范文XX届高考化学化学平衡状态 化学平衡常数复习教案Word文档下载推荐.docx
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因此,反应开始时,v正最____,v逆为______。
随着反应的进行,v正逐渐________,v逆逐渐________。
反应进行到某一时刻,________________,此时,该可逆反应达到了________状态。
2.化学平衡状态及特征
化学平衡状态是指在一定条件下的________反应,当反应物和生成物中各组分的百分含量______________的状态。
特征
逆:
研究对象是________反应。
等:
v正____v逆____0。
动:
动态平衡,反应仍在进行。
定:
平衡后,各组分的浓度__________。
变:
条件改变,平衡________。
三、化学平衡常数
对于N2+3H2
2NH3 ΔH<0,若增大压强、增大N2浓度、升高温度、加入催化剂,k值将分别________、________、__________、________;
如果k=a,温度相同时,那么对于
2NH3
N2+3H2反应的平衡常数为________。
.概念
在________下,一个可逆反应达到______________时,生成物__________与反应物__________的比值是一个常数,用符号______表示。
2.表达式
对于一般的可逆反应mA+nB
pc+qD,在一定温度下达到平衡时,k=________________________。
3.意义及应用
k值越大,正反应进行的程度________,反应物的转化率________。
k值越小,正反应进行的程度________,反应物的转化率________。
化学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改变,则平衡常数改变。
在使用平衡常数时要注意以下两点:
化学平衡常数只与温度有关,与反应物生成物的浓度无关。
反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
理解与深化
一、化学平衡的标志
.绝对标志
v正=v逆≠0
a.同一种物质的生成速率等于消耗速率b.在化学方程式两边的不同物质生成&
#61480;
或消耗&
#61481;
速率之 比等于化学计量数之比
各组分的浓度保持一定
a.各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时 间的改变而改变c.各反应物的转化率不变
2.相对标志
反应体系中总压强不随时间变化。
3.综合分析
对于密闭容器中的可逆反应:
mA+nB
pc+qD,根据对化学平衡概念的理解,判断下列各情况,是否达到平衡:
可能的情况举例
是否能判断
已达平衡
混合物体
系中各成
分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反
应速率
的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v正=v逆
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolc
③v∶v∶v∶v=m∶n∶p∶q
④在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD
压强不变
①m+n≠p+q
②m+n=p+q
混合气体
的平均相
对分子质
量
①mr一定,当m+n≠p+q时
②mr一定,当m+n=p+q时
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的情况下,体系温度一定时
气体的密度
密度一定
颜色
反应体系内有色物质的颜色不变,就是有色物质的浓度不变
【例1】可逆反应:
2No2
2No+o2,在容积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是。
①单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolNo2
②单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolNo
③用No2、No、o2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦
B.②③⑤⑦
c.①③④⑤
D.全部
二、化学平衡常数
.特点
对于反应mA+nB
pc+qD,k=cp&
c&
&
#8226;
cq&
D&
cm&
A&
cn&
B&
。
注意:
不要把反应体系中固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。
如:
caco3
cao+co2 k=c
cr2o2-7+H2o
2cro2-4+2H+
k=c2&
cro2-4&
c2&
H+&
cr2o2-7&
但非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数的表达式中。
c2H5oH+cH3cooHcH3cooc2H5+H2o
k=c&
cH3cooc2H5&
H2o&
c2H5oH&
cH3cooH&
同一化学反应,化学方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。
N2o4
2No2 k=c2&
No2&
N2o4&
=0.36
/2N2o4
No2 k′=c&
c1/2&
=0.36=0.60
2No2
N2o4 k″=c&
=10.36≈2.8
因此书写化学平衡常数表达式及数值,要与化学反应方程式相对应,否则意义就不明确。
2.应用
利用k可以推测可逆反应进行的程度。
k的大小表示可逆反应进行的程度,k大说明反应进行程度大,反应物的转化率大。
k小说明反应进行的程度小,反应物的转化率小。
借助平衡常数,可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态。
对于可逆反应aA+bB
cc+dD,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:
Q=cc&
cd&
ca&
cb&
Q<k 反应向正反应方向进行,v正>v逆=k 反应处于化学平衡状态,v正=v逆>k 反应向逆反应方向进行,v正<v逆
利用k可判断反应的热效应
若升高温度,k值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,k值减小,则正反应为放热反应。
k值与温度的关系
升高温度,化学平衡常数一定发生变化,当正反应是吸热反应时k值增大;
反之,则减小。
【例2】已知某化学反应的平衡常数表达式为k=c&
co2&
H2&
co&
,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:
t℃
700
800
830
000
200
k
.67
.11
.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是。
A.该反应的化学方程式是co+H2o
co2+H2
B.上述反应的正反应是放热反应
c.若在1L的密闭容器中通入co2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得co2为0.4mol时,该反应达到平衡状态
D.若平衡浓度符合下列关系式:
3c&
=c&
5c&
,则此时的温度为1000℃
三、化学平衡的计算
平衡常数与平衡转化率的计算,通常利用“三段式”列式求解。
所谓“三段式”就是在反应方程式下面,表示出“初始状态”“转化部分”“平衡状态”各组分的浓度或物质的量,进行列式求解。
例:
mA+nBpc+qD
起始:
a
b
0
转化:
mx
nx
px
qx
平衡:
a-mx
b-nx
转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例。
这里a、b可指物质的量等。
转化率=反应物转化的物质的量反应物起始的物质的量×
100%
【例3】在一定温度下,反应12H2+12X2
HX的平衡常数为10。
若将1.0mol的HX通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX的最大分解率接近于。
A.5%
B.17%
c.25%
D.33%
实验与探究
化学平衡常数的测定
化学平衡常数是新课标新增的内容,是高考必考内容,随着改革的深入,对此知识点的考查形式越来越灵活,如结合定量实验对化学平衡常数进行测定。
实验典例
测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。
已知:
I2能与I-反应成I-3,并在溶液中建立如下平衡:
I2+I-I-3。
通过测平衡体系中c、c和c,就可求得该反应的平衡常数。
Ⅰ.某同学为测定上述平衡体系中c,采用如下方法:
取V1mL平衡混合溶液,用cmol&
L-1的Na2S2o3溶液进行滴定,消耗V2mL的Na2S2o3溶液。
根据V1、V2和c可求得c。
上述滴定时,可采用__________________________作指示剂,滴定终点的现象是________________________________________________________________________。
下列对该同学设计方案的分析,正确的是________。
A.方案可行,能准确测定溶液中的c
B.不可行,因为I-能与Na2S2o3发生反应
c.不可行,只能测得溶液中c与c之和
Ⅱ.化学兴趣小组对上述方案进行改进,拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数:
已知:
①I-和I-3不溶于ccl4;
②一定温度下碘单质在四氯化碳和水的混合液中,碘单质的浓度比值即c〔I2&
ccl4&
〕c〔I2&
〕是一个常数,且室温条件下kd=85。
回答下列问题:
操作Ⅰ使用的玻璃仪器中,除烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器是________________。
试指出该操作中应注意的事项为____________________________。
下层液体中碘单质的物质的量浓度是________________________。
实验测得上层溶液中c=0.049mol&
L-1,结合上述有关数据,计算室温条件下反应I2+I-I-3的平衡常数k=__________________________。
答案与解析
一、
<
.相同 正 逆
2.小
3.
二、
是 否
.减小 增大 大 0 减小 增大 v正=v逆 平衡
2.可逆 保持不变
可逆 = ≠ 保持不变 移动
三、
不变 不变 减小 不变 1a
.一定温度 化学平衡状态 浓度幂之积 浓度幂之积 k
2.cp&
3.越大 越大 越小 越小
【例1】A 解析:
本题不仅考查了化学平衡的直接标志,也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断。
①中单位时间内生成nmolo2必消耗2nmolNo2,而生成2nmolNo2时,必消耗nmolo2,能说明反应达到平衡。
②不能说明。
③中无论达到平衡与否,化学反应速率之比都等于化学计量数之比。
④有色气体的颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡。
⑤体积固定、气体质量反应前后守恒,密度始终不变。
⑥反应前后气体体积不相等,压强不变,意味着各物质的含量不再变化。
⑦该反应反应前后气体体积不相等,由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的物质的量不变,能说明反应达到平衡。
【例2】c 解析:
依平衡常数的表达式可知A正确;
升高温度k减小,平衡左移,正反应为放热反应,B正确;
5min后co、H2o、co2、H2的浓度分别为0.6mol&
L-1、0.6mol&
L-1、0.4mol&
L-1,c&
=&
0.4mol&
L-1&
2&
0.6mol&
2<1,平衡向右移动,c错误;
=35,D正确。
【例3】B 解析:
本题考查平衡常数、分解率的计算。
设分解率为x。
12H2 + 12X2
HX
始态
0
mol&
L-1
平衡态
2xmol&
k=&
1-x&
12x&
12&
12=10
解得x=16,分解率约为17%。
答案:
淀粉 溶液由蓝色变无色,且半分钟后颜色不再改变
c
分液漏斗 分液时上层液体应从上口倒出,下层液体应从下口放出
0.085mol&
L-1 961
解析:
消耗I2,c降低,平衡I2+I-I-3左移,所以选c;
n=0.0017mol,n=0.0017mol÷
2=0.00085mol,c〔I2〕=0.00085mol0.01L=0.085mol&
L-1;
85=0.085
L-1c〔I2&
〕,c〔I2〕=0.001mol&
L-1,溶液中的c=0.1mol&
L-1-0.049mol&
L-1=0.051mol&
L-1,k=c&
I-3&
I-&
I2&
=961。