《高考化學總復習 第七章 22 化學平衡 化學平衡常數(shù)課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學總復習 第七章 22 化學平衡 化學平衡常數(shù)課件（98頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第七章 化學反應速率和化學平衡,,第22講 化學平衡化學平衡常數(shù),,微考點大突破,微充電大收獲,微考點1化學平衡 基礎微回扣,自動進行,,可逆過程,,,正反應,,逆反應,,同一反應體系中,,相同,,同一反應體系中,,反應條件,,含量,,相等,,動態(tài),,可逆,,11,,濃度,,物質(zhì)的量,,質(zhì)量分數(shù),,壓強,,顏色,,斷裂量,,形成量,,高考警示 化學平衡狀態(tài)判斷誤區(qū) (1)可逆反應不等同于可逆過程。可逆過程包括物理變化和化學變化，而可逆反應屬于化學變化。 (2)化學反應的平衡狀態(tài)可以從正反應方向建立，也可以從逆反應方向建立。 (3)化學反應達到化學平衡狀態(tài)的正逆反應速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速

2、率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時，反應速率不一定相等。,(4)化學反應達平衡狀態(tài)時，各組分的濃度、百分含量保持不變，但不一定是相等。 (5)用不同物質(zhì)表示的反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，不一定是平衡狀態(tài)，因為不論是否達到平衡，該關(guān)系一定存在。 (6)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于方程式的化學計量數(shù)之比，不一定是平衡狀態(tài)。因為此條件并不能說明各組分的物質(zhì)的量不再變化了。,警示：該反應前后氣體的化學計量數(shù)之和保持不變，則壓強始終保持不變。 警示：消耗1 mol SO3和生成1 mol NO2表示的是反應的同一個方向，不能作為是否達到平衡的標志。,,,,,,,一、化學平衡狀態(tài)的判斷 可逆反應達到化學

3、平衡狀態(tài)時有兩個主要特征：一是正反應速率和逆反應速率相等；二是反應混合物中各組成成分的含量保持不變。這兩個特征就是判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態(tài)的核心依據(jù)。 (1)直接特征：v正v逆，要求大小相等，方向相反。 速率特征：指“等”，即v正v逆。有兩層含義：對于同一物質(zhì)而言，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；對于不同的物質(zhì)而言，速率之比等于方程式中的化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。 含量特征：指“定”，即反應混合物中各組成成分的含量保持不變。,方法微總結(jié),(2)間接特征：指所表述的內(nèi)容并非直接而是間接反映“等”和“定”的意義。 反應物的轉(zhuǎn)化率保持不變。 產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。 平衡體系的顏

4、色保持不變。 絕熱的恒容反應體系中的溫度保持不變。 (3)“特殊”特征：指所表述的內(nèi)容并不能表明所有反應均已達平衡狀態(tài)，只是在某些特定的情況下才能表示反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)。 體系中氣體物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。 體系中氣體物質(zhì)的總物質(zhì)的量(或體積或分子個數(shù)),,,,,二、等效平衡 1含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達到化學平衡時，同種物質(zhì)的含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。 由于化學平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。因而，同一可逆反應，從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時條件(溫度、濃度、壓強等)完全相同，則可形成等效平衡。,

5、從正反應開始，從逆反應開始，從正逆反應同時開始，由于三種情況如果按方程式的計量關(guān)系折算成同一方向的反應物，對應各組分的物質(zhì)的量均相等(如將折算為)，因此三者為等效平衡。,注意轉(zhuǎn)化量與方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)成比例；這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等； 對反應物：平始轉(zhuǎn)。對生成物：平始轉(zhuǎn)。,(3)恒溫條件下體積不變的反應： 方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。 例如：H2(g)I2(g)2HI(g) 1 mol 1 mol0 mol 2 mol 2 mol1 mol a mol b molc mol,總結(jié)：等效平衡規(guī)律：在定溫、定容

6、條件下，對于反應前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應，只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應的化學計量數(shù)比換算成同一側(cè)的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效；在定溫、定容情況下，對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同，兩平衡等效；在定溫、定壓下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學計量數(shù)換算成同一側(cè)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達平衡后與原平衡等效。,解析：本題考查等效平衡，意在考查考生分析、處理問題的能力。反應達到平衡后，甲、丙容器的平衡為等效平衡，乙容器中平衡相當于將甲容器體積增大到原來的2倍，平衡逆向移動達到的新平衡，故容器

7、內(nèi)壓強：p乙2m乙，B項正確；容器中c(SO2)與c(O2)之比k：k甲k丙k乙2，C項錯誤；因不知SO2或SO3的轉(zhuǎn)化率，故無法確定Q甲與Q丙的關(guān)系，D項錯誤。 答案：B,對點微練極端假設解化學平衡狀態(tài)題的應用 1在密閉容器中進行如下反應：X2(g)Y2===2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是() AZ為0.3 mol/LBY2為0.4 mol/L CX2為0.2 mol/L DZ為0.4 mol/L,應用微提升,解析：本題考查化學平衡的計算。用極值法：當Z完全轉(zhuǎn)

8、化為X2、Y2時，X2、Y2分別為0.2 mol/L、0.4 mol/L；當0.1 mol/L X2完全轉(zhuǎn)化為Z時，Y2為0.2 mol/L，Z為0.4 mol/L，則0

9、相當于沒有變化，好像“表面上靜止”達到平衡狀態(tài)。所以當2v正(H2)3v逆(NH3)時，NH3的正、逆反應速率相等，說明反應已達到平衡狀態(tài)。 答案：C,解析：由于兩平衡狀態(tài)C的濃度都為w mol/L，這說明兩狀態(tài)為完全相同的平衡狀態(tài)(與反應的化學計量數(shù)無關(guān))?？梢罁?jù)反應物投料量相等來解決，即采用“一邊倒”法都轉(zhuǎn)化為A、B，且物質(zhì)的量分別相等，同時保證C、D都完全轉(zhuǎn)化。,ac1，bc2，cd,,解析：本題考查了等效平衡問題。在等溫等壓條件下，把加入的物質(zhì)按照其在反應方程式中的化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化為反應物或生成物，物質(zhì)的量之比保持一致即為等效平衡。選項A、B中三者比例為212，與題中比例一致，為等效平衡

10、，平衡不移動。選項C可設想為兩步增加，第一次加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C，此時平衡不移動，第二次再加0.5 mol B(此法與一次性各加入1 mol等效)，增大反應物濃度，平衡向右移動。選項D中均減少1 mol，也可設想為兩步進行，先將A減少1 mol，B減少0.5 mol，C減少1 mol，此時平衡不移動，再將B減少0.5 mol，降低反應物濃度，平衡向左移動。 答案：C,,,A,B,C,D,,解析：B選項均是正反應方向速率，錯誤；如果平衡發(fā)生移動，混合氣體的質(zhì)量一定改變，混合氣體的體積不變，即密度一定改變，所以密度不變，化學平衡一定不發(fā)生移動，C項正確。 答案：A

11、C,4(2014江蘇)H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖所示，H2S在高溫下分解反應的化學方程式為______________________________________________________________。,,,1化學平衡常數(shù) (1)在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物___________________________與其反應物________________________的比值是一個常數(shù)，即平衡常數(shù)，用符號_____表示。,微考點2化學平衡常數(shù) 化學平衡的計算 基礎微回扣,濃度化學計量數(shù)次冪

12、的乘積,,濃度化學計量數(shù)次冪的乘積,,K,,,__________所占的比例越大，反應物的__________越大，K只受________影響，與反應物或生成物的___________變化無關(guān)，即在一定溫度下，平衡常數(shù)保持不變。,轉(zhuǎn)化率,,生成物,,濃度,,溫度,,,,,,四個注意 使用化學平衡常數(shù)應注意的問題 (1)化學平衡常數(shù)K值的大小是可逆反應進行程度的標志，它能夠表示可逆反應進行的完全程度。一個反應的K值越大，表明平衡時生成物的濃度越大，反應物的濃度越小，反應物的轉(zhuǎn)化率也越大?？梢哉f，化學平衡常數(shù)是在一定溫度下一個反應本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。 (2)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反

13、應物或生成物的濃度無關(guān)。 (3)反應物或生成物中有固體和純液體存在時，其濃度可看作“1”，而不計入平衡常數(shù)表達式中。 (4)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變；若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。,三種應用 化學平衡常數(shù)的三種應用 (1)化學平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的標志。 (2)可以利用平衡常數(shù)的值作標準判斷： 正在進行的可逆反應是否平衡。 化學平衡移動的方向。 (3)利用K可判斷反應的熱效應 若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應； 若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。,警示：反應前后氣體

14、分子數(shù)不等，平衡前容器內(nèi)壓強逐漸變小。 2對某一可逆反應，升高溫度則化學平衡常數(shù)一定變大( ) 警示：對于正反應吸熱的反應，升高溫度平衡正向移動，K增大；對于正反應放熱的反應，升高溫度平衡逆向移動，K變小。 3增大反應物的濃度，平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大( ) 警示：增大反應物的濃度，平衡向正反應方向移動，但K不變化，因為K只受溫度的影響，溫度不變，K不變。,,,,,,,4可根據(jù)K隨溫度的變化情況判斷反應的熱效應( ) 警示：若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。 5化學平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)反應進行的程度( ) 警示：化學反應達平衡

15、時，各反應物的轉(zhuǎn)化率達最大?；瘜W平衡常數(shù)本身就是化學平衡時各物質(zhì)濃度的關(guān)系。故平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率是從兩個不同的角度來反映化學反應進行的程度。,,,,,方法微總結(jié),【微典通關(guān)3】恒溫下，將a mol N2與b mol H2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應： (1)若反應進行到某時刻t時，nt(N2)13 mol，nt(NH3)6 mol，計算a的值__________。 (2)反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L(標況下)，其中NH3的含量(體積分數(shù))為25%。計算平衡時NH3的物質(zhì)的量__________。 (3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫出最簡整數(shù)

16、比，下同)，n(始)n(平)________。 (4)原混合氣體中，ab________。 (5)達到平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比，(N2)(H2)________。 (6)平衡混合氣體中，n(N2)n(H2)n(NH3)____________。,332,,16,,8 mol,,54,,23,,12,,解析：(1)解法一：由反應的化學方程式得知，反應掉的N2和生成的NH3的物質(zhì)的量之比為12，設反應掉的N2的物質(zhì)的量為x，則x6 mol12，解之得x3 mol，a13316。 解法二：N23H22NH3 開始時a b0 t時 13 mol 6 mol,反思歸納(1)若反應物起始量之比等于化

17、學計量數(shù)之比，達平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。 (2)若反應物起始量之比不等于化學計量數(shù)之比，達平衡后，過量的那種物質(zhì)轉(zhuǎn)化率較小。 (3)若反應物只有一種且為氣體時，若其他條件不變，增大其濃度，其轉(zhuǎn)化率如下(V表示氣體體積)： V反V生，反應后氣體體積減小的反應，轉(zhuǎn)化率增大。 V反V生，反應后氣體體積增大的反應，轉(zhuǎn)化率減小。,若按原比例同倍數(shù)地增加反應物A和B的量，則平衡向正反應方向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率與氣體反應物化學計量數(shù)有關(guān)： 若mnpq，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變； 若mnpq，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大； 若mnpq，A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。 (5)其他條件不變時，壓強、溫度對轉(zhuǎn)化率也有影響，其變化與平

18、衡移動有關(guān)。,應用微提升,,7下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法正確的是() A一定溫度下的可逆反應，只有達到平衡狀態(tài)時才具有平衡常數(shù) B化學平衡移動時，平衡常數(shù)一定改變 C對于一個確定的反應來說，平衡常數(shù)的數(shù)值越大，反應限度越大 D化學平衡常數(shù)大的可逆反應，所有反應物的轉(zhuǎn)化率一定大,解析：本題主要考查化學平衡常數(shù)，意在考查考生的理解能力。一定溫度下，對于已確定的可逆反應，不論其是否達到化學平衡狀態(tài)，其化學平衡常數(shù)都存在且為定值；如果通過改變反應物的濃度引起化學平衡移動，其化學平衡常數(shù)不變；平衡常數(shù)的大小與反應物的轉(zhuǎn)化率大小無必然聯(lián)系。 答案：C,回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應采取的措施為

19、____________________。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為_______________________，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計算反應的平衡常數(shù)K ________________________________________________________。 (3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質(zhì)的量n總和反應物A的物質(zhì)的量n(A)，n總________mol，n(A)________________mol。 下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算：a________。,0.05 L,,升高溫度、降低壓

20、強,,(1)100%,,94.1%,,,,,分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規(guī)律，得出的結(jié)論是______________________________________，由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為______molL1。,0.013,,達到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半,,,,,124,,(2)維持體系總壓p恒定，在溫度T時，物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為，則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K________________________________(用等符號表示)。,,,(3)工業(yè)上，通常在乙苯蒸

21、氣中摻入水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為19)，控制反應溫度600 ，并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù))示意圖如下： 摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實______________________________________________________________。 控制反應溫度為600 的理由是___________________________________________________________________________

22、____________________________________________________________。,600，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應速率慢，轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗大,,正反應方向氣體分子數(shù)增加，加入水蒸氣稀釋，相當于起減壓的效果,,(4)某研究機構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝乙苯二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變，與摻水蒸氣工藝相比，在相同的生產(chǎn)效率下，可降低操作溫度；該工藝中還能夠發(fā)生反應：CO2H2===COH2O，CO2C===2CO。 新工藝的特點有________

23、_________(填編號)。 CO2與H2反應，使乙苯脫氫反應的化學平衡右移 不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗 有利于減少積炭 有利于CO2資源利用,,,解析：(1)斷裂反應的化學鍵需要吸收的能量為：348 kJ5412 kJ2 408 kJ，生成反應物的化學鍵需要放出的能量為：436 kJ612 kJ3412 kJ2 284 kJ，故該反應為吸熱反應，吸收的熱量為：2 408 kJ2 284 kJ124 kJ，因此H124 kJmol1。,(3)在體積可變的容器中摻入水蒸氣相當于把各反應和產(chǎn)物稀釋了，又由于該反應為氣體體積增大的反應，因此相當于減小了壓強，平衡右移，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大； 根

24、據(jù)圖示可知，在600 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑的作用下苯乙烯的選擇性都是最高的，由于該反應為吸熱反應，如果溫度太低則反應速率較小，且平衡轉(zhuǎn)化率太低；如果溫度太高，則苯乙烯的選擇性降低。 (4)該反應消耗H2，故使乙苯脫氫反應的化學平衡右移，正確；獲得水蒸氣需要消耗大量能源，正確；CO2與C(s)發(fā)生反應生成CO(g)，可以減少積炭，正確；兩個反應都消耗CO2，正確。,4(2014新課標全國卷)已知：C2H4(g)H2O(g)===C2H5OH(g)H45.5 kJmol1。 乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。 下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強

25、的關(guān)系(其中nH2OnC2H411)。,,,(1)列式計算乙烯水合法制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp________________________________________________________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質(zhì)的量分數(shù))。 (2)圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為___________________，理由是________________________________________________________。,反應分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強升高乙烯轉(zhuǎn)化率提高,,,p1p2p3p4,,(3)氣相直接水合法常采用的工藝條件為：

26、磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290 、壓強6.9 MPa，nH2OnC2H40.61。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%，若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有___________________________、__________________________。,將產(chǎn)物乙醇液化移去,,增加nH2OnC2H4的值,,(1)t 時，反應達到平衡時n(CO)n(CO2)________。 (2)若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 時反應達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x________。,0.05,,41,,,教材實驗多悟一些,,常溫,,將NO2球浸泡在冰水和熱水中,演變實驗多思一些 判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“” 1(2013北京)下圖中的實驗事實不能用平衡移動原理加以解釋( ),,將NO2球浸泡在冰水和熱水中,,,,,,,提示：升高溫度，氣體顏色加深，說明平衡正向移動，即正向為吸熱反應。 提示：體積不變，充入惰性氣體，反應物及生成物濃度不變，所以正逆反應速率均不變，平衡不移動，顏色無變化。,