化学平衡状态及其平衡常数课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,第二节　化学平衡状态及其平衡常数,点面导图,考向分析,,本节高考重点考查：,,,(1),化学平衡的建立、特征和实质；,,,(2),化学平衡常数的含义和应用；,,,(3),化学平衡的计算。,,题型主要以选择题和计算题为主，难度为中档题。预测,2013,年高考仍会以典型的工业可逆反应为载体，在平衡状态的判定和化学平衡常数应用及计算方面进行命题。,相同,正反应,逆反应,同时,小于,2,．,化学平衡状态,——,化学反应的限度,,,(1),建立过程,(,以,N,2,＋,3H,2, 2NH

2、,3,为例,),,,向密闭容器中充入一定量的,N,2,和,H,2,，使其反应。,,①,反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率,_________,；生成物浓度为,0,，逆反应速率为,________,。,,②,反应进行中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐,_________,，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐,________,。,,③,达到平衡时，正反应速率与逆反应速率,___________,，此时反应物、生成物的浓度均保持,_________,。,最大,0,减小,增大,相等,不变,,(3),概念,,一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率,________,，反应体系中所有反

3、应物和生成物的,_________,保持不变的状态。,(2),v,－,t,图描述建立过程如图,相等,浓度,动态,浓度,发生移动,【,答案,】,,(1),×,,(2),×,,(3),√,,(4),×,,(5),√,2,．,(,选一选,),下列关于化学平衡状态的说法中不正确的是,(,,),,A,．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度,,,B,．当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于,0,,C,．在一定条件下，化学平衡的建立与反应途径无关,,,D,．化学平衡状态可通过外界条件的改变而改变,,,【,答案,】,,B,二、化学平衡常数,,以,m,A(

4、g,),＋,n,B(g,) ,p,C(g,),＋,q,D(g,),为例,,,1,．表达式：,K,＝,_______________,。,,2,．影响因素,,,K,仅与,__________,有关，与反应物或生成物的浓度无关。,,3,．注意事项,,,(1),反应物或生成物中有固体和液态水存在时，由于其浓度可看做,“,常数,”,而不代入公式。,,,(2),化学平衡常数是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,__________,。若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会,___________,，但意义不变。,温度,改变,改变,【,答案,

5、】,,(1),×,,(2),×,,(3),√,,(4),√,,(5),×,化学平衡状态的判定,,,,(1),对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，压强不变、气体的平均相对分子质量不变，或恒温、恒压时，体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。,,,(2),对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。,,,(3),对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。,,,(2012·,广东,质检题组合,),在一定温度下向,a,L,密闭容器中加入,1 mol NO,2,(g),发生,2NO,2,(g)N,2,O,4,(g),，此反应达到平衡的标

6、志是,________,。,,A,．,v,(NO,2,),正,＝,v,(N,2,O,4,),逆,,,B,．容器的总压强不再随时间而变化,,,C,．容器中气体的颜色不再变化,,,D,．,NO,2,、,N,2,O,4,的分子数之比为,2,∶,1,,E,．单位时间内生成,1 mol N,2,O,4,的同时生成,2 mol NO,2,,F,．混合气体的密度不再随时间而变化,,,G,．,NO,2,的浓度不再随时间而变化,,【,精讲精析,】,,首先明确该反应前后气体的体积不相等。,A,项，因为,NO,2,、,N,2,O,4,的化学计量数不相等，达到平衡时，,v,(NO,2,),正,≠,v,(N,2,O,4

7、,),逆,，应,v,(NO,2,),正,＝,2,v,(N,2,O,4,),逆,，,A,错误；,B,项，该反应前后气体体积不等，平衡时总压不变可作为平衡的标志；,C,项，,NO,2,为红棕色，颜色不变，说明,c,(NO,2,),不变，说明已达平衡；,D,项，平衡状态与物质的分子数之比无关，,D,错误；,E,项，可以说明,v,正,＝,v,逆,；,F,项，恒容恒质量，密度不变，不可以作为平衡的标志，,F,错误；,G,项，,c,(NO,2,),不变可以作为平衡的标志。,,,【,答案,】,,BCEG,1,．,(2012·,合肥一模,),一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：,A(s,),

8、＋,2B(g) C(g),＋,D(g,),，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是,(,,),,①,混合气体的密度,②,容器内气体的压强,③,混合气体的总物质的量,④,B,的物质的量浓度,⑤,混合气体的摩尔质量,,,A,．,①④⑤,,B,．,②③,,,C,．,②③④,,D,．只有,④,,【,解析,】,,①,反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平衡状态；,②,反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；,③,反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；,④

9、,由于容积恒定，,B,的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态；,⑤,反应前后质量不相等，质量不变时，反应达到平衡，气体物质的量不变，故混合气体的摩尔质量不变，说明反应达平衡。,,,【,答案,】,,A,化学平衡常数的应用及计算,,2,．,计算,,(1),利用平衡浓度计算平衡常数,K,；,,(2),利用,K,计算平衡浓度和转化率。,【,答案,】,,(1)4,,0.5,,(2)0.125 mol/L,,(3)50%,答题模板,——,化学平衡计算,——,三段论的答题模板,,考题实录,,,(2012·,合肥市高三第一次教学质量检测,),(8,分,),二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂

10、，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物,(,水煤气,),合成二甲醚。请回答下列问题：,,,(1),利用水煤气合成二甲醚的总反应为：,,3H,2,(g),＋,3CO(g)CH,3,OCH,3,(g),＋,CO,2,(g),,Δ,H,＝－,246.4,kJ·mol,－,1,,,在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和,CO,转化率的是,b,、,d,、,e,(,填字母代号,),,考题实录,,a.,降低温度,b,．加入催化剂,,,c.,缩小容器体积,,d,．增加,H,2,的浓度,,,e.,增加,CO,的浓度,,,(2),在一体积可变的密闭容器中充入,3

11、 mol H,2,、,3 mol CO,、,1 mol CH,3,OCH,3,、,1 mol CO,2,，在一定温度和压强下发生反应：,3H,2,(g),＋,3CO(g)CH,3,OCH,3,(g),＋,CO,2,(g),，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的,1.6,倍。,,问：,①,反应开始时正、逆反应速率的大小：,v,(,正,)__,>,__(,填,“,>,”“,<,”,或,“,＝,”,),v,(,逆,),。,,②平衡时,n,(CH,3,OCH,3,),＝,__,1.75,__,，平衡时,CO,的转化率＝,25%,。,,规范答案,,(1)c,、,d,,(2

12、,分,),,(2),①,>(2,分,),,②,1.75 mol,,75%,,(,各,2,分,),答题模板,化学平衡计算的思维模式：,,,(1),步骤,,①,写出有关化学平衡的方程式。,,②,确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。,,③,根据已知条件建立等式关系进行解答。,,,(2),方法,,如,m,A(g,),＋,n,B(g,),p,C(g,),＋,q,D(g,),，令,A,、,B,起始物质的量,(mol),分别为,a,、,b,，达到平衡后，,A,的消耗量为,mx,，容器容积为,V,L,。,,,m,A(g,),＋,n,B(g,),p,C(g,),＋,q,D(g,),,,起始,(mo

13、l),a,,b,0 0,,,变化,(mol),mx,,nx,,px,,qx,,,平衡,(mol),a,－,mx,,b,－,nx,,px,,qx,高考题组一　化学平衡状态及其平衡常数,,1,．,(2011·,山东高考,),一定条件下，将,NO,2,与,SO,2,以体积比,1,∶,2,置于密闭容器中发生反应,NO,2,(g),＋,SO,2,(g) SO,3,(g),＋,NO(g,),。,,,(1),下列能说明反应达到平衡状态的是,________,。,,,a,．体系压强保持不变,,,b,．混合气体颜色保持不变,,,c,．,SO,3,和,NO,的体积比保持不变,,,

14、d,．每消耗,1 mol SO,3,的同时生成,1 mol NO,2,,(2),测得上述反应平衡时,NO,2,与,SO,2,体积比为,1,∶,6,，则平衡常数,K,＝,________,。,2,．,(2011·,天津高考,),向绝热恒容密闭容器中通入,SO,2,和,NO,2,，一定条件下使反应,SO,2,(g),＋,NO,2,(g) SO,3,(g),＋,NO(g,),达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。,由图可得出的正确结论是,(,,),,A,．反应在,c,点达到平衡状态,,B,．反应物浓度：,a,点小于,b,点,,C,．反应物的总能量低于生成物的总能量,,D,．,Δ

15、,t,1,＝,Δ,t,2,时，,SO,2,的转化率：,a,～,b,段小于,b,～,c,段,,【,解析,】,,A,项,c,点,v,正,最大，但随后,v,正,逐渐减小，并非保持不变，故,c,点时反应未达到平衡状态；,B,项,a,点反应物的浓度大于,b,点的浓度；,C,项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；,D,项由于,b,～,c,段,v,正,大于,a,～,b,段，故,b,～,c,段,SO,2,的转化率大于,a,～,b,段。,,,【,答案,】,,D,3,．,(2011·,北京高考,),在温度,t,1,和,t,2,下，,X,2,

16、(g),和,H,2,反应生成,HX,的平衡常数如下表：,化学方程式,K,(,t,1,),K,(,t,2,),F,2,＋,H,2, 2HF,1.8,×,10,36,1.9,×,10,32,Cl,2,＋,H,2, 2HCl,9.7,×,10,12,4.2,×,10,11,Br,2,＋,H,2, 2HBr,5.6,×,10,7,9.3,×,10,6,I,2,＋,H,2, 2HI,43,34,,(1),已知,t,2,>,t,1,，,HX,的生成反应是,________,反应,(,填,“,吸热,”,或,“,放热,”,),。,,,(2),K,的变化体现出,X,2,化

17、学性质的递变性，用原子结构解释原因：,______________________________________________,，,,原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。,,,(3),仅依据,K,的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，,________(,选填字母,),。,,,a,．在相同条件下，平衡时,X,2,的转化率逐渐降低,,,b,．,X,2,与,H,2,反应的剧烈程度逐渐减弱,,,c,．,HX,的还原性逐渐减弱,,,d,．,HX,的稳定性逐渐减弱,,【,解析,】,,(1),由于,K,(,t,1,)>,K,(,t,2,),，升高温度平衡常数减小，所以可判断生成,HX,的反

18、应为放热反应。,,,(2),由于由,F,到,I,，电子层数的增加造成它们得电子的能力越来越弱。,,,(3),化学平衡常数代表反应进行的程度，不代表反应的快慢。所以,b,不对，,c,项,HF,、,HCl,、,HBr,、,HI,的还原性依次增强，故,c,错误。,,,【,答案,】,,(1),放热,(2),同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,(3)ad,高考题组二　化学平衡的有关综合计算,,4,．,(2011·,新课标高考,),科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，其反应为,CO,2,＋,3H,2, CH,3,OH,＋,H,2,O,。请完成下列各题：,,,(1),在容积为,2 L,的密闭容器中，由,CO,2,和,H,2,合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示,(,注：,T,1,、,T,2,均大于,300,℃,),；,5,．,(2011·,全国高考,),在容积可变的密闭容器中，,2 mol N,2,和,8 mol H,2,在一定条件下反应，达到平衡时，,H,2,的转化率为,25%,，则平衡时氮气的体积分数接近于,(,,),,A,．,5%,,B,．,10%,,C,．,15% D,．,20%,【,答案,】,,C,,,课时知能训练,