高中化學(xué)選擇性必修一 2.2.1 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)（學(xué)案）

1、2.2.1 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)（學(xué)案）1理解化學(xué)平衡的概念以及可逆反應(yīng)。2能用平衡狀態(tài)的特征來判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。3知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。1化學(xué)平衡狀態(tài)的判定。2利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征是_。一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)1可逆過程(1)可逆過程當(dāng)溫度一定時(shí),飽和溶液中的固體溶質(zhì)溶解和溶質(zhì)分子回到固體表面的結(jié)晶過程一直在進(jìn)行,而且兩種過程的速率_,于是飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都_。(2)表述約定采用“_”來代替反應(yīng)式中原來用的“_”,把從左向右的過程稱作_;由右向左的反應(yīng)稱作_。2可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)(1)可逆

2、反應(yīng)在_下,既能向_同時(shí)又能向_進(jìn)行的反應(yīng)。(2)不可逆反應(yīng)在一定條件下,幾乎所有的反應(yīng)都具有不同程度的可逆性,但有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小因而可忽略。如Ag+Cl-AgCl二、化學(xué)平衡的建立1化學(xué)平衡的建立以CO+H2O(g)CO2+H2反應(yīng)為例。在一定條件下,將0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密閉容器中,開始反應(yīng):(1)反應(yīng)剛開始時(shí):反應(yīng)物的濃度為_,正反應(yīng)速率為_。生成物的濃度為_, 逆反應(yīng)速率為_。(2)反應(yīng)進(jìn)行中:反應(yīng)物的濃度_,正反應(yīng)速率_。生成物的濃度_,逆反應(yīng)速率_。(3)肯定最終有一時(shí)刻,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率_,此時(shí),反應(yīng)物的濃度_,生成物的濃度也_

3、。如圖所示。2化學(xué)平衡狀態(tài)(1)定義:_。(2)特征:逆:_動(dòng):_等:_定:_變:_(3)特點(diǎn):化學(xué)平衡的建立與建立的途徑無關(guān)?！舅伎肌肯嗤瑮l件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)時(shí),一個(gè)反應(yīng)從正反應(yīng)開始與從逆反應(yīng)開始,最終所達(dá)到的平衡狀態(tài)是否相同?(4)達(dá)到平衡的標(biāo)志:以mA(g)+nB(g)pC(g)為例直接標(biāo)志:速率關(guān)系:正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,即A的消耗速率與A的生成速率相等,A的消耗速率與C的消耗速率之比等于mp,B的生成速率與C的生成速率之比等于np。各物質(zhì)的百分含量保持不變。間接標(biāo)志:混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。(注:m+np)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間的改變而改變

4、。各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。各氣體的體積、分壓不隨時(shí)間的改變而改變。三、對(duì)于密閉容器中的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根據(jù)對(duì)化學(xué)平衡的理解,判斷下列各情況下,是否達(dá)到平衡?？赡艿那闆r舉例是否能判斷已達(dá)平衡1.混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定2.正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA,同時(shí)生成mmolA單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB,同時(shí)消耗了pmolCv(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB,同時(shí)消耗qmolD3.壓強(qiáng)其

5、他條件不變,m+np+q時(shí),總壓強(qiáng)一定其他條件不變,m+n=p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定4.平均相對(duì)分子質(zhì)量M當(dāng)m+np+q時(shí),M一定當(dāng)m+n=p+q時(shí),M一定5.溫度其他條件一定時(shí),體系溫度一定6.體系密度其他條件一定時(shí),體系密度一定7.其他組成成分有顏色時(shí),體系顏色不再變化四、化學(xué)平衡常數(shù)1定義:在_下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到_時(shí),生成物_與反應(yīng)物_的比值是一個(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),簡(jiǎn)稱平衡常數(shù),用符號(hào)_表示。2表達(dá)式:對(duì)于一般的可逆反應(yīng),mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下,K=_。該式中(1)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物質(zhì)處于_時(shí)的濃度;(2

6、)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的單位為1。3書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的原則:請(qǐng)寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式并總結(jié)規(guī)律:反應(yīng)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)規(guī)律:(1)同一化學(xué)反應(yīng),可以用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式來表示,每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。(2)對(duì)于同一可逆反應(yīng),正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù),即_。(3)化學(xué)平

7、衡關(guān)系式中只包括_物質(zhì)和_中各溶質(zhì)的濃度。4特點(diǎn):K只受_影響,與反應(yīng)物或生成物的_無關(guān)。五、平衡常數(shù)K的應(yīng)用1判斷反應(yīng)的熱效應(yīng):若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K_；若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K_。2判斷某時(shí)刻反應(yīng)進(jìn)行的方向:可用該時(shí)刻產(chǎn)物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。即Qc=K體系處于_；QcK反應(yīng)_進(jìn)行。3判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度:K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例_,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度_,即該反應(yīng)進(jìn)行得越_,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率_;反之,就越_,轉(zhuǎn)化率就_。一般地說,_時(shí),該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了?！揪毩?xí)】在一定條件下,使NO和O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),

8、下列說法中不正確的是()A反應(yīng)開始時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零B隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后為零C隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后不變D隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后不變【練習(xí)】哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ@得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。現(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2,在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生:N2+3H22NH3,下列有關(guān)說法正確的是()A達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2將完全轉(zhuǎn)化為氨B達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率都為零【練習(xí)】

9、14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng):14CO2+C2CO,達(dá)到平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有()A14CO2B14CO2、14COC14CO2、14CO、14CD14CO【練習(xí)】在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1molL-1、0.2molL-1、0.2molL-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是()AZ為0.2molL-1BY2為0.35molL-1CX2為0.3molL-1DZ為0.4molL-1【練習(xí)】在一定溫度下,向aL密閉容器中加入1molO2和2molNO,發(fā)生如下反應(yīng):O2(g)+2NO(g)2

10、NO2(g),此反應(yīng)不一定達(dá)平衡的是()A容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C容器內(nèi)O2、NO、NO2的濃度之比為122D單位時(shí)間內(nèi)生成1molO2,同時(shí)生成2molNO2【練習(xí)】可逆反應(yīng)N2+3H22NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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)【練習(xí)】一定條件下,在體積為1L的密閉容器中,1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng):2X(g)+Y(g)Z(g),下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

11、( )AX的百分含量不再發(fā)生變化Bc(X)c(Y)c(Z)=211C容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化D同一時(shí)間內(nèi)消耗2nmolX的同時(shí)生成nmolZ【練習(xí)】一定條件下,下列反應(yīng)呈平衡狀態(tài)時(shí)的平衡常數(shù):3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K12NH3(g)3H2(g)+N2(g)K2則K1與K2的關(guān)系為( )AK1=K2BK2=1/K1CK1/2=K2D無法確定【練習(xí)】放熱反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡,c(CO)1=c(H2O)1=1.0molL-1,其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變,升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí),反應(yīng)物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2

12、O)2,平衡常數(shù)為K2,則( )A若增大CO濃度,K2和K1都增大BK2K1Cc(CO)2=c(H2O)2Dc(CO)1c(CO)2【練習(xí)】在一密閉容器中,CO和H2O混合加熱到800達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，K=1.0，若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度分別為0.20molL-1和1.00molL-1，則CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為()A80%B83%C75%D91%【練習(xí)】在容積為1L的密閉容器中,加入5molA物質(zhì),在一定條件下同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng)：(1)2A(g)2B(g)+C(g)；(2)A(g)C(g)+D(g)。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(A)=2.5m

13、olL-1，c(C)=2.0molL-1。則下列說法中正確的是()A達(dá)到平衡時(shí)A的總轉(zhuǎn)化率為40%B達(dá)到平衡時(shí)c(B)=2c(D)C達(dá)到平衡時(shí)c(B)為1.0molL-1D達(dá)到平衡時(shí)c(D)=2c(B)1在密閉容器中有如下反應(yīng)：X2（g）+Y2（g）2Z（g）。已知：X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1molL1、0.3molL1、0.2molL1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度（單位molL1）可能是（）AX2為0.2BY2為0.2CZ為0.3DZ為0.42對(duì)于工業(yè)合成氨反應(yīng)：N2+3H2 2NH3，下列說法正確的是（）A反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，v（正）v（逆）0B該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，N

14、2、H2、NH3一定共存，且濃度之比為1：3：2C增大H2的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率D加入足夠多的N2可以使H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%3在373K時(shí)，密閉容器中充入一定物質(zhì)的量的NO2 和SO2，發(fā)生如下反應(yīng)：NO2+SO2NO+SO3，達(dá)到平衡時(shí)，下列敘述正確的是（）ASO2、NO2、NO、SO3 的物質(zhì)的量一定相等BNO2和 SO2的物質(zhì)的量一定相等C平衡體系中總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)總物質(zhì)的量DNO 和 SO3 的物質(zhì)的量一定相等4已知：N2（g）+3H2（g）2NH3 H92.4kJmol1在恒容密閉容器內(nèi)，投入2molN2和6molH2發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法不正確

15、的是（）A其他條件不變，升高溫度，平衡被破壞，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小B一定存在2v（H2）正3v（NH3）正C若容器內(nèi)有 1mol NH3生成，則放出熱量46.2kJD容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)不再發(fā)生變化5下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法正確的是（）A平衡常數(shù)K與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)B改變反應(yīng)物濃度能改變平衡常數(shù)KC加入催化劑可能會(huì)改變平衡常數(shù)KDK越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小6某溫度下，反應(yīng)2A（g）+B（g）2C（g）的平衡常數(shù)K150，在同一溫度下，反應(yīng)2C（g）2A（g）+B（g）的平衡常數(shù)K2為（）A2500B50C0.02D0.0027E和F加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：E（s）+4F

16、（g）G（g），已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)值如下表所示下列說法正確的是（）溫度2580230平衡常數(shù)值510421.9105A上述反應(yīng)是熵增反應(yīng)B25時(shí)，反應(yīng)G（g）E（s）+4F（g）的平衡常數(shù)值是0.5C在80時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻，F(xiàn)、G濃度均為0.5 molL1，則此時(shí)v（正）v（逆）D恒溫恒容下，向容器中再充入少量G（g），達(dá)新平衡時(shí)，G的體積百分含量將增大8在2L恒容密閉容器中充入X（g）和Y（g），發(fā)生反應(yīng)X（g）+Y（g）M（g）+N（s），所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：下列說法不正確的是（）實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/起始時(shí)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)物質(zhì)的量/moln（X）n（Y）n（M）n（N）8000.100.15

17、0.050.058000.200.30aa9000.100.150.040.04A正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B實(shí)驗(yàn)5min達(dá)平衡，平均反應(yīng)速率v（X）0.005mol/（Lmin）C實(shí)驗(yàn)中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.1（mol/L）1D實(shí)驗(yàn)中，達(dá)到平衡時(shí)，a大于0.109在一固定體積的密閉容器中，進(jìn)行著下列化學(xué)反應(yīng)：CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：T（）70080083010001200K0.60.91.01.72.6則下列有關(guān)的敘述正確的是（）A該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B可測(cè)量容器總壓變化來判定化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡C若在某平衡狀態(tài)時(shí)，c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），此時(shí)的溫度為830D達(dá)平衡時(shí)，濃度：c（CO2）c（CO）【知識(shí)點(diǎn)填空答案】各物質(zhì)的濃度不再改變【知識(shí)點(diǎn)填空答案】相等；不變；=；正反應(yīng)；逆反應(yīng)；同一條件；正反應(yīng)方向；逆反應(yīng)方向；最大；最大；0；0；逐漸減??；逐漸減??；逐漸增大；逐漸增大；相等；不變；不變；化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的百分含量(濃度、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)保持不變的狀態(tài)