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1、反应速率和化学平衡,第 3 课 时 化学平衡状态和化学平衡常数,高 三 总 复 习,.,(1)反应刚刚开始时:,反应物浓度最大,生成物浓度为零,(2)反应进行中:,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,(3)肯定有一时刻:,正反应速率和逆反应速率的大小相等,可逆反应过程分析:,正反应速率最大.,逆反应速率为零.,正反应速率减小.,逆反应速率增大.,.,化学平衡，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,化学平衡状态的特征,（1）等：正反应速率=逆反应速率,（2）动：动态平衡（正逆反应仍在进行）,（3） 定：反应混合物中各组分的浓度保
2、持 不变，各组分的含量一定。,（4） 变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,平衡判断的专题分析,一、从 V正= V逆进行判断,（1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。,（2）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面,（i）表示两个不同的方向。,（ii）速率之比=化学计量数之比。,例：在一定温度下,可逆反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡的标志是（ ）,A. N2的消耗速率等于N2的生成速率,B. H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍,C. NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍,E.1个NN键断裂的同时，有3个H-H键形成,F
3、.1个NN键断裂的同时，有6个N-H键断裂,D. 单位时间内生成nmolN2,同时生成3nmolNH3,达化学平衡时除各物质的浓度（颜色）不再改变外，各物质的物质的量、物质的量分数、质量、质量分数、体积、体积分数、物质的转化率不随时间而变化均能说明反应已处于平衡状态。,至于其他的物理量，如气体的总物质的量、气体的总压强、气体的密度是否能作为判断达到平衡的标志则还要看具体题意而定：,二、从各物质的百分含量保持不变入手,例：在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：,A(固)+2B(气) C(气)+D(气),已达到平衡的是（ ）,A.混合气体的压强； B.混合气体的密度
4、；,C.B的物质的量浓度； D.气体的总物质的量；,BC,解析：方程式两边气体的化学计量数相等，所以混合气体的压强和总物质的量均始终保持不变，故不能用来判断反应是否达到平衡。,强化：研究平衡问题先要观察物质的状态及气体物质的化学计量数关系。,例：可逆反应。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密闭容器中进行，当下列4项中某项不取随时间变化时，才能说明反应已达平衡（ ）,A. 容器内压强 B.平均相对分子质量 C. 各组分浓度 D. 混合气体颜色,CD,牢记：对于全气相的等体反应来说，体系的总压、总物质的量、总体积、平均相对分子质量等标志，无论反应是否达到平衡，都不会发生改变。故不能作为平衡的依
5、据。,CD,例: 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是( ),C的生成速率与C的分解速率相等,单位时间内生成a molA,同时生成3a molB,A、B、C的浓度不再变化,A、B、C的分压强不再变化,混合气体的总压强不再变化,混合气体的物质的量不再变化,单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB,A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2, ,1. 若各物质均为气体,（1）对于非等摩反应，如2SO2 + O2 2SO3,M若不变，一定可做为平衡标志！,（2）对于等摩反应，如H2 + I2 2HI,M若不变，不能做为平衡标志，因
6、始终不变。,2.若有非气体参与,如：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，,M若不变，一定可做为平衡标志！,（三）从气体密度r考虑,1. 若各物质均为气体,恒容：总为恒值，不能做平衡标志。,恒压,（2）对于非等摩反应，如2SO2 + O2 2SO3,总为恒值，不能做平衡标志。,若不变，一定可作为平衡标志。,2.若有非气体参与,无论恒容或恒压，若不变，一定可作为平衡标志！,（1）对于等摩反应，如H2 + I2 2HI,【例题】在一个固定体积的容器中，放入3L X（g）和2L Y（g），在一定条件下发生下列反应：,4X(g) + 3Y(g) 2Q(g) + nR(g),达到平衡后，容器内温度不变，
7、混合气体的压强比原来增加5%，x的浓度减少1/3，则该反应方程式中的n值是（ ）,A、 3 B、 4 C、 5 D、 6,D,【例题 】加热N2O5时，发生以下两个分解反应：,N2O5 N2O3 + O2,N2O3 N2O + O2,在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时c(O2) 为4.50 mol/L ， c(N2O3 ) 为1.62 mol/L 。则在该温度下各物质的平衡浓度不正确的是（ ）,A c(N2O5 )平 = 1.44 mol/L,B c(N2O5 )平 = 0.94 mol/L,C c(N2O )平 = 1.44 mol/L,D c(N2O )平 = 3.48
8、mol/L,A D,“平衡常数”是重点新增内容,(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。用 K 表示。,(3)在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。,二、化学平衡常数,思考与交流 1、K 值的大小说明了什么? 2、同一条件下正、逆反应的化学平衡常数有何关系？,(1)K 的意义： K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应进行
9、的程度，又叫反应的限度。,化学平衡常数的书写注意事项：,K = c(CO2),.如果反应中有固体或纯液体参加时，不写它们的浓度,CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g),.稀溶液中有水参加反应时，不写水的浓度,Cl2 + H2O HCl + HClO,但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。,（1）判断反应进行的程度,4.平衡常数意义及应用：,3.影响平衡常数的因素：,不随浓度、压强、催化剂的改变而变化，与平衡建立的途径也无关，只与温度有关。,K值越大，反应进行的程度越大。反应物的转化率也越大，当K107 时，可以认为反应完全，反应为不可逆反应,K值越小
10、，反应进行的程度越小。反应物的转化率也越大，当K10-7 时，可以认为未发生反应，反应不能进行,K值在107107范围内的反应为可逆反应,（2）判断化学平衡移动的方向,使用平衡常数时必须指明是在哪一温度下进行的可逆反应,注意,化学反应进行程度的判断：对于可逆反应 aA+bB cC+dD ，平衡常数 K 与化学反应程度的关系为： （1）当 = K 时,为化学平衡状态 （ 2 ）当 K 时,反应主要向正反应方向进行 （ 3 ）当 K 时,反应主要向逆反应方向进行,引申思考,衡量某反应的限度方法： 1、化学平衡常数 2 、平衡转化率 (1)定义:物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值 (2)表达式
11、:,化学平衡常数的计算,。利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度 例 1.在某温度下,第一将 H2 和 I2 各 0.10mol 的气态混合物充入 10L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后,测得 c(H2)=0.0080mol/L。 (1)求反应的平衡常数。 (2)在上述温度下,再将 H2 和 I2各 0.20mol 的气态混合物充入该密闭容器中，试求达到平衡时各物质的浓度。,例2 ：在密闭容器中给CO 和H2O(g)的混合物加热到800 时，有下列平衡：,CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g),若用2 molCO和10mol H2O(g)相互混合并加热至800，测得其平衡常数为K=
12、1，则CO的转化率是多少？,若在某一个时刻，测得CO(g) 、 H2O(g)、CO2(g) 、 H2(g)的物质的量分别为1mol、9mol、1mol、1mol，请判断反应朝哪个方向进行？,83.3%,正反应方向,练习,(02 上海）在一定体积密闭容器中，进行如下反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g), 其平衡常数和温度 t 的关系如下： (1)k 的表达式为： (2)该反应为 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ ） 、容器中压强不变 、混合气体中 CO 浓度不变 、v(H2) 正=v(H2O) 逆 D、c(CO2)=c(CO) (4)若 c(CO2).c(H2
13、)=c(CO).c(H2O),此时温度为,25（08宁夏）已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)，H0。请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=1 molL-1，c(N)=2.4 molL-1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_ _； (2)若反应温度升高，M的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4 molL-1，c(N)=a molL-1；达到平衡后，c(P)=2 molL-1，a= ； (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=b molL-1，
14、达到平衡后，M的转化率为 。,【练习2】 0.2mol CO与0.2mol水蒸气在2L密闭容器里加热至1200，生成CO2和H2，2min内，已知V（CO2）=0.03mol（Lmin）。 （1）求该温度下的平衡常数及CO、水蒸气的转化率。 （2） 若水蒸气加倍投料求CO、水蒸气的转化率。,【答案】AD 【高考考点】化学平衡的移动，平衡常数,例4（08海南卷）反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”); (2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”)， 原因是_； (3)反应体系
15、中加入催化剂对反应热是否有影响?_，原因是_。 (4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1和E2的变化是：E1_，E2_ (填“增大”“减小、”“不变”)。,【高考考点】反应的热效应，化学平衡移动，活化能。重在考察学生的综合应用能力。,高考要求：第（3）（4）问考查化学平衡常数的简单计算和定性判断酸式盐溶液的酸碱性。未超纲。,高考真题比较研究,由平衡常数表达式写方程式,由方程式写平衡常数表达式,平衡常数的计算,平衡常数表达式和判断反应的热效应,16（07海南高考）PCl5的热分解反应如下：PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g） （1）写出反应的平衡常数表达式； （2）已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。,平衡常数的简单计算,平衡常数表达式,25（07广东高考）（1）将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中
