第_3_课_时___化学平衡状态和化学平衡常数、有关化学平衡的计算(使用稿)

1、一、可逆反应的特点一、可逆反应的特点在同一条件下，同时正反应和你反应在同一条件下，同时正反应和你反应两个方向进行的反应两个方向进行的反应同一条件下，同时同一条件下，同时特点：反应物和生成物共存，特点：反应物和生成物共存， 反应存在限度（反应不完全）反应存在限度（反应不完全）化学平衡状态化学平衡状态.(1)(1)反应刚刚开始时反应刚刚开始时: :反应物浓度反应物浓度最大最大, ,生成物浓度生成物浓度为零为零, ,(2)(2)反应进行中反应进行中: :反应物浓度逐渐反应物浓度逐渐减小减小, ,生成物浓度逐渐生成物浓度逐渐增大增大, ,(3)(3)肯定有一时刻肯定有一时刻: : 正反应速率和逆反应速

2、率的大小相等正反应速率和逆反应速率的大小相等可逆反应速率变化过程分析可逆反应速率变化过程分析: :正反应速率正反应速率最大最大. .逆反应速率逆反应速率为零为零. .正反应速率正反应速率减小减小. .逆反应速率逆反应速率增大增大. .时间时间速速率率0.V V正正V V逆逆V V正正 = V V逆逆化学平衡建立过程化学平衡建立过程化学平衡，就是指在一定条件下的化学平衡，就是指在一定条件下的可逆反应可逆反应里，里，正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。各组分的浓度保持不变的状态。化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征（2）等：等

3、：正反应速率正反应速率= =逆反应速率逆反应速率（3）动：动：动态平衡（正逆反应仍在行）动态平衡（正逆反应仍在行）（4） 定：定：反应混合物中各组分的浓度保持反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。（5） 变：变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。建立新的平衡。（1）逆：逆：可逆反应可逆反应平衡判断的专题分析平衡判断的专题分析一、从一、从 V V正正= V= V逆逆进行判断进行判断（1 1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。速率与消耗

4、速率相等。（2 2）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面但必须符合两方面（i i）表示两个不同的方向。）表示两个不同的方向。（iiii）速率之比）速率之比= =化学计量数之比。化学计量数之比。例：在一定温度下例：在一定温度下, ,可逆反应可逆反应N N2 2 + 3H+ 3H2 2 2NH 2NH3 3达达到平衡的标志是（到平衡的标志是（ ）A. NA. N2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的生成速率 B. HB. H2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的的生成速率的3 3倍倍 C. N

5、HC. NH3 3的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2生成速率的生成速率的2 2倍倍E.1E.1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3个个H-HH-H键形成键形成F.1F.1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6 6个个N-HN-H键断裂键断裂 D. D. 单位时间内生成单位时间内生成nmolNnmolN2 2, ,同时生成同时生成3nmolNH3nmolNH3 3 达化学平衡时除各达化学平衡时除各物质的浓度物质的浓度（颜色）（颜色）不再不再改变外，各物质的改变外，各物质的物质的量、物质的量分数、物质的量、物质的量分数、质量、质量分数、体积、体积分数、物质质量、质量分数

6、、体积、体积分数、物质的转化率的转化率不随时间而变化均能说明反应已处于平衡不随时间而变化均能说明反应已处于平衡状态。状态。 至于其他的物理量，如气体的至于其他的物理量，如气体的总物质的总物质的量量、气体的总压强气体的总压强、气体的密度气体的密度是否能作为是否能作为判断达到平衡的标志则还要看具体题意而定：判断达到平衡的标志则还要看具体题意而定： 二、从各物质的百分含量保持不变入手二、从各物质的百分含量保持不变入手不随时间而变化不随时间而变化例：在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理例：在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量量不再变不再变化时，表明反应：化时，表明反应：A(A(固

7、固)+2B()+2B(气气) C() C(气气)+D()+D(气气) )已达到平衡的是（已达到平衡的是（ ） A.混合气体的压强；混合气体的压强； B.混合气体的密度；混合气体的密度； C.混合气体的总质量；混合气体的总质量； D.气体的总物质的量；气体的总物质的量； BC解析：方程式两边气体的化学计量数相等，所以混合气体解析：方程式两边气体的化学计量数相等，所以混合气体的压强和总物质的量均始终保持不变，故不能用来判断反的压强和总物质的量均始终保持不变，故不能用来判断反应是否达到平衡。应是否达到平衡。强化：研究平衡问题先要观察物质的状态及气体物质的强化：研究平衡问题先要观察物质的状态及气体物质

8、的化学计量数关系。化学计量数关系。例：可逆反应。例：可逆反应。2HI(g) H2HI(g) H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)在密闭容器中在密闭容器中进行，当下列进行，当下列4 4项中某项不取随时间变化时，才能说明项中某项不取随时间变化时，才能说明反应已达平衡（反应已达平衡（ ）A. A. 容器内压强容器内压强 B.B.平均相对分子质量平均相对分子质量 C. C. 各组分浓度各组分浓度 D. D. 混合气体颜色混合气体颜色CDCD牢记牢记（一）（一）对于对于来说，体系的总压、总来说，体系的总压、总物质的量、总体积、平均相对分子质量等标志，无物质的量、总体积、平均相对分子质量等标志，

9、无论反应是否达到平衡，都不会发生改变。故不能作论反应是否达到平衡，都不会发生改变。故不能作为平衡的依据。为平衡的依据。A NOA NO、O O2 2、NONO2 2分子数目比是分子数目比是2:1:22:1:2B. B. 反应混合物中各组成物质的浓度相等反应混合物中各组成物质的浓度相等C. C. 混合气体的颜色不再发生变化混合气体的颜色不再发生变化D. D. 混合气体的平均相对分子质量不变混合气体的平均相对分子质量不变例：在一定条件下，反应例：在一定条件下，反应2NO + O2NO + O2 2 2NO 2NO2 2达到达到平衡的标志（平衡的标志（ ）CDCD（二）从平均相对分子质量（二）从平均

10、相对分子质量M M考虑考虑总总总总nmM= =1. 若各物质均为气体若各物质均为气体（1 1）对于非等摩反应，如）对于非等摩反应，如2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3M M若不变，一定可做为平衡标志！若不变，一定可做为平衡标志！（2 2）对于等摩反应，如）对于等摩反应，如HH2 2 + I+ I2 2 2HI2HIM M若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。2.2.若有非气体参与若有非气体参与如：如：COCO2 2(g)+C(s) 2CO(g)(g)+C(s) 2CO(g)，M M若不变，一定可做为平衡标志！若不变，一定可做为平衡

11、标志！（三）从气体密度（三）从气体密度r考虑考虑vm=r1.1.若有非气体参与若有非气体参与无论恒容或恒压，无论恒容或恒压，若不变，一定可作为平衡标志！若不变，一定可作为平衡标志！2若反应物和生成物均为气体若反应物和生成物均为气体.恒容，恒容，若不变，一定不能作为平衡标志！若不变，一定不能作为平衡标志！【例题】在一个固定体积的容器中，放入3L X（g）和2L Y（g），在一定条件下发生下列反应：4X(g) + 3Y(g) 2Q(g) + nR(g)达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，x的浓度减少1/3，则该反应方程式中的n值是（ ）A、 3 B、 4 C、 5 D、 6D

12、【例题 】加热N2O5时，发生以下两个分解反应：N2O5 N2O3 + O2N2O3 N2O + O2在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时c(O2) 为4.50 mol/L ， c(N2O3 ) 为1.62 mol/L 。则在该温度下各物质的平衡浓度不正确的是（ ）A c(N2O5 )平 = 1.44 mol/L B c(N2O5 )平 = 0.94 mol/L C c(N2O )平 = 1.44 mol/L D c(N2O )平 = 3.48 mol/L A D“平衡常数”是重点新增内容化学课程标准化学课程标准2012年年化学高考大纲新化学高考大纲新课程卷课程卷4化学反应原理

13、（化学反应原理（B4）主题主题2化学反应速率化学反应速率和化学平衡和化学平衡5.描述化学平衡建立的描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的平衡常数计算反应物的转化率。转化率。了解化学平衡建立的过了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计平衡常数进行简单的计算。算。1.1.定义定义: :在一定温度下，当一个可逆反应达到化在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数

14、之幂的积比值是一个常数，这个常数就是度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。该反应的化学平衡常数。用用 K 表示表示。2. 2. 表达式：表达式： aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)在在一定温度一定温度下下无论反应物的起始浓度无论反应物的起始浓度如何，反应如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。得到的结果是一个定值。( )()( )( )cdabc CcDKcA cB=二、化学平衡常数二、化学平衡常数化学平衡常数的书写注意事项：化学平衡常数的书写注意事项：K = c(CO2)K

15、 =c(HCl) c(HClO)c(Cl2)(1).(1).如果反应中有固体或纯液体参加时，不写它们的浓度如果反应中有固体或纯液体参加时，不写它们的浓度CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(2).(2).稀溶液中有水参加反应时，不写水的浓度稀溶液中有水参加反应时，不写水的浓度Cl2 + H2O HCl + HClO但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。此时水的浓度不能看成常数。(4)一定温度时，同一个反应一定温度时，同一个反应,其化学方程式书写方式、配平其化学方程式书写方式、配平计量数不同，平衡常数表达

16、式不同。例如：计量数不同，平衡常数表达式不同。例如：2NO 2 N2O4 N2O4 2NO2 NO2 1/2 N2O4)NO(c)ON(cK22421= =)ON(c)NO(cK42222= =)NO( c)ON(cK242213= =2321KK1K= = =(3)平衡常数不随浓度、压强、催化剂的改变而变化，与平衡平衡常数不随浓度、压强、催化剂的改变而变化，与平衡建立的途径也无关建立的途径也无关，只与温度有关只与温度有关。注意注意使用平衡常数时必须指明是在哪一温度下进行的可逆反应使用平衡常数时必须指明是在哪一温度下进行的可逆反应（1 1）判断反应进行的程度）判断反应进行的程度3.平衡常数意义

17、及应用：K值越大，反应进行的程度越大。反应物的转化率也越大，当K107 时，可以认为反应完全，反应为不可逆反应K值越小，反应进行的程度越小。反应物的转化率也越小，当K0。请回答下列问。请回答下列问题：题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=1 molL-1，c(N)=2.4 molL-1；达到平衡后，；达到平衡后，M的转化率为的转化率为60%，此时，此时N的转化率为的转化率为_ _ _；(2)若反应温度升高，若反应温度升高，M的转化率的转化率 （填（填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”）；）；(3)若若反应温度不变反应温度不变，反应物

18、的起始浓度分别为：，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4 molL-1，c(N)=a molL-1；达到平衡后，；达到平衡后，c(P)=2 molL-1，a= ；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=b molL-1，达到平衡后，达到平衡后，M的转化率为的转化率为 。【练习练习2】 0.2mol CO与与0.2mol水蒸气在水蒸气在2L密闭容器里密闭容器里加热至加热至1200，生成，生成CO2和和H2，2min内，已知内，已知V（CO2）=0.03mol（Lmin）。）。（1）求该温度下的平衡常数及）求该温度下的平衡常数及CO、水蒸气

19、的转化率。、水蒸气的转化率。（2） 若水蒸气加倍投料求若水蒸气加倍投料求CO、水蒸气的转化率。、水蒸气的转化率。【答案答案】AD【高考考点高考考点】化学平衡的移动，平衡常数化学平衡的移动，平衡常数例例4（08海南卷）反应海南卷）反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是该反应是_反应反应(填填“吸热吸热”“”“放放热热”); (2)当反应达到平衡时，升高温度，当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率的转化率_(填填“增增大大”“”“减小减小”“”“不变不变”)，原因是原因是_；(3)反应体系中加入催化剂

20、对反应热是否有影反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响响?_，原因是，原因是_。(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和和E2的变化是：的变化是：E1_，E2_(填填“增大增大”“”“减小、减小、”“”“不变不变”)。【高考考点高考考点】反应的热效应，化学平衡移动，反应的热效应，化学平衡移动，活化能。重在考察学生的综合应用能力。活化能。重在考察学生的综合应用能力。高考要求：第（高考要求：第（3）（）（4）问考查化学平衡常数的简单计算和）问考查化学平衡常数的简单计算和定性判断酸式盐溶液的酸碱性。未超纲。定性判断酸式盐溶液的酸碱性。未超纲。高考真题比

21、较研究由平衡常数表由平衡常数表达式写方程式达式写方程式由方程式写平由方程式写平衡常数表达式衡常数表达式平衡常数平衡常数的计算的计算平衡常数表达平衡常数表达式和判断反应式和判断反应的热效应的热效应16（07海南高考）PCl5的热分解反应如下：PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g）（1）写出反应的平衡常数表达式；（2）已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。平衡常数的平衡常数的简单计算简单计算平衡常数平衡常数表达式表达式25（07广东高考）（广东高考）（1）将）将0.050

22、molSO2(g)和和0.030molO2(g)放入容积为放入容积为1L的密闭容器中，反应：的密闭容器中，反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平在一定条件下达到平衡，测得衡，测得c(SO3)0.040mol/L。计算该条件下反。计算该条件下反应的平衡常数应的平衡常数K和和SO2的平衡转化率（写出计算过的平衡转化率（写出计算过程）。程）。（2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高于提高SO2平衡转化率的有平衡转化率的有 （填字母）（填字母）A 升高温度升高温度 B 降低温度降低温度 C 增大压强增大压强D 减小压强减小压强 E 加入催化剂加入催化剂 G