化学竞赛教程-化学平衡
高中化学竞赛课程 无机化学第六章 化学平衡
实验次序
c初
c平衡
[NO2 ]2/ [N2O4]
(1) N2O4
NO2
0.100 0.000
0.040
0.36
0.120
(2) N2O4
NO2
(3) N2O4
NO2
0.000 0.100
0.100 0.100
0.014 0.072
0.37
0.070 0.160
0.36
由273 K时测得的N2O4-NO2体系的三组平衡浓度算得平衡常 数分别为0.0005、0.0005 、0.0005
n总
17.3 mol
V (H2S) ＝ n (H2S) R T/p总
= (0.293 mol 8.314 kPadm3 mol–1 K–1 298 K)/101kPa
= 7.18 dm3
p(C4H9) = p总
n(C4H9) n总
= 101 kPa
பைடு நூலகம்
17.0 mol 17.3 mol
c(Fe3+)= 0.01 mol.L-1，已知298K时K =2.98， 求平衡时Ag+，Fe2+，Fe3+的浓度及Ag+ (aq)转 化为Ag(s)的转化率。
解： Fe2+(aq) + Ag+(aq) Fe3+(aq) + Ag(s) 平衡时 0.1−x 0.1−x 0.01+x
K =c(Fe3+)/c(Fe2+)•c(Ag+) （都除1mol/L） 2.98=(0.01+x)/(0.1−x)•(0.1−x)
(2) 非水溶液中的反应，水写
C2H5OH + CH3COOH
高中化学竞赛第7讲化学反应速率与化学平衡
第7讲化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。
反应级数。
用实验数据推求反应级数。
一级反应积分式及有关计算（速率常数、 半衰期、碳-14法推断年代等等）。
阿累尼乌斯方程及计算（活化能的概念与计算；速率常数的计算；温度 对速率常数影响的计算等）。
活化能与反应热的关系。
反应机理一般概念。
推求速率方程。
催化剂对反应 影响的本质。
标准自由能与标准平衡常数。
平衡常数与温度的关系。
平衡常数与转化率。
利用平衡常数的 计算。
热力学分解温度（标态与非标态） 。
克拉贝龙方程及其应用（不要求微积分） 。
【知识梳理】 一、化学反应速率（一）反应速率及其表示方法在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）随时间的变化率称反应速率。
反应速率只能为正值， 且并非矢量。
1、平均速率用单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
C:=（7-1）100显然，以上计算所得的反应速率是在时间间隔t 时的平均速率，他们只能描述在一定时间间隔内 反应速率的大致情况。
2、瞬时速率若将观察的时间间隔△ t 缩短，它的极限是△ t > 0，此时的速率即为某一时刻的真实速率一一 瞬时速率： =c 、 de。
瞬时=lim （士一） = ±— （ 7-2）△ tTO 心 tdt对于下面的反应来说， a A+ b B = g G+ h H 其反应速率可用下列任一表示方法表示：dc A dc B dc G dc Hdt ' dt ' dt ' dt注意：这几种速率表示法不全相等，但有下列关系：1 dc A 1 dc B 1 dc G1 dc H-—•——A = — • —BG=•—（ 7_3）adtbdtgdt hdt瞬时速率可用实验作图法求得。
即将已知浓度的反应物混合，在指定温度下，每隔一定时间，连续取 样分析某一物质的浓度，然后以c -t 作图。
求某一时刻时曲线的斜率，即得该时刻的瞬时速率。
（二）反应速率理论简介1、碰撞理论化学反应的发生，总要以反应物之间的接触为前提，即反应物分子之间的碰撞是先决条件。
清北学堂 化学竞赛专题班 导学一C化学平衡
化学平衡 【竞赛要求】 平衡常数与转化率。
弱酸、弱碱的电离常数。
溶度积。
利用平衡常数的计算。
熵（混乱 度）的初步概念及与自发反应方向的关系。
【知识梳理】 一、化学反应的可逆性和化学平衡 在同一条件下，若一个反应既能向一个方向进行，又能向相反方向进行，例如：CO ( g ) + H 2O ( g )CO 2 ( g ) + H 2 ( g ) AgCl ( s )+ Ag（aq） Cl－ aq） + （化学反应的这种性质叫做反应的可逆性，这种反应称为可逆反应。
二、平衡的特点和平衡常数 1．经验平衡常数 对于任一可逆反应aA + bBggG + hHh在一定温度下，达到平衡时，体系中各物质的浓度间有如下关系：[ G ] [ H ] =K c a b [ A ] [ B]Kc：化学反应的经验平衡常数。
一般是有量纲的，只有当反应物的计量数之和与生成物的计 量数之和相等时，K 才是无量纲的量。
如果化学反应是气相反应aA（g） bB ( g ) +gG ( g ) + hH ( g )在某温度下达到平衡，则有(P ) (P ) Kp = G a H b ( PA ) ( PB )ghKp： 经验平衡常数。
同一个反应的 Kp 和 Kc 一般来说是不相等的， 二者之间是有固定的关系。
注意： 1）反应式书写不同，K 值则不同；系数扩大 n 倍，K 是呈幂级数增大，为 Kn。
书写方式相 反，则 K 值为倒数关系； 2）反应体系中纯液体、纯固体及稀溶液中的水不必写入常数表达式，这种复相（多相）反 应的平衡常数用 K 表示；CaCO3 ( s )CaO ( s ) + CO 2 ( g )K = pCO 23）若反应由几个反应相加（相减）而成，则总 K 值是各个分 K 值的乘积（相除）得到。
例 如：N 2 ( g ) + 3H 2 ( g )[ NH3 ] 2NH 3 ( g ) K′ = c 3 [ N 2 ][ H 2 ]21 3 N2 ( g ) + H2 ( g ) 2 22NH 3 ( g )NH 3 ( g )K′′ = c[ NH3 ] [ N2 ] [H2 ]1 23 2N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) K′′ = c[ N 2 ][ H 2 ] 2 [ NH3 ]3K ¢c = ( K ¢¢ ) =21 K′′′ cK1 K22NO ( g ) + O 2 ( g ) +） 2NO 2 ( g ) 2NO ( g ) + O 2 ( g )2NO 2 ( g ) N 2O4 ( g ) N 2O4 ( g )K3 =K1×K22．平衡常数与化学反应的程度 反应物的转化率是指已转化为生成物的部分占该反应物起始总量的百分比。
高中化学竞赛-化学平衡
初始c (NO2–)
初始速率(moldm–3·s–1)
0．005
17 ．35×10-
m0o．ld0m1–03 moldm–3
2．
3
070．×2010-7moldm–3
0．010 moldm–3
5．
40×10-7
由实验1和2可知： v2 : v1 = 2.00 = (2.0) m ∴ m = 1
也与温度无关
3． 一般地说，Ea愈小的反应, 活化分子数愈多, 单位体积内碰撞次数愈多, 其反应速率愈大
<40，化学反应通常十分
40 快 4. 一般化学反应的活化能在 kJ·mol-1
400
>400，通常条件下都慢得难以觉
影响化学反应速率的因素
内因：与反应的本性 ( 物质的分子结构、化学键等)有关
2N2O5 →4NO2+O2
dcB 为导数, 它的几何意义是c-t曲线上某点的斜率。 dt
例如270s时的瞬时速率: A点的斜率=
0.144 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(55.8
0)
10
2
2.58
105
mol ·L-1·s-1
反应速率理论简介
碰撞理论
反应物分子(或原子、离子)之间必须相互碰撞, 才有可能发 生化学反应。但是反应物分子之间并不是每一次碰撞都能发生 反应。
kcA cB
若α=1, 对于A为一级反应; 若β=2, 对于B为二级反应, 基元反应的α＝a, β＝b, 复杂反应可通过实验确定其值.
α+β=3,
总反应级数为3。
反应级数的意义: ① 表示了反应速率与物质的量浓度的关系; ②零级反应表示了反应速率与反应物浓度无关
2020高中化学竞赛—物理化学-05化学平衡(共62张PPT)
Jp=K 反应处于平衡
3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系
若在同一温度下，几个不同的化学反应 具有加和性时，这些反应的标准摩尔反应吉 布斯函数也具有加和性。根据各反应的标准 摩尔反应吉布斯函数之间的关系，即可得出 相关反应标准平衡常数之间的关系。
例如，求
经验平衡常数
K p
( pBeq )B
B
换算关系
K K p /( p )B
历史上用过的其它三种平衡常数，它们是 Kc , K y ,与 K n 。
它们与标准平衡常数的关系，如下：
定义:
K
c
B
cBeq c
νB
K y yB νB
B
它们与 K的关系是:
Kn nB νB
B
K
cRT p
νB
化学平衡条件:
BB 0
B
G
为什么G 化学反应通常不能进行到底 ？
系 G处T,于P 总该是反对应应进于度某下特的定反的应反趋应势进。度在ξ，反代应表的了各体个 不同瞬间，其值都是在变化着的。
严格讲，反应物与产物处于同一体系的反应都 是可逆的，不能进行到底。
只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的 反应，可以粗略地认为可以进行到底。
Kc
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
p p
νB
Ky
p
p nB
νB
Kn
例题一
已知fGm(CH3OH, l , 298 K)=-166.3 kJ·mol1， fGm(HCHO, g , 298 K)=-133.0 kJ·mol1 ，且 CH3OH(l)在298 K时的饱和蒸气压力为16586.9 Pa，求反应CH3OH(g)==HCHO(g)+H2(g)，在 298 K时K 。（p =100 kPa)
高中化学竞赛第五章化学平衡课件
（1） 1 2H2(g )1 2I2(g )HI(rg Gm),22rGm,1
（2） H2(g )I2(g )2HI(gK)f ,2 (Kf ,1)2
经验平衡常数
反应达平衡时，用反应物和生成物的实际压力、 摩尔分数或浓度代入计算，得到的平衡常数称为经 验平衡常数，一般有单位。例如，对任意反应：
( ) 在年轻人的颈项上，没有什么东T 西,p 能比事业心这颗灿B 烂的宝B 珠。
不怕路远，就怕志短。
三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。
B
(a)
当 1 mol 时： 立志难也，不在胜人，在自胜。
不为穷变节，不为贱易志。 志不立，天下无可成之事。
（ rG m ） T ,p BB
(b )
B
热力学基本方程
5.1 化学平衡的条件和反应的亲和势
化学反应体系 热力学基本方程 化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底 化学反应亲和势
化学反应体系
化学反应体系： 封闭的单相体系，不作非膨胀 功，发生了一个化学反应，设为：
d D e E fF g G
各物质的变化量必须满足：
0 BB B
B
Kx Kp p B
经验平衡常数
d D e E g G h H
3．用物质的量浓度表示的平衡常数 K c
Kc ccG D gdccH E he BcBB
对理想气体， p cRT
B
Kc Kp(RT) B
经验平衡常数
d D e E g G h H
4．液相反应用活度表示的平衡常数 K a
物理化学电子教案—第五章
化学反应体系： 封闭的单相体系，不作非膨胀功，发生了一个化学反应，设为：
公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol的变化。
安徽安徽高中化学竞赛无机化学第三章化学平衡
安徽安徽高中化学竞赛无机化学第三章化学平衡3. 1. 01 体会平稳常数：可逆化学反应进行到一定程度，达到动态平稳。
例如a A +b Bg G + h H 某温度下达平稳时式中K 称为体会平稳常数。
从体会平稳常数 K 的表达式中能够看出，K 的单位是： 关于气体反应a A （g ）+b B （g ） g G （g ）+ h H （g ）平稳时各物质的分压不变，有关系式Kp 也是一种体会平稳常数，称为压力平稳常数。
而用浓度表示的体会平稳常数，则称为浓度平稳常数，写成 Kc 。
3. 1. 02 Kc 和 Kp 的换算：关于气体反应，既有 Kc ，也有 Kp 。
Kc 和 Kp 之间能够相互换算，相关的公式有 pV = nRT ，p = —— RT 和 p = cRT 等。
进行换算时，要注意公式中各物理量的单位。
浓度 c 的单位是 mol •dm －3，压力 p 的单位是 Pa ，而 R = 8.314 ´ 103 Pa •dm3•mol －1•K －1。
在书写体会平稳常数 K 的表达式时，只写浓度或分压可变的溶液和气体，纯固态和纯液态物质不写。
3. 1. 03 平稳常数之间的下列关系要熟练把握：当方程式中计量数扩大n 倍时，反应的平稳常数K 将变成 K n 。
化学反应的平稳常数与其逆反应的平稳常数互为倒数。
两个反应方程式相加（相减）时，所得的反应方程式的平稳常数，可由原先的两个反应方程式的平稳常数相乘（相除）得到。
3. 1. 04 相对浓度或相对压力： （g + h ）－（a + b ）（mol •dm －3） nV [ c （G ）]g [ c （H ）]h K = [ c （A ）]a [ c （B ）]b K p = [ p （G ）]g [ p （H ）]h [ p （A ）]a [ p （B ）]b将浓度或压力分别除以各自的标准态，即得相对浓度或相对压力。
相对的意义是指关于标准态数值的倍数。
安徽高中化学竞赛-无机-3-第三章 化学平衡( 共214张PPT)
反应商 Q 的书写在形式上与 平衡常数基本一致：
[ c（G）] g [ c（H）] h Q = [ c（A）] a [ c（B）] b 其根本差别在于
Q 中不是平衡浓度 K 中 是平衡浓度
2020/5/13
[ c（G）] g [ c（H）] h Q = [ c（A）] a [ c（B）] b 显然平衡时刻的 Q 就是平衡常数 K。
在某温度达到平衡时，各组分 的分压均为 100 kPa。
求其经验平衡常数 Kp 和标准 平衡常数 K ⊖ 。
2020/5/13
解： A（g）
2 B（g）
[ p（B）] 2
Kp = p（A）
（100 kPa）2 =
100 kPa
= 100 kPa
2020/5/13
A（g）
2 B（g）
K
⊖
=
[
p（B）
2020/5/13
分压 p（A） = 10 100 kPa 相对分压为 p（A） 10 100 kPa
p⊖ = 100 kPa = 10
2020/5/13
故相对浓度和相对分压都是 量纲为 1 的量。
平衡时，浓度和分压保持不 变，相对浓度和相对分压当然也 保持不变。
2020/5/13
对溶液反应
2020/5/13
aA + bB
gG + hH
[ c（G）] g [ c（H）] h K = [ c（A）] a [ c（B）] b
当 （g + h） =（a + b ）时， K 的量纲为 1。
2020/5/13
对于仅有气体的反应 a A（g）+ b B（g） g G（g）+ h H（g）
化学竞赛 化学平衡
例： SO3的结构：sp2杂化，46， SO3+NH3O3SNH3，结构：sp3杂化- sp3 杂化
5、软硬酸碱理论 （1）定义： 硬酸：半径小、正电荷多，极化率（变形性）小，如 Al3+、 Fe3+、Ca2+、Na+、H+等 软酸：d电子数多，如Ag+、Hg2+、Au+等 交界酸：Fe2+ 硬碱：给出电子的原子变形性小，外层电子拉得紧，难被 氧化，如F、OH、SO42、CO32、NO3等 软碱：给出电子的原子变形性大，外层电子拉得松，易被 氧化，I、S2、CN等 （2）规则 硬亲硬，软亲软，软硬结合不牢靠
练习：在25℃、1 atm下，N2O4和NO2平衡 混合物的密度为3.18 g· dm3。求：(1) 混合 气体的平均分子量；(2) 在该条件下，N2O4 的离解度；(3) NO2和N2O4的分压；(4) 反 应N2O4=2NO2的Kp
pV
m M
RT
∴混合气体的平均分子量为77.76 设N2O4的离解度为
6.241034
3.210–38
练习：在830 ℃时，CO(g) + H2O(g)= H2(g) + CO2(g)的Kc = 1.0。若起始浓度[CO] = 2.0 mol· dm3，[H2O] =3.0 mol· dm3。问CO转化 为CO2的百分率为多少？若向上述平衡体系 中加入3.2 mol· dm3的H2O(g)。再次达到平衡 时，CO转化率为多少？ 60% ;75.6％
一、标准平衡常数K
1、定义：平衡时产物浓度方次的乘积与反应物 浓度方次的乘积之比
（1）固体、纯液体以及溶剂不写入表达式中
（2）所用浓度为标准浓度得到标准平衡常数K （3）液相中各组分浓度 （4）气相中各组分浓度 （5）lnK=rGm/RT R：8.314 J.mol–1.K1，带单位计算
高中化学竞赛辅导课件-第四章-化学平衡
反应商判据：
J<K J=K J>K
反应正向进行； 系统处于平衡状态； 反应逆向进行。
4.2.3 计算平衡的组成
例题：已知反应CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在恒温恒容条件下进行,373K时K =1.5108。
反应开始时c0(CO)=0.0350mol·L-1， c0(Cl2)=0.0270mol·L-1， c0(COCl2)=0。计算 373K反应达到平衡时各物种的分压和CO的 平衡转化率。
p(W2O6)=100.0
kPa
-
98.0 2
kPa=51.0
kPa
K
[
[ pGeWO4 / p ]2 pGeO/ p ]2[ pW2O6 /
p
]
2.0
98.0 1002
1002 51.0
100
4.
7103
平衡转化率：
def
B
n0
B neq n0 B
B
例如：
GeO 100.0 2.0kPa 100% 98%
平衡Ⅱ 0.300-
1.00×10-2 × 1.00×10-3+
cB/(mol·L-1) 1.00×10-2α2 (1- α2)
1.00×10-2 α2
3.2
1.0010-3 1.00 10-22
(0.300 1.0010-22 )[1.0010-2 (12 )]
2 43%
2 (Ag ) 1(Ag )
②对恒温恒容下已达到平衡的反应，引入 惰性气体，反应物和生成物pB不变，J= K ， 平衡不移动。
③对恒温恒压下已达到平衡的反应，引 入惰性气体，总压不变，体积增大，反应物
和生成物分压减小，如果Σ n B ≠0，平衡向
高中化学竞赛题：化学平衡
中学化学竞赛试题资源库——化学平衡A组1．一定条件下的下列可逆反应：2A B＋3C 在下列四组状态中，处于平衡状态的是2．在一定条件下，可逆反应2A B＋3C在下列四种状态中，处于平衡状态的是A 正反应速率v(A)＝2mol/L·min，逆反应速率v(B)＝2mol/L·minB 正反应速率v(A)＝2mol/L·min，逆反应速率v(C)＝2mol/L·minC 正反应速率v(A)＝1mol/L·min，逆反应速率v(C)＝1.5mol/L·minD 正反应速率v(A)＝1mol/L·min，逆反应速率v(B)＝2mol/L·min3．可逆反应N 2＋3H22NH3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）4．V1L H2和V2L N2在一定条件下反应，反应达平衡后混和气体为V3L（都在同温同压下测得），则生成NH3的体积是A V1＋V2－V3B V1＋V2＋V3C 2(V1＋V2)－V3D 不知氮气的转化率，无法计算5．假如在接触室里参加反应的SO2和O2的物质的量之比为2︰1，反应达到平衡时，混和气体中SO2占12%（体积比），则SO3体积百分比为A 12%B 24%C 64%D 82%6．将1mol N2和3mol H2反应，达到平衡时，混和气体中含92%（体积百分含量）的NH3，则H2体积百分含量为A 2%B 3%C 4%D 6%7．合成氨中，把1体积N2和3体积H2混和进入合成塔进行反应。
若塔里排出的混和气体里NH3占12%，则N2占A 12%B 22%C 33.3%D 66.7%8．在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混和气体中NH3的体积占25%。
化学竞赛——化学平衡
与平衡有关的试题(2002年)7．(6分)已知，CrO 42－离子和Cr 2O 72－离子在水溶液中存在如下平衡： 2CrO 42－(aq)+2H +(aq)Cr 2O 72－(aq)+H 2O(1)，K ＝1422242242102.1][][][⨯=+--H O Cr O Cr ⑴ 要使平衡向左移动，可以加 ，或加 ，或加某些金属离子如Ba 2+。
⑵ 请自行设计两个实验(简单说明实验操作和实验现象)来验证Ba 2+确实能使平衡向左移动。
答案(共6分)⑴ OH － Cr 2O 72－ (各1分)⑵ a ．加入 Ba 2+ 后，溶液的颜色从黄色变为橘红色 b ．加入 Ba 2+ 后，产生黄色 BaCrO 4沉淀 c ．加入 Ba 2+后，pH 值下降 d ．其他任何对溶液或沉淀进行分析的方法(答对一个 2 分，不超过 4 分)(2003年)3．(共6分)提出查理定律的查理很幸运，碰巧开始时没有以N 2O 4来研究气体行为，否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。
对于平衡N 2O 4(g)2NO 2 (g)，在 298K 时其K p = 0.1 p θ，而p K p 2214αα-=，α为N 2O 4的离解度，p 为平衡体系的总压。
假设，298 K 时，查理把0.015 mol 的N 2O 4放于一只2.44×103-m 3的烧杯中，当离解达到平衡后，他将看到平衡压力等于0.205p θ。
其对应的α = 0.33⑴ 在保持体积不变的前提下，查理做把温度升高10％的实验，即把温度升高至328K 。
根据理想气体定律，其压力也应只增大10％，即等于0.226p θ，但查理发现这时的压力为0.240p θ。
自然，问题是出在N 2O 4的离解度增加上了。
试求此时的α和K p 。
⑵ 若NO 2在298K 下的标准摩尔生成自由能为51.463kJ·mol1-，试计算N 2O 4在298K 下的标准摩尔生成自由能。
化学平衡(奥赛)课件.ppt
（3）反应速率方程：
v 3.8c (CO)c1.5(Cl2)
精心整理
例2：338K时N2O5气相分解的速率常数为 0.29/min,活化能为103.3KJ/mol,求353K时的速 率常数k及半衰期。
解：(1)由
ln
k1 k2
Ea R
(1 T1
1) T2
得：
K2=1.392/min
t (2)由 1 ln 2 / k 0.693 / k 得： 2
精心整理
3、催化剂对反应速率的影响
图中可以看出，不仅正反应的活化能减小 了，而且逆反应的活化能也降低了。因此， 正逆反应都加快了，可使平衡时间提前。
由阿仑尼乌斯公式可知，活化能Ea 位于负 指数项，它的微小改变将使速率常数发生 极大的变化。
催化剂不影响产物和反应物的相对能量， 未改变反应的始态和终态。
aA+bB→gG+hH
质量作用定律的数学表达式：
=
k·c
a ( A)
·cb( B )
称为该反应的速率方程。式中k为速率常数，
其物理意义是单位浓度的反应速率。
精心整理
1、浓度对反应速率的影响
对于速率常数k，应注意以下几点： ①速率常数k取决反应的本性。当其他条件相同时
快反应通常有较大的速率常数，k小的反应在相同 的条件下反应速率较慢。 ②速率常数k与浓度无关。 ③k随温度而变化，温度升高，k值通常增大。 ④k是有单位的量，k的单位随反应级数的不同而异。
可见，反应级数的大小，表示浓度对反应速率
的影响程度，级数越大，速率受浓度的影响越
大。
精心整理
1、浓度对反应速率的影响
化学竞赛—化学平衡的移动
3
1.00 103 x 3.2 (0.100 x)(1.00 102 x)
3.2x2－1.352x＋2.2×10-3=0
x=1.6×1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-3
c(Ag+)=8.4 ×10-3mol· -1 L
c(Fe2+)=9.84×10-2 mol· -1 L c(Fe3+)= 2.6 ×10-3mol· -1 L
例2、25oC时，反应 Fe2+(aq)+ Ag+(aq) Fe3+(aq) +Ag(s) 的K =3.2。 (1)当c(Ag+)=1.00 ×10-2mol· -1, L c(Fe2+)=0.100 mol· -1, c(Fe3+)= 1.00 ×10L 3mol· -1时反应向哪一方向进行? L (2)平衡时, Ag+ ,Fe2+,Fe3+的浓度各为多少? (3)Ag+ 的转化率为多少? (4)如果保持Ag+ ,Fe3+的初始浓度不变,使 c(Fe2+)增大至0.300 mol· -1,求Ag+ 的转化率。 L
8.32 y 2 0.832 y 0.327 0 y 0.154
1 - 0.154 p N 2 O 4 200 kPa 135 kPa 1.1 0.154
pNO2 200135kPa 65kPa
pN 2 O 4 135 57.4kPa 78kPa pNO2 65 42.6kPa 22kPa
起始c/(mol· -1) 0.100 L 1.00×10-2 1.00×10-3 转化c/(mol· -1) x L x x 平衡c/(mol· -1) 0.100-x 1.00×10-2-x 1.00×10-3+x L
高中化学竞赛化学平衡课件
程式通常表示如下：
达式中不要表示出来。在书写 K 或 K 表达式时, 只 C P (2)①由图象可知若控制温度40 ℃、pH=8,则滤渣Ⅱ的主要成分为FeOOH;
【解析】本题主要考查化学与药品之间的关系,侧重考查学生对基础知识的认知能力。乙醇和水均含有羟基,二者能互溶,A项正确;NaClO 具有较强的氧化性,通过氧化灭活病毒,B项正确;过氧乙酸的分子式为C2H4O3,相对分子质量为2×12+1×4+3×16=76,C项正确;氯仿
入阴极室, 穿过阴膜进入产品室,错误。 分解,n(Co)∶n(O)= ∶[(80.65-59× )÷16]≈1∶1,剩余固体成分
rm
自发
(6)标准状况下，2.24 L SO3中含有0.3NA个氧原子( )
铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液
+H2O。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是增大
§ 5.4 化学平衡的移动
化学平衡都是相对的、暂时的。当外界条件 改变时，平衡就会被破坏，各种物质的浓度（或 分压）也会改变，反应将继续进行，直到在新的 条件下建立新的平衡。这种当外界条件改变，可 逆反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的 过程，称为化学平衡的移动。
分解,n(Co)∶n(O)= ∶[(80.65-59× )÷16]≈1∶1,剩余固体成分
提示：因为银氨溶液久置能够产生爆炸性的物质雷酸银而引发危险。
(1)某粒子一般不与其他元素的原子反应，这种粒子的符号是_____。
化学竞赛第十三讲 化学平衡
四．影响化学平衡的因素
勒沙特列原理 如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度 、温度、压力等)，平衡就向能够减弱这种改 变的方向移动。
2013-8-10
1．温度的影响
d ln K p dT
r H m 2 RT
r H m 为常数时，有：
r H m 不定积分式： ln K p C RT
（1）化学热力学：判断变化的可能性
研究化学变化的方向 能达到的最大限度 外界条件对平衡的影响
2H2 ( g ) O2 ( g ) 2H2O(l )
(r Gm )T , p 0 反应自发进行
t
2013-8-10
0
（2）化学动力学：将可能性变为现实性 研究化学反应的速率 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界 因素对反应速率的影响 反应的机理
且与温度、压力有关。
2013-8-10
(4)物质的量平衡常数 K n
K n nB ,eq
B
B
nB pB yB p p n总
可见，当 B 0 时，
B
p K p Kn n p 总
B
B
K n 是一个有量纲的物理量，
且与温度、压力和总物质的量有关。
B
r H m B f H m ( B)
B
B
（物质B的标准摩尔生成焓）
B c H m ( B) （物质B的标准摩尔燃烧焓）
= 反应物的键焓总和 — 生成物的键焓总和
2013-8-10
④
E E E
-1
F = 96500 C· mol
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c (O2)上升 0.075mol/L
结论：只要条件一定，无论从正反应或逆反 应开始，建立的化学平衡状态是相同的。
2
SO2
1 O2
SO3 0
SO3
2
SO3
SO2 O2
O2 SO2 0
化学平衡常数
800℃
CO + H2O CO2 +H2
CO
起
始
H2O
浓
CO2
度
H2
0.01 0.01
0 0
0 0 0.02 0.01
[解析]
2SO2 + O2
起始投料： 2x
x
2SO3(g)
消耗：
2y
y
转化率相等
起始投料： x
x
消耗：
2y
y
SO2转化率大
若按系数比投料，各反应物的转化率相同；否则，
多投料的转化率低， 少投料的转化率高。
思考：工业制硫酸时，SO2和空气哪种是过量的，原
因是什么?
[例5] 在一定温度下，向真空容器中充入氢氮混合气体后 的压强为2.02107Pa，反应达到平衡时的压强为1.717 107Pa ，此时再充入原混合气总量40%的氮气，反应重 新达到平衡时的压强为2.02107Pa 。求两次平衡时混合气 体中 氨的体积分数。
①是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变
②只有一个条件改变，才能应用（多个条件改变就要具
体问题具体分析）
③勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平
衡、电离平衡等），非平衡状态不能用此来分析。
1. 如图所示曲线表示一定条件下可逆反应
X（g）+Y（g） 2Z（g）+Q的反应过程。若使a曲
线变成b曲线，可采取的措施是（ AE ）
第二章 化学平衡
化学反应进行的快慢 本章教材主要内容 化学反应进行的程度
工业生产中的应用
化学平衡特点： （1）逆 ：研究对象是可逆反应。 （2）等：v（正）= v （逆）≠0 （3）动：动态平衡，反应并没有停止
一、化学平衡的移动
可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡 的建立过程（可逆反应从一种条件下的平衡状态 转变成另一种条件下的平衡状态的过程）叫做化 学平衡的移动。
0.0025 0.03
0.0075 0.0075
CO 平
衡
H2O
浓
CO2
度
H2
0.005 0.005 0.005 0.005
0.0067 0.0067 0.0133 0.0033
0.0021 0.0296 0.0079 0.0079
C(CO2)·c(H2)
1
1
1
C(CO)·c(H2O)
0.01 0.03
件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙
述正确的是
（ BE ）
A．生成物的体积分数一定增加
B．生成物的产量一定增加
C．反应物的转化率一定增大
D．反应物的浓度一定降低
E．正反应速率一定大于逆反应速率
F．使用了合适的催化剂
已知：
实验事实：500℃ 1L密闭容器中，放入 2molSO2，1molO2发生化学反应：
当改变条件后：
v(正) > v(逆) ，平衡向正反应方向移动； v(正) < v(逆) ，平衡向逆反应方向移动； v(正) = v(逆) ，平衡不移动。
二、影响化学平衡的条件
1.浓度对化学平衡的影响
结论：其他条件不变的情况下， 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡
正向移动； 减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡
2. NH3的合成（合成塔）
思考：为什么在压缩合成前要净化除杂？
防止催化剂的中毒（因接触杂质而使失去 催化活性的过程）。
思考：工业制硫酸的化学原理是什么？ 对于2SO2+O2 2SO3 应选择什么样生产条件？
[例2] 在一定温度下，在密闭容器中使NO2 分解，2NO2 2NO＋O2，反应达到平衡 时，容器内压强为原来的1.2倍，则NO2的 分解率为( B ) A. 20% B. 40% C. 50% D. 80%
[解析] 2NO2 2NO＋O2 △n(增)
2
21 1
0.4
1.2-1=0.2
NO2分解 率
逆向移动
条件改变 平衡移动方向 原因
结果
增[反应物] 正反应方向 v(正) > v(逆) 消耗反应物
减[反应物] 逆反应方向 v(正) < v(逆) 补充反应物 增[生成物] 逆反应方向 v(正) < v(逆) 消耗生成物
减[生成物] 正反应方向 v(正) > v(逆) 补充生成物
图象
A
B
生产实际中，常常通过增大廉价原料的浓
温度/℃ 350
425
490
平衡常数 66.9
54.4
45.9
2. K的大小能表示可逆反应进行的程度。K越大，表示反 应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。反之， K越 小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。
对于反应：A+3B
反应物( A)的转化率
2C：
A的
起
始浓度 A的平 A的 起 始 浓 度
特点： a、可逆反应 b、正反应放热 c、正反应是气体体积减小的反应。
问题2：请分析工业生产主要要考虑哪些问题？
经济效益与社会效益
基本要求： a、反应快 b、原料利用率高 c、单位时间内产量高
问题3：请分析下表。分别从化学反应速率和化学平 衡两个角度分析合成氨的合适条件。
使氨生成快（速率） 使氨生成多（平衡）
(降减弱这种 改变的方 向移动。
三、平衡移动原理（Le Chatelier 原理）
如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强、 温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移 动。
改变条件 → 平衡移动 → 移动结果：减弱这种改变
注意：
对所给条件的负反馈
衡
浓
度 100%
A的
起
始
物质的量 A的平衡物 A的 起 始 物 质 的 量
质
的
量
100%
有关化学平衡的计算
可逆反应在一定条件下达到化学平衡：
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始(mol/L) a 转化(mol/L) x 平衡(mol/L) a-x
b (n/m)x b- (n/m)x
N2 + 3H2
2NH3 △n 0.4mol (1.4-1)mol
第二次平衡时，NH3的体积分数= 0.4 / 1 = 40%
第四节 合成氨条件的选择
一、适宜合成氨生产条件的选择
问题1：请写出合成氨的化学反应方程式，并说 明这个反应有什么特点？
N2+3H2
2NH3；△H=－92.4kJ/mol
V放
E
F
V放
V吸
4. 催化剂对化学平衡无影响
思考：你能以N2 + 3H2
2 NH3为例，运用化
学反应速率知识，解释催化剂对化学平衡的有
无影响吗？
加正催化剂
Ｖ正＝Ｖ逆 加负催化剂
Ｖ正＝Ｖ逆
影响化学平衡的条件
2NO2(气)====N2O4(气) (正反应为放热反应）
条件改变
平衡移动方向
新平衡
平衡移动原理 (勒夏特列原理）
循环利用
N2、H2
1. 原料气的制备
⑴ N2 来自空气 I 降温加压 → 液态空气 → 分离出N2 II C + 空气 → 除去CO2 ，分离出N2或铜网 III 高分子膜技术分离氮气
液氨
⑵ H2来自于水和煤
高温
C + H2O = CO + H2
高温
CO + H2O = CO2 + H2
高压水洗除去CO2 → 分离出H2
X
A、加入催化剂
B、增大Y的浓度 C、升高温度 D、减小体系的压强 E、增大体系的压强
的 转 化b 率a
t
2. 在高温下，反应2HBr
H2(g)+Br2(g)(正反应为
吸热反应）达到平衡时，要使混合气体颜色加深，
可采取的方法是（BC）
A、减小压强
B、缩小体积
C、升高温度
D、增大H2浓度
3．已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条
00 (p/m)x (q/m)x (p/m)x (q/m)x
平衡时：A的转化率= (x/a) ×100%
[例1] 在一定温度下，在密闭容器中将N2和H2以体积比1:3 混合，当反应达平衡时，混合气体中氨占25%（体积比）， 若混合前有100molN2，求平衡后N2、H2 、 NH3 的物质的 量及N2的转化率。
加压
V正=V逆
减压
V正=V逆
3.温度对化学平衡的影响
结论：其他条件不变的情况下，
温度升高，平衡向吸热方向移动；
温度降低，平衡向放热方向移动。
条件改变 平衡移动方向 原因
结果
图象
升温 吸热反应方向 v(吸)> v(放) 减少体系热量 E 降温 放热反应方向 v (放)> v(吸) 增加体系热量 F
V吸
2SO2 +O2
c(SO2)下降 c(O2)下降
2SO3
c(SO3)上升
t→∞时 0.15mol/L 0.075mol/L 1.85mol/L
事实： 500℃ 1L密闭容器中，放入2molSO3， 发生化学反应：
2SO3
2SO2 + O2
起始 c (SO3)下降 t→∞时 1.85mol/L
c (SO2)上升 0.15mol/L