2013高考化学一轮复习 第07章 第2讲 化学平衡状态 化学平衡常数课件 新人教版

3．判断可逆反应的反应热
[特别提醒] (1)代入平衡常数K表达式的各物质的浓度必须是平衡浓 度，固体或纯液体不列入平衡常数的表达式。
(2)K值与反应物或生成物的初始浓度无关，只与温度，物
质的性质有关，随温度的改变而改变，因此，在使用平 衡常数时，必须注意是在哪一温度下进行的可逆反应。 (3)平衡常数指某一具体的反应的平衡常数，若反应方向改 变，则平衡常数改变，同一反应的正逆反应的平衡常
3.对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应
如反应A(g)＋3B(g)2Z(g)达到平衡状态时，除上
述三条标志外，还有：
④外界条件不变时，体系平均相对分子质量、压强、
总物质的量等不变。
[特别提醒] (1)化学平衡状态的判断，无论是哪种情况，只要符合① v(正)＝v(逆)；②各组分的质量或物质的量浓度保持
。
3．影响因素
K仅是 温度 的函数，与反应物或生成物的浓度无关。
4．意义
(2)化Biblioteka Baidu平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。
①若反应方向改变，则平衡常数改变。
②若方程式中各物质的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。
[思考· 感悟]
3．(1)反应达平衡时，各组分的浓度越大，是否K值越大？
内容
① 单位时间内生成n mol O2的同时生成 2n mol NO ② 用NO2、NO、O2表示的反应速率之 比为2∶2∶1的状态
是否处于平衡状态
③
④ ⑤
混合气体的颜色不再改变的状态
混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态
解析：①中生成O2和NO均为正反应，故①不能说明反应处于
相等 ，反应体系中各物质的 浓度 保持不变的状态。
2．化学平衡的特征
[思考· 感悟] 2．一定温度下，密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)
2HI(g) 。当容器内气体的颜色不发生变化时，能否说
明反应处于平衡状态？ [提示] 能；当容器内气体的颜色不变时，说明容器中 c(I2)保持不变，即反应处于平衡状态。
体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋ SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，ΔH<0。下列能说明反应
达到平衡状态的是
A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
(
)
[解析] NO2与SO2发生的反应是气体总体积不变的可逆
K值越大，反应进行的程度越大；
K值越小，反应进行的程度越小。
2．判断可逆反应是否达到化学平衡状态 对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)， 在一定温度 下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系： ccC·dD c 浓度商 Q＝ a ，则 c A·bB c ＜K Q＝K ＞K 反应向正反应方向进行，v正＞v逆 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆 反应向逆反应方向进行，v正＜v逆
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同时生成n mol H2 D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析：不论反应达到平衡，还是未达到平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。
答案： C
1．判断、比较可逆反应进行程度的大小
三、化学平衡常数
1．概念
在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成
物 浓度幂之积 与反应物 浓度幂之积 的比值是一个
常数，用符号K表示。
2．表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋
cpC·qD c cmA·nB c qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝
一、可逆反应 1．概念
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向
逆反应 方向进行的反应。 2．表示方法 化学方程式中的“===”用代替。
3．反应特点 (1)相同条件下，正逆反应 同时进行 。 (2)反应物和生成物共存于同一体系中。 (3)任意反应物不可能全部转化成生成物，任意反应物的 转化率均 小于 100%。
解析：Fe、Fe3O4 均为固体，其浓度可视为常数 1。则该反应 c4H2 的化学平衡常数 K＝ 4 。 c H2O 答案：D
3．25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度 和平衡浓度如下表： 物质 初始浓度/mol· －1 L X 0.1 Y 0.2 0.05 Z 0 0.1 )
数互为倒数。
[例2] (2011· 衡阳模拟)在2 L密闭容器中，800℃时反应 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化 如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝ _______________________________________________， 已知：K(300℃)>K(350℃)，该反应是________反应。(“吸
CaO(s)＋CO2(g)。 ( ) )
cCaO· cCO2 该反应的平衡常数表达式：K＝ 。 cCaCO3
(5)化学平衡常数 K 值越大，说明反应进行的程度越大。(
解析：(1)可逆反应达到一定程度时，反应物没有全部消
耗，此时正、逆反应均在进行，反应并没有停止。
(2)从理论上讲，这种情况可能存在，但大多数情况下， 各物质的物质的量不相等。 (3)H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应是气体物质的量不变的 反应，任意时刻，容器内气体的压强始终保持不变。
(4)CaCO3和CaO均为固体，不能出现在平衡常数表达 式中，正确的为K＝c(CO2)。 (5)K值越大，说明反应进行的越完全，反应进行的程度 越大。 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
5．判断可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定
的密闭容器中是否达到平衡状态：
(1)一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，反
应就会停止。 ( )
(2)一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，反应 体系中各物质的物质的量可能相等。 ( )
(3)一定温度下，密闭容器中进行如下反应：H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)。当容器中气体的压强保持不变时，表明可逆 ( )
反应达到平衡状态。 (4)一定温度下进行如下反应： CaCO3(s)
4．实例 (1)二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应：
(2)工业合成氨的反应：
[思考· 感悟]
1．一定温度下，将1 mol SO2与足量O2在密闭容器中
充分反应，能否生成1 mol的SO3? [提示] 不能；因为SO2催化氧化成SO3的反应为可 逆反应，SO2的转化率小于100%。
二、化学平衡状态 1．概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率
平衡时，可以分析同一物质的v(消耗)＝v(生成)， 即v(正)＝v(逆)。 探规 (2)由化学平衡的特征判断可逆反应是否达到化学 寻律 平衡时，要特别注意外界条件的限制及反应本身
的特点，如“恒温、恒容”、“体积可变”、“
体积不变”、“全是气体参加”等。 (3)当“变量”不变时，则已达平衡。
1－1.例1中，当密闭容器中混合气体平均相对分子质量 不发生变化时，能否说明反应达到平衡状态？
(2)温度越高，化学平衡常数的K值就越大吗？ [提示] (1)K值不变；化学平衡常数K只与温度有关， 与各组分的浓度大小无关。 (2)不一定；对于吸热反应，升高温度，K值增大，对
于放热反应，升高温度，K值减小。
1．(2010· 青岛模拟)下列关于平衡常数的说法中，正确的 是 ( )
A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示， 生成物浓度用平衡浓度表示
反应，反应过程中体系压强始终保持不变，A错误；反 应过程中生成SO3和NO的体积比始终是1∶1，C错误； 反应过程中消耗SO3和生成NO2属于同一方向，无法说 明反应是否处于平衡状态，D错误；NO2的颜色不变，
说明NO2的浓度不再发生变化，说明体系达到平衡。
[答案] B
(1)由化学平衡的本质判断可逆反应是否达到化学
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)
解析：用题给形式判断平衡状态时须满足以下两条件：
①同时含有v正、v逆；
②反应速率之比等于相应的化学计量数之比。
答案： C
1－3.(2010· 潍坊模拟)在一定温度下的某容积可变的密 闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下 已达到化学平衡状态的是 ( )
答案：否
否
是
否
是
考纲展示
考点关注 (1)化学平衡状态的判断
(1)了解化学反应的可逆性
(2)了解化学平衡建立的过程 (3)理解化学平衡常数的含义， 能够利用化学平衡常数进行 简单的计算
(2)化学平衡常数的计算及 利用平衡常数判断反应进
行的方向
(3)结合图像考查化学平衡 建立的过程
1．化学平衡的标志 (1)v(正)＝v(逆)，这是本质特点。 (2)各组分的浓度不再改变，各组分的质量、含量不再改 变，这是外部特点。
B．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化
率一定大 C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度 D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
解析：平衡常数中的浓度都是平衡浓度，平衡常数仅受
温度影响，其大小可以描述反应的限度大小，A、D错 误，C正确；转化率不仅受平衡常数的影响，而且还受 自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B错误。 答案： C
平衡浓度/mol· －1 0.05 L
则25℃时，反应X＋3Y2Z的平衡常数为 ( A．500 C．1 200 B．600 D．1 600
c2Z 解析：K＝ cX·3Y c 0.12 2 ＝ mol－2)。 3＝1 600 (L · 0.05×0.05
答案： D
4．判断下列说法的正误：
2．对于 3Fe(s)＋4H2O(g) FeO4(s)＋4H2(g)，反应的化学 3 平衡常数的表达式为 cFe3O4· 2 cH A．K＝ cFe· 2O cH c4H2O C．K＝ 4 c H2 ( cFe3O4·4H2 c B．K＝ 3 c Fe·4H2O c c4H2 D．K＝ 4 c H2O )
2．对于反应前后气体体积没发生变化的可逆反应
如反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡状态时： ①外部条件不变时，A2、B2、AB的体积分数、物质的 量分数、质量分数以及分子数之比均不变；A2、B2的转 化率不变。
②A2和B2反应生成AB的速率与AB分解的速率相等；单
位时间内，A2和B2反应生成AB的分子数与AB分解的分 子数相等[v(正)＝v(逆)]。 ③温度一定时，体系中各物质的浓度不变，体系的颜色 也不变。
解析：SO2与NO2的反应为气体物质的量不变的反应， 且反应物和生成物均为气态，反应过程中气体的质量 始终不变，即气体的平均相对分子质量始终不变，故 不能因此判断反应是否处于平衡状态。 答案：不能
1－2.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 态的是 ( )
平衡状态。 ②中无论反应是否达到平衡状态，各物质的化学反应速率之 比都等于化学计量数之比。 ③中颜色不变，则表示c(NO2)不再发生变化，说明反应已达 到平衡。 ④体积固定，气体质量反应前后不变，密度始终保持不变。 ⑤反应前后气体的物质的量不相等，压强不变则意味着各物
质的含量保持不变，反应处于平衡状态。
不变中的一个，则该反应就达到了平衡状态。
(2)密闭容器中进行的全部有气体参与和生成的可逆反应， 气体的密度不变，不能作为达平衡状态的标志。 (3)密闭容器中进行的气体物质的量不变的可逆反应，气 体的总物质的量、气体的压强不能作为达平衡状态 的标志。
[例1]
(2011· 山东高考)一定条件下，将NO2和SO2以