高中化学选择性必修一 2.2.1 化学平衡状态 化学平衡常数（学案）

1、2.2.1 化学平衡状态 化学平衡常数（学案）1理解化学平衡的概念以及可逆反应。2能用平衡状态的特征来判断可逆反应是否达到平衡状态。3知道化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行简单的计算。1化学平衡状态的判定。2利用化学平衡常数进行简单的计算。达到化学反应限度的特征是_。一、可逆反应与不可逆反应1可逆过程(1)可逆过程当温度一定时,饱和溶液中的固体溶质溶解和溶质分子回到固体表面的结晶过程一直在进行,而且两种过程的速率_,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都_。(2)表述约定采用“_”来代替反应式中原来用的“_”,把从左向右的过程称作_;由右向左的反应称作_。2可逆反应与不可逆反应(1)可逆

2、反应在_下,既能向_同时又能向_进行的反应。(2)不可逆反应在一定条件下,几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性,但有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略。如Ag+Cl-AgCl二、化学平衡的建立1化学平衡的建立以CO+H2O(g)CO2+H2反应为例。在一定条件下,将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密闭容器中,开始反应:(1)反应刚开始时:反应物的浓度为_,正反应速率为_。生成物的浓度为_, 逆反应速率为_。(2)反应进行中:反应物的浓度_,正反应速率_。生成物的浓度_,逆反应速率_。(3)肯定最终有一时刻,正反应速率与逆反应速率_,此时,反应物的浓度_,生成物的浓度也_

3、。如图所示。2化学平衡状态(1)定义:_。(2)特征:逆:_动:_等:_定:_变:_(3)特点:化学平衡的建立与建立的途径无关。【思考】相同条件(温度、浓度、压强等)时,一个反应从正反应开始与从逆反应开始,最终所达到的平衡状态是否相同?(4)达到平衡的标志:以mA(g)+nB(g)pC(g)为例直接标志:速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即A的消耗速率与A的生成速率相等,A的消耗速率与C的消耗速率之比等于mp,B的生成速率与C的生成速率之比等于np。各物质的百分含量保持不变。间接标志:混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。(注:m+np)各物质的浓度不随时间的改变而改变

4、。各物质的物质的量不随时间的改变而改变。各气体的体积、分压不随时间的改变而改变。三、对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根据对化学平衡的理解,判断下列各情况下,是否达到平衡。可能的情况举例是否能判断已达平衡1.混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总体积、总压强、总物质的量一定2.正、逆反应速率的关系单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolCv(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD3.压强其

5、他条件不变,m+np+q时,总压强一定其他条件不变,m+n=p+q时,总压强一定4.平均相对分子质量M当m+np+q时,M一定当m+n=p+q时,M一定5.温度其他条件一定时,体系温度一定6.体系密度其他条件一定时,体系密度一定7.其他组成成分有颜色时,体系颜色不再变化四、化学平衡常数1定义:在_下,当一个可逆反应达到_时,生成物_与反应物_的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号_表示。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,K=_。该式中(1)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物质处于_时的浓度;(2

6、)标准平衡常数的单位为1。3书写平衡常数关系式的原则:请写出下表中各反应的平衡常数表达式并总结规律:反应K11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)32NH3(g)N2(g)+3H2(g)4FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)5AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)6Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq)规律:(1)同一化学反应,可以用不同的化学反应方程式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。(2)对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即_。(3)化学平

7、衡关系式中只包括_物质和_中各溶质的浓度。4特点:K只受_影响,与反应物或生成物的_无关。五、平衡常数K的应用1判断反应的热效应:若正反应是吸热反应,升高温度,K_；若正反应是放热反应,升高温度,K_。2判断某时刻反应进行的方向:可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。即Qc=K体系处于_；QcK反应_进行。3判断反应进行的程度:K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例_,它的正向反应进行的程度_,即该反应进行得越_,反应物转化率_;反之,就越_,转化率就_。一般地说,_时,该反应进行得就基本完全了。【练习】在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应,

8、下列说法中不正确的是()A反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零C随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变【练习】哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3,下列有关说法正确的是()A达到化学平衡时,N2将完全转化为氨B达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D达到化学平衡时,正、逆反应速率都为零【练习】

9、14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有()A14CO2B14CO2、14COC14CO2、14CO、14CD14CO【练习】在密闭容器中进行反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1molL-1、0.2molL-1、0.2molL-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()AZ为0.2molL-1BY2为0.35molL-1CX2为0.3molL-1DZ为0.4molL-1【练习】在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molO2和2molNO,发生如下反应:O2(g)+2NO(g)2

10、NO2(g),此反应不一定达平衡的是()A容器内压强不随时间变化B容器内各物质的浓度不随时间变化C容器内O2、NO、NO2的浓度之比为122D单位时间内生成1molO2,同时生成2molNO2【练习】可逆反应N2+3H22NH3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()A3v正(N2)=v正(H2)Bv正(N2)=v逆(NH3)C2v正(H2)=3v逆(NH3)Dv正(N2)=3v逆(H2)【练习】一定条件下,在体积为1L的密闭容器中,1molX和1molY进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是

11、( )AX的百分含量不再发生变化Bc(X)c(Y)c(Z)=211C容器内原子总数不再发生变化D同一时间内消耗2nmolX的同时生成nmolZ【练习】一定条件下,下列反应呈平衡状态时的平衡常数:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K12NH3(g)3H2(g)+N2(g)K2则K1与K2的关系为( )AK1=K2BK2=1/K1CK1/2=K2D无法确定【练习】放热反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,c(CO)1=c(H2O)1=1.0molL-1,其平衡常数为K1。其他条件不变,升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c(CO)2和c(H2

12、O)2,平衡常数为K2,则( )A若增大CO浓度,K2和K1都增大BK2K1Cc(CO)2=c(H2O)2Dc(CO)1c(CO)2【练习】在一密闭容器中,CO和H2O混合加热到800达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，K=1.0，若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.20molL-1和1.00molL-1，则CO转化为CO2的转化率为()A80%B83%C75%D91%【练习】在容积为1L的密闭容器中,加入5molA物质,在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)+C(g)；(2)A(g)C(g)+D(g)。当达到平衡时,测得c(A)=2.5m

13、olL-1，c(C)=2.0molL-1。则下列说法中正确的是()A达到平衡时A的总转化率为40%B达到平衡时c(B)=2c(D)C达到平衡时c(B)为1.0molL-1D达到平衡时c(D)=2c(B)1在密闭容器中有如下反应：X2（g）+Y2（g）2Z（g）。已知：X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1molL1、0.3molL1、0.2molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度（单位molL1）可能是（）AX2为0.2BY2为0.2CZ为0.3DZ为0.42对于工业合成氨反应：N2+3H2 2NH3，下列说法正确的是（）A反应到达平衡时，v（正）v（逆）0B该反应是可逆反应，N

14、2、H2、NH3一定共存，且浓度之比为1：3：2C增大H2的浓度可以增大化学反应速率D加入足够多的N2可以使H2的转化率达到100%3在373K时，密闭容器中充入一定物质的量的NO2 和SO2，发生如下反应：NO2+SO2NO+SO3，达到平衡时，下列叙述正确的是（）ASO2、NO2、NO、SO3 的物质的量一定相等BNO2和 SO2的物质的量一定相等C平衡体系中总物质的量一定等于反应开始时总物质的量DNO 和 SO3 的物质的量一定相等4已知：N2（g）+3H2（g）2NH3 H92.4kJmol1在恒容密闭容器内，投入2molN2和6molH2发生反应，当反应达到平衡状态时，下列说法不正确

15、的是（）A其他条件不变，升高温度，平衡被破坏，逆反应速率增大，正反应速率减小B一定存在2v（H2）正3v（NH3）正C若容器内有 1mol NH3生成，则放出热量46.2kJD容器内混合气体压强不再发生变化5下列关于平衡常数K的说法正确的是（）A平衡常数K与反应本身及温度有关B改变反应物浓度能改变平衡常数KC加入催化剂可能会改变平衡常数KDK越大，反应物的转化率越小6某温度下，反应2A（g）+B（g）2C（g）的平衡常数K150，在同一温度下，反应2C（g）2A（g）+B（g）的平衡常数K2为（）A2500B50C0.02D0.0027E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（s）+4F

16、（g）G（g），已知该反应的平衡常数值如下表所示下列说法正确的是（）温度2580230平衡常数值510421.9105A上述反应是熵增反应B25时，反应G（g）E（s）+4F（g）的平衡常数值是0.5C在80时，测得某时刻，F、G浓度均为0.5 molL1，则此时v（正）v（逆）D恒温恒容下，向容器中再充入少量G（g），达新平衡时，G的体积百分含量将增大8在2L恒容密闭容器中充入X（g）和Y（g），发生反应X（g）+Y（g）M（g）+N（s），所得实验数据如表：下列说法不正确的是（）实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln（X）n（Y）n（M）n（N）8000.100.15

17、0.050.058000.200.30aa9000.100.150.040.04A正反应为放热反应B实验5min达平衡，平均反应速率v（X）0.005mol/（Lmin）C实验中，该反应的平衡常数K0.1（mol/L）1D实验中，达到平衡时，a大于0.109在一固定体积的密闭容器中，进行着下列化学反应：CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T（）70080083010001200K0.60.91.01.72.6则下列有关的叙述正确的是（）A该反应为放热反应B可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡C若在某平衡状态时，c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），此时的温度为830D达平衡时，浓度：c（CO2）c（CO）【知识点填空答案】各物质的浓度不再改变【知识点填空答案】相等；不变；=；正反应；逆反应；同一条件；正反应方向；逆反应方向；最大；最大；0；0；逐渐减小；逐渐减小；逐渐增大；逐渐增大；相等；不变；不变；化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的百分含量(浓度、质量、质量分数、体积分数等)保持不变的状态