第六章第二講化學平衡移動

1、第第2講講化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)考綱要求考綱要求1.了解化學反應的可逆性了解化學反應的可逆性3. 理解化學平衡常數(shù)的含理解化學平衡常數(shù)的含義并能進行簡單計算義并能進行簡單計算2.理解化學平衡的定義理解化學平衡的定義考點一考點一 可逆反應與化學平衡狀態(tài)可逆反應與化學平衡狀態(tài)考點二考點二 化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)考點三考點三 有關化學平衡的計算考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)1.可逆反應可逆反應(1)定義定義在在 下既可以向正反應方向進行，下既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。(2)特點特點二同：二同：a.相同條

2、件下；相同條件下；b.正、逆反應同時進正、逆反應同時進行。行。同一條件同一條件一?。悍磻锱c生成物同時存在；任一組一?。悍磻锱c生成物同時存在；任一組分的轉化率都分的轉化率都 (填填“大于大于”或或“小小于于”)100%。(3)表示表示在方程式中用在方程式中用“ ”“ ”表示。表示。小于小于2.化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)(1)概念概念一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的反應體系中所有參加反應的物質的保持保持不變的狀態(tài)。不變的狀態(tài)。(2)化學平衡的建立化學平衡的建立質量或濃度質量或濃度正反應正反應逆反

3、應逆反應(3)平衡特點平衡特點3.化學平衡狀態(tài)判斷標志化學平衡狀態(tài)判斷標志1.“兩審兩審”審題審題一審題干條件一審題干條件,是是恒溫恒容恒溫恒容還是還是恒溫恒壓恒溫恒壓;二審反應二審反應特特點點:全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應應;有固體參與的等體積反應還是非等體積反應有固體參與的等體積反應還是非等體積反應。2.“兩標志兩標志”分析特征分析特征(1)本質標志本質標志分析分析v正正、v逆逆的關系。主要分析在某一可逆反應中的關系。主要分析在某一可逆反應中,正正反應消耗掉某反應反應消耗掉某反應物的速率是否等于逆反應生成該反應物的速率。物的速率是否等于

4、逆反應生成該反應物的速率。(2)等價特征等價特征分析體系中各組分的分析體系中各組分的物質的量濃度、體積分數(shù)、物質的量分物質的量濃度、體積分數(shù)、物質的量分數(shù)數(shù)是否保持不變。是否保持不變。對同一物質而言對同一物質而言,斷裂的化學鍵的物質的量與形成的化學鍵的斷裂的化學鍵的物質的量與形成的化學鍵的物質的量是否相等。物質的量是否相等。對于有有色物質參加或生成的可逆反應對于有有色物質參加或生成的可逆反應,體系的顏色是否不再體系的顏色是否不再隨時間而變化。例如隨時間而變化。例如,2NO2(g) N2O4(g)。體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率是否達到最大值體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率是否達到

5、最大值且不再隨時間而變化。且不再隨時間而變化?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷化學平衡狀態(tài)的判斷以反應以反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)為例分析為例分析: 可能的情況舉例可能的情況舉例是否已達平是否已達平衡衡混合物體混合物體系中各組系中各組分的含量分的含量各物質的物質的量或各物質的物質的量分數(shù)各物質的物質的量或各物質的物質的量分數(shù)一定一定平衡平衡各物質的質量或各物質的質量分數(shù)一定各物質的質量或各物質的質量分數(shù)一定平衡平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡平衡總壓強、總體積、總物質的量一定總壓強、總體積、總物質的量一定不一定平衡不一定平衡正、逆反正、逆反應速率應速率的關

6、系的關系在單位時間內消耗了在單位時間內消耗了m mol A同時生成同時生成m mol A,即即v正正=v逆逆平衡平衡在單位時間內消耗了在單位時間內消耗了n mol B同時生成同時生成p mol C不一定平衡不一定平衡v(A) v(B) v(C) v(D)=m n p q不一定平衡不一定平衡在單位時間內生成了在單位時間內生成了n mol B,同時消耗同時消耗q mol D不一定平衡不一定平衡壓強壓強壓強不再變化壓強不再變化,當當m+np+q時時平衡平衡壓強不再變化壓強不再變化,當當m+n=p+q時時不一定平不一定平衡衡混合氣體混合氣體的平均相的平均相對分子質對分子質量量一定一定,當當m+np+q

7、時時平衡平衡一定一定,當當m+n=p+q時時不一定平不一定平衡衡rMrM溫度溫度任何化學反應都伴隨著能量變任何化學反應都伴隨著能量變化化,在其他條件不變的情況下在其他條件不變的情況下,體系溫度一定時體系溫度一定時平衡平衡氣體的密氣體的密度度密度一定密度一定不一定平不一定平衡衡顏色顏色反應體系內有色物質的顏色不反應體系內有色物質的顏色不變變,就是有色物質的濃度不變就是有色物質的濃度不變平衡平衡重難一化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)重難一化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)典例典例1 (2014黑龍江雙鴨山一中檢測黑龍江雙鴨山一中檢測)可逆反應可逆反應:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行在

8、體積固定的密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志是達到平衡狀態(tài)的標志是( )單位時間內生成單位時間內生成n mol O2的同時生成的同時生成2n mol NO2單位時間內生成單位時間內生成n mol O2的同時生成的同時生成2n mol NO用用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為表示的反應速率的比為2 2 1的狀態(tài)的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)A.B. C.D.全部全部重難

9、突破重難突破A1-1(2014北京朝陽模擬)在一定條件下,對于密閉容器中進行的可逆反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列說法中能說明該反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是()A.N2、H2、NH3在密閉容器中共存B.N2、H2、NH3的濃度不再變化C.N2、H2、NH3的濃度相等D.正、逆反應速率都等于零B考點二考點二 化學平衡常數(shù)及平衡轉化率化學平衡常數(shù)及平衡轉化率1.化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)(1)含義含義在一定在一定溫度溫度 下下,當一個可逆反應達到當一個可逆反應達到化學平衡化學平衡 時時,生成物生成物 濃度冪之積濃度冪之積 與反應物與反應物濃度冪之積濃度冪之積 的的比值是一個常數(shù)比值

10、是一個常數(shù),簡稱簡稱平衡常數(shù)平衡常數(shù) ,用符號用符號 K 表示。表示。(2)表達式表達式對于一般的可逆反應對于一般的可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),平衡常數(shù)的表達式平衡常數(shù)的表達式:K= 。(C )(D )()(B)pqmncccAc(3)意義意義1)K值越大值越大,說明正反應能夠進行的程度說明正反應能夠進行的程度越大越大 ,反應物的轉化反應物的轉化率率 越大越大 ;反之反之,K值越小值越小,轉化得越轉化得越不完全不完全 ,轉化率就轉化率就越小越小 。2)K只受只受溫度溫度 的影響的影響,與反應物或生成物的與反應物或生成物的濃度濃度 無關。無關。2.轉化率轉化率轉化率是

11、指轉化率是指平衡時已轉化了的某反應物的量平衡時已轉化了的某反應物的量與與轉化前該反應物轉化前該反應物的量之比的量之比,用來用來表示反應限度表示反應限度。對于反應。對于反應:aA+bB cC+dD,反反應物應物A的轉化率可以的轉化率可以表示為表示為:(A)= 100%AAA的 初 始 濃 度的 平 衡 濃 度的 初 始 濃 度1.化學平衡常數(shù)的理解化學平衡常數(shù)的理解(1)與化學方程式書寫形式的關系與化學方程式書寫形式的關系對于同一可逆反應對于同一可逆反應,正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的倒數(shù)倒數(shù),即即:K正正= 。若方程式中的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小。

12、若方程式中的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小,盡盡管是同一反應管是同一反應,平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。(2)與反應熱的關系與反應熱的關系一般情況下一般情況下:1K逆(1)判斷、比較可逆反應進行的程度判斷、比較可逆反應進行的程度一般來說一般來說,一定溫度下的一個具體的可逆反應一定溫度下的一個具體的可逆反應:(3)與物質狀態(tài)的關系與物質狀態(tài)的關系由于固體或純液體濃度視為一常數(shù)由于固體或純液體濃度視為一常數(shù),所以在平衡常數(shù)表達式中所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。稀溶液中進行的反應不再寫出。稀溶液中進行的反應,如有水參加反應如有水參加反應,由于水的由于水的濃度視為常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達式中。濃

13、度視為常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達式中。2.化學平衡常數(shù)的應用化學平衡常數(shù)的應用K值值正反應進行正反應進行的程度的程度平衡時生成物平衡時生成物濃度濃度平衡時反應平衡時反應物濃度物濃度反應物轉反應物轉化率化率越大越大越大越大越大越大越小越小越高越高越小越小越小越小越小越小越大越大越低越低(3)判斷可逆反應的反應熱判斷可逆反應的反應熱升高溫度升高溫度,若若K值增大值增大,則正反應為吸熱反應則正反應為吸熱反應;若若K值減小值減小,則正反應為放熱則正反應為放熱反應。反應。(2)判斷正在進行的可逆反應的反應方向以及反應是否達到平衡判斷正在進行的可逆反應的反應方向以及反應是否達到平衡對于可逆反應對于可逆反應:mA

14、(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若濃度商若濃度商Qc=,則將則將濃度商和平衡常數(shù)濃度商和平衡常數(shù)作比較可得可逆反應所處的狀態(tài)。作比較可得可逆反應所處的狀態(tài)。(C)(D)(A)(B)pqmnccccb.一般一般K105時時,認為該反應基本進行完全認為該反應基本進行完全;K10-5時時,一般認為一般認為該反應很難進行該反應很難進行;而而K在在10-5105之間的反應被認為是典型的可之間的反應被認為是典型的可逆反應。逆反應。(4)利用一定溫度下一個可逆反應的平衡常數(shù)利用一定溫度下一個可逆反應的平衡常數(shù),求平衡時某組分求平衡時某組分的濃度或反應物的轉化率。的濃度或反應物的轉化率。特別提示特

15、別提示a.正向平衡常數(shù)數(shù)值的大小正向平衡常數(shù)數(shù)值的大小,只能表示一個可逆只能表示一個可逆反應的正反應所進行的最大程度反應的正反應所進行的最大程度,并不能預示反應達到平衡所并不能預示反應達到平衡所需要的時間。需要的時間。重難二化學平衡常數(shù)及其應用重難二化學平衡常數(shù)及其應用典例典例2 (2014廣東廣州一模廣東廣州一模)已知已知:反應反應Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為的平衡常數(shù)為K1,反應反應Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的的平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為K2,不同溫度下不同溫度下K1、K2的值如下表所示的值如下表所示:溫度溫度 K1 K2 973 K 1

16、.47 2.38 1 173 K2.15 1.67 (1)從表中數(shù)據(jù)可以推斷從表中數(shù)據(jù)可以推斷:反應是反應是 (填填“吸吸”或或“放放”)熱反熱反應。應。(2)現(xiàn)有反應現(xiàn)有反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),寫出該反應的平寫出該反應的平衡常數(shù)衡常數(shù)K3的表達式的表達式: 。(3)根據(jù)反應與根據(jù)反應與,可推導出可推導出K1、K2與與K3之間的關系式。據(jù)此關之間的關系式。據(jù)此關系式及表中數(shù)據(jù)系式及表中數(shù)據(jù),也能推斷出反應是也能推斷出反應是 (填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”)反應。欲使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方反應。欲使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動向移動

17、,可采用的措施有可采用的措施有 (填序號填序號)。A.縮小反應容器容積縮小反應容器容積B.擴大反應容器容積擴大反應容器容積C.降低溫度降低溫度 D.升高溫度升高溫度 E.使用合適的催化劑使用合適的催化劑F.減少減少CO的量的量考查內容化學平衡常數(shù)的計算及應用?？疾閮热莼瘜W平衡常數(shù)的計算及應用。解題關鍵解答本題的關鍵是理解平衡常數(shù)的意義及應用。解題關鍵解答本題的關鍵是理解平衡常數(shù)的意義及應用。解析解析 (1)反應的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大反應的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大,說明溫度升高說明溫度升高,平衡正平衡正向移動向移動,反應的正反應為吸熱反應。反應的正反應為吸熱反應。(2)K1= K2= 故

18、故K3= (3)973 K時時,K3=0.62,而而1 173 K時時,K3= = 1.29,反應的反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,故反應的正反應為吸熱反應。升高溫度故反應的正反應為吸熱反應。升高溫度,可可使平衡正向移動使平衡正向移動;由于該反應前后氣體分子數(shù)不變由于該反應前后氣體分子數(shù)不變,故改變容器容積故改變容器容積,不能不能使平衡發(fā)生移動使平衡發(fā)生移動;使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動;減少生成物的量減少生成物的量,能使能使2(CO)(CO )cc22(H )(H)ccO12KK12KK1.472.3812KK2.151.67平衡正向移動。

19、平衡正向移動。答案答案 (1)吸吸 (2)K3=或或K3= (3)吸熱吸熱DF12KK222(CO )(H)(CO )(H )ccOcc2-1(2014河北秦皇島模擬)已知下列反應的平衡常數(shù):H2(g)+S(s)H2S(g)K1S(s)+O2(g)SO2(g)K2則反應H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)是()A.K1+K2B.K1-K2C.K1K2D.K1/K2D2-2 (2014黑龍江雞西模擬黑龍江雞西模擬)某溫度下氣體反應達到化學平衡某溫度下氣體反應達到化學平衡,平衡常數(shù)平衡常數(shù)K= ,恒容時恒容時,若溫度適當降低若溫度適當降低,F的濃度增加。的濃度增加。下列說法中

20、正確的是下列說法中正確的是( )A.增大增大c(A)、c(B),K增大增大B.降低溫度降低溫度,正反應速率增大正反應速率增大C.該反應的焓變?yōu)樨撝翟摲磻撵首優(yōu)樨撝礑.該反應的化學方程式為該反應的化學方程式為2E(g)+F(g) A(g)+2B(g)22(A)( )( )(F)ccBcEcD考點三有關化學平衡的計算1.分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。2.明確三個關系：明確三個關系：(1)對于同一反應物，起始量變化量平衡量。對于同一反應物，起始量變化量平衡量。(2)對于同一生成物，起始量變化量平衡量。對于同一生成物，起始量變化量平衡量。(3)各轉化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。各轉化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。3.計算方法：三段式法計算方法：三段式法化學平衡計算模式：對以下反應：化學平衡計算模式：對以下反應：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令，令A、B起始物質的量起