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

第23課時(shí)化學(xué)平衡一、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(dá)到平衡狀態(tài)的重要標(biāo)志。(2)“定”——一定條件下可逆反應(yīng)一旦達(dá)平衡(可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大的程度)狀態(tài)時(shí)，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?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)等)保持一定而不變(即不隨時(shí)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(dòng)”——指化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)并沒(méi)有停止，實(shí)際上正反應(yīng)與逆反應(yīng)始終在進(jìn)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(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。(4)“變”——任何化學(xué)平衡狀態(tài)均是暫時(shí)的、相對(duì)的、有條件的(與濃度、壓強(qiáng)、溫度等有關(guān))，而與達(dá)平衡的過(guò)程無(wú)關(guān)(化學(xué)平衡狀態(tài)既可從正反應(yīng)方向開(kāi)始達(dá)平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開(kāi)始達(dá)平衡)。對(duì)于可逆反應(yīng)，不管從正反應(yīng)開(kāi)始(只投入反應(yīng)物)，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始(只投入生成物)，或從正逆反應(yīng)開(kāi)始(同時(shí)投入反應(yīng)物和生成物)，在一定條件下都能達(dá)到v(正)＝v(逆)狀態(tài)。如圖：

化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)：如果外界條件不變時(shí)，不論采取何種途徑，即反應(yīng)是由反應(yīng)物開(kāi)始或由生成物開(kāi)始，是一次投料或是分步投料，最后達(dá)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(wú)關(guān)。【基礎(chǔ)題一】恒溫恒容條件下，反應(yīng)N2＋3H22NH3剛開(kāi)始時(shí)，N2的物質(zhì)的量為3mol，H2的物質(zhì)的量為5mol,3min后測(cè)得NH3物質(zhì)的量為0.6mol,5min后測(cè)得H2的物質(zhì)的量為4.1mol,7min后測(cè)得N2的物質(zhì)的量為2.7mol，則此時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)在3min時(shí)就已經(jīng)達(dá)到平衡B．反應(yīng)在5min時(shí)才達(dá)到平衡C．反應(yīng)在7min時(shí)才達(dá)到平衡D．無(wú)法判斷何時(shí)達(dá)到平衡A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?jǐn)?shù)：由阿伏加德羅定律可知混合氣體中某物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?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(jìn)行到一定程度時(shí)，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(shí)間段中的轉(zhuǎn)化率＝

×100%?！净A(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(dá)到平衡，在前10sA的平均反應(yīng)速率為0.12mol·(L·s)－1，當(dāng)其他條件不變時(shí)，13s時(shí)，容器中B的物質(zhì)的量濃度是mol/L，A的轉(zhuǎn)化率為。1.460%三、化學(xué)平衡常數(shù)1．概念：對(duì)于一定條件下的可逆反應(yīng)(aA＋bBcC＋dD)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，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(jìn)行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)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(jìn)行得越不完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小。3．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(wú)關(guān)。在平衡常數(shù)表達(dá)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。C(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)平平衡常常數(shù)表表達(dá)式式與化化學(xué)方方程式式的書書寫有有關(guān)例如：：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡衡常數(shù)數(shù)為K1，1/2N2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)數(shù)為K2，NH3(g)1/2N2(g)＋3/2H2(g)的平衡常數(shù)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。【基礎(chǔ)題三】在25℃時(shí)，密閉容容器中X、Y、Z三種氣體的的初始濃度度和平衡濃濃度如下表表：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1下列說(shuō)法錯(cuò)錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)達(dá)到到平衡時(shí)，，X的轉(zhuǎn)化率為為50%B．反應(yīng)可表表示為X＋3Y2Z，其平衡常常數(shù)為1600C．增大壓強(qiáng)強(qiáng)使平衡向向生成Z的方向移動(dòng)動(dòng)，平衡常常數(shù)增大D．改變溫度度可以改變變此反應(yīng)的的平衡常數(shù)數(shù)C【解析】選項(xiàng)中有一一明顯的錯(cuò)錯(cuò)誤，就是是C選項(xiàng)中平衡衡常數(shù)增大大，增大壓壓強(qiáng)不可能能使平衡常常數(shù)增大。。其他選項(xiàng)項(xiàng)均為平衡衡中的基礎(chǔ)礎(chǔ)計(jì)算和基基礎(chǔ)知識(shí)，，關(guān)鍵是根根據(jù)表中數(shù)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?！舅伎碱}】反應(yīng)：①3H2＋N22NH3②H2＋N2NH3的化學(xué)平衡衡常數(shù)相等等嗎？【解析】化學(xué)平衡常常數(shù)是指某某一具體反反應(yīng)的平衡衡常數(shù)。若若反應(yīng)方向向改變，則則平衡常數(shù)數(shù)改變。若若方程式中中各物質(zhì)的的系數(shù)等倍倍擴(kuò)大或縮縮小，盡管管是同一反反應(yīng)，平衡衡常數(shù)也會(huì)會(huì)改變。重要考點(diǎn)1判斷可逆反反應(yīng)是否達(dá)達(dá)到平衡狀狀態(tài)1．根本依據(jù)：：v正＝v逆。指的是同同一物質(zhì)的的正反應(yīng)速速率與逆反反應(yīng)速率相相等。2．反應(yīng)混合物物中各組分分的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，，體積分?jǐn)?shù)數(shù)，物質(zhì)的的量分?jǐn)?shù))保持不變。。3．具體分析析：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?jǐn)?shù)一定平衡(2)各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡(3)各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡(4)總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)正逆反應(yīng)速率的關(guān)系(1)單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA同時(shí)生成mmolA，則v(正)＝v(逆)平衡(2)在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB同時(shí)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(shí)間內(nèi)生成了nmolB，同時(shí)消耗了qmolD不一定平衡壓強(qiáng)(1)若m＋n≠p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)平衡(2)若m＋n＝p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)不一定平衡反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合氣體的平均相對(duì)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(shí)(其他不變)平衡體系的密度(ρ)固定容積時(shí)，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【考點(diǎn)釋例1】在體積固定定的密閉容容器中進(jìn)行行可逆反應(yīng)應(yīng)：2NO22NO＋O2，下列情況況中能作為為反應(yīng)達(dá)到到平衡狀態(tài)態(tài)標(biāo)志的是是()①單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)應(yīng)速率之比比為2∶2∶1④混合氣體的的顏色不再再改變⑤混合氣體的的密度不再再改變⑥混合氣體體的壓強(qiáng)強(qiáng)不再改改變⑦混合氣體體的平均均相對(duì)分分子質(zhì)量量不再改改變A．①④⑥⑦⑦B．②③⑤⑦⑦C．①③④⑤⑤D．全部A【解析】化學(xué)平衡衡狀態(tài)的的根本標(biāo)標(biāo)志是：：v(正)＝v(逆)，①中單位時(shí)時(shí)間內(nèi)生生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成成2nmolNO2時(shí)，必消消耗nmolO2，能說(shuō)明明反應(yīng)達(dá)達(dá)到平衡衡。②不能說(shuō)明明。③中無(wú)論達(dá)達(dá)到平衡衡與否，，化學(xué)反反應(yīng)速率率都等于于化學(xué)計(jì)計(jì)量數(shù)之之比。④有色氣體體的顏色色不變，，則表示示物質(zhì)的的濃度不不再變化化，說(shuō)明明反應(yīng)已已達(dá)到平平衡。⑤體積固定定、氣體體質(zhì)量反反應(yīng)前后后守恒，，密度始始終不變變。⑥反應(yīng)前后后ΔV(g)≠≠0，壓強(qiáng)不不變，意意味著各各物質(zhì)的的含量不不再變化化。⑦由于氣體體的質(zhì)量量不變，，氣體的的平均相相對(duì)分子子質(zhì)量不不變時(shí)，，說(shuō)明氣氣體中各各物質(zhì)的的物質(zhì)的的量不變變，該反反應(yīng)ΔV(g)≠0，能說(shuō)明反應(yīng)應(yīng)達(dá)到平衡。。答案：A【溫馨提示】從化學(xué)平衡的的特征判斷可可逆反應(yīng)是否否達(dá)到化學(xué)平平衡時(shí)，要特特別注意外界界條件的限制制及反應(yīng)本身身的特點(diǎn)，如如“恒溫、恒容”、“體積可變”、“體積不變”、“全是氣體參加加”等。1.(湖南省長(zhǎng)沙市市一中2010屆高三第五次次月考)在一定溫度下下，一定體積積的密閉容器器中有如下平平衡：H2(g)＋I(xiàn)2(g)A．0.16B．0.08C．0.04D．0.02C2.I2在KI溶液中存在下下列平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)(aq)某I2、KI混合溶液中，，的物質(zhì)的量濃濃度c()與溫度T的關(guān)系如圖所所示(曲線上任何一一點(diǎn)都表示平平衡狀態(tài))。下列說(shuō)法正正確的是(雙選)()A．反應(yīng)I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)I(aq)的ΔH>0B．若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡衡常數(shù)分別為為K1、K2，則K1＞K2C．若反應(yīng)進(jìn)行行到狀態(tài)D時(shí)，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【解析】隨著溫度的不不斷升高，的濃度逐漸減減小，說(shuō)明反反應(yīng)向逆方向向移動(dòng)，也就就意味著該反反應(yīng)是放熱反反應(yīng)，ΔH＜0，所以A項(xiàng)錯(cuò)；因?yàn)镵＝，T2＞T1，所以當(dāng)溫度度升高時(shí)，反反應(yīng)向逆方向向移動(dòng)，即K1＞K2；C項(xiàng)，從圖中可可以看出D點(diǎn)并沒(méi)有達(dá)到到平衡狀態(tài)，，所以它要向向A點(diǎn)移動(dòng)，這時(shí)時(shí)的濃度在增加加，所以v正＞v逆，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，的濃度在減小小，那么I2的濃度就在增增加。3.將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積積的密閉容器器中，550℃時(shí)，在催化劑劑作用下發(fā)生生反應(yīng)：2SO2＋O22SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平平衡后，將容容器中的混合合氣體通過(guò)過(guò)過(guò)量NaOH溶液，氣體體體積減小了21.28L；再將剩余氣氣體通過(guò)焦性性沒(méi)食子酸的的堿性溶液吸吸收O2，氣體的體積積又減少了5.6L(以上氣體體積積均為標(biāo)準(zhǔn)狀狀況下的體積積)。(計(jì)算結(jié)果保留留一位小數(shù))請(qǐng)回答下列問(wèn)問(wèn)題：(1)判斷該反應(yīng)達(dá)達(dá)到平衡狀態(tài)態(tài)的標(biāo)志是。。(填字母)a．SO2和SO3濃度相等b．SO2百分含量保持持不變c．容器中氣體體的壓強(qiáng)不變變d．SO3的生成速率與與SO2的消耗速率相相等e．容器中混合合氣體的密度度保持不變bc(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下下列措施可行行的是。。(填字母)a．向裝裝置中中再充充入N2b．向裝裝置中中再充充入O2c．改變變反應(yīng)應(yīng)的催催化劑劑d．升高高溫度度(3)求該反反應(yīng)達(dá)達(dá)到平平衡時(shí)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化化率(用百分分?jǐn)?shù)表表示)。(4)若將平平衡混混合氣氣體的的5%通入過(guò)過(guò)量的的BaCl2溶液，，生成成沉淀淀多少少克？？。。b94.7%10.5g【解析】(1)bc均為“定”，是判判斷依依據(jù)，，d為同向向速率率、e氣體的的密度度始終終不變變都不不能作作為判判斷依依據(jù)。。(2)提高SO2的轉(zhuǎn)化化率即即使平平衡正正向移移動(dòng)，，ac無(wú)影響響，d升高溫溫度向向逆向向移動(dòng)動(dòng)。(3)SO2的轉(zhuǎn)化化率：：×100%＝94.7%。(4)在給定定的條條件下下，溶溶液呈呈強(qiáng)酸酸性，，BaSO3不會(huì)沉沉淀。。因此此BaSO4的質(zhì)量量0.9mol×0.05××233g/mol≈≈10.5g。重要考考點(diǎn)2化學(xué)平平衡常常數(shù)的的應(yīng)用用1．判斷正正在進(jìn)進(jìn)行的的可逆逆反應(yīng)應(yīng)是否否平衡衡及反反應(yīng)向向何方方向進(jìn)進(jìn)行：：對(duì)于可可逆反反應(yīng)：：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一一定的的溫度度下的的任意意時(shí)刻刻，反反應(yīng)物物的濃濃度和和生成成物的的濃度度有如如下關(guān)關(guān)系：：Qc＝[cp(C)··cq(D)]/[cm(A)··cn(B)]，叫叫該該反反應(yīng)應(yīng)的的濃濃度度商商。。Qc<K，反反應(yīng)應(yīng)向向正正反反應(yīng)應(yīng)方方向向進(jìn)進(jìn)行行；；Qc＝K，反反應(yīng)應(yīng)處處于于平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)；；Qc>K，反反應(yīng)應(yīng)向向逆逆反反應(yīng)應(yīng)方方向向進(jìn)進(jìn)行行。。2．利用用K可判判斷斷反反應(yīng)應(yīng)的的熱熱效效應(yīng)應(yīng)若升升高高溫溫度度，，K值增增大大，，則則正正反反應(yīng)應(yīng)為為吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)。。若升升高高溫溫度度，，K值減減小小，，則則正正反反應(yīng)應(yīng)為為放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)。。【考點(diǎn)點(diǎn)釋釋例例2】】一定定條條件件下下，，在在密密閉閉容容器器中中進(jìn)進(jìn)行行的的如如下下反反應(yīng)應(yīng)：：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。SO2的起起始始濃濃度度是是0.4mol/L，O2的起起始始濃濃度度是是1mol/L，當(dāng)當(dāng)SO2的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率為為80%時(shí)，，反反應(yīng)應(yīng)達(dá)達(dá)到到平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)。。(1)求反應(yīng)在在該溫度度下的平平衡常數(shù)數(shù)。(2)試?yán)闷狡胶獬?shù)數(shù)及有關(guān)關(guān)計(jì)算，，判斷改改變下列列條件后后化學(xué)平平衡是否否移動(dòng)？？如何移移動(dòng)？①若將平衡衡時(shí)反應(yīng)應(yīng)混合物物的壓強(qiáng)強(qiáng)增大1倍，平衡衡將如何何移動(dòng)？？②若將平衡衡時(shí)反應(yīng)應(yīng)混合物物的壓強(qiáng)強(qiáng)減小為為原來(lái)的的，，平衡將將如何移移動(dòng)？③平衡時(shí)保保持體積積不變，，向平衡衡混合氣氣體中充充入稀有有氣體Ar，使體系系總壓強(qiáng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，平衡衡又將如如何移動(dòng)動(dòng)？【解析】（1）2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始(mol/L)0.410轉(zhuǎn)化(mol/L)0.4××80%1/2××0.4×80%0.32平衡平衡常數(shù)數(shù)K＝0.322/(0.84××0.082)＝400/21；(2)①①壓強(qiáng)增大大1倍，各組組分的濃濃度增大大1倍；Qc＝0.642/(1.68××0.162)＝200/21＜400/21。即Qc＜K，所以平平衡向正正方向移移動(dòng)。②壓強(qiáng)減小小為原來(lái)來(lái)的，，各組分分的濃度度減小為為原來(lái)的的，，經(jīng)過(guò)計(jì)計(jì)算Qc＞K，所以平平衡向逆逆方向移移動(dòng)。③向平衡混混合氣體體中充入入稀有氣氣體Ar，總壓強(qiáng)強(qiáng)增大，，但反應(yīng)應(yīng)混合物物中的各各組分的的濃度不不發(fā)生改改變，Qc＝K，所以平平衡不發(fā)發(fā)生移動(dòng)動(dòng)。【溫馨提示示】任何時(shí)候候都不要要忘記：：同一個(gè)個(gè)反應(yīng)的的平衡常常數(shù)只受受溫度影影響；化化學(xué)計(jì)量量數(shù)不同同，平衡衡常數(shù)也也不一樣樣。1.一定溫溫度下下，在在一個(gè)個(gè)容積積為1L的密閉閉容器器中，，充入入1molH2(g)和1molI2(g)，發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(