高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) （考基梳理+助學(xué)提升）第7章 第2講《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和化學(xué)平衡狀態(tài)》課件.ppt

1 了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性 2 了解化學(xué)平衡建立的過程 3 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)行簡單的計算 第二講化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和化學(xué)平衡狀態(tài) 1 化學(xué)平衡的建立過程 2 化學(xué)平衡狀態(tài)的多角度判斷 3 化學(xué)平衡常數(shù)的計算及其注意事項 一 化學(xué)反應(yīng)的方向1 自發(fā)反應(yīng) 在一定條件下就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng) 2 判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù) 1 焓變與反應(yīng)方向研究表明 對于化學(xué)反應(yīng)而言 絕大多數(shù)都能自發(fā)進(jìn)行 且反應(yīng)放出的熱量 體系能量得也 反應(yīng)越 有少數(shù)吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 可見 是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一 無需外界幫助 放熱反應(yīng) 越多 降低 越多 完全 反應(yīng)的焓變 2 熵變與反應(yīng)方向 熵和熵變的含義a 熵的含義 熵是衡量一個體系的物理量 用符號表示 同一條件下 不同物質(zhì)有不同的熵值 同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同 一般規(guī)律是s g s l s s b 熵變的含義 熵變是反應(yīng)前后體系 用表示 化學(xué)反應(yīng)的 s越大 越有利于反應(yīng) 混亂度 s 熵的變化 s 自發(fā)進(jìn)行 研究表明 除了熱效應(yīng)外 影響化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個因素是體系的 大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系度增大的傾向 3 綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù) h t s0 反應(yīng) 混亂度 混亂 能自發(fā)進(jìn)行 達(dá)到平衡狀態(tài) 不能自發(fā)進(jìn)行 能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎 提示不一定 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢 并不能說明在該條件下反應(yīng)一定能實際發(fā)生 還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題 二 化學(xué)平衡狀態(tài)1 可逆反應(yīng) 1 概念 條件下 既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行 同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng) 2 表示 采用 表示 3 特點 任一時刻反應(yīng)物與生成物存在 任一組分的轉(zhuǎn)化率100 在相同 同時 小于 2 化學(xué)平衡狀態(tài) 1 定義 在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時 和相等 反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的保持不變的狀態(tài) 2 特征 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率 質(zhì)量和濃度 3 化學(xué)平衡常數(shù) 1 概念 在一定下 一個可逆反應(yīng)達(dá)到時 生成物與反應(yīng)物的比值是一個常數(shù) 用符號k表示 2 表達(dá)式 對于一般的可逆反應(yīng) ma g nb g pc g qd g 在一定溫度下達(dá)到平衡時 k 注意 純固體和純液體的濃度視為常數(shù) 通常不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中 3 意義 平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度 k 說明反應(yīng)可以進(jìn)行得越完全 溫度 化學(xué)平衡 濃度冪之積 濃度冪之積 越大 4 平衡轉(zhuǎn)化率對于上例反應(yīng)中a g 的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為 a c0 a 代表a的初始濃度 c平 a 代表a的平衡濃度 1 對于給定反應(yīng) 正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)一樣嗎 是什么關(guān)系 提示正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不一樣 互為倒數(shù)關(guān)系 2 如何由化學(xué)平衡常數(shù)判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 兩種傾向自發(fā)過程的兩種傾向1 體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 體系對外部做功或釋放熱量 2 在密閉條件下 體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性 無序體系更加穩(wěn)定 三個規(guī)律1 放熱且熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行 2 吸熱且熵減少的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行 3 焓變和熵變的作用相反且相差不大時 溫度有可能對反應(yīng)方向起決定性作用 四個注意使用化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 1 化學(xué)平衡常數(shù)k值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志 它能夠表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的完全程度 一個反應(yīng)的k值越大 表明平衡時生成物的濃度越大 反應(yīng)物的濃度越小 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大 可以說 化學(xué)平衡常數(shù)是在一定溫度下一個反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn) 2 化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān) 3 反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時 其濃度可看作 1 而不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中 4 化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù) 若反應(yīng)方向改變 則平衡常數(shù)改變 若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小 盡管是同一反應(yīng) 平衡常數(shù)也會改變 三種應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)的三種應(yīng)用1 化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志 2 可以利用平衡常數(shù)的值作標(biāo)準(zhǔn)判斷 1 正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡 2 化學(xué)平衡移動的方向 3 利用k可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度 k值增大 則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 若升高溫度 k值減小 則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 我的警示從反應(yīng)速率的角度來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡時 速率必須是一正一逆 不能同是v正或v逆 且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比 問題征解 h t s判據(jù)是否適合于任何條件下的反應(yīng) 提示 h t s判據(jù)只能用于溫度和壓強一定的條件下的反應(yīng) 不能用于其他條件下 如溫度 體積一定 的反應(yīng) 必考點50化學(xué)平衡狀態(tài)的多角度判斷1 化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志 1 v 正 v 逆 反應(yīng)體系中同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等 2 平衡混合物中各組成成分的含量保持不變 各組分的物質(zhì)的量濃度 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) 體積分?jǐn)?shù) 有氣體參加的可逆反應(yīng) 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等保持不變 2 實例分析 解析關(guān)于平衡狀態(tài)的判斷 一定要根據(jù)實際反應(yīng)分析選項 判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài) 只有在平衡狀態(tài)下具備的性質(zhì)才能作為 標(biāo)志 本題中的反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的可逆反應(yīng) 在反應(yīng)過程中的任意時刻都符合 可能是平衡狀態(tài) 也可能不是平衡狀態(tài) 答案a 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)有兩個核心的判斷依據(jù) 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變 只要抓住這兩個特征就可確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài) 對于隨反應(yīng)的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了 即說明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài) 判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài) 關(guān)鍵是看給定的條件能否推出參與反應(yīng)的任一物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化 a b c d 解析本題不僅考查了化學(xué)平衡的直接標(biāo)志 也考查了化學(xué)平衡的間接標(biāo)志 該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng) 恒容條件下 反應(yīng)無論是否平衡 單位時間內(nèi)生成nmolo2的同時都會生成2nmolno 故 不正確 當(dāng)單位時間內(nèi)生成nmolo2的同時生成2nmolno2 表明了v 正 v 逆 故 正確 答案a 必考點51化學(xué)平衡狀態(tài)的計算1 思維模式 1 從表中數(shù)據(jù)可以推斷 反應(yīng) 是 填 吸 或 放 熱反應(yīng) 2 現(xiàn)有反應(yīng)co2 g h2 g co g h2o g 寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)k3的數(shù)學(xué)表達(dá)式 3 根據(jù)反應(yīng) 與 可推導(dǎo)出k1 k2與k3之間的關(guān)系式 據(jù)此關(guān)系式及表中數(shù)據(jù) 也能推斷出反應(yīng) 是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 欲使反應(yīng) 在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動 可采用的措施有 填序號 a 縮小反應(yīng)容器容積b 擴大反應(yīng)容器容積c 降低溫度d 升高溫度e 使用合適的催化劑f 設(shè)法減少co的量 1 k僅是溫度的函數(shù) 常應(yīng)用它考查平衡時物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度和轉(zhuǎn)化率 2 凡是氣體的壓強變化 密度變化均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才能進(jìn)行相關(guān)計算 3 在進(jìn)行有關(guān)計算時常用 三段式 法 即先列出反應(yīng)物 生成物的初始量 轉(zhuǎn)化量 平衡量 再根據(jù)相關(guān)關(guān)系列方程式求解 應(yīng)用2 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 答案c hold住考向 名師揭秘高考對化學(xué)平衡狀態(tài)的考查 往往通過化學(xué)平衡的特征及化學(xué)平衡常數(shù)的計算和理解進(jìn)行 化學(xué)平衡常數(shù)是新出現(xiàn)的高考熱點 必須理解透徹 關(guān)注化學(xué)平衡的現(xiàn)象和實質(zhì) 2 一定溫度下 反應(yīng) 的焓變?yōu)?h 現(xiàn)將1moln2o4充入一恒壓密閉容器中 下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 若在相同溫度下 上述反應(yīng)改在體積為1l的恒容密閉容器中進(jìn)行 平衡常數(shù) 填 增大 不變 或 減小 反應(yīng)3s后no2的物質(zhì)的量為0 6mol 則0 3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v n2o4 mol l 1 s 1 答案 1 吸熱 2 ad不變0 1 完成下列填空 1 在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng) 若反應(yīng)容器的容積為2l 3min后達(dá)到平衡 測得固體的質(zhì)量增加了2 80g 則h2的平均反應(yīng)速率為 mol l 1 min 1 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式k 2 一定條件下 在密閉恒容的容器中 能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 a 3v逆 n2 v正 h2 b v正 hcl 4v正 sicl4 c 混合氣體密度保持不變d c n2 c h2 c hcl 1 3 6 a 體系壓強保持不變b 混合氣體顏色保持不變c so3和no的體積比保持不變d 每消耗1molso3的同時生成1molno2測得上述反應(yīng)平衡時no2與so2體積比為1 6 則平衡常數(shù)k 解析反應(yīng) no2 g so2 g so3 g no g 是氣體總體積不變的反應(yīng) 反應(yīng)過程中體系壓強始終不變 且生成so3和no的體積比始終為1 1 混合氣體的顏色不變說明no2的濃度不再發(fā)生變化 體系達(dá)到平衡 設(shè)起始時加入的no2為1mol 據(jù)阿伏加德羅定律 運用 三步法 計算可得 1 2012 江蘇單科 14 溫度為t時 向2 0l恒容密閉容器中充入1 0molpcl5 反應(yīng)pcl5 g pcl3 g cl2 g 經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡 反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表 下列說法正確的是 a 反應(yīng)在前50s的平均速率v pcl3 0 0032mol l 1 s 1b 保持其他條件不變 升高溫度 平衡時c pcl3 0 11mol l 1 則反應(yīng)的 hv 逆 d 相同溫度下 起始時向容器中充入2 0molpcl3和2 0molcl2 達(dá)到平衡時 pcl3的轉(zhuǎn)化率小于80 答案c 回答下列問題 1 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式k h 0 填 2 830 時 向一個5l的密閉容器中充入0 20mol的a和0 80mol的b 如反應(yīng)初始6s內(nèi)a的平均反應(yīng)速率v a 0 003mol l 1 s 1 則6s時c a mol l 1 c的物質(zhì)的量為 mol 若反應(yīng)經(jīng)一段時間后 達(dá)到平衡時a的轉(zhuǎn)化率為 如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣 平衡時a的轉(zhuǎn)化率為 3 判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為 填正確選項前的字母 a 壓強不隨時間改變b 氣體的密度不隨時間改變c c a 不隨時間改變d 單位時間里生成c和d的物質(zhì)的量相等 4 1200 時反應(yīng)c g d g a g b g 的平衡常數(shù)的值為 1 含義在一定條件下 恒溫恒容或恒溫恒壓 對同一可逆反應(yīng)體系 起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同 而達(dá)到化學(xué)平衡時 同種物質(zhì)的百分含量相同 2 原理同一可逆反應(yīng) 當(dāng)外界條件一定時 反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始 還是從逆反應(yīng)開始 最后都能達(dá)到平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同 由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān) 而與建立平衡的途徑無關(guān) 因而 同一可逆反應(yīng) 從不同的狀態(tài)開始 只要達(dá)到平衡時條件 溫度 濃度 壓強等 完全相同 則可形成等效平衡 樣題1 在一固定容積的密閉容器中 保持一定溫度 在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)a g 2b g 3c g 已知加入1mola和3molb 且達(dá)到平衡后 生成amolc 1 達(dá)到平衡時 c在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是 用字母a表示 2 在相同的實驗條件下 若加入2mola和6molb 達(dá)到平衡后 c的物質(zhì)的量為 mol 用字母a表示 此時c在反應(yīng)混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 填 增大 減小 或 不變 3 在相同實驗條件下 若改為加入2mola和8molb 若要求平衡后c在反應(yīng)混合氣體中質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變 則還應(yīng)加入c mol 1 相同溫度下 在乙中加入4moln2 6molh2 若乙的壓強始終與甲的壓強相等 乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時 生成nh3的物質(zhì)的量為 mol 從下列各項中選擇 只填序號 下同 若乙的容積與甲的容積始終相等 乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時 生成nh3的物質(zhì)的量為 mol a 小于mb 等于mc 在m 2m之間d 等于2me 大于2m 2 相同溫度下 保持乙的容積為甲的一半 并加入1molnh3 要使乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時 各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與上述甲容器中達(dá)到平衡時相同 則起始時應(yīng)加入 moln2和 molh2 解析 1 由于甲容器定容 而乙容器定壓 它們的壓強相等 達(dá)到平衡時 乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍 生成的nh3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2mmol 當(dāng)甲 乙兩容器的體積相等時 相當(dāng)于將建立等效平衡后的乙容器壓縮 故乙中nh3的物質(zhì)的量大于2mmol 2 乙的容積為甲的一半時 要建立與甲一樣的平衡 只有乙中的投入量是甲的一半才行 故乙中應(yīng)該投入n2為 1 0 5 mol 0 5mol h2為 1 5 1 5 mol 0mol 答案 1 de 2 0 50 化學(xué)平衡計算中3種方法思想 1 等價轉(zhuǎn)化思想化學(xué)平衡狀態(tài)