的 答案 A 3 2012 宁波八校联考 某温度下 在一个2L的密闭容器中 加入4molA和2molB进行如下反应 3A g 2B g 4C 2D 反应一段时间后达到平衡 测得生成1 6molC 且反应的前后压强之比为54 假设在相同的温度下测得 则下列说法正确的是 A 该反应的化学平衡常数表达式是K B 此时 B的平衡转化率是35 C 增大该体系的压强 平衡向右移动 化学平衡常数增大D 增加C B的平衡转化率不变 解析 由于反应后容器内压强降低 故C D至少有一个为非气体 A不正确 生成1 6molC 消耗B0 8mol B的转化率为40 B不正确 平衡常数只与温度有关 C不正确 若C为非气体 增加C不影响化学平衡 D项正确 答案 D 4 2012 山东高考 偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂 二者发生如下化学反应 CH3 2NNH2 l 2N2O4 l 2CO2 g 3N2 g 4H2O g 1 反应 中氧化剂是 2 火箭残骸中常现红棕色气体 原因为 N2O4 g 2NO2 g 当温度升高时 气体颜色变深 则反应 为 填 吸热 或 放热 反应 3 一定温度下 反应 的焓变为 H 现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中 下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 若在相同温度下 上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行 平衡常数 填 增大 不变 或 减小 反应3s后NO2的物质的量为0 6mol 则0 3s内的平均反应速率v N2O4 mol L 1 s 1 4 NO2可用氨水吸收生成NH4NO3 25 时 将amolNH4NO3溶于水 溶液显酸性 原因是 用离子方程式表示 向该溶液中滴加bL氨水后溶液呈中性 则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 填 正向 不 或 逆向 移动 所滴加氨水的浓度为 mol L 1 NH3 H2O的电离平衡常数取Kb 2 10 5mol L 1 解析 1 反应 中N2O4中N由 4价变为0价 被还原 作为氧化剂 2 温度升高时 气体颜色加深 说明平衡向正反应方向移动 则正反应为吸热反应 3 该反应由正方向开始进行 气体分子数逐渐增大 而压强保持不变 则容器体积增大 气体密度减小 达平衡时保持不变 a正确 该反应的 H始终保持不变 不能说明达到平衡状态 b错误 该反应由正方向开始进行 N2O4逐渐减小 恒压过程中容器体积增大 N2O4浓度减小 v正逐渐减小 达平衡时保持不变 c错误 该反应由正方向开始进行 N2O4转化率逐渐增大 达平衡时保持不变 d正确 平衡常数只与温度有关 温度保持不变 平衡常数不变 5 工业上合成甲醇一般采用下列反应 CO g 2H2 g CH3OH g H 0 下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数 K 1 下列符合表中的平衡常数x的数值是 填序号 a 0b 0 012c 32 081d 100 2 在容积固定的密闭容器中发生上述反应 各物质的浓度如下表 在2min到4min内 用H2表示的平均反应速率为 反应达到平衡时CO的转化率为 反应在第2min时改变了反应条件 改变的条件可能是 填序号 a 使用催化剂b 降低