化学平衡化学平衡常数

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1、第七章 化学反应速率和化学平衡,第22讲 化学平衡 化学平衡常数,微考点大突破,微充电大收获,微考点1 化学平衡 基础微回扣,自动进行,可逆过程,正反应,逆反应,同一反应体系中,相同,同一反应体系中,反应条件,含量,相等,动态,可逆,11,浓度,物质的量,质量分数,压强,颜色,断裂量,形成量,高考警示 化学平衡状态判断误区 (1)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应

2、速率不一定相等。,(4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定是相等。 (5)用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为不论是否达到平衡，该关系一定存在。 (6)各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比，不一定是平衡状态。因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化了。,警示：该反应前后气体的化学计量数之和保持不变，则压强始终保持不变。警示：消耗1 mol SO3和生成1 mol NO2表示的是反应的同一个方向，不能作为是否达到平衡的标志。,一、化学平衡状态的判断 可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要特征：一是正反应速率和逆反应速率相等

3、；二是反应混合物中各组成成分的含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。 (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。有两层含义：对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对于不同的物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 含量特征：指“定”，即反应混合物中各组成成分的含量保持不变。,方法微总结,(2)间接特征：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。 反应物的转化率保持不变。 产物的产率保持不变。 平衡体系的颜色保持不变。 绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。 (3

4、)“特殊”特征：指所表述的内容并不能表明所有反应均已达平衡状态，只是在某些特定的情况下才能表示反应已经达到化学平衡状态。 体系中气体物质的总质量保持不变。 体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数),二、等效平衡 1含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的含量相同，这样的平衡称为等效平衡。 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。,从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于三种情况如果

5、按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将折算为)，因此三者为等效平衡。,注意 转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例； 这里a、b可指物质的量、浓度、体积等； 对反应物：平始转。 对生成物：平始转。,(3)恒温条件下体积不变的反应： 方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)I2(g) 2HI(g) 1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol,总结：等效平衡规律：在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改

6、变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一侧的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效；在定温、定容情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡等效；在定温、定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一侧的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。,B,解析：本题考查等效平衡，意在考查考生分析、处理问题的能力。反应达到平衡后，甲、丙容器的平衡为等效平衡，乙容器中平衡相当于将甲容器体积增大到原来的2倍，平衡逆向移动达到的新平衡，故容器内压强：p乙2m乙，B项正确；容器中c(SO2

7、)与c(O2)之比k：k甲k丙k乙2，C项错误；因不知SO2或SO3的转化率，故无法确定Q甲与Q丙的关系，D项错误。 答案：B,对点微练 极端假设解化学平衡状态题的应用 1在密闭容器中进行如下反应：X2(g)Y2=2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( ) AZ为0.3 mol/L BY2为0.4 mol/L CX2为0.2 mol/L DZ为0.4 mol/L,应用微提升,A,解析：本题考查化学平衡的计算。用极值法：当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mo

8、l/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/L，则0X20.2 mol/L，0.2 mol/LY20.4 mol/L，0Z0.4 mol/L，A选项符合题意。 答案：A,AD,C,解析：当正向反应速率等于逆向反应速率时，可逆反应达到平衡状态。根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单位时间内有3 mol H2发生化合反应，必定同时生成2 mol NH3，故有2v正(H2)3v正(NH3)。这时逆反应如果同时有2 mol NH3发生分解反应，NH3的物质的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达到平衡状态。所

9、以当2v正(H2)3v逆(NH3)时，NH3的正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。 答案：C,解析：由于两平衡状态C的浓度都为w mol/L，这说明两状态为完全相同的平衡状态(与反应的化学计量数无关)。可依据反应物投料量相等来解决，即采用“一边倒”法都转化为A、B，且物质的量分别相等，同时保证C、D都完全转化。,ac1，bc2，cd,C,解析：本题考查了等效平衡问题。在等温等压条件下，把加入的物质按照其在反应方程式中的化学计量数转化为反应物或生成物，物质的量之比保持一致即为等效平衡。选项A、B中三者比例为212，与题中比例一致，为等效平衡，平衡不移动。选项C可设想为两步增加，第一次加入

10、1 mol A、0.5 mol B、1 mol C，此时平衡不移动，第二次再加0.5 mol B(此法与一次性各加入1 mol等效)，增大反应物浓度，平衡向右移动。选项D中均减少1 mol，也可设想为两步进行，先将A减少1 mol，B减少0.5 mol，C减少1 mol，此时平衡不移动，再将B减少0.5 mol，降低反应物浓度，平衡向左移动。 答案：C,C,A,B,C,D,AD,AC,解析：B选项均是正反应方向速率，错误；如果平衡发生移动，混合气体的质量一定改变，混合气体的体积不变，即密度一定改变，所以密度不变，化学平衡一定不发生移动，C项正确。 答案：AC,4(2014江苏)H2S在高温下分

11、解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为_。,1化学平衡常数 (1)在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物_与其反应物_的比值是一个常数，即平衡常数，用符号_表示。,微考点2 化学平衡常数 化学平衡的计算,浓度化学计量数次幂的乘积,浓度化学计量数次幂的乘积,K,_所占的比例越大，反应物的_越大，K只受_影响，与反应物或生成物的_变化无关，即在一定温度下，平衡常数保持不变。,转化率,生成物,浓度,温度,四个注意 使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表

12、示可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 (2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。 (4)化学平衡常数是指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；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。,三种应用 化学平衡常数的三种应用 (1)化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志。 (2)

13、可以利用平衡常数的值作标准判断： 正在进行的可逆反应是否平衡。 化学平衡移动的方向。 (3)利用K可判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。,警示：反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小。 2对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大( ) 警示：对于正反应吸热的反应，升高温度平衡正向移动，K增大；对于正反应放热的反应，升高温度平衡逆向移动，K变小。 3增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大( ) 警示：增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，但K不变化，因为K只受温度的影响，温度不变，K不变。,4可根据K

14、随温度的变化情况判断反应的热效应( ) 警示：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 5化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度( ) 警示：化学反应达平衡时，各反应物的转化率达最大。化学平衡常数本身就是化学平衡时各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。,方法微总结,【微典通关3】 恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)13 mol，nt(NH3)6 mol，计算a的值_。 (2)反应达平衡时，混合气体的体

15、积为716.8 L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量_。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)n(平)_。 (4)原混合气体中，ab_。 (5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，(N2)(H2)_。 (6)平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3)_。,332,16,8 mol,54,23,12,解析：(1)解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成的NH3的物质的量之比为12，设反应掉的N2的物质的量为x，则x6 mol12，解之得x3 mol，a13316。 解法二： N2 3H22NH3 开始时 a b 0 t时 13 mol 6 mol,