第7章第2節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)（完整版）4

第二節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)命題熱點1.結(jié)合圖像考查化學(xué)平衡建立的過程.2.化學(xué)平衡狀態(tài)的分析、判斷及比較.3.應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)進行有關(guān)計算，判斷反應(yīng)進行的方向。教材回扣夯實雙基一、可逆反應(yīng)1．定義在______條件下，既可以向______反應(yīng)方向進行，同時又可以向______反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)。相同正逆2．特點反應(yīng)物與生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都_______于100%。3．表示在方程式中用“_________”表示。小二、化學(xué)平衡狀態(tài)1．化學(xué)平衡狀態(tài)的建立對一定條件下的某個可逆反應(yīng)，在向一定容積的密閉容器中投入一定量反應(yīng)物時，反應(yīng)物的濃度最大。反應(yīng)開始后，反應(yīng)物的濃度逐漸______，生成物的濃度則由零開始逐漸______。減小增大因此，反應(yīng)開始時，v(正)最大，v(逆)為0.隨著反應(yīng)的進行,v(正)逐漸_____，v(逆)逐漸_______。反應(yīng)進行到某一時刻，___________，此時，該可逆反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。減小增大v正＝v逆2．化學(xué)平衡狀態(tài)及特征(1)化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的______反應(yīng)，當反應(yīng)物和生成物中各組分的百分含量__________的狀態(tài)。(2)特征逆：研究對象是____________反應(yīng)。可逆保持不變可逆等：v(正)_______

v(逆)_______

0(化學(xué)平衡的實質(zhì))。動：動態(tài)平衡，反應(yīng)仍在進行。定：平衡后,各組分的濃度_________.變：條件改變，平衡__________。＝≠保持不變移動三、化學(xué)平衡常數(shù)1．概念在一定溫度下，一個可逆反應(yīng)達到__________時，生成物____________與反應(yīng)物______________的比值是一個常數(shù)，用符號K表示?；瘜W(xué)平衡濃度冪之積濃度冪之積2．表達式對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定溫度下達到平衡時：_______________.3．影響因素K僅是_______的函數(shù)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。溫度越大越大越小越小5．注意化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)。(1)正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。(2)若方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小，平衡常數(shù)也會改變。(3)反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看作“常數(shù)”而不代入公式。考點串講深度剖析考點一化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1．直接判斷依據(jù)2．間接判斷依據(jù)以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時生成mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時生成pmolC，則v(正)不一定等于v(逆)不一定③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，則v(正)不一定等于v(逆)不一定類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系④在單位時間內(nèi)生成nmolB，同時消耗qmolD，因二者變化均表示v(逆)，所以v(正)不一定等于v(逆)不一定類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)壓強①m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他一定)平衡②m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)不一定類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)平均相對分子質(zhì)量()①m＋n≠p＋q時，

一定平衡②m＋n＝p＋q時，

一定不一定類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)氣體密度①m＋n≠p＋q，恒溫恒壓時，密度保持不變平衡②m＋n＝p＋q時，密度保持不變不一定類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)溫度體系溫度一定(其他條件不變)平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定平衡特別提醒即時應(yīng)用1．H2(g)＋I2(g)2HI(g)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的標志是(

)①c(H2)＝c(I2)＝c(HI)②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變④單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI⑤單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolI2⑥反應(yīng)速率v(H2)＝v(I2)＝1/2v(HI)⑦一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂⑧溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化?條件一定，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化A．②③⑤⑧⑨⑩?

B．①③⑥⑦⑩C．③④⑦⑨ D．③⑥⑨?解析：選C。①②的濃度與起始時投入物質(zhì)的量有關(guān)，故不正確；③濃度不變，說明已達到平衡狀態(tài)，正確；④體現(xiàn)v(正)＝v(逆)，正確；⑤未體現(xiàn)v(正)＝v(逆)，不正確；⑥反應(yīng)速率始終為v(H2)＝v(I2)＝1/2v(HI)，不正確；⑦體現(xiàn)v(正)＝v(逆)，正確；⑧壓強始終相等，不正確；考點二化學(xué)平衡常數(shù)的理解及應(yīng)用1．化學(xué)平衡常數(shù)的理解(1)與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系若方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。(2)與反應(yīng)熱的關(guān)系一般情況下：(3)與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系由于固體或純液體濃度視為一常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。①稀溶液中進行的反應(yīng)，如有水參加反應(yīng)，由于水的濃度視為常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達式中；②非水溶液中進行的反應(yīng)，若有水參加或生成,則應(yīng)出現(xiàn)在表達式中.如：CH3COOH(l)＋CH3CH2OH(l)CH3COOCH2CH3(l)＋H2O(l)2．化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷、比較可逆反應(yīng)進行的程度一般來說，一定溫度下的一個具體的可逆反應(yīng)：K值正反應(yīng)進行的程度平衡時生成物濃度平衡時反應(yīng)物的濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(3)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱升高溫度，若K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。特別提醒(1)平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴我們一個可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達到平衡所需要的時間。(2)一般K＞105時，認為該反應(yīng)基本進行完全，K＜10－5時，一般認為該反應(yīng)很難進行；而K在10－5～105之間的反應(yīng)被認為是典型的可逆反應(yīng)。(4)利用一定溫度下一個可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，求平衡時某組分的濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(見教材例題)即時應(yīng)用(1)溫度升高，化學(xué)平衡移動后達到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)1100℃時測得高爐中c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)________(填“是”或“否”)，此時化學(xué)反應(yīng)速率是v(正)________v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_________________________________________________________________________。解析：K只受溫度的影響，和濃度、壓強無關(guān)。(1)中溫度升高，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，高爐內(nèi)CO2與CO的體積比值增大，結(jié)合K的表達式，自然可以得到K值增大；(2)中溫度不變，K自然不變，考點三化學(xué)平衡的計算——“三段式”法1．解題步驟(1)寫出有關(guān)化學(xué)平衡的方程式；(2)確定各物質(zhì)的起始量、變化量和平衡量；(3)根據(jù)問題建立相應(yīng)的式子進行解答.2．具體方法可按下列模式進行計算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol/L)a

b

0

0變化(mol/L)mx

nx

px

qx平衡(mol/L)a－mx

b－nx

px

qx(3)說明①反應(yīng)物：c(平)＝c(始)－c(變)生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)②各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。特別提醒(1)用“三段式”法進行列式時，起始、變化和平衡的單位要統(tǒng)一(一般都用濃度，有時可以用物質(zhì)的量)。(2)計算平衡常數(shù)時，式子中用的是各物質(zhì)的平衡濃度，而不是物質(zhì)的量等其他物理量。(3)用平衡常數(shù)作為計算橋梁時，一定要在相同的溫度下進行。(4)轉(zhuǎn)化率中的量可以是濃度，也可以是物質(zhì)的量。即時應(yīng)用3．(2012·北大附中第一次模擬)已知CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常數(shù)隨溫度變化如下表：t/℃70080085010001200K2.61.710.90.6請回答下列問題：(1)上述反應(yīng)正向是________反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”)。(2)若達平衡后降溫，則平衡向______移動，CO2轉(zhuǎn)化率______(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，正反應(yīng)速率________。(3)在850℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器中，其中向正反應(yīng)方向移動的有__________(選填A(yù)、B、C、D、E)。

ABCDEn(CO2)31011n(H2)21012n(CO)1230.53n(H2O)52321(4)在850℃時，可逆反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：時間/minCO2(mol/L)H2(mol/L)CO(mol/L)H2O(mol/L)00.20.30020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2c3c3則3～4min平衡后，c3＝________，CO2的轉(zhuǎn)化率為________________。解析：(1)由表可知溫度升高，K減小，說明溫度升高，平衡逆向進行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)平衡后降溫，平衡正向移動，K增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大，由于降溫，正、逆反應(yīng)速率都減小，但正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。(3)計算各組的濃度商：(4)850℃時，K＝1，由

CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)起始(mol·L－1)

0.2

0.3

0

0轉(zhuǎn)化(mol·L－1)

x

x

x

x平衡(mol·L－1)

0.2－x0.3－x

x

x答案：(1)放熱(2)正反應(yīng)方向增大減小(3)A

(4)0.12

60%命題視角把脈高考視角1教材高頻考點例1平衡常數(shù)是教材中的重要內(nèi)容，在高考中出現(xiàn)次數(shù)較多。

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%物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L－10.10.20平衡濃度/mol·L－10.050.050.1B．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)【答案】C平衡常數(shù)的計算和應(yīng)用是近幾年高考中的熱點。(2011·高考山東卷)研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。視角2追蹤命題熱點例2(1)NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________。(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－12NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＝－113.0kJ·mol－1則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。a．體系壓強保持不變b．混合氣體顏色保持不變c．SO3和NO的體積比保持不變d．每消耗1molSO3的同時生成1molNO2測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝_______。(3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH________0(填“＞”或“＜”)。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強的理由是______________________________?！窘馕觥?1)NO2中的化合價由＋4降低到0，所以1molNO2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗0.3mol的NO2。

(2)(前式－后式)÷2即得，所以ΔH＝(－196.6＋113.0)÷2＝－41.8kJ·mol－1此反應(yīng)是等體積反應(yīng)，a不能說明；只要平衡移動，NO2的濃度一定發(fā)生變化，顏色也一定發(fā)生變化，b可以；SO3與NO的體積不論平衡與否，均為1∶1，c不能說明；消耗SO3和生成NO2均表示逆反應(yīng)速率，d不能。(3)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，選擇250℃、1.3×104kPa的反應(yīng)條件主要是250℃，1.3×104kPa時，CO轉(zhuǎn)化率已接近最大值，沒有必要再加大壓強增加生產(chǎn)成本。視角3易錯易誤剖析例3

將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)I2(g)＋H2(g)達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則在此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為(

)A．9

B．16C．20 D．25【常見錯誤】選D。【錯因分析】(1)常見錯誤分析選錯D的原因是將①式生成的c(HI)＝5mol·L－1代入了公式中進行了求算，而未代入平衡時HI的濃度(4mol·L－1).因此，在求算化學(xué)平衡常數(shù)時，一定要嚴格地按照化學(xué)平衡常數(shù)的含義進行。特別注意:在進行K值的計算時，固體和純液體的濃度可視為“常數(shù)”.(2)其他錯誤分析本題還容易錯選B。原因是根據(jù)反應(yīng)①得出,生成等物質(zhì)的量的NH3和HI，根據(jù)平衡時，c(HI)＝4mol·L－1，錯誤認為平衡時c(NH3)＝4mol·L－1，從而錯誤地將平衡常數(shù)計算為16?！菊_解答】由平衡時氫氣的濃度可求得反應(yīng)②消耗HI的濃度c(HI)＝0.5mol·L－1×2＝1mol·L－1，故反應(yīng)①式c(HI)生成＝c(HI)平衡＋c(HI)分解＝4mol·L－1＋1mol·L－1＝5mol·L－1，c(NH3