第-3-課-時-化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)平衡常數(shù)、有關(guān)化學(xué)平衡的計算(使用稿)

化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)一、可逆反應(yīng)的特點在同一條件下，同時正反應(yīng)和你反應(yīng)兩個方向進行的反應(yīng)同一條件下，同時特點：反應(yīng)物和生成物共存，

反應(yīng)存在限度（反應(yīng)不完全）化學(xué)平衡狀態(tài).(1)反應(yīng)剛剛開始時:反應(yīng)物濃度最大,生成物濃度為零,(2)反應(yīng)進行中:反應(yīng)物濃度逐漸減小,生成物濃度逐漸增大,(3)肯定有一時刻:正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小相等可逆反應(yīng)速率變化過程分析:正反應(yīng)速率最大.逆反應(yīng)速率為零.正反應(yīng)速率減小.逆反應(yīng)速率增大.時間速率0.V正V逆V正

=V逆化學(xué)平衡建立過程化學(xué)平衡，就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征（2）等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率（3）動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在行）（4）

定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。（5）

變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。（1）逆：可逆反應(yīng)平衡判斷的專題分析一、從V正=V逆進行判斷（1）用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。（2）用不同種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時速率不一定相等但必須符合兩方面（i）表示兩個不同的方向。（ii）速率之比=化學(xué)計量數(shù)之比。例：在一定溫度下,可逆反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）A.N2的消耗速率等于N2的生成速率B.H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍C.NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍E.1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵形成F.1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N-H鍵斷裂√

√

√

D.單位時間內(nèi)生成nmolN2,同時生成3nmolNH3√

達(dá)化學(xué)平衡時除各物質(zhì)的濃度（顏色）不再改變外，各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不隨時間而變化均能說明反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)。

至于其他的物理量，如氣體的總物質(zhì)的量、氣體的總壓強、氣體的密度是否能作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)志則還要看具體題意而定：二、從各物質(zhì)的百分含量保持不變?nèi)胧植浑S時間而變化例：在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)物質(zhì)的下列物理量不再變化時，表明反應(yīng)：A(固)+2B(氣)C(氣)+D(氣)已達(dá)到平衡的是（）A.混合氣體的壓強；B.混合氣體的密度；C.混合氣體的總質(zhì)量；D.氣體的總物質(zhì)的量；BC解析：方程式兩邊氣體的化學(xué)計量數(shù)相等，所以混合氣體的壓強和總物質(zhì)的量均始終保持不變，故不能用來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。強化：研究平衡問題先要觀察物質(zhì)的狀態(tài)及氣體物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系。例：可逆反應(yīng)。2HI(g)H2(g)+I2(g)在密閉容器中進行，當(dāng)下列4項中某項不取隨時間變化時，才能說明反應(yīng)已達(dá)平衡（）A.容器內(nèi)壓強B.平均相對分子質(zhì)量C.各組分濃度D.混合氣體顏色CD牢記（一）對于全氣相的等體反應(yīng)來說，體系的總壓、總物質(zhì)的量、總體積、平均相對分子質(zhì)量等標(biāo)志，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，都不會發(fā)生改變。故不能作為平衡的依據(jù)。ANO、O2、NO2分子數(shù)目比是2:1:2B.反應(yīng)混合物中各組成物質(zhì)的濃度相等C.混合氣體的顏色不再發(fā)生變化D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變例：在一定條件下，反應(yīng)2NO+O22NO2達(dá)到平衡的標(biāo)志（）CD（二）從平均相對分子質(zhì)量M考慮總總nmM=1.若各物質(zhì)均為氣體（1）對于非等摩反應(yīng)，如2SO2+O22SO3M若不變，一定可做為平衡標(biāo)志?。?）對于等摩反應(yīng)，如H2+I22HIM若不變，不能做為平衡標(biāo)志，因始終不變。2.若有非氣體參與如：CO2(g)+C(s)2CO(g)，M若不變，一定可做為平衡標(biāo)志?。ㄈ臍怏w密度r考慮vm=r1.若有非氣體參與無論恒容或恒壓，ρ若不變，一定可作為平衡標(biāo)志！2若反應(yīng)物和生成物均為氣體.恒容，ρ若不變，一定不能作為平衡標(biāo)志！【例題】在一個固定體積的容器中，放入3LX（g）和2LY（g），在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)：4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，混合氣體的壓強比原來增加5%，x的濃度減少1/3，則該反應(yīng)方程式中的n值是（）A、3B、4C、5D、6D【例題】加熱N2O5時，發(fā)生以下兩個分解反應(yīng)：N2O5N2O3+O2N2O3N2O+O2在1L密閉容器中加熱4molN2O5達(dá)到化學(xué)平衡時c(O2)

為4.50mol/L，c(N2O3)

為1.62mol/L。則在該溫度下各物質(zhì)的平衡濃度不正確的是（）Ac(N2O5)平

=1.44mol/LBc(N2O5)平

=0.94mol/L

Cc(N2O

)平

=1.44mol/LDc(N2O

)平

=3.48mol/L

AD“平衡常數(shù)”是重點新增內(nèi)容化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2012年化學(xué)高考大綱新課程卷4．化學(xué)反應(yīng)原理（B4）主題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡5.描述化學(xué)平衡建立的過程，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。了解化學(xué)平衡建立的過程。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)進行簡單的計算。1.定義:在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之冪的積比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。用K表示。2.表達(dá)式：

aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在一定溫度下無論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后，將各物質(zhì)的物質(zhì)量濃度代入下式，得到的結(jié)果是一個定值。二、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫注意事項：K=c(CO2)K=c(HCl)·c(HClO)c(Cl2)(1).如果反應(yīng)中有固體或純液體參加時，不寫它們的濃度CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)(2).稀溶液中有水參加反應(yīng)時，不寫水的濃度Cl2+H2OHCl+HClO但非水溶液中的反應(yīng)，如果反應(yīng)物或生成物中有水，此時水的濃度不能看成常數(shù)。(4)一定溫度時，同一個反應(yīng),其化學(xué)方程式書寫方式、配平計量數(shù)不同，平衡常數(shù)表達(dá)式不同。例如：2NO2N2O4

N2O42NO2NO21/2N2O4(3)平衡常數(shù)不隨濃度、壓強、催化劑的改變而變化，與平衡建立的途徑也無關(guān)，只與溫度有關(guān)。注意使用平衡常數(shù)時必須指明是在哪一溫度下進行的可逆反應(yīng)（1）判斷反應(yīng)進行的程度3.平衡常數(shù)意義及應(yīng)用：K值越大，反應(yīng)進行的程度越大。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大，當(dāng)K>107時，可以認(rèn)為反應(yīng)完全，反應(yīng)為不可逆反應(yīng)K值越小，反應(yīng)進行的程度越小。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小，當(dāng)K<10-7時，可以認(rèn)為未發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)不能進行K值在107~10－7范圍內(nèi)的反應(yīng)為可逆反應(yīng)（2）判斷化學(xué)平衡移動的方向化學(xué)反應(yīng)進行程度的判斷：對于可逆反應(yīng)aA+bB

cC+dD

，平衡常數(shù)K與化學(xué)反應(yīng)程度的關(guān)系為：（1）當(dāng)=K時,為化學(xué)平衡狀態(tài)（2）當(dāng)＜K時,反應(yīng)主要向正反應(yīng)方向進行（3）當(dāng)＞K時,反應(yīng)主要向逆反應(yīng)方向進行引申思考衡量某反應(yīng)的限度方法：1、化學(xué)平衡常數(shù)2、平衡轉(zhuǎn)化率(1)定義:物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值(2)表達(dá)式:化學(xué)平衡常數(shù)的計算1、利用平衡常數(shù),求平衡時各組分的濃度例1.在某溫度下,第一將H2

和I2

各0.10mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后,測得c(H2)=0.0080mol/L。(1)求反應(yīng)的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下,再將H2

和I2各0.20mol的氣態(tài)混合物充入該密閉容器中，試求達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度。例2：在密閉容器中給CO和H2O(g)的混合物加熱到800℃

時，有下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)若用2

molCO和10molH2O(g)相互混合并加熱至800℃，測得其平衡常數(shù)為K=1，則CO的轉(zhuǎn)化率是多少？若在某一個時刻，測得CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分別為1mol、9mol、1mol、1mol，請判斷反應(yīng)朝哪個方向進行？83.3%正反應(yīng)方向t/oC70080083010001200k0.60.91.01.72.6練習(xí)(02上海）在一定體積密閉容器中，進行如下反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常數(shù)Ｋ和溫度t的關(guān)系如下：(1)k的表達(dá)式為：(2)該反應(yīng)為(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)（）Ａ、容器中壓強不變Ｂ、混合氣體中CO濃度不變Ｃ、v(H2)正=v(H2O)逆D、c(CO2)=c(CO)

(4)若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此時溫度為25（08寧夏）．已知可逆反應(yīng)：M(g)+N(g)

P(g)+Q(g)，△H>0。請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=1mol·L-1，c(N)=2.4mol·L-1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為_

__；(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率

（填“增大”、“減小”或“不變”）；(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=4mol·L-1，c(N)=amol·L-1；達(dá)到平衡后，c(P)=2mol·L-1，a=

；(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)=c(N)=bmol·L-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為

?！揪毩?xí)2】0.2molCO與0.2mol水蒸氣在2L密閉容器里加熱至1200℃，生成CO2和H2，2min內(nèi)，已知V（CO2）=0.03mol／（L·min）。

（1）求該溫度下的平衡常數(shù)及CO、水蒸氣的轉(zhuǎn)化率。

（2）若水蒸氣加倍投料求CO、水蒸氣的轉(zhuǎn)化率。【答案】AD【高考考點】化學(xué)平衡的移動，平衡常數(shù)例4．（08海南卷）反應(yīng)A(g)+B(g)

C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)該反應(yīng)是____________________反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”);(2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率______(填“增大”“減小”“不變”)，原因是____________________________________________；(3)反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響?_______________，原因是_________。(4)在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是：E1_________，E2________(填“增大”“減小、”“不變”)?！靖呖伎键c】反應(yīng)的熱效應(yīng)，化學(xué)平衡移動，活化能。重在考察學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。高考要求：第（3）（4）問考查化學(xué)平衡常數(shù)的簡單計算和定性判斷酸式鹽溶液的酸堿性。未超綱。高考真題比較研究由平衡常數(shù)表達(dá)式寫方程式由方程式寫平衡常數(shù)表達(dá)式平衡常數(shù)的計算平衡常數(shù)表達(dá)式和判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)16．（07海南高考）PCl5的熱分解反應(yīng)如下：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）（1）寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；（2）已知某溫度下，在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00molPCl5，達(dá)到平衡后，測得容器內(nèi)PCl3的濃度為0.150mol/L。計算該溫度下的平衡常數(shù)。平衡常數(shù)的簡單計算平衡常數(shù)表達(dá)式25．（07廣東高考）（1）將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)

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