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1、32化学反应中的平衡 第三章 化学中的平衡第二节 化学反应中的平衡3 教学基本要求教学内容一、化学反应速率：1定义：用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来定量地表示化学反应快慢的物理量。 计算公式： 单位：2在应用速率计算公式时应注意以下几点： 化学反应速率是某段时间内的平均速率，不可为负值； 固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，一般不用固体或纯液体来表示反应速率； 表示化学反应速率时，要注明具体物质； 在同一个化学反应中，用不同物质所表示的化学反应速率，其比值等于化学方程式中的 之比； 在同一个化学反应中，各种物质的变化量之比，等于化学方程式中的 之比。二、影响化学反应速率的因素1物质

2、的性质决定了化学反应速率的大小2温度：其他条件相同时，反应物温度 ，反应速率 。温度每升高10，反应速率一般增加为原来的24倍3浓度：其他条件相同时，反应物浓度 ，反应速率 。4压强：有气体参加的化学反应，其他条件不变时，增大压强，相当于 ，反应速率 。5其他条件相同时，使用合适的催化剂，反应速率加快6 其他条件相同时，粉末状固体比块状固体反应速率快接触面积大，反应速率快【练习】1 在2L密闭容器中加入4molA和6molB，发生以下反应：4A(g)+6B(g) 4C(g) +5D(g)。若经5s后，剩下的A是2.5mol，则B的反应速率是 （ ）A0.45 mol / Ls B0.15 mo

3、l / Ls C0.225 mol / Ls D0.9 mol / Ls 2现有反应4NH3+5O24NO+6H2O，反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，其关系正确的是 （ ）A.4v(NH3)=5v(O2) B.4 v(NH3)=5 v(H2O) C.4v(O2)=5 v(NO) D.4 v(NH3)=5 v(NO)3反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是Av(D)=0.4 mol / Ls Bv(C)=0.5 mol / Ls （ ）Cv(B)=0.6 mol / Ls Dv(A)=0.15 mol

4、/ Ls4设反应CCO2 2CO（正反应吸热）反应速率为v1，N23H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1、v2的变化情况为 （ ）A. 同时增大 B. 同时减小 C. v1增大，v2减小 D. v1减小，v2增大三、化学平衡CO+H2O（g）CO2+H2反应中起始和平衡时各物质的浓度（800）如表：起始时各物质的浓度(mol/L)平衡时各物质的浓度(mol/L)平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)0.0100.010000.00500.00500.00500.00501.0000.0100.01

5、00.00500.00500.00500.00501.00.0080.0080.0020.0020.00500.00500.00500.00501.0000.0200.0100.00670.00670.01330.00330.980.00250.0300.00750.00750.00210.02960.00790.00791.00.0100.030000.00250.02250.00750.00751.01学平衡状态的建立过程及途径： 2化学平衡状态定义：在一定条件下的 反应里， 和 的速率相等，反应混合物中各组分的 和 保持不变的状态。 化学平衡状态建立的标志：【练习】5在容积固定的密闭容器

6、中发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+92.3kJ。能说明该反应达到了平衡状态的是： A.生成氨的速率与氨分解速率相等 B.断开一个NN键的同时有六个NH键生成C.N2、H2、NH3的百分含量不再变化 D.N2、H2、NH3的分子数之比为132的状态E.N2、H2、NH3的浓度相等 F .N2、H2不再起反应G.3v(N2)=v(H2) H.混合气体的密度不变 I.气体总物质的量不变 J.气体总质量不变 K.容器的总压强不变 6对于在固定容器中发生的反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，下列说法中能说明该反应达到了平衡状态的是 A气体总物质的量不变 B气体总压强不变

7、C反应混合气体的密度不变 D反应混合气体颜色不变 E存在c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2 F百分组成w(HI)=w(I2)3化学平衡常数：一定温度下，当可逆反应达到平衡时，生成物浓度指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，得到的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)+Q(Q0)，在一定温度下：K=化学平衡常数K只与温度有关，与反应物的起始浓度无关反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度或视为“1”（不变）而不代入公式。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方程式中各物质的

8、系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。平衡常数是在一定温度下进行一个化学反应的特征常数，K值越大，表示反应进行的程度 ，反应物转化率 ；反之，反应转化得就越不完全，反应物的转化率就越小。利用K值变化可判断反应的热效应若温度升高，K值增大，则正反应为 反应。若温度升高，K值减小，则正反应为 反应。【练习】7有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g)，已知在温度938K时， K=1.47，在1173K时，K=2.15。写出该反应的平衡常数表达式_ ，该反应是_ _（选填“吸热”、“放热”）反应。8在2L密闭容器内，800时发生如下反应：2NO(g)+O2(g)

9、2NO2(g)体系中，写出该反应的平衡常数表达式：K= 。已知：K300K350，则该反应是 热反应。9在一个体积为4L的密闭容器中，高温下发生下列反应：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)Q(Q0)写出上述反应的平衡常数表达式： 。降低温度，平衡常数K （填“增大”、“不变”或“减小”），正反应速率 ；（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率 。101000时，硫酸钠与氢气发生下列反应：Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) 。该反应的平衡常数表达式为_ 。已知K1000K1200，则该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）。11

10、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/70080083010001200K0.60.91.01.72.6(1)该反应的化学平衡常数表达式为K 。(2)该反应为 反应（选填吸热、放热）。(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为 。4平衡转化率 ：某反应的平衡转化率=平衡转化率越大，则该反应进行得越完全。平衡转化率随着反应物起始浓度的不同而改变。【练习】12已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)，正反应为吸热反应。请回答下列问题：(1)

11、某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1mol/L，c(N)=2.4mol/L，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)= c(N)=amol/L，达到平衡后，M的转化率为 。（25%、增大、41%）四化学平衡移动： 可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。（1）化学平衡移动的方向 v正 v逆，平衡向 反应方向移动； v正 v逆，平衡不移动； v正 v逆，平衡向 反应方向移动。（2）影响化学平衡的因素温度：升高温度，正、逆反应速率

12、都 ，但v放热 v吸热，平衡向着 方向移动； 降低温度，正、逆反应速率都 ，但v放热 v吸热，平衡向着 方向移动；浓度：增大反应浓度（或减小生成物浓度），v正 v逆，平衡向着 方向移动； 减小反应浓度（或增大生成物浓度），v正 v逆，平衡向着 方向移动；压强：压缩容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动； 扩大容器体积，反应体系的压强将 ，平衡向着 方向移动； (1)向容积固定的容器中充惰性气体，容器内压强将 ，但反应混合物中各物质浓度 ，平衡不移动； (2)在恒压条件下，向体积可变的容器中充惰性气体，相当于将反应体系扩容，反应体系中各物质浓度将 ，平衡向着 方向移动；催化剂：因使用催

13、化剂将同等程度地改变正、逆反应速率，故化学平衡不移动。勒夏特列原理： 【练习】13有某可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+Q；右图表示外界条件（温度、压强）的变化对上述反应的影响。下列判断正确的是 ( )Aa+bc时，y轴表示平衡混合气中C的质量分数Ba+b0)。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是 （ ）A甲、乙提高相同温度 B甲中加入0.1 mol He，乙不变C甲降低温度，乙不变 D甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

14、8碳酸钙与稀盐酸生成二氧化碳是放热反应，生成二氧化碳的量和反应时间的关系如图所示，以下结论正确的是 （ ）A反应开始4分钟内平均反应速率最小B反应开始2分钟内平均反应速率最大C反应开始2-4分钟内温度对反应速率的影响比浓度的影响大D反应进行6分钟后反应速率将加快9. 最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) Q(Q0) ，如果反应的平衡常数K值变大，该反应A一定向正反应方向移动 B一定向逆反应方向移动C在平衡移动时正反应速率先减小后增大 D在平衡移动时逆反应速率先增大后减小二综合题综合利用C

15、O2、CO对构建低碳社会有重要意义。10. H2 和CO合成甲醇反应为：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）（正反应是放热反应）。在恒温，体积为2L的密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H2，10min后达到平衡，测得含有0.4mol CH3OH（g）。则达到平衡时CO的浓度为 ；10min内用H2表示的化学反应速率为 ；若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的转化率，可采取的措施有 （填一种合理的措施）。11. 二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)+Q。（1）该反应的平衡常数表达式

16、为K= 。（2）在恒容密闭容器中使CO2和H2（物质的量之比为13）发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系如右图所示，则Q 0（填“大于”或“小于”）【上海高考原题分析】【2016】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：29.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300升至400，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）v正v逆平衡

17、常数K转化率30.相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：CO2/molL-1H2/molL-1CH4/molL-1H2O/molL-1平衡abcd平衡mnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_。31.人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H+ HCO3- H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。_ 。【2017】某温度下，3L密闭容器中，在无水AlCl3催化下，发生异构化反应：A(g)B(g)+Q(Q0)23.该反应的平衡常数表达式K=_；欲使K值变大，可采取的措施是_。反应达到平衡后 ，在其他条件不变的情况下，若使反应容器的体积压缩为原来的1/2，则平衡_。（选填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）24.若起始时A的物质的量为4.0mol，A与B的物质的量分数x与时间t的关系如右图所示，则0-5min内B的平均反应速度为 _。