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1、化学平衡状态的判断第1页，共29页，编辑于2022年，星期五第二第二节节化学平衡状化学平衡状态态及其平衡常数及其平衡常数点面导图点面导图考向分析考向分析 本本节节高考重点考高考重点考查查：(1)化学平衡的建立、特征化学平衡的建立、特征和和实质实质；(2)化学平衡常数的含义和化学平衡常数的含义和应用；应用；(3)化学平衡的计算。化学平衡的计算。题型主要以选择题和计算题型主要以选择题和计算题为主，难度为中档题。预测题为主，难度为中档题。预测2013年高考仍会以典型的工业可年高考仍会以典型的工业可逆反应为载体，在平衡状态的判逆反应为载体，在平衡状态的判定和化学平衡常数应用及计算方定和化学平衡常数应用
2、及计算方面进行命题。面进行命题。第2页，共29页，编辑于2022年，星期五相同相同正反应正反应逆反应逆反应同时同时v(逆逆)(2)t1:v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压Vt图图时间时间速速率率t1V(正正)V(逆逆)由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然，虽然正、逆反应都在同时进行正、逆反应都在同时进行，但各种物质，但各种物质浓浓度度都不会发生变化都不会发生变化.从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。可逆反应的这种特殊状态就是可逆反应的这种特殊状态就是化学平衡状态化学平衡状态。2.化学平衡状态化学反应的限度第4页，共29页
3、，编辑于2022年，星期五动态动态浓度浓度发生移动发生移动外观看起来像停止了一样，所有的量都不在改变。外观看起来像停止了一样，所有的量都不在改变。第5页，共29页，编辑于2022年，星期五依据：1、v(正)=v(逆)0 2、各组分的量保持不变 (2012广广东东质质检检题题组组合合)在在一一定定温温度度下下向向a L密密闭闭容容器器中中加加入入1 mol NO2(g)发生发生2NO2(g)N2O4(g)，此反应达到平衡的标志是，此反应达到平衡的标志是_。Av(NO2)正正v(N2O4)逆逆B容器的总压强不再随时间而变化容器的总压强不再随时间而变化C容器中气体的颜色不再变化容器中气体的颜色不再变
4、化DNO2、N2O4的分子数之比为的分子数之比为2 1E单位时间内生成单位时间内生成1 mol N2O4的同时生成的同时生成2 mol NO2F混合气体的密度不再随时间而变化混合气体的密度不再随时间而变化GNO2的浓度不再随时间而变化的浓度不再随时间而变化第6页，共29页，编辑于2022年，星期五例例2.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应：量不再发生变化时，表明反应：A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已经达到平衡状态已经达到平衡状态 的是（的是（）A 混合气体的压强混合气体的压强B 混合气体的密度混合气体的密度C B的物质的
5、量浓度的物质的量浓度D 气体的总物质的量气体的总物质的量BC第7页，共29页，编辑于2022年，星期五例例3.3.可以证明可逆反应可以证明可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3已达到平衡状态的是：已达到平衡状态的是：（）一个一个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3个个H HH H键断裂键断裂 一个一个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6 6个个N NH H键断裂键断裂其它条件不变时，混合气体平均式量不再改变其它条件不变时，混合气体平均式量不再改变 保持其它条件不变时，体积压强不再改变保持其它条件不变时，体积压强不再改变NHNH3 3、N N2 2%、H H2 2
6、%都不再改变都不再改变 恒温恒容时，密度保持不变恒温恒容时，密度保持不变 正反应速率正反应速率v v（H H2 2）0.6mol/Lmin0.6mol/Lmin，逆反应速率，逆反应速率v v（NHNH3 3）0.4mol/Lmin0.4mol/LminA.A.全部全部 B.B.只有只有 C.D.C.D.只有只有C第8页，共29页，编辑于2022年，星期五例例4.4.对可逆反应对可逆反应4NH4NH3 3（g g）+5O+5O2 2 （g g）4NO4NO（g g）+6H+6H2 2O O（g g），下列），下列叙述正确的是叙述正确的是 A A达到化学平衡时，达到化学平衡时，4v4v正正（O O
7、2 2）=5v=5v逆逆（NONO ）B B若单位时间内生成若单位时间内生成x mol NOx mol NO的同时，消耗的同时，消耗x mol NHx mol NH3 3，则反应达到平衡状态，则反应达到平衡状态C C达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大逆反应速率增大D D化学反应速率关系是：化学反应速率关系是：2v2v正正（NHNH3 3）=3v=3v正正（H H2 2O O）A第9页，共29页，编辑于2022年，星期五原理：原理：如果改变影响平衡的一个条件（如果改变影响平衡的一个条件（浓度、浓度、温度、压强温度、压
8、强等），化学平衡就向等），化学平衡就向减弱减弱这种改这种改变变的方向移动，称为勒夏特列原理。的方向移动，称为勒夏特列原理。此原理只适用于此原理只适用于已达平衡已达平衡的体系的体系移动的结果移动的结果只能是只能是减弱减弱外界条件的改变外界条件的改变量，但量，但不能抵消。不能抵消。ps：第2课时 化学平衡移动原理第10页，共29页，编辑于2022年，星期五讨论：反应讨论：反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0，达到化学平衡，改，达到化学平衡，改变下列条件，根据反应体系中的变化填空：变下列条件，根据反应体系中的变化填空：若若N2的平衡浓度为的平衡浓度为a mol/L，其他条件不变时，充入，其
9、他条件不变时，充入N2使其使其浓度增大到浓度增大到b mol/L后平衡向后平衡向方向移动，达到新平衡方向移动，达到新平衡后，后，N2的浓度为的浓度为c mol/L，则，则a、b、c的大小为的大小为；若平衡体系的压强为若平衡体系的压强为P1，之后缩小反应体系体积使压强增大，之后缩小反应体系体积使压强增大到到P2，此时平衡向，此时平衡向方向移动，达到新平衡后方向移动，达到新平衡后 体系的体系的压强为压强为P3，则，则P1、P2、P3 的大小为的大小为；若平衡体系的温度为若平衡体系的温度为T1，之后将温度升高到，之后将温度升高到 T2，此时平衡，此时平衡向向方向移动，达到新平衡后方向移动，达到新平衡
10、后 体系的温度为体系的温度为T3，则，则T1、T2、T3 的大小为的大小为。正反应正反应 a c b正反应正反应P1 P3 P2逆反应逆反应T1 T3 T2第11页，共29页，编辑于2022年，星期五t2V”正正=V”逆逆V逆逆V,正正t3V正正=V逆逆V正正V逆逆t1 t（s）V（molL-1S-1）0 平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态增增大大反反应应物物浓浓度度速率速率-时间关系图：时间关系图：根本原因：增加反应物的浓度根本原因：增加反应物的浓度,V正正 瞬瞬间增大，增大，V逆逆瞬间不变，瞬间不变，V正正 V逆逆，平衡向正反应方向移动；，平衡向正反应方向移动；平衡移动的原因及图像第12页，
11、共29页，编辑于2022年，星期五移动方向移动方向速率变化速率变化减小反应物减小反应物浓度浓度减小生成物减小生成物浓度浓度增大生成物增大生成物浓度浓度增大反应物增大反应物浓度浓度平衡移动平衡移动原因原因（1）浓度变化对反应平衡影响的原因及其图像）浓度变化对反应平衡影响的原因及其图像v正正首先增大首先增大v逆逆瞬间不变瞬间不变，随后增大随后增大且且v正正 v逆逆正反应方向正反应方向v逆逆首先增大首先增大v正正瞬间不变瞬间不变随后随后增大增大且且v逆逆 v正正逆反应方向逆反应方向 v逆逆首先减小首先减小 v正正瞬间不变瞬间不变，随后减小随后减小且且v正正 v逆逆正反应方向正反应方向v正正首先减小首
12、先减小v逆逆瞬间不变瞬间不变随后减小随后减小且且v逆逆 v正正逆反应方向逆反应方向第13页，共29页，编辑于2022年，星期五（2）温度变化对反应平衡影响的原因及其图像）温度变化对反应平衡影响的原因及其图像平衡移平衡移动原因动原因移动方向移动方向速率变化速率变化升高温度升高温度降低温度降低温度v正正增大增大v逆逆同时增大同时增大v逆逆增大倍数大增大倍数大于于v正正增大倍数增大倍数v逆逆 v正正,向逆反应向逆反应H0H0v正正增大增大v逆逆同时增大同时增大V正正增大倍数大增大倍数大于于v逆逆增大增大v正正v逆逆向正反应向正反应v正正减小减小V逆逆减小减小v正正v逆逆,向正反应向正反应v逆逆减小倍
13、数大减小倍数大于于v正正减小倍数减小倍数v正正减小减小V逆逆减小减小v逆逆v正正,向逆反应向逆反应v逆逆减小倍数小减小倍数小于于v正正减小倍数减小倍数分别画出以上情况的分别画出以上情况的v-t图：图：第14页，共29页，编辑于2022年，星期五（3）压强变化对反应平衡影响的原因及其图像）压强变化对反应平衡影响的原因及其图像平衡移平衡移动原因动原因移动方向移动方向速率变化速率变化增大压强增大压强减小压强减小压强v正正增大增大v逆逆同时增大同时增大V正正增大倍数大增大倍数大于于v逆逆增大倍数增大倍数V正正 v逆逆,向正反应向正反应m+np+qm+np+qm+nv正正向逆反应向逆反应v正正减小减小V
14、逆逆减小减小V逆逆v正正,向逆反应向逆反应v逆逆减小倍数小减小倍数小于于v正正减小倍数减小倍数v正正减小减小V逆逆减小减小V正正v逆逆,向正反应向正反应v逆逆减小倍数大减小倍数大于于v正正减小倍数减小倍数对对mA（g）nB（g）pC（g）qD（g）第15页，共29页，编辑于2022年，星期五强调：压强变化若没有引起浓度的变化，化学强调：压强变化若没有引起浓度的变化，化学反应速率反应速率，化学平衡，化学平衡。不变不变不移动不移动讨论：在讨论：在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)密闭反应达密闭反应达到平衡后，充入到平衡后，充入He气体：气体：容积不变时，反应物质浓度容积不变时，反应物质浓度，反
15、应，反应速率速率，化学平衡，化学平衡；气体压强不变时，容器的体积气体压强不变时，容器的体积_，各气，各气体的浓度体的浓度_，反应速率反应速率，化学平，化学平衡向衡向 方向移动方向移动不变不变不变不变不移动不移动减小减小增大增大逆反应逆反应减小减小第16页，共29页，编辑于2022年，星期五4、催化剂对化学平衡有无影响？、催化剂对化学平衡有无影响？讨论：催化剂怎样改变讨论：催化剂怎样改变v正正和和 v逆逆？小结：小结：同步、等倍数改变同步、等倍数改变v正正和和 v逆逆结论：结论：催化剂催化剂不能不能使化学平衡发生移动；不能改变反应使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以混合物的百
16、分含量；但可以减少减少达到平衡的时间。达到平衡的时间。vtv正正=v逆逆v正正=v逆逆C生生 tt1t2思考：与此图像相似的还有哪个因素呢？思考：与此图像相似的还有哪个因素呢？对于对于n(g)=0的反应，加压的图像与以上的反应，加压的图像与以上2个图像相同。个图像相同。第17页，共29页，编辑于2022年，星期五1、浓度、浓度2、压强、压强3、温度、温度第18页，共29页，编辑于2022年，星期五课堂练习课堂练习1、下列能用勒沙特列原理解释的是、下列能用勒沙特列原理解释的是 ()A.棕红色的二氧化氮加压后颜色先变深后变棕红色的二氧化氮加压后颜色先变深后变浅浅 B.由氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成
17、的平衡由氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深体系加压后颜色变深C.加入铁触媒作催化剂有利于氨的合成加入铁触媒作催化剂有利于氨的合成D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅黄绿色的氯水光照后颜色变浅AD第19页，共29页，编辑于2022年，星期五2.2.已已 知知 反反 应应 mX(g)+nY(g)mX(g)+nY(g)qZ(g)qZ(g)的的H Hq,q,在在恒恒容容密密闭闭容容器器中中反反应应达达到到平平衡衡时时，下列，下列说说法正确的是法正确的是A.A.通通入入稀稀有有气气体体使使压压强强增增大大，平平衡衡将将正正向向移移动动B.XB.X的正反的正反应应速率是速率是Y Y的逆反的逆反
18、应应速率的速率的m/nm/n倍倍C.C.降降低低温温度度，混混合合气气体体的的平平均均相相对对分分子子质质量量变变小小D.D.增加增加X X的物的物质质的量，的量，Y Y的的转转化率降低化率降低 B第20页，共29页，编辑于2022年，星期五3、已已知知图图(一一)表表示示的的是是可可逆逆反反应应CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)H0的的化化学学反反应应速速率率(v)与与时时间间(t)的的关关系系，图图(二二)表表示示的的是是可可逆逆反反应应2NO2(g)N2O4(g)H0的的浓浓度度(c)随随时时间间变变化化情情况况。下下列列说说法中正确的是法中正确的是()A(一一)中中t2时改变的条
19、件可能是升高了温度或增大了压强时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强B若若(一一)中中t2时改变的条件是增大压强，则反应的时改变的条件是增大压强，则反应的H增大增大C(二二)中中t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强D若若(二二)中中t1时时改改变变的的条条件件是是增增大大压压强强，则则混混合合气气体体的的平平均均相相对对分子质量将减小分子质量将减小 A第21页，共29页，编辑于2022年，星期五以以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例为例1表达式：表达式：K_。第3课时 平衡常数1、Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+2C(s
20、)+H2O(g)CO(g)+H2(g)3CH3COOH CH3COO-+H+4H2O H+OH-5NH4+H2O NH3H2O+H+6Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)72AgCl(s)+S2-Ag2S(s)+2Cl-注注意意事事项项：(1)反反应应物物或或生生成成物物中中有有固固体体和和液液态态水水存存在在时时，由由于于其其浓浓度度可可看看做做“常常数数”而而不不代代入公式；（入公式；（2）是生成物比反应物（）是生成物比反应物（3）是）是c不是不是n（4）是）是而而不是不是+（5）是计量数做幂（）是计量数做幂（6）浓度是平衡时刻的浓度）浓度是平衡时刻的浓度(7)化化学学平
21、平衡衡常常数数是是指指某某一一具具体体反反应应方方程程式式的的平平衡衡常常数数。若若反反应应方方向向改改变变，则则平平衡衡常常数数_。若若方方程程式式中中各各物物质质的的化化学学计计量量数数等等倍倍扩扩大大或或缩缩小小，尽尽管管是是同同一一反反应应，平平衡衡常常数数也也会会_，但意义不变。，但意义不变。改改变变改变改变K=c2(H+)c2(CrO42-)/c(Cr2O72-)K=c(H2)c(CO)/c(H2O)K=c(H+)c(CH3COO-)/c(CH3COOH)KW=c(H+)c(OH-)Kh=c(H+)c(NH3H2O)/c(NH4+)Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)K=c(S2-
22、)/c2(Cl-)第22页，共29页，编辑于2022年，星期五温度温度105K仅与仅与_有关，与反应物或生成物的浓度无关，与有关，与反应物或生成物的浓度无关，与加入催化剂或改变压强导致平衡移动无关。加入催化剂或改变压强导致平衡移动无关。2影响因素影响因素K值值越越大大，表表示示正正反反应应进进行行的的程程度度越越大大，反反应应物物转转化化率率也也越越大大,但但是是K与与化化学学反反应应速速率率无无关关。一一般般地地说说，K 时时，该该反反应应进进行行得得就就基基本本完完全了全了3.化学平衡常数化学平衡常数K的意义的意义区别影响化学反应的速率和影响区别影响化学反应的速率和影响化学平衡移动的速率化
23、学平衡移动的速率第23页，共29页，编辑于2022年，星期五若升高温度，若升高温度，K值越大，则正反应为吸热反应；值越大，则正反应为吸热反应；反之，反之，K值减小，则正反应为放热反应值减小，则正反应为放热反应判断平衡移动的方向：由判断平衡移动的方向：由Qc与与K的大小判断的大小判断判断反应的热效应，判断反应的热效应，用于计算平衡浓度，物质的量分数、转化率等用于计算平衡浓度，物质的量分数、转化率等4、应用、应用第24页，共29页，编辑于2022年，星期五第25页，共29页，编辑于2022年，星期五第26页，共29页，编辑于2022年，星期五三、有关平衡常数的计算三、有关平衡常数的计算例例1 1、
24、在某温度下，将、在某温度下，将H H2 2和和I I2 2各各0.10mol0.10mol的气态混合物充入的气态混合物充入10L10L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡，测得的密闭容器中，充分反应后，达到平衡，测得c(Hc(H2 2)=)=0.00800.0080molLmolL-1-1 （1 1）求该反应的平衡常数；）求该反应的平衡常数；（2 2）在上述温度下，该容器中若通入）在上述温度下，该容器中若通入H H2 2和和I I2 2蒸气各蒸气各0.20mol,0.20mol,试求达到平衡状态时各物质的浓度及的试求达到平衡状态时各物质的浓度及的H H2 2转化率。转化率。（3 3）该温度下，将
25、一定量的）该温度下，将一定量的H H2 2和和I I2 2充入某容器中，一段时充入某容器中，一段时间后，测得体系中间后，测得体系中c(Hc(H2 2)=)=0.00500.0050molLmolL-1-1 ，c(Ic(I2 2)=)=0.00300.0030molLmolL-1-1 ，c(HI)=c(HI)=0.00800.0080molLmolL-1-1 ，此时该，此时该反应处于何种状态？反应处于何种状态？第27页，共29页，编辑于2022年，星期五第4节化学反应进行的方向1、自发反应：在在给定的条件给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称
26、为自发反应。能自动进行的过程或反应，称为自发反应。2、能量（H）判据：大多数的能量降低的反应是自发的。大多数的能量降低的反应是自发的。常见反例：课本常见反例：课本P34，还有，还有Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O，铵盐的溶解等，铵盐的溶解等与铵有关的反应虽是吸热的却是自发的反应。与铵有关的反应虽是吸热的却是自发的反应。3、熵（S）判据：何为熵？即混乱度或有序程度。何为熵？即混乱度或有序程度。混乱度：气体混乱度：气体液体液体固体固体大多数熵增的反应是自发的。大多数熵增的反应是自发的。常见反例：常见反例：-100C液态水会自动结冰，但它是熵减的反应。液态水会自动结冰，但它是熵减的反应。3、复合判据：G=H-TSG=H-TS第28页，共29页，编辑于2022年，星期五A第29页，共29页，编辑于2022年，星期五