1．理解化學(xué)平衡的概念以及可逆反應(yīng)。
2．能用平衡狀態(tài)的特征來判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。
3．知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義并能利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。
1．化學(xué)平衡狀態(tài)的判定。
2．利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。
達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征是________________________________。
一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
1．可逆過程
(1)可逆過程
當(dāng)溫度一定時,飽和溶液中的固體溶質(zhì)溶解和溶質(zhì)分子回到固體表面的結(jié)晶過程一直在進行,而且兩種過程的速率____,于是飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都____。
(2)表述
約定采用“____”來代替反應(yīng)式中原來用的“____”,把從左向右的過程稱作_______________;由右向左的反應(yīng)稱作_______________。
2．可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
(1)可逆反應(yīng)
在________下,既能向__________同時又能向____________進行的反應(yīng)。
(2)不可逆反應(yīng)
在一定條件下,幾乎所有的反應(yīng)都具有不同程度的可逆性,但有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進行程度太小因而可忽略。如Ag++Cl-AgCl↓
二、化學(xué)平衡的建立
1．化學(xué)平衡的建立
以CO+H2O(g)CO2+H2反應(yīng)為例。
在一定條件下,將0.01mlCO和0.01mlH2O(g)通入1L密閉容器中,開始反應(yīng):
(1)反應(yīng)剛開始時:
反應(yīng)物的濃度為_______,正反應(yīng)速率為_______。
生成物的濃度為______, 逆反應(yīng)速率為________。
(2)反應(yīng)進行中:
反應(yīng)物的濃度___________,正反應(yīng)速率____________。
生成物的濃度_____________,逆反應(yīng)速率_______________。
(3)肯定最終有一時刻,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率___________,此時,反應(yīng)物的濃度___________,生成物的濃度也____________。如圖所示。
2．化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)定義:___________________________________________________________。
(2)特征:
①逆:________________________
②動:________________________
③等:________________________
④定:________________________
⑤變:________________________
(3)特點:化學(xué)平衡的建立與建立的途徑無關(guān)。
【思考】相同條件(溫度、濃度、壓強等)時,一個反應(yīng)從正反應(yīng)開始與從逆反應(yīng)開始,最終所達(dá)到的平衡狀態(tài)是否相同?
(4)達(dá)到平衡的標(biāo)志:以mA(g)+nB(g)?pC(g)為例
直接標(biāo)志:①速率關(guān)系:正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,即A的消耗速率與A的生成速率相等,A的消耗速率與C的消耗速率之比等于m∶p,B的生成速率與C的生成速率之比等于n∶p。
②各物質(zhì)的百分含量保持不變。
間接標(biāo)志:①混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。(注:m+n≠p)
②各物質(zhì)的濃度不隨時間的改變而改變。
③各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。
③各氣體的體積、分壓不隨時間的改變而改變。
三、對于密閉容器中的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g),根據(jù)對化學(xué)平衡的理解,判斷下列各情況下,是否達(dá)到平衡。
四、化學(xué)平衡常數(shù)
1．定義:在____下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到______時,生成物____________與反應(yīng)物____________的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號____表示。
2．表達(dá)式:對于一般的可逆反應(yīng),mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下,K=___________。該式中(1)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物質(zhì)處于____時的濃度;(2)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的單位為1。
3．書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的原則:
請寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式并總結(jié)規(guī)律:
規(guī)律:(1)同一化學(xué)反應(yīng),可以用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式來表示,每個化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2)對于同一可逆反應(yīng),正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù),即___________。
(3)化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括____物質(zhì)和____中各溶質(zhì)的濃度。
4．特點:K只受____影響,與反應(yīng)物或生成物的____無關(guān)。
五、平衡常數(shù)K的應(yīng)用
1．判斷反應(yīng)的熱效應(yīng):
若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K____；
若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K____。
2．判斷某時刻反應(yīng)進行的方向:
可用該時刻產(chǎn)物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。
即Qc=K體系處于__________________；
QcK反應(yīng)___________________進行。
3．判斷反應(yīng)進行的程度:
K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例____,它的正向反應(yīng)進行的程度____,即該反應(yīng)進行得越____,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率____;反之,就越____,轉(zhuǎn)化率就____。一般地說,____時,該反應(yīng)進行得就基本完全了。
【練習(xí)】在一定條件下,使NO和O2在一密閉容器中進行反應(yīng),下列說法中不正確的是()
A．反應(yīng)開始時,正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零
B．隨著反應(yīng)的進行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后為零
C．隨著反應(yīng)的進行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后不變
D．隨著反應(yīng)的進行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后不變
【練習(xí)】哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎?，F(xiàn)向一密閉容器中充入1mlN2和3mlH2,在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生:N2+3H22NH3,下列有關(guān)說法正確的是()
A．達(dá)到化學(xué)平衡時,N2將完全轉(zhuǎn)化為氨
B．達(dá)到化學(xué)平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等
C．達(dá)到化學(xué)平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化
D．達(dá)到化學(xué)平衡時,正、逆反應(yīng)速率都為零
【練習(xí)】14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng):14CO2+C2CO,達(dá)到平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有()
A．14CO2B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14CD．14CO
【練習(xí)】在密閉容器中進行反應(yīng)X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1ml·L-1、0.2ml·L-1、0.2ml·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度有可能是()
A．Z為0.2ml·L-1B．Y2為0.35ml·L-1
C．X2為0.3ml·L-1D．Z為0.4ml·L-1
【練習(xí)】在一定溫度下,向aL密閉容器中加入1mlO2和2mlNO,發(fā)生如下反應(yīng):O2(g)+2NO(g)2NO2(g),此反應(yīng)不一定達(dá)平衡的是()
A．容器內(nèi)壓強不隨時間變化
B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化
C．容器內(nèi)O2、NO、NO2的濃度之比為1∶2∶2
D．單位時間內(nèi)生成1mlO2,同時生成2mlNO2
【練習(xí)】可逆反應(yīng)N2+3H22NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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)
【練習(xí)】一定條件下,在體積為1L的密閉容器中,1mlX和1mlY進行反應(yīng):2X(g)+Y(g)Z(g),下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是( )
A．X的百分含量不再發(fā)生變化
B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)=2∶1∶1
C．容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化
D．同一時間內(nèi)消耗2nmlX的同時生成nmlZ
【練習(xí)】一定條件下,下列反應(yīng)呈平衡狀態(tài)時的平衡常數(shù):3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K1
2NH3(g)3H2(g)+N2(g)K2則K1與K2的關(guān)系為( )
A．K1=K2B．K2=1/K1C．K1/2=K2D．無法確定
【練習(xí)】放熱反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時達(dá)到平衡,c(CO)1=c(H2O)1=1.0ml·L-1,其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變,升高反應(yīng)體系的溫度至t2時,反應(yīng)物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2O)2,平衡常數(shù)為K2,則( )
A．若增大CO濃度,K2和K1都增大B．K2>K1
C．c(CO)2=c(H2O)2D．c(CO)1>c(CO)2
【練習(xí)】在一密閉容器中,CO和H2O混合加熱到800℃達(dá)到下列平衡：CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)，K=1.0，若反應(yīng)開始時CO和H2O的濃度分別為0.20ml·L-1和1.00ml·L-1，則CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為()
A．80%B．83%C．75%D．91%
【練習(xí)】在容積為1L的密閉容器中,加入5mlA物質(zhì),在一定條件下同時發(fā)生下列兩個反應(yīng)：(1)2A(g)2B(g)+C(g)；(2)A(g)C(g)+D(g)。當(dāng)達(dá)到平衡時,測得c(A)=2.5ml·L-1，c(C)=2.0ml·L-1。則下列說法中正確的是()
A．達(dá)到平衡時A的總轉(zhuǎn)化率為40%B．達(dá)到平衡時c(B)=2c(D)
C．達(dá)到平衡時c(B)為1.0ml·L-1D．達(dá)到平衡時c(D)=2c(B)
1．在密閉容器中有如下反應(yīng)：X2（g）+Y2（g）?2Z（g）。已知：X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1ml?L﹣1、0.3ml?L﹣1、0.2ml?L﹣1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度（單位ml?L﹣1）可能是（ ）
A．X2為0.2B．Y2為0.2C．Z為0.3D．Z為0.4
2．對于工業(yè)合成氨反應(yīng)：N2+3H2 2NH3，下列說法正確的是（ ）
A．反應(yīng)到達(dá)平衡時，v（正）＝v（逆）＝0
B．該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，N2、H2、NH3一定共存，且濃度之比為1：3：2
C．增大H2的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率
D．加入足夠多的N2可以使H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%
3．在373K時，密閉容器中充入一定物質(zhì)的量的NO2 和SO2，發(fā)生如下反應(yīng)：NO2+SO2?NO+SO3，達(dá)到平衡時，下列敘述正確的是（ ）
A．SO2、NO2、NO、SO3 的物質(zhì)的量一定相等
B．NO2和 SO2的物質(zhì)的量一定相等
C．平衡體系中總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時總物質(zhì)的量
D．NO 和 SO3 的物質(zhì)的量一定相等
4．已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3 △H＝﹣92.4kJ?ml﹣1．在恒容密閉容器內(nèi)，投入2mlN2和6mlH2發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，下列說法不正確的是（ ）
A．其他條件不變，升高溫度，平衡被破壞，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小
B．一定存在2v（H2）正＝3v（NH3）正
C．若容器內(nèi)有 1ml NH3生成，則放出熱量46.2kJ
D．容器內(nèi)混合氣體壓強不再發(fā)生變化
5．下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法正確的是（ ）
A．平衡常數(shù)K與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)
B．改變反應(yīng)物濃度能改變平衡常數(shù)K
C．加入催化劑可能會改變平衡常數(shù)K
D．K越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小
6．某溫度下，反應(yīng)2A（g）+B（g）?2C（g）的平衡常數(shù)K1＝50，在同一溫度下，反應(yīng)2C（g）?2A（g）+B（g）的平衡常數(shù)K2為（ ）
A．2500B．50C．0.02D．0.002
7．E和F加入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：E（s）+4F（g）?G（g），已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)值如下表所示．下列說法正確的是（ ）
A．上述反應(yīng)是熵增反應(yīng)
B．25℃時，反應(yīng)G（g）?E（s）+4F（g）的平衡常數(shù)值是0.5
C．在80℃時，測得某時刻，F(xiàn)、G濃度均為0.5 ml?L﹣1，則此時v（正）＞v（逆）
D．恒溫恒容下，向容器中再充入少量G（g），達(dá)新平衡時，G的體積百分含量將增大
8．在2L恒容密閉容器中充入X（g）和Y（g），發(fā)生反應(yīng)X（g）+Y（g）?M（g）+N（s），所得實驗數(shù)據(jù)如表：下列說法不正確的是（ ）
A．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．實驗①5min達(dá)平衡，平均反應(yīng)速率v（X）＝0.005ml/（L?min）
C．實驗②中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.1（ml/L）﹣1
D．實驗②中，達(dá)到平衡時，a大于0.10
9．在一固定體積的密閉容器中，進行著下列化學(xué)反應(yīng)：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：
則下列有關(guān)的敘述正確的是（ ）
A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．可測量容器總壓變化來判定化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡
C．若在某平衡狀態(tài)時，c（CO2）×c（H2）＝c（CO）×c（H2O），此時的溫度為830℃
D．達(dá)平衡時，濃度：c（CO2）＝c（CO）
【知識點填空答案】
各物質(zhì)的濃度不再改變
【知識點填空答案】
相等；不變；?；==；正反應(yīng)；逆反應(yīng)；同一條件；正反應(yīng)方向；逆反應(yīng)方向；最大；最大；0；0；逐漸減小；逐漸減?。?；逐漸增大；逐漸增大；相等；不變；不變；化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的百分含量(濃度、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)保持不變的狀態(tài)；可逆反應(yīng)；動態(tài)平衡(正、逆反應(yīng)仍在進行)；v(正)、v(逆)不為0；v(正)=v(逆)；體系中所有反應(yīng)物和生成物的百分含量(混合物各組分的濃度、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)保持不變；條件改變,原平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡；相同,因為化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)進行的方向無關(guān),而與反應(yīng)時的條件有關(guān),只要條件(溫度、濃度、壓強等)相同,最終就會達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；平衡；平衡；平衡；不一定平衡；平衡；平衡；不一定平衡；不一定平衡；平衡；；不一定平衡；平衡；不一定平衡；平衡；不一定平衡；平衡
【練習(xí)答案】BCCACCABCBC
【檢測反饋答案】CCCAACDCC可能的情況舉例
是否能判斷已達(dá)平衡
1.混合物體系中各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定
②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定
2.正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系
①單位時間內(nèi)消耗了mmlA,同時生成mmlA
②單位時間內(nèi)消耗了nmlB,同時消耗了pmlC
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
④單位時間內(nèi)生成nmlB,同時消耗qmlD
3.壓強
①其他條件不變,m+n≠p+q時,總壓強一定
②其他條件不變,m+n=p+q時,總壓強一定
4.平均相對分子質(zhì)量M
①當(dāng)m+n≠p+q時,M一定
②當(dāng)m+n=p+q時,M一定
5.溫度
其他條件一定時,體系溫度一定
6.體系密度
其他條件一定時,體系密度一定
7.其他
組成成分有顏色時,體系顏色不再變化
反應(yīng)
K
1
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)
2
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
3
2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
4
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
5
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
6
Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq)
溫度℃
25
80
230
平衡常數(shù)值
5×104
2
1.9×10﹣5
實驗編號
溫度/℃
起始時物質(zhì)的量/ml
平衡時物質(zhì)的量/ml
n（X）
n（Y）
n（M）
n（N）
①
800
0.10
0.15
0.05
0.05
②
800
0.20
0.30
a
a
③
900
0.10
0.15
0.04
0.04
T（℃）
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6

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第二節(jié) 化學(xué)平衡

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