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1、精品 K12 教育教学资料专题专题 化学反应的限度化学反应的限度【本讲教育信息本讲教育信息】一.教学内容：高考第一轮复习化学选修4第 2 章化学反应方向、限度和速率第 2 节化学反应的限度1.化学平衡常数2.浓度平衡常数和压强平衡常数3.平衡转化率的计算4.反应条件对化学平衡的影响二.教学目的1、理解平衡常数的含义，掌握反应的平衡常数与反应进行的程度之间的关系。2、掌握浓度平衡常数，压强平衡常数的表达方式。能通过浓度商与平衡常数的比较判断一个反应是否达到平衡。3、掌握平衡转化率的计算。4、掌握反应条件对化学平衡的影响。三.重点和难点1、化学平衡常数的含义2、反应条件（浓度、温度、压强）对化学平
2、衡的影响四.考点分析本节内容在高考中的主要考查点是：1.化学平衡常数的含义，有关平衡常数的计算。2.平衡转化率的计算。3.反应条件对化学平衡的影响。五.知识要点 1._叫可逆反应，化学平衡状态是指_。化学平衡的特点是_。在一定温度下，可逆反应达到平衡时，各生成物的浓度（或分压力）以反应方程式中化学计量数为幂的乘积与各反应物的浓度（或分压力）以反应方程式中化学计量数为幂的乘积之比是一个常数，该常数即为_。2.外界条件对平衡常数的影响可以概括为_。3.在化学平衡常数表达式所用的物质的量浓度（mol/L）换用其他浓度单位可否？为什么？4.平衡常数表达式与反应历程有关吗？5.如何知道化学平衡常数K 与
3、温度有关？注意：1.（1）可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应，在化学方程式中用“”表示。（2）可逆反应的特征：可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应，对于在不同条件下向正、逆反应方向进行的反应则不能认为是可逆反应。精品 K12 教育教学资料精品 K12 教育教学资料在一定的条件下，几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性，但有些反应的逆反应进行程度太小而忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应。可逆反应是不能进行到底的，不能实现完全转化。对于有气体参加的可逆反应，必须在密闭容器中进行。2.（1）定义：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应
4、的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态。（2）速率时间图象（如下图）：（3）化学平衡的建立与反应途径的关系化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。可逆反应同时向正、逆两个方向进行，起始加入的量，仅能影响v正、v逆的大小，但只要v正 v逆，在外观上反应就会向某方向进行，最终使v正 v逆，建立平衡。3.化学平衡状态的特点可以概括为：逆、等、动、定、变。（1）“逆”研究对象是可逆反应。（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v（正）=v（逆），这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。（3）“动”指化学反应已达到化学平衡
5、状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行。（4）“定”在一定条件下可逆反应达到平衡（可逆反应进行到最大的程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等），保持不变（即不随时间的改变而改变）。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。（5）“变”任何化学平衡状态均是暂时的，相对的、有条件的，与浓度、压强、温度等有关，而与达到平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达到平衡，也可以从逆反应方向开始达到平衡）。当外界条件变化时，原来的化学平衡即被破坏，在新的条件下建立起新的化学平衡。4.mAg nBgpCg
6、 qDg化学反应模型混合物体系中各成分的含量各物质的物质的质量或物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总体积、总压强、总物质的量一定平衡平衡平衡不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了 m molA，同时也生成了 m平衡molA，即v正 v逆在单位时间内消耗了 n molB 的同时也消耗了 p平衡mol C，即v正 v逆vA:vB:vC:vD m:n:p:q，v正不一定等于v逆精品 K12 教育教学资料不一定平衡精品 K12 教育教学资料在单位时间内生成了n mol B 的同时消耗了q molD，因均指v逆压强混合气体的平均相对分子质量（Mr）温度气体的密
7、度（）颜色不一定平衡m n p q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m n p q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡Mr一定时，只有当m n p q时Mr一定，但m n p q时任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）密度一定反应体系内有色物质的颜色不变平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡 5.（1）化学平衡常数可以定量描述化学反应的限度，符号为K。对于反应：aA bBcC dDccCcdDKcabcAcB当 A、B、C、D 均为气体，也可表示为：PcCPdDKpabPAPB平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。（2）平衡常数
8、的表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。（3）借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于反应aA bBccCcdD，若Qc Kc，反应达到平衡cC dD的任意状态浓度商为QcabcAcB状态。6.对于化学反应：aA+bBcC+dD反应物 A 的平衡转化率可以表示为：A 的初始浓度 A的平衡浓度A100%A的初始浓度c0A c平A100%c0A对于一个反应，在温度一定时，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同，常用表示反应限度。7.化学平衡是在一定条件下建立起来的。由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为
9、另一个平衡状态的过程，称为化学平衡的移动。（1）温度的影响温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。温度的影响规律是：在其他条件不变时升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。（2）浓度的影响在其它条件不变时增大反应物浓度或减小生成物浓度，Qc Kc，平衡正向移动；在其它条件不变时减小反应物浓度或增大生成物浓度，Qc Kc，平衡逆向移动。（3）压强对平衡的影响：在其它条件不变时Vg 0，改变压强化学平衡状态不变；精品 K12 教育教学资料精品 K12 教育教学资料Vg 0，增大压强QP KP，化学平衡向气态物质化学计量数减小的方向移动，即平衡向左移动；Vg 0，增
10、大压强QP KP，化学平衡向气态物质化学计量数减小的方向移动，即平衡向右移动。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响极其微弱，可以不予考虑。在密闭体系中，如果仅改变平衡系统的一个条件（如温度、浓度、压强），平衡将向减弱这种改变的方向移动。这个原理叫做平衡移动原理，又叫勒夏特列原理。说明：平衡移动原理虽有分述和总述之分，但其涵义完全相同。平衡移动原理不仅能用于判断化学平衡移动的方向，也能用于判断溶解平衡等其它平衡移动的方向。平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，在以后学习电离平衡、水解平衡时，要注意应用平衡移动原理。平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。【典型
11、例题】【典型例题】2Zg一定达到化学平衡例 1.一定条件下，在密闭容器中，能表示反应Xg 2Yg状态的是：X、Y、Z 的物质的量之比 1：2：2；X、Y、Z 的浓度不再发生变化；容器中的压强不再发生变化；单位时间内生成n molZ，同时生成2n molYA.B.C.D.分析：分析：这是一道考查化学平衡状态的题，“一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态”，这里判断平衡状态的标志是两个：正反应速率和逆反应速率相等和反应混合物中各组分浓度保持不变。浓度保持不变可推出物质的量不变（体积相同），也可推出反应前后化学计量数之和不等压强不变等。不能用化学计量数
12、之比和物质的量之比作为标志，中表示的反应速率不相等。答案：答案：C例 2.写出下表中各反应的平衡常数的表达式。Kc反应（1）Cs CO2g（2）H2g I2g（4）AgCls（3）FeOs COg2COg2HIgFes CO2gcC dDAgaq Claq分析：分析：对于化学反应aA bBccCcdD其中，A、B 代表反应物，C、D 代表生成物，它们不是固体，也不是KcabcAcB纯液体，各物质浓度必须是平衡浓度，对于固体或溶剂参加的反应，它们的浓度不列入平衡常数的表达式中。对于反应：aA+bBcC+dDccCcdDKcacAcbB当 A、B、C、D 均为气体，也可表示为：精品 K12 教育教
13、学资料精品 K12 教育教学资料PcCPdDKPabPAPB 1.平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。2.平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。3.借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于反应aA+bBccCcdDcC+dD 的任意状态浓度商为Q a，若Qc Kc，反应达到平衡状态。b cA cBc2COc2HI答案：答案：（1）Kc（2）KccCO2cH2cI2cCO2（3）Kc（4）Kc c Agc ClcCO 例 3.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO
14、2g H2gCOg H2Og，其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表：7000.68000.98301.0tK10001.712002.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=_（2）该反应为_反应（选填“吸热”“放热”）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_。A.容器中压强不变B.混合气体中cCO不变C.v正H2 v逆H2OD.cCO2 cCO（4）某温度下，平衡浓度符合下式：cCO2cH2 cCOcH2O，试判断此时的温度为_。分析：分析：（1）根据化学平衡常数的表达式，即可写出K 的表达式。（2）由化学平衡常数 K 和温度 t 的关系可以看出，温度越高，平
15、衡常数越大，说明反应混合物中 CO 和水蒸气的浓度越大，即升高温度，有利于向正反应方向进行，则正反应为吸热反应。（3）化学平衡状态的特征是v正 v逆，各组分的浓度保持不变，以此作为的依据可判断：容器内的压强不应根据反应前后气体的物质的量是否改变而定。（4）当cCO2cH2 cCOcH2O时，即 K=1COH2O答案：答案：（1）（2）吸热（3）B、C（4）830CO2H2例 4.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO O222SO3g，知1c0SO2 0.4molL1，c0O21molL，经测定该反应在该温度下的平衡常数K 19，试判断，（1）当SO转化率为 50%时，该反应是否达到平
16、衡状态，若未达到，向哪个方向进2精品 K12 教育教学资料精品 K12 教育教学资料行？（2）达平衡状态时，SO的转化率应为多少？2分析：分析：（1）开始/molL1转化/molL12SO2 O20.40.210.12SO300.2转化后/molL1 0.20.90.2c2SO30.221此时：21.1119。因为当SO2转化率为 50%时，反2cSO2cO20.2 0.90.9应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。（2）设达平衡时，SO2转化的物质的量为 x，则x生成SO3为 x。所以K O2转化，2x2x 0.4 x212所以SO2转19，x 0.32molL1，0.32molL1100%80%化率为0.4molL1答案：答案：（1）反应未达平衡，正向进行例 5.对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是A.加入一种反应物B.增大体系的压强C.升高温度D.使用催化剂分析：分析：当一个平衡体系中有固体存在时，增大固体的量（注意区别于增大固体的接触面积）不会引起反应速率的变化，平衡不移动。对于一个反应前后气体物质的量不变的可逆反应，压强的变化不会引起平衡的移动。升高温度，化学平衡一定发生移动，因为不存在既不放热也不吸热的化学反应。使用催化剂可以同等程度地改变化学反应速率，所以化学平衡不移动。答案：答案：C。精品 K12 教育教学资料