【學(xué)海導(dǎo)航】山西省高中化學(xué)總復(fù)習 第7章第23課時 化學(xué)平衡 新人教

第23課時化學(xué)平衡編輯ppt一、化學(xué)平衡狀態(tài)1．概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡。2．化學(xué)平衡的特征(1)“等”——處于密閉體系的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡狀態(tài)建立的條件是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，即v(正)＝v(逆)≠0。這是可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的重要標志。編輯ppt(2)“定”——一定條件下可逆反應(yīng)一旦達平衡(可逆反應(yīng)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(yīng)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(xué)平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。(3)“動”——指化學(xué)反應(yīng)達平衡狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，實際上正反應(yīng)與逆反應(yīng)始終在進行，且正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡狀態(tài)。編輯ppt(4)“變”——任何化學(xué)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(xué)平衡狀態(tài)既可從正反應(yīng)方向開始達平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開始達平衡)。對于可逆反應(yīng)，不管從正反應(yīng)開始(只投入反應(yīng)物)，還是從逆反應(yīng)開始(只投入生成物)，或從正逆反應(yīng)開始(同時投入反應(yīng)物和生成物)，在一定條件下都能達到v(正)＝v(逆)狀態(tài)。如圖：編輯ppt

化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)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(yīng)是由反應(yīng)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(xué)平衡狀態(tài)是相同的，即化學(xué)平衡狀態(tài)只與反應(yīng)條件有關(guān)而與反應(yīng)途徑無關(guān)。編輯ppt【基礎(chǔ)題一】恒溫恒容條件下，反應(yīng)N2＋3H22NH3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(yīng)在3min時就已經(jīng)達到平衡B．反應(yīng)在5min時才達到平衡C．反應(yīng)在7min時才達到平衡D．無法判斷何時達到平衡A編輯ppt二、化學(xué)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(yīng)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(yīng)程度的量。轉(zhuǎn)化率＝

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

×100%。編輯ppt【基礎(chǔ)題二】在2L的密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，若最初加入的A和B都是4mol，反應(yīng)在10s之內(nèi)達到平衡，在前10sA的平均反應(yīng)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。1.460%編輯ppt三、化學(xué)平衡常數(shù)1．概念：對于一定條件下的可逆反應(yīng)(aA＋bBcC＋dD)，達到化學(xué)平衡時，生成物濃度的乘冪的乘積與反應(yīng)物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù)，記作Kc，稱為化學(xué)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(xué)反應(yīng)進行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大，表示反應(yīng)進行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進行得越不完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小。編輯ppt3．注意化學(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)。在平衡常數(shù)表達式中：反應(yīng)物或生成物中固體、純液體、稀溶液中水的濃度不寫。編輯pptC(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(xué)平衡常數(shù)表達式與化學(xué)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。編輯ppt【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：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1編輯ppt下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50%B．反應(yīng)可表示為X＋3Y2Z，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(yīng)的平衡常數(shù)C編輯ppt【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(dǎo)出：X＋3Y2Z。編輯ppt【思考題】反應(yīng)：①3H2＋N22NH3②H2＋N2NH3的化學(xué)平衡常數(shù)相等嗎？【解析】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)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。編輯ppt重要考點1判斷可逆反應(yīng)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(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等。2．反應(yīng)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。編輯ppt3．具體分析：反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合物體系中各成分的濃度(1)各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分數(shù)一定平衡(2)各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)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(zhì)的量一定不一定平衡編輯ppt反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)正逆反應(yīng)速率的關(guān)系(1)單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA，則v(正)＝v(逆)平衡(2)在單位時間內(nèi)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(nèi)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)不一定平衡編輯ppt反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合氣體的平均相對分子質(zhì)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平衡編輯ppt【考點釋例1】在體積固定的密閉容器中進行可逆反應(yīng)：2NO22NO＋O2，下列情況中能作為反應(yīng)達到平衡狀態(tài)標志的是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1④混合氣體的顏色不再改變⑤混合氣體的密度不再改變⑥混合氣體的壓強不再改變⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部A編輯ppt【解析】化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標志是：v(正)＝v(逆)，①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(yīng)達到平衡。②不能說明。③中無論達到平衡與否，化學(xué)反應(yīng)速率都等于化學(xué)計量數(shù)之比。④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(yīng)已達到平衡。⑤體積固定、氣體質(zhì)量反應(yīng)前后守恒，密度始終不變。⑥反應(yīng)前后ΔV(g)≠0，壓強不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化。⑦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(yīng)ΔV(g)≠0，能說明反應(yīng)達到平衡。答案：A編輯ppt【溫馨提示】從化學(xué)平衡的特征判斷可逆反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡時，要特別注意外界條件的限制及反應(yīng)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。編輯ppt

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．0.02C編輯ppt2.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)()編輯pptA．反應(yīng)I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0B．若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1＞K2C．若反應(yīng)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編輯ppt【解析】隨著溫度的不斷升高，

的濃度逐漸減小，說明反應(yīng)向逆方向移動，也就意味著該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，所以A項錯；因為K＝，T2＞T1，所以當溫度升高時，反應(yīng)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。編輯ppt

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(yīng)：2SO2＋O22SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)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：編輯ppt(1)判斷該反應(yīng)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編輯ppt(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(yīng)的催化劑

d．升高溫度(3)求該反應(yīng)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？。b94.7%10.5g編輯ppt【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。編輯ppt重要考點2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1．判斷正在進行的可逆反應(yīng)是否平衡及反應(yīng)向何方向進行：對于可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應(yīng)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(yīng)的濃度商。Qc<K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行；Qc＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Qc>K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。2．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)。編輯ppt【考點釋例2】一定條件下，在密閉容器中進行的如下反應(yīng)：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(yīng)達到平衡狀態(tài)。(1)求反應(yīng)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(xué)平衡是否移動？如何移動？①若將平衡時反應(yīng)混合物的壓強增大1倍，平衡將如何移動？②若將平衡時反應(yīng)混合物的壓強減小為原來的，平衡將如何移動？③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？編輯ppt【解析】（1）

2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)起始(mol/L)

0.4

1

0轉(zhuǎn)化(mol/L)

0.4×80%

1/2×0.4×80%

0.32平衡(mol/L)

0.08

0.84

0.32平衡常數(shù)K＝0.322/(0.84×0.082)＝400/21；編輯ppt(2)①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。②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。③向平衡混合氣體中充入稀有氣體Ar，總壓強增大，但反應(yīng)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。編輯ppt【溫馨提示】任何時候都不要忘記：同一個反應(yīng)的平衡常數(shù)只受溫度影響；化學(xué)計量數(shù)不同，平衡常數(shù)也不一樣。編輯ppt

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(yīng)H2(g)＋I2(g)2HI(g)，經(jīng)充分反應(yīng)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(yīng)HI(g)H2(g)＋I2(g)，則下列判斷