【學海導航】山西省高中化學總復習 第7章第23課時 化學平衡課件 新人教

第23課時化學平衡一、化學平衡狀態(tài)1．概念：在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)叫做化學平衡。2．化學平衡的特征(1)“等”——處于密閉體系的可逆反應，化學平衡狀態(tài)建立的條件是正反應速率和逆反應速率相等，即v(正)＝v(逆)≠0。這是可逆反應達到平衡狀態(tài)的重要標志。(2)“定”——一定條件下可逆反應一旦達平衡(可逆反應進行到最大的程度)狀態(tài)時，在平衡體系的混合物中，各組成成分的含量(即反應物與生成物的物質的量，物質的量濃度，質量分數(shù)，體積分數(shù)等)保持一定而不變(即不隨時間的改變而改變)。這是判斷體系是否處于化學平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。(3)“動”——指化學反應達平衡狀態(tài)時，反應并沒有停止，實際上正反應與逆反應始終在進行，且正反應速率等于逆反應速率，所以化學平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡狀態(tài)。(4)“變”——任何化學平衡狀態(tài)均是暫時的、相對的、有條件的(與濃度、壓強、溫度等有關)，而與達平衡的過程無關(化學平衡狀態(tài)既可從正反應方向開始達平衡，也可以從逆反應方向開始達平衡)。對于可逆反應，不管從正反應開始(只投入反應物)，還是從逆反應開始(只投入生成物)，或從正逆反應開始(同時投入反應物和生成物)，在一定條件下都能達到v(正)＝v(逆)狀態(tài)。如圖：

化學平衡的建立與反應的途徑無關：如果外界條件不變時，不論采取何種途徑，即反應是由反應物開始或由生成物開始，是一次投料或是分步投料，最后達到的化學平衡狀態(tài)是相同的，即化學平衡狀態(tài)只與反應條件有關而與反應途徑無關。【基礎題一】恒溫恒容條件下，反應N2＋3H22NH3剛開始時，N2的物質的量為3mol，H2的物質的量為5mol,3min后測得NH3物質的量為0.6mol,5min后測得H2的物質的量為4.1mol,7min后測得N2的物質的量為2.7mol，則此時間內，下列說法正確的是()A．反應在3min時就已經(jīng)達到平衡B．反應在5min時才達到平衡C．反應在7min時才達到平衡D．無法判斷何時達到平衡A二、化學平衡的有關概念1．濃度：一般為物質的量濃度，如A物質的濃度表示為c(A)＝。在氣體反應中，體積為容器體積。2．體積分數(shù)：由阿伏加德羅定律可知混合氣體中某物質的體積分數(shù)等于物質的量分數(shù)：w(B)＝3．轉化率：用于衡量反應程度的量。轉化率＝

×100%在反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)進行到一定程度時，若反應物A的初始量為n(A)mol，A的反應量(轉化量)為Δn(A)，則A在該時間段中的轉化率＝

×100%。【基礎題二】在2L的密閉容器中，發(fā)生以下反應：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，若最初加入的A和B都是4mol，反應在10s之內達到平衡，在前10sA的平均反應速率為0.12mol·(L·s)－1，當其他條件不變時，13s時，容器中B的物質的量濃度是mol/L，A的轉化率為。1.460%三、化學平衡常數(shù)1．概念：對于一定條件下的可逆反應(aA＋bBcC＋dD)，達到化學平衡時，生成物濃度的乘冪的乘積與反應物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù)，記作Kc，稱為化學平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))。2．平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉化率越小。3．注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。在平衡常數(shù)表達式中：反應物或生成物中固體、純液體、稀溶液中水的濃度不寫。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，K＝c(CO)··c(H2)/c(H2O)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，K＝c(CO2)/c(CO)化學平平衡常常數(shù)表表達式式與化化學方方程式式的書書寫有有關例如：：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡衡常數(shù)數(shù)為K1，1/2N2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)數(shù)為K2，NH3(g)1/2N2(g)＋3/2H2(g)的平衡常數(shù)數(shù)為K3；寫出K1和K2的關系式：：K1＝。寫出K2和K3的關系式：：K2·K3＝1。寫出K1和K3的關系式：：K1·＝1?！净A題三】在25℃時，密閉容容器中X、Y、Z三種氣體的的初始濃度度和平衡濃濃度如下表表：物質XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1下列說法錯錯誤的是()A．反應達到到平衡時，，X的轉化率為為50%B．反應可表表示為X＋3Y2Z，其平衡常常數(shù)為1600C．增大壓強強使平衡向向生成Z的方向移動動，平衡常常數(shù)增大D．改變溫度度可以改變變此反應的的平衡常數(shù)數(shù)C【解析】選項中有一一明顯的錯錯誤，就是是C選項中平衡衡常數(shù)增大大，增大壓壓強不可能能使平衡常常數(shù)增大。。其他選項項均為平衡衡中的基礎礎計算和基基礎知識，，關鍵是根根據(jù)表中數(shù)數(shù)據(jù)(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推導出：：X＋3Y2Z?！舅伎碱}】反應：①3H2＋N22NH3②H2＋N2NH3的化學平衡衡常數(shù)相等等嗎？【解析】化學平衡常常數(shù)是指某某一具體反反應的平衡衡常數(shù)。若若反應方向向改變，則則平衡常數(shù)數(shù)改變。若若方程式中中各物質的的系數(shù)等倍倍擴大或縮縮小，盡管管是同一反反應，平衡衡常數(shù)也會會改變。重要考點1判斷可逆反反應是否達達到平衡狀狀態(tài)1．根本依據(jù)：：v正＝v逆。指的是同同一物質的的正反應速速率與逆反反應速率相相等。2．反應混合物物中各組分分的含量(質量分數(shù)，，體積分數(shù)數(shù)，物質的的量分數(shù))保持不變。。3．具體分析析：反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合物體系中各成分的濃度(1)各物質的物質的量或各物質的物質的量的分數(shù)一定平衡(2)各物質的質量或質量分數(shù)一定平衡(3)各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡(4)總體積、總壓強、總物質的量一定不一定平衡反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)正逆反應速率的關系(1)單位時間內消耗了mmolA同時生成mmolA，則v(正)＝v(逆)平衡(2)在單位時間內消耗了nmolB同時消耗了pmolC平衡(3)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡(4)在單位時間內生成了nmolB，同時消耗了qmolD不一定平衡壓強(1)若m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)平衡(2)若m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)不一定平衡反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合氣體的平均相對分子質量(Mr)(1)m＋n≠p＋q，Mr一定平衡(2)m＋n＝p＋q，Mr一定不一定平衡溫度絕熱情況下溫度一定時(其他不變)平衡體系的密度(ρ)固定容積時，氣體密度一定不一定平衡其他體系顏色不再變化平衡濃度商QcQc＝K平衡【考點釋例1】在體積固定定的密閉容容器中進行行可逆反應應：2NO22NO＋O2，下列情況況中能作為為反應達到到平衡狀態(tài)態(tài)標志的是是()①單位時間內內生成nmolO2的同時生成成2nmolNO2②單位時間內內生成nmolO2的同時生成成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應應速率之比比為2∶2∶1④混合氣體的的顏色不再再改變⑤混合氣體的的密度不再再改變⑥混合氣體體的壓強強不再改改變⑦混合氣體體的平均均相對分分子質量量不再改改變A．①④⑥⑦⑦B．②③⑤⑦⑦C．①③④⑤⑤D．全部A【解析】化學平衡衡狀態(tài)的的根本標標志是：：v(正)＝v(逆)，①中單位時時間內生生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成成2nmolNO2時，必消消耗nmolO2，能說明明反應達達到平衡衡。②不能說明明。③中無論達達到平衡衡與否，，化學反反應速率率都等于于化學計計量數(shù)之之比。④有色氣體體的顏色色不變，，則表示示物質的的濃度不不再變化化，說明明反應已已達到平平衡。⑤體積固定定、氣體體質量反反應前后后守恒，，密度始始終不變變。⑥反應前后后ΔV(g)≠≠0，壓強不不變，意意味著各各物質的的含量不不再變化化。⑦由于氣體體的質量量不變，，氣體的的平均相相對分子子質量不不變時，，說明氣氣體中各各物質的的物質的的量不變變，該反反應ΔV(g)≠0，能說明反應應達到平衡。。答案：A【溫馨提示】從化學平衡的的特征判斷可可逆反應是否否達到化學平平衡時，要特特別注意外界界條件的限制制及反應本身身的特點，如如“恒溫、恒容”、“體積可變”、“體積不變”、“全是氣體參加加”等。1.(湖南省長沙市市一中2010屆高三第五次次月考)在一定溫度下下，一定體積積的密閉容器器中有如下平平衡：H2(g)＋I2(g)A．0.16B．0.08C．0.04D．0.02C2.I2在KI溶液中存在下下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)(aq)某I2、KI混合溶液中，，的物質的量濃濃度c()與溫度T的關系如圖所所示(曲線上任何一一點都表示平平衡狀態(tài))。下列說法正正確的是(雙選)()A．反應I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0B．若溫度為T1、T2，反應的平衡衡常數(shù)分別為為K1、K2，則K1＞K2C．若反應進行行到狀態(tài)D時，一定有v正＞v逆D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大答案：BC【解析】隨著溫度的不不斷升高，的濃度逐漸減減小，說明反反應向逆方向向移動，也就就意味著該反反應是放熱反反應，ΔH＜0，所以A項錯；因為K＝，T2＞T1，所以當溫度度升高時，反反應向逆方向向移動，即K1＞K2；C項，從圖中可可以看出D點并沒有達到到平衡狀態(tài)，，所以它要向向A點移動，這時時的濃度在增加加，所以v正＞v逆，C項正確；D項，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，的濃度在減小小，那么I2的濃度就在增增加。3.將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積積的密閉容器器中，550℃時，在催化劑劑作用下發(fā)生生反應：2SO2＋O22SO3(正反應放熱)。反應達到平平衡后，將容容器中的混合合氣體通過過過量NaOH溶液，氣體體體積減小了21.28L；再將剩余氣氣體通過焦性性沒食子酸的的堿性溶液吸吸收O2，氣體的體積積又減少了5.6L(以上氣體體積積均為標準狀狀況下的體積積)。(計算結果保留留一位小數(shù))請回答下列問問題：(1)判斷該反應達達到平衡狀態(tài)態(tài)的標志是。。(填字母)a．SO2和SO3濃度相等b．SO2百分含量保持持不變c．容器中氣體體的壓強不變變d．SO3的生成速率與與SO2的消耗速率相相等e．容器中混合合氣體的密度度保持不變bc(2)欲提高SO2的轉化率，下下列措施可行行的是。。(填字母)a．向裝裝置中中再充充入N2b．向裝裝置中中再充充入O2c．改變變反應應的催催化劑劑d．升高高溫度度(3)求該反反應達達到平平衡時時SO2的轉化化率(用百分分數(shù)表表示)。(4)若將平平衡混混合氣氣體的的5%通入過過量的的BaCl2溶液，，生成成沉淀淀多少少克？？。。b94.7%10.5g【解析】(1)bc均為“定”，是判判斷依依據(jù)，，d為同向向速率率、e氣體的的密度度始終終不變變都不不能作作為判判斷依依據(jù)。。(2)提高SO2的轉化化率即即使平平衡正正向移移動，，ac無影響響，d升高溫溫度向向逆向向移動動。(3)SO2的轉化化率：：×100%＝94.7%。(4)在給定定的條條件下下，溶溶液呈呈強酸酸性，，BaSO3不會沉沉淀。。因此此BaSO4的質量量0.9mol×0.05××233g/mol≈≈10.5g。重要考考點2化學平平衡常常數(shù)的的應用用1．判斷正正在進進行的的可逆逆反應應是否否平衡衡及反反應向向何方方向進進行：：對于可可逆反反應：：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一一定的的溫度度下的的任意意時刻刻，反反應物物的濃濃度和和生成成物的的濃度度有如如下關關系：：Qc＝[cp(C)··cq(D)]/[cm(A)··cn(B)]，叫叫該該反反應應的的濃濃度度商商。。Qc<K，反反應應向向正正反反應應方方向向進進行行；；Qc＝K，反反應應處處于于平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)；；Qc>K，反反應應向向逆逆反反應應方方向向進進行行。。2．利用用K可判判斷斷反反應應的的熱熱效效應應若升升高高溫溫度度，，K值增增大大，，則則正正反反應應為為吸吸熱熱反反應應。。若升升高高溫溫度度，，K值減減小小，，則則正正反反應應為為放放熱熱反反應應。?！究键c點釋釋例例2】】一定定條條件件下下，，在在密密閉閉容容器器中中進進行行的的如如下下反反應應：：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。SO2的起起始始濃濃度度是是0.4mol/L，O2的起起始始濃濃度度是是1mol/L，當當SO2的轉轉化化率率為為80%時，，反反應應達達到到平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)。。(1)求反應在在該溫度度下的平平衡常數(shù)數(shù)。(2)試利用平平衡常數(shù)數(shù)及有關關計算，，判斷改改變下列列條件后后化學平平衡是否否移動？？如何移移動？①若將平衡衡時反應應混合物物的壓強強增大1倍，平衡衡將如何何移動？？②若將平衡衡時反應應混合物物的壓強強減小為為原來的的，，平衡將將如何移移動？③平衡時保保持體積積不變，，向平衡衡混合氣氣體中充充入稀有有氣體Ar，使體系系總壓強強變?yōu)樵瓉淼?倍，平衡衡又將如如何移動動？【解析】（1）2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始(mol/L)0.410轉化(mol/L)0.4××80%1/2××0.4×80%0.32平衡平衡常數(shù)數(shù)K＝0.322/(0.84××0.082)＝400/21；(2)①①壓強增大大1倍，各組組分的濃濃度增大大1倍；Qc＝0.642/(1.68××0.162)＝200/21＜400/21。即Qc＜K，所以平平衡向正正方向移移動。②壓強減小小為原來來的，，各組分分的濃度度減小為為原來的的，，經(jīng)過計計算Qc＞K，所以平平衡向逆逆方向移移動。③向平衡混混合氣體體中充入入稀有氣氣體Ar，總壓強強增大，，但反應應混合物物中的各各組分的的濃度不不發(fā)生改改變，Qc＝K，所以平平衡不發(fā)發(fā)生移動動?！緶剀疤崾臼尽咳魏螘r候候都不要要忘記：：同一個個反應的的平衡常常數(shù)只受受溫度影影響；化化學計量量數(shù)不同同，平衡衡常數(shù)也也不一樣樣。1.一定溫溫度下下，在在一個個容積積為1L的密閉閉容器器中，，充入入1molH2(g)和1molI2(g)，發(fā)生生反應應H2(g)＋I2(