第20講化學(xué)平衡及平衡常數(shù)

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第七章第20講化學(xué)平衡及平衡常數(shù)1．可逆反應(yīng)(1)定義______條件下，既能向________方向進(jìn)行，同時(shí)又能向________方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①反應(yīng)物和生成物______存在。②任一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率______100%。③化學(xué)反應(yīng)方程式中用______連接?；瘜W(xué)平衡相同正反應(yīng)逆反應(yīng)同時(shí)小于2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)定義在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，____________和____________相等，______________________不再發(fā)生變化的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率

反應(yīng)物和生成物的濃度

(2)特征v(正)＝v(逆)≠0質(zhì)量或濃度也隨之改變

【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×【答案】<><【答案】B1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到____________時(shí)，生成物______冪之積與反應(yīng)物______冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)________表示?；瘜W(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡濃度濃度K3．影響因素K只受________影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。4．注意事項(xiàng)(1)固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。(2)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。(3)若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。溫度

增大減小

【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×5．下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法中，正確的是()A．化學(xué)平衡常數(shù)較大的可逆反應(yīng)，所有反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定大B．可以用化學(xué)平衡常數(shù)定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度C．壓強(qiáng)一定，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是一個(gè)常數(shù)D．兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變【答案】B一、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1．化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志(1)v(正)＝v(逆)——反應(yīng)體系中同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等。(2)平衡混合物中各組成成分的含量保持不變——各組分的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)(有氣體參加的可逆反應(yīng))、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等保持不變。2．實(shí)例分析【解析】平衡時(shí)容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是沒有規(guī)律的，只是各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度保持不變，A選項(xiàng)錯(cuò)；對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變，B選項(xiàng)錯(cuò)；C選項(xiàng)，由化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)，可知該反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，C選項(xiàng)正確；D選項(xiàng)，A、B的生成量必然相等，但不知A、B消耗的量，無(wú)法判斷正、逆反應(yīng)速率，D選項(xiàng)錯(cuò)?！敬鸢浮緾⑥溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化⑦溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化⑧條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化⑨溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化⑩溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化【答案】②⑥⑨二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算1．應(yīng)用(1)判斷、比較可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的大小K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；反之，則越小。(2)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向若任意狀態(tài)下的生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值為Qc。①Q(mào)c<K：反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；②Qc＝K：反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)；③Qc>K：反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)①若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；②若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(4)利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算平衡濃度、轉(zhuǎn)化率等2．相關(guān)計(jì)算(1)步驟①寫出有關(guān)化學(xué)平衡的方程式。②確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。③根據(jù)已知條件建立等式進(jìn)行解答。(3)說明①對(duì)于反應(yīng)物：c(平衡)＝c(起始)－c(轉(zhuǎn)化)；對(duì)于生成物：c(平衡)＝c(起始)＋c(轉(zhuǎn)化)。②各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)830℃時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，則6s時(shí)c(A)＝______mol·L－1，C的物質(zhì)的量為______mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為__________。容器編號(hào)溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)Ⅰ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)比容器Ⅱ中的小C．容器Ⅰ中反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間比容器Ⅲ中的長(zhǎng)D．若起始時(shí)向容器Ⅰ中充入CH3OH0.1mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】D【解析】容器Ⅰ與容器Ⅲ相比，甲醇的起始物質(zhì)的量相等，但溫度不同，溫度較低時(shí)生成物的物質(zhì)的量多，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)前后體積不變，則容器Ⅱ與容器Ⅰ相比，兩個(gè)平衡等效，因此達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)和容器Ⅱ中的相等，B不正確；容器Ⅰ中溫度高，反應(yīng)速率快，因此容器Ⅰ中反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間比容器Ⅲ中的少，C不正確；在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素時(shí)，由于外界影響因素較多，故為搞清楚某個(gè)因素的影響就需控制其他因素相同或不變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，控制變量思想在這部分體現(xiàn)較為充分，在近幾年高考題中也考查較多且多以探究型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的形式出現(xiàn)。這類題目以實(shí)驗(yàn)為研究手段，模擬科學(xué)探究過程對(duì)小課題展開研究。盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在考查基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)際上這類題目并不可怕。實(shí)驗(yàn)題中的控制變量思想

(2012廣東卷節(jié)選)碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50mol·L－1KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8溶液、0.10mol·L－1Na2S2O3溶液等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。【解析】由控制變量思想，每次實(shí)驗(yàn)中僅改變了K2S2O8的量，而其他量(KI、NaS2O3、淀粉等)均控制量不變?！敬鸢浮?.0保證反應(yīng)物K2S2O8的濃度改變，而其他的因素不變，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2＋濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物pCP，探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】控制p-CP的初始濃度相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表)，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/KpHc/(10－3mol·L－1)H2O2Fe2＋①為以下實(shí)驗(yàn)作參考29836.00.30②探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響③298106.00.30【數(shù)據(jù)處理】實(shí)驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖。(2)請(qǐng)根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)①曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50～150s的反應(yīng)速率：v(pCP)＝________mol·L－1·s－1?！窘忉屌c結(jié)論】(3)實(shí)驗(yàn)①②表明溫度升高，降解反應(yīng)的速率增大。但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)的速率減小，請(qǐng)從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因：____________________________。(4)實(shí)驗(yàn)③得出的結(jié)論：當(dāng)pH等于10時(shí)，_____________________________________________________________?！舅伎寂c交流】(5)實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法：_________________________________?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)①是參照實(shí)驗(yàn)，所以與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和③只能改變一個(gè)條件，這樣才能起到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的，則實(shí)驗(yàn)②是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則T＝313K，pH＝3，c(H2O2)/10－3＝6.0mol·L－1，c(Fe2＋)/10－3＝0.30mol·L－1，實(shí)驗(yàn)③顯然是探究pH的大小對(duì)反應(yīng)速率的影響。(2)在50～150s，Δc(pCP)＝0.6×10－3mol·L－1，則v(pCP)＝6.0×10－6mol·L－1·s－1。(3)溫度過高時(shí)，H2O2分解，c(H2O2)濃度減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。(4)從圖中可看出，當(dāng)pH＝10時(shí)，c(p-CP)不變，即反應(yīng)速率為0，說明在堿性條件下，有機(jī)物pCP不能降解。(5)從(4)問可以得出在反應(yīng)液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反應(yīng)停止