原创2015年南方新高考化学广东专用大一轮配套课件第16讲化学平衡共63张PPT

第16讲化学平衡考纲定位选项示例1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，并认识其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1.其他条件不变，升高温度反应的平衡常数增大。(2013年广东广州模拟T23－B)2.COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是①④⑥。(2012年重庆高考T10－8)3.达到平衡时，正、逆反应速率相等。(2011年海南高考T8－D)一、化学反应的方向1．自发反应在一定条件下_________________就能自发进行的反应称为自发反应。2．判断化学反应方向的依据要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的________、________以及________。无需外界帮助焓变熵变温度3．可逆反应在同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应。可逆反应不能进行到底，用“”表示。二、化学平衡状态1．化学平衡状态的定义在一定条件下的可逆反应里，当_______________________________________，反应混合物中________________________的状态是化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡状态是该条件下的该反应进行的最大限度。正反应速率和逆反应速率相等(v正＝v逆0)各组分的浓度保持不变2．化学平衡状态的特征(1)逆：研究对象必须是____________。(2)等：化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即__________________。(3)动：动态平衡，即正反应、逆反应仍在进行，只是速率相等。(4)定：在平衡体系中，混合物中各组分的________保持一定。(5)变：化学平衡是有条件的，当外界条件改变时，化学平衡就会发生移动。可逆反应v(正)＝v(逆)0浓度3．化学平衡常数(1)定义。在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值是一个常数，叫化学平衡常数，简称平衡常数，用K表示。(2)对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达平衡，平衡常数表达式为K＝____________(固体和纯液cpC·cqDcmA·cnB体，其浓度看作常数“1”不写入表达式)(3)意义。K值越大，反应物的转化率________，正反应进行的程度________。K只受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。注意：化学平衡常数是指某温度下某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。越大越大温度三、化学平衡移动1．概念：达到平衡状态的反应在条件改变后，平衡状态被破坏的过程。2．过程3．平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正______v逆，平衡向正反应方向移动。(2)v正______v逆，平衡不移动。(3)v正______v逆，平衡向逆反应方向移动。4．影响化学平衡的因素(1)外界条件。在一定条件下：aA(g)＋bB(g)mC(g)ΔH，达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：＝条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体存在的反应)a＋b≠m增大压强向气体总体积减小的方向移动减小压强向气体总体积增大的方向移动a＋b＝m改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热方向移动降低温度向放热方向移动催化剂使用催化剂平衡不移动(2)勒夏特列原理。也叫化学平衡移动原理：如果改变影响平衡的条件之一(如____________________)，平衡将向着能够________这种改变的方向移动。简单讲，改变条件，平衡移动方向是能削弱这种改变的方向。勒夏特列原理也适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。温度、压强以及浓度减弱考点1化学平衡状态的判断1．直接判断依据(1)v正＝v逆0——反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。(2)平衡混合物中各组成成分的含量保持不变——各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等保持不变。2．间接判断依据判断依据是否平衡状态混合物体系中各成分的量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定是②各物质的质量或各物质的质量分数一定是③各气体的体积或体积分数一定是④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定不一定举例反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)判断依据是否平衡状态正反应速率与逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v正＝v逆是②在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC，则v正＝v逆是③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定④在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，均指v逆，v正不一定等于v逆不一定举例反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)（续表）判断依据是否平衡状态压强①若m＋n≠p＋q，总压强一定(其他条件不变)是②若m＋n＝p＋q，总压强一定(其他条件不变)不一定混合气体相对平均分子质量(M)①m＋n≠p＋q时，M一定是②m＋n＝p＋q时，M一定不一定温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件不变)是体系的密度(ρ)①m＋n≠p＋q，恒温恒压时，密度保持不变是②m＋n＝p＋q，密度保持不变不一定颜色反应体系内有色物质的颜色保持不变是举例反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)（续表）【例1】可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是______(填序号)。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO；③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为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；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。思路指导：化学平衡状态的根本标志是：①v(正)＝v(逆)，②各组分百分含量不变。并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系。解析：①中描述的是反应的正、逆方向且转化后v正＝v逆，而②描述的均为正反应方向，故①正确，②错误；③中无论是否达到平衡，化学反应速率之比都等于化学计量数之比；④反应体系内含有色气体且颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；⑤体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变；⑥反应前后可逆反应压强不变，意味着各物质的含量不再变化；⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应ΔV≠0，能说明反应达到平衡。答案：①④⑥⑦【例2】(2013年广东广州模拟)在一体积为10L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH0。CO和H2O浓度变化如图3161。850℃时物质浓度的变化图3161(1)0～4min的平均反应速率v(CO)＝_______mol/(L·min)。(2)850℃时，平衡常数K＝________。(3)850℃时，若向该容器中充入1.0molCO、3.0molH2O，则CO的平衡转化率为________。(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项序号)。a．容器中压强不变b．混合气体中c(CO)不变c．v正(H2)＝v逆(H2O)d．c(CO2)＝c(CO)e．容器中气体密度不变f．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键解析：(1)达到平衡时一氧化碳的浓度变化量为0.12mol·L－1，所用时间为4min，因此CO的反应速率为0.03mol/(L·min)；(2)达到平衡时，体系中各物质的浓度分别为c(CO2)＝c(H2)＝0.12mol·L－1、c(H2O)＝0.18mol·L－1、c(CO)＝0.08mol·L－1，带入平衡常数表达式K＝c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，求出K＝1；(3)平衡常数只与温度有关，当温度不变时平衡常数不变，改变反应物的起始浓度，重新达到平衡时K不变，设CO平衡转化率为α，则CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的平衡浓度(mol·L－1)分别为(0.1－0.1α)、(0.3－0.1α)、0.1α、0.1α，将平衡浓度代入平衡常数表达式K＝cCO2·cH2cCO·cH2O＝1，求出α＝75%；(4)平衡状态标志的判断，要注意该平衡体系中物质均为气体，体积不变，密度始终不变，可逆反应左右两边气体化学计量数之和相等，压强始终不变，因此只有b、c、f三个选项能作为平衡状态的标志。答案：(1)0.03(2)1(3)75%(4)b、c、f考点2化学平衡常数的相关计算1．步骤(1)写出有关化学平衡的方程式；(2)确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度；(3)根据已知条件建立等式进行解答。2．方法如：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，设A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始浓度mol·L－1ab00转化浓度mol·L－1mxnxpxqx平衡浓度mol·L－1(a－mx)(b－nx)pxqxK＝pxp·qxqa－mxm·b－nxn3．其他关系式(1)反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。(2)各物质的转化浓度之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。(3)转化率＝反应物的起始浓度－反应物的平衡浓度反应物的起始浓度×100%。温度/℃70090083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4【例3】(2012年海南高考)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________________，ΔH______0(填“”“”“＝”)；(2)830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝量为______mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为______，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为__________；0.003mol·L－1·s－1，则6s时c(A)＝______mol·L－1，C的物质的(3)判断该反应是否达到平衡的依据为______(填正确选项前的字母)。a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c(A)不随时间改变d．单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1200℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为______________。思路指导：根据化学平衡的“三步”计算的方法，计算物质浓度、化学反应速率及转化率；互为逆反应，平衡常数互为倒数关系。解析：(1)由表中数据可知，温度升高，K值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH0。(2)设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)起始浓度mol·L－10.040.1600转化浓度mol·L－1xxxx平衡浓度mol·L－10.04－x0.16－xxx固定的，通入