第 3 課 時(shí) 化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算(使用稿)

1、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第 3 課 時(shí) 化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)平衡常數(shù)高 三 總 復(fù) 習(xí)1.(1)反應(yīng)剛剛開始時(shí):反應(yīng)物濃度最大,生成物濃度為零,(2)反應(yīng)進(jìn)行中:反應(yīng)物濃度逐漸減小,生成物濃度逐漸增大,(3)肯定有一時(shí)刻:正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小相等可逆反應(yīng)過程分析:正反應(yīng)速率最大.逆反應(yīng)速率為零.正反應(yīng)速率減小.逆反應(yīng)速率增大.時(shí)間速率0.V正V逆V正 = V逆2化學(xué)平衡，就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征（1）等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率（2）動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）（3） 定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保

2、持 不變，各組分的含量一定。（4） 變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。3平衡判斷的專題分析一、從 V正= V逆進(jìn)行判斷（1）用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。（2）用不同種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)速率不一定相等但必須符合兩方面（i）表示兩個(gè)不同的方向。（ii）速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。4例：在一定溫度下,可逆反應(yīng)N2 + 3H2 2NH3達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）A. N2的消耗速率等于N2的生成速率 B. H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍 C. NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍E.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵形成F.1個(gè)NN鍵斷裂的

3、同時(shí)，有6個(gè)N-H鍵斷裂 D. 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2,同時(shí)生成3nmolNH3 5 達(dá)化學(xué)平衡時(shí)除各物質(zhì)的濃度（顏色）不再改變外，各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不隨時(shí)間而變化均能說明反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)。 至于其他的物理量，如氣體的總物質(zhì)的量、氣體的總壓強(qiáng)、氣體的密度是否能作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)志則還要看具體題意而定： 二、從各物質(zhì)的百分含量保持不變?nèi)胧?例：在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)物質(zhì)的下列物理量不再變化時(shí)，表明反應(yīng)：A(固)+2B(氣) C(氣)+D(氣)已達(dá)到平衡的是（ ） A.混合氣體的壓強(qiáng)； B.混合氣體的密度； C.B的物質(zhì)的

4、量濃度； D.氣體的總物質(zhì)的量； BC解析：方程式兩邊氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，所以混合氣體的壓強(qiáng)和總物質(zhì)的量均始終保持不變，故不能用來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。強(qiáng)化：研究平衡問題先要觀察物質(zhì)的狀態(tài)及氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。7例：可逆反應(yīng)。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)下列4項(xiàng)中某項(xiàng)不取隨時(shí)間變化時(shí)，才能說明反應(yīng)已達(dá)平衡（ ）A. 容器內(nèi)壓強(qiáng) B.平均相對分子質(zhì)量 C. 各組分濃度 D. 混合氣體顏色CD牢記：對于全氣相的等體反應(yīng)來說，體系的總壓、總物質(zhì)的量、總體積、平均相對分子質(zhì)量等標(biāo)志，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，都不會發(fā)生改變。故不能作為平衡的依據(jù)。8A NO、O2、NO2

5、分子數(shù)目比是2:1:2B. 反應(yīng)混合物中各組成物質(zhì)的濃度相等C. 混合氣體的顏色不再發(fā)生變化D. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變例：在一定條件下，反應(yīng)2NO + O2 2NO2達(dá)到平衡的標(biāo)志（ ）CD9例: 在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng) A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是( )C的生成速率與C的分解速率相等 單位時(shí)間內(nèi)生成a molA,同時(shí)生成3a molB A、B、C的濃度不再變化A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化混合氣體的物質(zhì)的量不再變化單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成 3amolBA、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 10（二）從

6、平均相對分子質(zhì)量M考慮總總nmM=1. 若各物質(zhì)均為氣體（1）對于非等摩反應(yīng)，如2SO2 + O2 2SO3M若不變，一定可做為平衡標(biāo)志?。?）對于等摩反應(yīng)，如H2 + I2 2HIM若不變，不能做為平衡標(biāo)志，因始終不變。2.若有非氣體參與如：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M若不變，一定可做為平衡標(biāo)志！11（三）從氣體密度r考慮vm=r1. 若各物質(zhì)均為氣體恒容：總為恒值，不能做平衡標(biāo)志。恒壓（2）對于非等摩反應(yīng)，如2SO2 + O2 2SO3總為恒值，不能做平衡標(biāo)志。若不變，一定可作為平衡標(biāo)志。2.若有非氣體參與無論恒容或恒壓，若不變，一定可作為平衡標(biāo)志?。?）對于等摩反應(yīng)，如H2

7、+ I2 2HI12【例題】在一個(gè)固定體積的容器中，放入3L X（g）和2L Y（g），在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)：4X(g) + 3Y(g) 2Q(g) + nR(g)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)比原來增加5%，x的濃度減少1/3，則該反應(yīng)方程式中的n值是（ ）A、 3 B、 4 C、 5 D、 6D13【例題 】加熱N2O5時(shí)，發(fā)生以下兩個(gè)分解反應(yīng)：N2O5 N2O3 + O2N2O3 N2O + O2在1L密閉容器中加熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)c(O2) 為4.50 mol/L ， c(N2O3 ) 為1.62 mol/L 。則在該溫度下各物質(zhì)的平衡濃度不正確的是（

8、）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 D14“平衡常數(shù)”是重點(diǎn)新增內(nèi)容化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2008年化學(xué)高考大綱新課程卷4化學(xué)反應(yīng)原理（B4）主題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡5.描述化學(xué)平衡建立的過程，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。了解化學(xué)平衡建立的過程。理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。15(1)定義:在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之

9、冪的積比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。用 K 表示。(2) 表達(dá)式： aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)(3)在一定溫度下無論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后，將各物質(zhì)的物質(zhì)量濃度代入下式，得到的結(jié)果是一個(gè)定值。二、化學(xué)平衡常數(shù)16思考與交流1、K 值的大小說明了什么?2、同一條件下正、逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)有何關(guān)系？(1)K 的意義： K 值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，它的正反應(yīng)進(jìn)行的程度大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大。因此，平衡常數(shù)的大小能夠衡量一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，又叫反應(yīng)的限度。(2)一定溫度時(shí)，同一個(gè)反應(yīng),其化學(xué)方程式書寫方式、配平計(jì)量數(shù)

10、不同，平衡常數(shù)表達(dá)式不同。例如：2NO 2 N2O4 N2O4 2NO2 NO2 1/2 N2O417化學(xué)平衡常數(shù)的書寫注意事項(xiàng)：K = c(CO2)K =c(HCl) c(HClO)c(Cl2).如果反應(yīng)中有固體或純液體參加時(shí)，不寫它們的濃度CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g).稀溶液中有水參加反應(yīng)時(shí)，不寫水的濃度Cl2 + H2O HCl + HClO但非水溶液中的反應(yīng)，如果反應(yīng)物或生成物中有水，此時(shí)水的濃度不能看成常數(shù)。18（1）判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度4.平衡常數(shù)意義及應(yīng)用：3.影響平衡常數(shù)的因素：不隨濃度、壓強(qiáng)、催化劑的改變而變化，與平衡建立的途徑也無關(guān)，只與溫度有關(guān)。K值越大

11、，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大，當(dāng)K107 時(shí)，可以認(rèn)為反應(yīng)完全，反應(yīng)為不可逆反應(yīng)K值越小，反應(yīng)進(jìn)行的程度越小。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大，當(dāng)K0。請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=1 molL-1，c(N)=2.4 molL-1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為_ _；(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率 （填“增大”、“減小”或“不變”）；(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=4 molL-1，c(N)=a molL-1；達(dá)到平衡后，c(P)=2 molL-1，a= ；(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)=

12、c(N)=b molL-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為 。25【練習(xí)2】 0.2mol CO與0.2mol水蒸氣在2L密閉容器里加熱至1200，生成CO2和H2，2min內(nèi)，已知V（CO2）=0.03mol（Lmin）。（1）求該溫度下的平衡常數(shù)及CO、水蒸氣的轉(zhuǎn)化率。（2） 若水蒸氣加倍投料求CO、水蒸氣的轉(zhuǎn)化率。26【答案】AD【高考考點(diǎn)】化學(xué)平衡的移動，平衡常數(shù)27例4（08海南卷）反應(yīng)A(g)+B(g)C(g) +D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)該反應(yīng)是_反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”); (2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”“不變”)，原因

13、是_；(3)反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響?_，原因是_。(4)在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是：E1_，E2_(填“增大”“減小、”“不變”)?！靖呖伎键c(diǎn)】反應(yīng)的熱效應(yīng)，化學(xué)平衡移動，活化能。重在考察學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。28高考要求：第（3）（4）問考查化學(xué)平衡常數(shù)的簡單計(jì)算和定性判斷酸式鹽溶液的酸堿性。未超綱。29高考真題比較研究由平衡常數(shù)表達(dá)式寫方程式由方程式寫平衡常數(shù)表達(dá)式30平衡常數(shù)的計(jì)算31平衡常數(shù)表達(dá)式和判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)3216（07海南高考）PCl5的熱分解反應(yīng)如下：PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g）（1）寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；（

14、2）已知某溫度下，在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00mol PCl5，達(dá)到平衡后，測得容器內(nèi)PCl3的濃度為0.150mol/L。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)。平衡常數(shù)的簡單計(jì)算平衡常數(shù)表達(dá)式3325（07廣東高考）（1）將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在一定條件下達(dá)到平衡，測得c(SO3)0.040mol/L。計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（寫出計(jì)算過程）。（2）已知上述反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，在體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有 （填字母）A 升高溫度 B