高考化學 第7章 第23課時 化學平衡復習課件.ppt

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(zhì)的量 物質(zhì)的量濃度 質(zhì)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(guān) 而與達平衡的過程無關(guān) 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(guān) 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(guān)而與反應途徑無關(guān) 基礎(chǔ)題一 恒溫恒容條件下 反應n2 3h2 2nh3剛開始時 n2的物質(zhì)的量為3mol h2的物質(zhì)的量為5mol 3min后測得nh3物質(zhì)的量為0 6mol 5min后測得h2的物質(zhì)的量為4 1mol 7min后測得n2的物質(zhì)的量為2 7mol 則此時間內(nèi) 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(guān)概念 1 濃度 一般為物質(zhì)的量濃度 如a物質(zhì)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(zhì)的體積分數(shù)等于物質(zhì)的量分數(shù) w b 3 轉(zhuǎn)化率 用于衡量反應程度的量 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化量 為 n a 則a在該時間段中的轉(zhuǎn)化率 100 基礎(chǔ)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(nèi)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(zhì)的量濃度是mol l a的轉(zhuǎn)化率為 1 4 60 三 化學平衡常數(shù) 1 概念 對于一定條件下的可逆反應 aa bb cc 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(zhuǎn)化率越大 k值越小 表示反應進行得越不完全 反應物轉(zhuǎn)化率越小 3 注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 與反應物或生成物的濃度無關(guān) 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 化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)例如 n2 g 3h2 g 2nh3 g 的平衡常數(shù)為k1 1 2n2 g 3 2h2 g nh3 g 的平衡常數(shù)為k2 nh3 g 1 2n2 g 3 2h2 g 的平衡常數(shù)為k3 寫出k1和k2的關(guān)系式 k1 寫出k2和k3的關(guān)系式 k2 k3 1 寫出k1和k3的關(guān)系式 k1 1 基礎(chǔ)題三 在25 時 密閉容器中x y z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表 下列說法錯誤的是 a 反應達到平衡時 x的轉(zhuǎn)化率為50 b 反應可表示為x 3y 2z 其平衡常數(shù)為1600c 增大壓強使平衡向生成z的方向移動 平衡常數(shù)增大d 改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù) c 解析 選項中有一明顯的錯誤 就是c選項中平衡常數(shù)增大 增大壓強不可能使平衡常數(shù)增大 其他選項均為平衡中的基礎(chǔ)計算和基礎(chǔ)知識 關(guān)鍵是根據(jù)表中數(shù)據(jù) 0 1 0 05 0 2 0 05 0 1 0 1 3 2可推導出 x 3y2z 思考題 反應 3h2 n22nh3 h2 n2nh3的化學平衡常數(shù)相等嗎 解析 化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù) 若反應方向改變 則平衡常數(shù)改變 若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小 盡管是同一反應 平衡常數(shù)也會改變 重要考點1判斷可逆反應是否達到平衡狀態(tài) 1 根本依據(jù) v正 v逆 指的是同一物質(zhì)的正反應速率與逆反應速率相等 2 反應混合物中各組分的含量 質(zhì)量分數(shù) 體積分數(shù) 物質(zhì)的量分數(shù) 保持不變 3 具體分析 考點釋例1 在體積固定的密閉容器中進行可逆反應 2no22no o2 下列情況中能作為反應達到平衡狀態(tài)標志的是 單位時間內(nèi)生成nmolo2的同時生成2nmolno2 單位時間內(nèi)生成nmolo2的同時生成2nmolno 用no2 no o2表示的反應速率之比為2 2 1 混合氣體的顏色不再改變 混合氣體的密度不再改變 混合氣體的壓強不再改變 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變a b c d 全部 a 解析 化學平衡狀態(tài)的根本標志是 v 正 v 逆 中單位時間內(nèi)生成nmolo2必消耗2nmolno2 而生成2nmolno2時 必消耗nmolo2 能說明反應達到平衡 不能說明 中無論達到平衡與否 化學反應速率都等于化學計量數(shù)之比 有色氣體的顏色不變 則表示物質(zhì)的濃度不再變化 說明反應已達到平衡 體積固定 氣體質(zhì)量反應前后守恒 密度始終不變 反應前后 v g 0 壓強不變 意味著各物質(zhì)的含量不再變化 由于氣體的質(zhì)量不變 氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時 說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變 該反應 v g 0 能說明反應達到平衡 答案 a 溫馨提示 從化學平衡的特征判斷可逆反應是否達到化學平衡時 要特別注意外界條件的限制及反應本身的特點 如 恒溫 恒容 體積可變 體積不變 全是氣體參加 等 1 湖南省長沙市一中2010屆高三第五次月考 在一定溫度下 一定體積的密閉容器中有如下平衡 h2 g i2 g 2hi g 已知h2和i2的起始濃度均為0 1mol l 1時 達平衡時hi的濃度為0 16mol l 1 若h2和i2的起始濃度均變?yōu)? 2mol l 1 則平衡時h2的濃度 mol l 1 是 a 0 16b 0 08c 0 04d 0 02 c 2 i2在ki溶液中存在下列平衡 i2 aq i aq aq 某i2 ki混合溶液中 的物質(zhì)的量濃度c 與溫度t的關(guān)系如圖所示 曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài) 下列說法正確的是 雙選 a 反應i2 aq i aq i aq 的 h 0b 若溫度為t1 t2 反應的平衡常數(shù)分別為k1 k2 則k1 k2c 若反應進行到狀態(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 隨著溫度的不斷升高 的濃度逐漸減小 說明反應向逆方向移動 也就意味著該反應是放熱反應 h 0 所以a項錯 因為k t2 t1 所以當溫度升高時 反應向逆方向移動 即k1 k2 c項 從圖中可以看出d點并沒有達到平衡狀態(tài) 所以它要向a點移動 這時的濃度在增加 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 那么i2的濃度就在增加 3 將一定量的so2和含0 7mol氧氣的空氣 忽略co2 放入一定體積的密閉容器中 550 時 在催化劑作用下發(fā)生反應 2so2 o22so3 正反應放熱 反應達到平衡后 將容器中的混合氣體通過過量naoh溶液 氣體體積減小了21 28l 再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收o2 氣體的體積又減少了5 6l 以上氣體體積均為標準狀況下的體積 計算結(jié)果保留一位小數(shù) 請回答下列問題 1 判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是 填字母 a so2和so3濃度相等b so2百分含量保持不變c 容器中氣體的壓強不變d so3的生成速率與so2的消耗速率相等e 容器中混合氣體的密度保持不變 bc 2 欲提高so2的轉(zhuǎn)化率 下列措施可行的是 填字母 a 向裝置中再充入n2b 向裝置中再充入o2c 改變反應的催化劑d 升高溫度 3 求該反應達到平衡時so2的轉(zhuǎn)化率 用百分數(shù)表示 4 若將平衡混合氣體的5 通入過量的bacl2溶液 生成沉淀多少克 b 94 7 10 5g 解析 1 bc均為 定 是判斷依據(jù) d為同向速率 e氣體的密度始終不變都不能作為判斷依據(jù) 2 提高so2的轉(zhuǎn)化率即使平衡正向移動 ac無影響 d升高溫度向逆向移動 3 so2的轉(zhuǎn)化率 100 94 7 4 在給定的條件下 溶液呈強酸性 baso3不會沉淀 因此baso4的質(zhì)量0 9mol 0 05 233g mol 10 5g 重要考點2化學平衡常數(shù)的應用 1 判斷正在進行的可逆反應是否平衡及反應向何方向進行 對于可逆反應 ma g nb g pc g qd g 在一定的溫度下的任意時刻 反應物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系 qc cp c cq d cm a cn b 叫該反應的濃度商 qck 反應向逆反應方向進行 2 利用k可判斷反應的熱效應若升高溫度 k值增大 則正反應為吸熱反應 若升高溫度 k值減小 則正反應為放熱反應 考點釋例2 一定條件下 在密閉容器中進行的如下反應 2so2 g o2 g 2so3 g so2的起始濃度是0 4mol l o2的起始濃度是1mol l 當so2的轉(zhuǎn)化率為80 時 反應達到平衡狀態(tài) 1 求反應在該溫度下的平衡常數(shù) 2 試利用平衡常數(shù)及有關(guān)計算 判斷改變下列條件后化學平衡是否移動 如何移動 若將平衡時反應混合物的壓強增大1倍 平衡將如何移動 若將平衡時反應混合物的壓強減小為原來的 平衡將如何移動 平衡時保持體積不變 向平衡混合氣體中充入稀有氣體ar 使體系總壓強變?yōu)樵瓉淼?倍 平衡又將如何移動 解析 1 2so2 g o2 g 2so3 g 起始 mol l 0 410轉(zhuǎn)化 mol l 0 4 80 1 2 0 4 80 0 32平衡 mol l 0 080 840 32平衡常數(shù)k 0 322 0 84 0 082 400 21 2 壓強增大1倍 各組分的濃度增大1倍 qc 0 642 1 68 0 162 200 21 400 21 即qc k 所以平衡向正方向移動 壓強減小為原來的 各組分的濃度減小為原來的 經(jīng)過計算qc k 所以平衡向逆方向移動 向平衡混合氣體中充入稀有氣體ar 總壓強增大 但反應混合物中的各組分的濃度不發(fā)生改變 qc k 所以平衡不發(fā)生移動 溫馨提示 任何時候都不要忘記 同一個反應的平衡常數(shù)只受溫度影響 化學計量數(shù)不同 平衡常數(shù)也不一樣 1 一定溫度下 在一個容積為1l的密閉容器中 充入1molh2 g 和1moli2 g 發(fā)生反應h2 g i2 g 2hi g 經(jīng)充分反應達到平衡后 生成的hi g 占氣體體積的50 在該溫度下 在另一個容積為2l的密閉容器中充入1molhi g 發(fā)生反應hi g h2 g i2 g 則下列判斷正確的是 a 后一反應的平衡常數(shù)為1b 后一反應的平衡常數(shù)為0 5c 后一反應達到平衡時 h2的平衡濃度為0 25mol l 1d 后一反應達到平衡時 hi g 的平衡濃度為0 5mol l 1 b 溫馨提示 任何時候都不要忘記 同一個反應的平衡常數(shù)只受溫度影響 化學計量數(shù)不同 平衡常數(shù)也不一樣 2 在一定溫度下 反應h2 g x2 g hx g 的平衡常數(shù)為10 若將1 0mol的hx g 通入體積為1 0l的密閉容