化學(xué)平衡(第三課時(shí))

1、第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 高二化學(xué)備課組202 2 年 6 月 3 0 日 星 期 四第三節(jié) 化學(xué)平衡（第三課時(shí)）1三、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)： 是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,也無論反應(yīng)物起始濃度的大小,最后都能達(dá)到平衡,這時(shí)各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物濃度的系數(shù) 次方的乘積所得的比值。它是個(gè)常數(shù)，用K表示，例如：mA + nB pC + qDK=C（C） pC（D） qC（A） mC（B） n2化學(xué)平衡常數(shù)同阿伏加德羅常數(shù)以及物理中的萬有引力常數(shù)一樣都是一個(gè)常數(shù)，只要溫度不變，對(duì)于一個(gè)具體的可逆反應(yīng)就對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的常數(shù)值。1.使用化學(xué)平衡

2、常數(shù)應(yīng)注意的問題： （1）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)。 （2）反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，由于其濃度可看做常數(shù)“1”而不代入公式 （3）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。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一個(gè)反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。32.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用。 （1）化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。它能夠表示出可逆反應(yīng)進(jìn)行的完全程度。一個(gè)反應(yīng)的K值越大，說明平衡時(shí)生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越小，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大?？梢哉f，化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。 4（2）

3、可以利用平衡常數(shù)的值做標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行建立平衡。如：對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) ，在一定溫度的任意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物的濃度如下關(guān)系：Qc =C（C） pC（D） qC（A） mC（B） nQc ,叫做該反應(yīng)的溶液商。Qc K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行Qc = K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)Qc K，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行53.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)。6四、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算： 起始量、變化量、平衡量的計(jì)算關(guān)系在反應(yīng)aA(g)+bB (g) cC (g)

4、+ dD (g)中，計(jì)算關(guān)系為：aA(g)+ bB (g) cC (g)+ dD (g)起變平n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-bxcxdx單位統(tǒng)一已知條件計(jì)量系數(shù)之比加、減計(jì)算、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：、反應(yīng)物：平衡濃度 起始濃度變化濃度、生成物：平衡濃度 起始濃度變化濃度、各物質(zhì)的變化濃度之比 反應(yīng)式計(jì)量系數(shù)之比、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率100 反應(yīng)物起始濃度反應(yīng)物變化濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率)( 7例1、將6mol A氣體和5mol B氣體混合放入4L密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，經(jīng)過5min達(dá)到化學(xué)平衡，

5、此時(shí)生成C為2mol，測(cè)得D的反應(yīng)速率為0.1mol/Lmin，計(jì)算：、x的值；、平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；、A的平衡濃度。3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)解：起變平mol650020.154133422、 2 : x 2 : (0.154) x 2 、2010051100 起變BBBnn LmolLmolnCAA75.043V、平 8例2、加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在1L密閉容器中加熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為4.50 mol/L， N2O3的濃度為1.62 mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃

6、度。解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡的計(jì)算，計(jì)算思路為：第一個(gè)反應(yīng)的平衡量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量解： N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO2起變平mol400 x x x4- x x x x 0 xyyy x - yy x +y x y = 1.62 x +y = 4.50解得： x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故：C N2O5 = (4 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L C N2O = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 9例3、在密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生下列反應(yīng)： A (g) + 2B (g) 2C (g) 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣

7、體中A 和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，求B的轉(zhuǎn)化率解：A (g) + 2B (g) 2C (g)起變平 n n0 x 2x 2x n - x n - 2x 2x由題意可知： n - x + n - 2x = 2 x x = 0.4n%80%1008.0%100 nnnnB起變 解題的一般步驟： 列出三欄數(shù)據(jù)根據(jù)題意列方程求解氣體反應(yīng)計(jì)算時(shí)經(jīng)常使用的推論：2121 nnPP ：、恒溫恒容時(shí)2121 nnVV ：、恒溫恒壓時(shí)總總nmM 、總總Vm 、10實(shí)驗(yàn)中學(xué) 高二化學(xué)備課組202 2 年 6 月 3 0 日 星 期 四平衡移動(dòng)與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系11思考：化學(xué)平衡是暫時(shí)的，一旦外界

8、條件改變，原有的固定的各種數(shù)量關(guān)系皆會(huì)因平衡的移動(dòng)而發(fā)生改變，平衡移動(dòng)時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率如何變化 ？這要根據(jù)具體反應(yīng)及引起平衡移動(dòng)等具體原因而定，不可一概而論。 12一、由于壓強(qiáng)改變而引起平衡正向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大。反之，平衡逆向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定減小。PS：1、這里的壓強(qiáng)改變方式指容積的變化。若為加壓，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)是一氣體體積縮小的反應(yīng)；若為減壓，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)是一氣體體積增大的反應(yīng)。2、若TV不變條件下，向平衡體系中加入惰性氣體，這時(shí)體系的總壓增大，但平衡不移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變。因加入無關(guān)氣體后，由于體積不變，所以平衡體系中有關(guān)物質(zhì)的濃度沒有變，因而不

9、影響原平衡。平衡移動(dòng)與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系13AD解析：由于體積減小一半，則體系壓強(qiáng)為原來的兩倍，若平衡不移動(dòng)，則A、B、C、的的濃度應(yīng)為原來的兩倍，今B和C的濃度均是原來的2.2倍，故平衡應(yīng)正向移動(dòng)。而加壓平衡向氣體體積減小方向移動(dòng)，所以2故答案為A、D。例1：在一密閉容器中，反應(yīng)A() B()C()達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器容積壓縮到原來的一半，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B和C的濃度均是原來的2.2倍，則錯(cuò)誤的為： （ ）A.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了 B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增加了C.物質(zhì)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了 D. 214練習(xí)：恒溫下, 反應(yīng)aX(g) bY(g) +cZ(g)達(dá)到平衡后, 把容器體積

10、壓縮到原來的一半且達(dá)到新平衡時(shí), X的物質(zhì)的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判斷正確的是: （ ）A. ab+c B. ab+c C. ab+c D. ab=c A15二：由于溫度改變而引起平衡正向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大。反之，平衡逆向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定減小。PS：當(dāng)溫度升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)是一吸熱的反應(yīng)；若為降溫，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)是一放熱的反應(yīng)；無論哪種情況，由于反應(yīng)物的初始量未變，將會(huì)有更多的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物。16例2：（99上海）可逆反應(yīng)：3A(g)3B(?)+C(?)-Q，隨著溫度升高，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量有變小趨勢(shì)，則下列判斷正

11、確的是 （ ）A、 B和C可能都是固體 B 、B和C一定都是氣體C、若C 為固體，則B一定是氣體 D、B和C可能都是氣體CD解析：此題雖然沒有直接問A的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)溫度升高，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量變小，而正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以平衡正向移動(dòng)，由于沒有改變A的初始量，則A的轉(zhuǎn)化率必然提高。氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量=m/n，若B和C都是固體，則氣體只有A，其相對(duì)分子質(zhì)量不變；若B和C都是氣體，則m不變，而n變大，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量變小；若C 為固體，則B一定是氣體，這時(shí)氣體的n不變，而m變小，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量變小，正確答案為CD。17三、由于增大反應(yīng)物濃度（TV不變）引起平衡移動(dòng)時(shí)，有以下幾種情況：1、對(duì)于

12、反應(yīng)物只有一種的可逆反應(yīng)（并規(guī)定起始時(shí)只有反應(yīng)物）： aA(g) bB(g)+cC(g)、若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，即a=b+c，增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，平衡等效。反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變：如2HI(g) H2(g)+I2(g)，則無論增大或減小HI的濃度，相當(dāng)于對(duì)體系加壓或減壓，平衡不移動(dòng)，HI的轉(zhuǎn)化率都不改變。、若反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少、即ab+c，增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)。反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變大：如2NO2（g） N2O4（g），則增大NO2的濃度，相當(dāng)于對(duì)體系加壓，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即正向移動(dòng)。NO2的轉(zhuǎn)化率增大。18例3：在一定溫度下，向容積固定不變的密閉容器中充入a mol NO2發(fā)生

13、如下反應(yīng)2NO2（g） N2O4（g），達(dá)平衡后再向容器中充入a mol NO2 ，達(dá)到新平衡后，與原來的平衡比較錯(cuò)誤的是（ ）A、相對(duì)平均分子質(zhì)量增大 B、NO2的轉(zhuǎn)化率提高C、體系的顏色變深 D、NO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大D解析：可將第二次的平衡的建立看作是投入2 a mol NO2在兩倍大的容器中同溫下進(jìn)行。這時(shí)兩個(gè)平衡等效，再將第二次的體積加壓為與第一次一樣，則平衡將正向移動(dòng)。由于氣體總質(zhì)量不變，而氣體總物質(zhì)的量減少，所以相對(duì)平均分子質(zhì)量增大，所以A、B均對(duì)。D不難判斷是錯(cuò)的。氣體顏色取決于NO2的濃度，由于NO2的濃度的增大比移動(dòng)后使其濃度減小的大得多，C項(xiàng)也對(duì)。故錯(cuò)誤的是D。19例4：將

14、裝有1molNH3的密閉容器加熱，部分NH3分解后達(dá)到平衡，此混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為x%；若在同一容器中最初充入的是2 mol NH3，密封、加熱到相同溫度，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)此時(shí)混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為y%。則x和y的正確關(guān)系是（ ）、 、 、= 、解析：可先將后一種看做是兩倍體積的容器中于同溫下建立平衡，此時(shí)兩平衡等效，再將后者體積縮小為前者一樣大，即加壓，平衡向氣體體積縮小方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)。所以后者氨的轉(zhuǎn)化率變小，故答案為A。、若反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，即ap+q，則兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均增大，若m+np+q，則兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均減小。21練習(xí)：1. 一定溫度下，將a mol P

15、Cl5通入一個(gè)容積不變的密閉容器中，達(dá)到如下平衡：PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，測(cè)得平衡混合氣體的壓強(qiáng)為P1，此時(shí)維持溫度不變，再向容器中通入a mol PCl5，再達(dá)平衡時(shí)測(cè)得平衡混合氣體的壓強(qiáng)為P2，則P1與P2的關(guān)系是（ ）。A.2P1P2 C. 2P1=P2 D.無法判斷2.在兩個(gè)恒容容器中有平衡體系：A(g) 2B(g)和2C(g) D(g)，X1和X2分別是A和C的轉(zhuǎn)化率。在溫度不變情況下，均增加相同的A和C的物質(zhì)的量，下列判斷正確的是（ ）AX1降低，X2增大 BX1、X2均降低 CX1增大，X2降低 DX1、X2均增大BA223、當(dāng)下列反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，保持溫度不變，向容器中充入氬氣，平衡一定不移動(dòng)的是（ ）A. N2(g)+