2020年高考化学一轮复习课件:模块2 第五单元 第2节 化学平衡 化学平衡常数 .ppt
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1、第2节,化学平衡 化学平衡常数,考纲点击:1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用 化学平衡常数进行相关计算。,回归教材,一、可逆反应,正反应方向,逆反应方向,相同,同时,小于,二、化学平衡,相等,质量或浓度,1.概念:在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反 应速率_,反应体系中所有参加反应的物质的_ 保持不变的状态。,2.化学平衡的建立:,正反应,逆反应,可逆,v(正)v(逆),浓度或百分含量,3.平衡特征:,4.平衡转化率,对可逆反应 aA(g)bB(g),cC(g)dD(g),当反应达到,化学平衡状态时,A 的平衡转化率
2、为:,(A),A 的起始浓度A 的平衡浓度 100%。 A 的起始浓度,特别提醒(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,但不一定相等。,三、化学平衡常数,1.概念,生成物,反应物,在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,_ 浓度幂之积与_浓度幂之积的比值是一个常数,这个常 数
3、就是该反应的化学平衡常数,用符号 K 表示。 2.表达式,对于一般的可逆反应:mAnB,pCqD,,在一定温度下达到平衡时,_。,3意义 平衡常数表明在一定条件下反应进行的程度。K越大,表示反应进行的程度_。 4影响因素 K只受_影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (1)对于放热反应:升高温度,K_;反之K_。 (2)对于吸热反应:升高温度,K_;反之K_。,越大,温度,减小,增大,增大,减小,越大,越大,越小,越高,越小,越小,越大,越低,5.化学平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说,一定温度下的一个具体的可逆反应:,(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应
4、进行的,方向:对于可逆反应:mA(g)nB(g),pC(g)qD(g),若浓,吸热,放热,放热,吸热,(3)判断可逆反应的热效应,升高温度,K 增大正反应为 K 减小正反应为,反应 反应,降低温度,K 增大正反应为 K 减小正反应为,反应 反应,(4)计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下,同一反应的平衡常数不变,计算反应物 或生成物的浓度、转化率等。,特别提醒 使用化学平衡常数应注意的问题,(1)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”,不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度,固体物质 的浓度均不写,但水蒸气浓度要写。,(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若
5、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。,基础测评 1.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应:,2NO2(g)NaCl(s),NaNO3(s)ClNO(g),K1,2NO(g)Cl2(g),2ClNO(g),K2,则 4NO2(g) 2NaCl(s),2NaNO3(s) 2NO(g) Cl2(g) 的,平衡常数 K_(用 K1、K2 表示)。,2.可逆反应 N2(g)3H2(g),2NH3(g)的正、逆反应速率,可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说,)。,明反应已达到平衡状态
6、的是(,A.3v正(N2)v正(H2) B.v正(N2)v逆(NH3) C.2v正(H2)3v逆(NH3) D.v正(N2)3v逆(H2),3.已知在 600 时,以下三个反应的平衡常数:,反应:CO(g)CuO(s) 反应:H2(g)CuO(s),CO2(g)Cu(s) Cu(s)H2O(g),K1 K2,反应:CO(g)H2O(g),CO2(g)H2(g) K3,(1)反应 的平衡常数表达式为 _ , 反 应,2CO(g)2CuO(s),2CO2(g)2Cu(s)的平衡常数 K4 与 K1 的关,系是_。 (2)反应的 K2 随着温度升高而增大,则反应的反应热 H_0。,(3)反应的 K3
7、 与 K1、K2 的关系是_。 (4) 若其他条件不变,向反应所在的密闭容器中充 入 H2O(g),则平衡将向_移动,该反应的平衡常数_ (填“变大”“变小”或“不变”)。,4.已知下列反应在某温度下的平衡常数:,5.某温度下 2 L 密闭容器中三种气体起始状态和平衡状态,时的物质的量(n)如表所示,下列说法正确的是(,)。,A.该温度下,此反应的平衡常数表达式是 K,c2(X)c(Y) c3(W),B.其他条件不变,升高温度,若 W 的体积分数减小,则 此反应H0 C.其他条件不变,使用催化剂,正、逆反应速率和平衡 常数均增大,平衡不移动 D.其他条件不变,当密闭容器中混合气体密度不变时,
8、表明反应已达到平衡,的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则此反应的 H0,B 正确;使用催化剂,平衡常数不变,C 错误;由于该 反应是反应前后分子数不变的反应,故混合气体密度一直不变, 不能说明反应已达到平衡,D 错误。 答案:B,2NH3(g)CO2(g),不能说明该分解反应已,考点一 考向1,化学平衡 可逆反应及化学平衡的标志,典例1(2018 年江西新余一模)将一定量纯净的氨基甲酸铵 置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积 忽略不计 ) ,在恒定温度下使其达到分解平衡:,NH2COONH4(s),经达到化学平衡的是(,)。,. .,A.v(NH3)正2v(CO2)
9、逆,B.密闭容器中总压强不变,C.密闭容器中氨气的体积分数不变 D.密闭容器中混合气体的密度不变,解析:A 项,根据反应可得出 v(NH3)正2v(CO2)正,故当 v(NH3)正2v(CO2)逆时反应达到平衡状态;B 项,随着反应的进,行,体系压强逐渐增大,容器内压强保持不变说明反应已达到 平衡状态;C 项,氨气与二氧化碳的物质的量之比为 21,该 比值不会随反应方向变化而变化,与平衡无关,故不能说明该 反应已经达到化学平衡状态;D 项,当体系达到平衡状态时, 混合气体的总质量不变,而容器的容积不变,故密闭容器中混 合气体的密度不变,可以说明反应已达到平衡状态。,答案:C,判断化学平衡状态的
10、方法“逆向相等,,方法技巧 变量不变”,m(气体) V(气体),、M,气体密度、相对分子质量的计算公式: m(气体) 。 n(气体),考向2,极端假设,界定范围,突破判断,典例2(2018 年江苏徐州一模)一定条件下,对于可逆反应,X(g)3Y(g),2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为 c1、c2、,c3(均不为零), 达到平衡时, X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1、,0.3 molL1、0.08 molL1,则下列判断正确的是( )。 A.c1c231 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0c10.14 molL1,解析
11、:平衡浓度之比为 13,转化浓度亦为 13,故 c1 c213,A、C 不正确;平衡时 Y 生成表示逆反应速率,Z 生 成表示正反应速率且 v生成(Y)v生成(Z)应为 32,B 不正确;由 可逆反应的特点可知 0c10.14 molL1,D 正确。,答案:D,方法技巧 极端假设法确定各物质浓度范围,(1)若已知反应X2(g)Y2(g),2Z(g)达平衡时三组分的浓,度依次为 0.2 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,确定三组分起 始浓度的取值范围的解题模型如下:,假设正向进行到底:X2(g)Y2(g),2Z(g),平衡浓度(molL1) 0.2 0.3 0.2 变化浓度(m
12、olL1) 0.2 0.2 0.4 起始浓度(molL1) 0 0.1 0.6,假设逆向进行到底:X2(g)Y2(g),2Z(g),考向3,转化率计算,典例3(2018 年江苏南京一模)已知反应 CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常数 K 与温度的关系如下表: (1)该反应的H_0(填“”“”或“”)。 (2)500 时,若 CO 和 H2O 的起始浓度均为 0.060 molL1, 则在该条件下,CO 的最大转化率为_。,解析:(1)由表格中数据可知,温度越高,平衡常数 K 越小, 说明温度升高,反应逆向进行,正反应为放热反应,H0。 (2)500 时,K9。假设平衡时,C
13、O 的转化浓度为 x molL1,,方法技巧,掌握三个百分数,n(转化) (1)转化率 100% n(起始),c(转化) 100%。 c(起始),(2)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分数。一般来说, 转化率越高,原料利用率越高,产率越高。 产物实际产量 产率 100%。 理论产量 某组分的平衡量 (3)混合物中某组分的百分含量 100%。 混合物的平衡总量,【拓展演练】 1.(2017 年天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为 Ni(s),4CO(g),Ni(CO)4(g)。230 时,该反应的平衡常数 K,2105。已知:Ni(CO)4 的沸点为 42.2 ,固体杂质不参与反 应。 第一
14、阶段:将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4; 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至 230 制得高纯镍。,下列判断正确的是(,)。,A.增加 c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B.第一阶段,在 30 和 50 两者之间选择反应温度, 选 50 C.第二阶段,Ni(CO)4 分解率较低 D.该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)44v生成(CO),解析:增加 c(CO),平衡正向移动,但平衡常数只与温度 有关,温度不变,平衡常数不变,A 错误;第一阶段,50 时, 反应速率较快且 Ni(CO)4 为气态,能从反应体系中分离出来, B 正确;相同温度下,第二阶段与
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