2016版《3年高考2年模拟课标化学》课件第20讲化学平衡状态化学平衡常数

教材研读重难突破栏目索引第20讲化学平衡状态化学平衡常数课标版化学教材研读重难突破栏目索引 题组一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应(1)概念教材研读在①相同条件下,既可以向②正反应方向进行,同时又可以向③逆反应方向进行的化学反应。(2)特点a.二同:相同条件下;正逆反应同时进行。b.一小:反应物与生成物同时存在,任一组分的转化率都④小于(填“大于”或“小于”)100%。教材研读重难突破栏目索引(3)表示用“ ”连接。2.化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的⑤质量或⑥浓度保持恒定的状态。(2)平衡特点 教材研读重难突破栏目索引题组二化学平衡常数及平衡转化率1.化学平衡常数(1)含义在一定①温度下,当一个可逆反应达到②化学平衡时,生成物③浓度幂之积与反应物④浓度幂之积的比值是一个常数,简称⑤平衡常数,用符号⑥K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),平衡常数的表达式:K=⑦ 。(C)(D)()(B)pqmncccAc教材研读重难突破栏目索引(3)意义1)K值越大,说明正反应能够进行的程度⑧越大,反应物的转化率⑨越大;反之,K值越小,转化得越⑩不完全,转化率就 越小。2)K只受 温度的影响,与反应物或生成物的 浓度无关。2.转化率转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比,用来表示反应限度。对于反应:aA+bB cC+dD,反应物A的转化率可以表示为:α(A)= ×100%AAA的初始浓度的平衡浓度的初始浓度教材研读重难突破栏目索引1.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是 ()A.混合气体的密度不再变化B.反应容器中Y的质量分数不变C.X的分解速率与Y的消耗速率相等D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX 答案CX的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时,才能说明反应达到平衡状态,故C项说明反应未达到平衡状态。 题组一可逆反应与化学平衡状态教材研读重难突破栏目索引2.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g),当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是 ()A.混合气体的压强B.混合气体的平均相对分子质量C.A的物质的量浓度D.气体的总物质的量 答案B因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否达到平衡状态,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变;A为固体,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动,混合气体的质量增加,则混合气体的平均相对分子质量变大,反之变小,故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。教材研读重难突破栏目索引3.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),不能确定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 ()A.体系的压强不再发生变化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmolCO的同时生成nmolH2D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键 答案C不论反应是否达到平衡状态,生成nmolCO的同时都会生成nmolH2。教材研读重难突破栏目索引4.温度为t℃时,在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气,20min后,反应达到平衡,此时测得碘蒸气的浓度为0.020mol·L-1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示:①H2(g)+I2(g) 2HI(g)②2H2(g)+2I2(g) 4HI(g)下列说法正确的是 ()A.反应速率用HI表示时,v(HI)=0.008mol·L-1·min-1B.两个化学方程式的意义相同,但其平衡常数表达式不同,不过计算所得数值相同C.氢气的转化率不同D.②中,增大压强平衡向生成HI的方向移动题组二化学平衡常数及平衡转化率教材研读重难突破栏目索引 答案AH2(g)+I2(g) 2HI(g)初始浓度(mol·L-1)0.1000.1000平衡浓度(mol·L-1)0.0200.0200.160转化浓度(mol·L-1)0.0800.0800.160所以,v(HI)=0.160mol·L-1÷20min=0.008mol·L-1·min-1,A正确;K1= =64,而K2= = =642=4096,B错;两个化学方程式表示的是同一个反应,反应达到平衡时,氢气的转化率相同,C错;该反应中压强的改变对平衡的移动没有影响,D错。222()(H)(I)cHIcc42222()(H)(I)cHIcc21K教材研读重难突破栏目索引5.已知反应①:CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+CuO(s) Cu(s)+H2O(g),在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是 ()A.反应①的平衡常数K1= B.反应③的平衡常数K= C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小 2(CO)(Cu)(CO)(CuO)cccc12KK教材研读重难突破栏目索引应①-反应②,因此平衡常数K= ,B正确;反应③中,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此ΔH0,C错误;对于反应③,在恒温恒容下,增大压强,如充入惰性气体,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。12KK答案B纯固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;由于反应③=反教材研读重难突破栏目索引6.在体积为1L的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如下表:回答下列问题:(1)升高温度,化学平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。A.c(CO2)=c(CO)B.K不变C.容器中的压强不变D.v正(H2)=v正(CO2)T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6教材研读重难突破栏目索引E.c(H2)保持不变(3)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时的温度为;在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,则此时反应所处的状态为(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。 答案(1)正反应(2)E(3)850℃向正反应方向进行中 解析(1)由表中数据可知,随着温度升高,平衡常数增大,说明化学平衡向正反应方向移动。(2)A项,达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO),反之c(CO2)=c(CO)时也不一定处于平衡状态;B项,温度不变K不变,不正确;C项,此反应教材研读重难突破栏目索引不论是否达到平衡,压强均不改变,故不正确;D项,v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致,故不能判断是否达到平衡状态;E项,达到平衡状态时,各种反应物、生成物的浓度均保持不变。(3)由c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),可计算出K=1.0,即此时温度为850℃,此温度下 = =0.941.0,故反应向正反应方向进行中。222(CO)(H)(CO)(H)ccOcc11110.75molL1.5L1molL1.2Lmolmol教材研读重难突破栏目索引重难一化学平衡状态的判断依据 典例1(2014黑龙江双鸭山一中检测)可逆反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是 ()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态重难突破教材研读重难突破栏目索引⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部 考查内容化学平衡状态的判断依据。 解题关键解答本题的关键是抓住平衡的本质:v正=v逆≠0。 解析①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,能说明反应达到平衡状态;②描述的都是正反应方向的速率,无法判断反应是否达到平衡状态;③无论达到平衡与否,同向用各物质表示的反应速率之比总是等于化学方程式中各物质的化学计量数之比;④混合气体的颜色不变能够说明反应达到了化学平衡;因容器体积固定,混合气体质量一定,密度是一个常数,所以⑤不能说明反应达到平衡状态;该反应是一个反应前后气体体积不相等的反应,而容器的体积又固定,所以⑥、⑦均能说明反应达到平衡状态。 答案A教材研读重难突破栏目索引1-1(2014北京朝阳模拟)在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法中能说明该反应已经达到化学平衡状态的是 ()A.N2、H2、NH3在密闭容器中共存B.N2、H2、NH3的浓度不再变化C.N2、H2、NH3的浓度相等D.正、逆反应速率都等于零 答案B 解析该反应为可逆反应,无论是否达到平衡状态,各种物质都共存,故A错误;达到平衡时,正、逆反应速率相等,各种物质的浓度均不再发生变化,故B正确;反应达到平衡时各物质的浓度不变,但不是说各自的浓度相等,故C错误;反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,但反应并没有停止,故D错误。教材研读重难突破栏目索引 判断化学平衡状态的方法1.“两审”——审题一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压;二审反应特点:①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应;②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。2.“两标志”——分析特征(1)本质标志分析v正、v逆的关系。主要分析在某一可逆反应中,正反应消耗掉某反应教材研读重难突破栏目索引物的速率是否等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价特征①分析体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数是否保持不变。②对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量是否相等。③对于有有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色是否不再随时间而变化。例如,2NO2(g) N2O4(g)。④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率是否达到最大值且不再随时间而变化。教材研读重难突破栏目索引化学平衡状态的判断以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例分析:可能的情况举例是否已达平衡混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡教材研读重难突破栏目索引正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC不一定平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD不一定平衡压强压强不再变化,当m+n≠p+q时平衡压强不再变化,当m+n=p+q时不一定平衡混合气体的平均相对分子质量 一定,当m+n≠p+q时平衡 一定,当m+n=p+q时不一定平衡rMrM教材研读重难突破栏目索引温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的情况下,体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色不变,就是有色物质的浓度不变平衡重难二化学平衡常数及其应用 典例2(2014广东广州一模)已知:反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1,反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,不同温度下K1、K2的值如下表所示: