化學(xué)平衡完整版

第二章化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)平衡(huàxuépínghéng)（第三課時(shí)）第一頁，共二十四頁。三、化學(xué)(huàxué)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(zuìhòu)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+nBpC+qDK=[C（C）]p×[C（D）]q[C（A）]m×[C（B）]n第二頁，共二十四頁?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(chángshù)同阿伏加德羅常數(shù)(chángshù)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(yóuyú)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。第三頁，共二十四頁。2.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(yīdìng)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)。

第四頁，共二十四頁。（2）可以利用(lìyòng)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）]p×[C（D）]q[C（A）]m×[C（B）]nQc,叫做該反應(yīng)(fǎnyìng)的溶液商。Qc〈K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向(fāngxiàng)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)行第五頁，共二十四頁。3.利用K可判斷(pànduàn)反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度(wēndù)，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)。第六頁，共二十四頁。四、有關(guān)化學(xué)平衡(huàxuépínghéng)的計(jì)算：起始(qǐshǐ)量、變化量、平衡量的計(jì)算關(guān)系在反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中，計(jì)算關(guān)系為：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起變平n1n200axbxcxdxn1-axn2-bxcxdx單位(dānwèi)統(tǒng)一已知條件計(jì)量系數(shù)之比加、減計(jì)算⑴、物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：①、反應(yīng)物：平衡濃度＝————————————————起始濃度－變化濃度②、生成物：平衡濃度＝————————————————起始濃度＋變化濃度③、各物質(zhì)的變化濃度之比＝————————————————反應(yīng)式計(jì)量系數(shù)之比⑵、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的百分率第七頁，共二十四頁。例1、將6molA氣體和5molB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，此時(shí)生成C為2mol，測得D的反應(yīng)速率為0.1mol/L·min，計(jì)算：①、x的值；②、平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；③、A的平衡濃度。3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)解：∵起變平mol650020.1×5×4133422①、∵2:x＝2:(0.1×5×4)∴x＝2第八頁，共二十四頁。例2、加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)：

N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；在1L密閉容器中加熱4molN2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為4.50mol/L，N2O3的濃度為1.62mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡(pínghéng)的計(jì)算，計(jì)算思路為：第一個(gè)反應(yīng)的平衡(pínghéng)量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量∴解：∵N2O5N2O3＋O2N2O3N2O＋O2起變平mol400

x

x

x4-x

x

x

x

0

xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得：

x=3.06moly=1.44mol

故：CN2O5=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/LCN2O

=1.44mol/1L=1.44mol/L第九頁，共二十四頁。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nn0x2x2xn-xn-2x2x由題意可知：n-x+n-2x=2xx=0.4n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：第十頁，共二十四頁。莒南三中高二化學(xué)(huàxué)備課組平衡移動(dòng)(yídòng)與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系第十一頁，共二十四頁。思考：化學(xué)平衡是暫時(shí)的，一旦外界條件改變，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(rúhé)變化？這要根據(jù)具體反應(yīng)(fǎnyìng)及引起平衡移動(dòng)等具體原因而定，不可一概而論。

第十二頁，共二十四頁。一、由于壓強(qiáng)改變而引起平衡(pínghéng)正向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大。反之，平衡(pínghéng)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(tǐjī)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(tǐjī)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(suǒyǐ)平衡體系中有關(guān)物質(zhì)的濃度沒有變，因而不影響原平衡。平衡移動(dòng)與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系第十三頁，共二十四頁。AD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(suǒyǐ)ｍ>2ｎ故答案為A、D。例1：在一密閉容器中，反應(yīng)ｍA(ｇ)ｎB(ｇ)＋ｎC(ｇ)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.ｍ＜2ｎ第十四頁，共二十四頁。練習(xí)：恒溫下,反應(yīng)aX(g)bY(g)+cZ(g)達(dá)到平衡后,把容器體積壓縮到原來的一半且達(dá)到新平衡時(shí),X的物質(zhì)(wùzhì)的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判斷正確的是:（）

A.a＞b+cB.a＜b+c

C.a＝b+cD.a＝b=c

A第十五頁，共二十四頁。二：由于(yóuyú)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(yóuyú)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。第十六頁，共二十四頁。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(biànxiǎo)趨勢，則下列判斷正確的是（）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)(xiāngduì)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??；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。第十七頁，共二十四頁。三、由于增大(zēnɡdà)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)⑴、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。⑵、若反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少、即a>b+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。第十八頁，共二十四頁。例3：在一定溫度下，向容積固定不變的密閉容器中充入amolNO2發(fā)生如下反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g），達(dá)平衡后再向容器中充入amolNO2

，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2amolNO2在兩倍大的容器中同溫下進(jìn)行。這時(shí)兩個(gè)(liǎnɡɡè)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。第十九頁，共二十四頁。例4：將裝有1molNH3的密閉容器加熱(jiārè)，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2molNH3，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（）Ａ、ｘ＞ｙＢ、ｘ＜ｙＣ、ｘ=ｙＤ、ｘ≥ｙ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(suǒyǐ)后者氨的轉(zhuǎn)化率變小，故答案為A。⑶、若反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，即a<b+c，增大反應(yīng)物濃度，平衡逆向移動(dòng)。反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變?。喝?NH3N2+3H2，則增大NH3的濃度，也相當(dāng)于將原體系加壓，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)。NH3的轉(zhuǎn)化率減小。A第二十頁，共二十四頁。三、由于增大反應(yīng)物濃度(nóngdù)（TV不變）引起平衡移動(dòng)時(shí)，有以下幾種情況：2、對(duì)于反應(yīng)物（不考慮固體反應(yīng)物）不只一種的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)⑴、當(dāng)只增加反應(yīng)物之一的濃度時(shí)，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，而另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率則增大。如：N2+3H22NH3平衡時(shí)增加N2的濃度，平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大而N2的轉(zhuǎn)化率降低。即：濃度增大的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低、而另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率則升高。⑵、若兩反應(yīng)物的濃度按同比例增大，這時(shí)相當(dāng)于將兩個(gè)一樣的平衡加壓，平衡將向氣體體積減小的方向(fāngxiàng)移動(dòng)，若m+n>p+q，則兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均增大，若m+n<p+q，則兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均減小。第二十一頁，共二十四頁。練習(xí)：1.一定溫度下，將amolPCl5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amolPCl5，再達(dá)平衡時(shí)測得平衡混合氣體的壓強(qiáng)為P2，則P1與P2的關(guān)系是（）。A.2P1<P2B.2P1>P2C.2P1=P2D.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（）A．X1降低，X2增大B．X1、X2均降低C．X1增大，X2降低