化学平衡状态复习

高考考纲Ｐ169可逆反应的概念：同一条件下既能向正向进行，同时又能向逆向进行的反应。（化学平衡的研究对象是可逆反应；而化学反应速率可以针对任意化学反应）2H2+O2==2H2O2H2O==2H2+O2是否互为可逆反应NH4Cl==NH3+HClNH3+HCl==NH4Cl呢？点燃电解可逆反应的特征：不能向一个方向完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%加热常温同一条件同时化学平衡的研究对象化学平衡存在于可逆反应中化学平衡的建立1、化学平衡的建立从反应物开始从生成物开始2、化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态。概念的理解：前提是一定条件下的可逆反应实质是ひ正=ひ逆≠0标志是反应混合物中各组分的浓度保持不变3、化学平衡的特征(1)逆——可逆反应变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)动——动态平衡定——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变4、判断化学平衡状态的方法⑴总压强、总体积、总物质的量一定各气体的体积或体积分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的物质的量或物质的量的分数一定混合体系中各组分的含量是否平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)项目平衡平衡平衡不一定平衡ひ(A)׃ひ(B)׃ひ(C)׃ひ(D)==m׃n׃p׃qひ正不一定等于ひ逆在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolD(均指ひ逆)在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA正逆反应速率关系是否平衡mA(g)+nB(g)　　pC(g)+qD(g)项目4、判断化学平衡状态的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡当m+n=p+q时，M一定当m+n≠p+q时，M一定混合气体的平均相对分子质量(M)当m+n=p+q时，总压力一定(其它条件一定)当m+n≠p+q时，总压力一定(其它条件一定)压强是否平衡mA(g)+nB(g)　　pC(g)+qD(g)项目4、判断化学平衡状态的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)密度(ρ)是否平衡注意化学反应的特点项目4、判断化学平衡状态的方法⑷不一定平衡不一定平衡一定平衡课堂练习1、下列方法中可以证明A(s)+2B2(g)2C2(g)+D2(g)已经达到平衡状态的是______________________.⑵、一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成⑺、百分组成B2%=C2%=D2%⑴、单位时间内生成了2molC的同时也生成了1molA⑶、反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化⑹、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化⑻、温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化⑴、⑸、⑹、⑻1.定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度的方程式计量系数次方的乘积与反应物计量系数次方的乘积之比，为一常数，称为“平衡常数”。符号：K。化学平衡常数2.平衡常数的意义示在一定条件下，可逆反应所能进行的极限。K↑，正反应越彻底。通常：K>107，正反应单向K<10-7，逆反应单向K=10-7107，可逆反应①平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的起始浓度无关。②平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。例如：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)K=3.61024(298K)K很大，但常温时反应速率很小。③平衡常数的书写形式和数值与方程式有关。例：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)K=c2(NH3)/[(c(N2)c3(H2)]½N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)K’=c(NH3)/[(c½(N2)c3/2(H2)]K=(K’)2④稀的水溶液反应，[H2O]不写在平衡常数表达式中。例：Cr2O72-+H2O=2CrO42-+2H+K=([CrO42-]2[H+]2)/[Cr2O72-]注意：化学平衡的简单计算抓好四个量－－－－　起始量、变化量、平衡量、差量（反应物的平衡量＝起始量－变化量；生成物的平衡量＝起始量＋变化量；各物质变化量之比等于方程式计量数之比（包括差量），例如合成氨反应中ａ：ｂ：ｃ：ｃ＝１：３：２：２）用好三个公式——转化率、产率、百分含量熟悉三个相关量－－压强、相对分子质量、密度T、V相同时，P1／P2＝n1／n2或P／△P＝n／△n混合气体的相对分子质量M＝ｍ／ｎ（运用质量守恒定律计算混合气体的质量ｍ，运用方程式的计量数计算混合气体的总物质的量ｎ）混合气体的密度D＝m／v（运用质量守恒定律计算混合气体的质量ｍ，注意恒容和恒压对体积的影响）化学平衡的有关计算常用方法—程序法1、建立解题程序模式mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)起始浓度转化浓度平衡浓度2、确定关系(1)确定转化浓度是解题的关键(2)反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度(3)(4)混合气体的平均分子量数值之比等于方程式中相应物质系数之比。mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)起始浓度转化浓度平衡浓度3、依照题意，列式求解解题的突破点：找等量，建立方程式化学平衡的有关计算常用方法—程序法1、在一定温度、压强和有催化剂存在条件下，将N2和H2按1：3的体积比混合，当反应达平衡时，混合气中含有mmol的NH3，且NH3的体积分数量为a%，求起始时N2、H2的物质的量。设起始状态N2为xmol，则H2为3xmolN2＋3H22NH3起始物质的量(mol)转化物质的量(mol)平衡物质的量(mol)x3x0m/23m/2mm由题给条件知a%=等效平衡对于同一可逆反应，当外界条件一定时，只是起始加入物质的情况不同，但只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同组分的百分含量(体积、物质的量)均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。温度、容积、压强研究等效平衡的方法是：等效转换等效平衡的基本标志等效平衡例1、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？三条途径最终达同一平衡N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol1mol(3+1)mol0mol(0.5+0.5)mol(2.5+1.5)mol0mol一类特殊的等效平衡，不仅任何相同组分的分数均相同，而且相同组分的物质的量浓度也相同，这类平衡又称为同一平衡。方法：将其中一个平衡进行等效转换，然后比较两个平衡的差别。同一平衡是等效平衡的特例。同一平衡例2、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？N2+3H22NH3(1)1mol3mol0mol(2)2mol6mol0mol例2、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？N2+3H22NH3(1)1mol3mol0mol(2)2mol6mol0mol两个平衡不等效例3、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行如下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol(3)0mol1mol1mol1mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后，CO2在平衡混合物中的含量相同？由此得出什么规律？CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol(3)0mol1mol1mol1mol(1)和(2)是等效平衡，(1)和(3)、(2)和(3)都不是等效平衡“一边倒”2mol   2mol       0mol  0mol“一边倒”1mol   2mol       0mol  0mol(1)和(2)达到新平衡后各物质浓度一样吗？定温定容下的等效平衡对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，在定温定容的条件下，改变起始加入原料的物质的量，如通过等效转换后，与原平衡相同，则两平衡等效。对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，在定温定容的条件下，改变起始加入原料的物质的量，如通过等效转换后，各物质的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。2.在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应：2A(g)+2B(g)＝＝3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是A2molA+2molB+3molC+1molDB3molC+1molD+1molBC3molC+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD练习：2A（g）+2B（g）3C（g）+D（g）2mol2mol0mol0molA2mol1mol3mol1mol4mol3mol0mol0molB0mol1mol3mol1mol2mol3mol0mol0molC0mol0mol3mol1molD1mol0.5mol1.5mol0.5mol2mol1.5mol0mol0mol若上题反应式中B为固体，则应选？BC在一个体积可变的密闭容器中，加入2molSO2和1molO2，可发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，达平衡时SO3的浓度为wmol/L，若维持温度压强不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡时，SO3的浓度仍为wmol/L的是（A）4molSO2和2molO2（B）1molSO2、0.5molO2和1molSO3（C）2molSO3（D）1molSO3（E）2.5molSO3（F）2molSO2和2molO2思考2：ABCDE-等效平衡例4、在恒温恒压下，按不同的投料方式进行如下反应N2+3H22NH31mol3mol0mol2mol6mol0mol(3)2mol6mol2mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后，NH3在平衡混合物中的体积百分含量相同？由此得出什么规律？2、等温等压下的等效平衡改变起始加入情况，等效转换后，如果各物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效等效平衡须考虑的因素：外界条件：1、相同温度、相同容积2、相同温度、相同压强化学反应：1、反应前后体积不变2、反应前后体积改变等同：1、平衡时各组分浓度相同2、平衡时各组分的百分含量相同应用等效平衡原理分析有关化学平衡问题的一般思路：根据已知条件，先合理变换条件，使之成为等效平衡；然后将体系恢复为原条件，再根据平衡移动原理，分析平衡结果。等效转换的方法：“一边倒”或改变体积应用：比较不同的平衡状态mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)定T、V定T、Pm+n≠p+qm+n=p+q极限相等法极限成比例法极限成比例法m+n≠p+qm+n=p+q例：已知2SO2+O2=2SO3，A、B分别为等容、等压体系，分别向等体积的A、B中加入各2molSO2、1molO2，则平衡时SO3的体积分数AB；若分别向等体积的A、B中加入各2molSO3，则平衡时SO3的体积分数AB（假定起始状态均为一标准大气压）AB<>练习7、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：（1）恒定T、V：[1]若X=0，Y=0，则Z=-----------。[2]若X=0.75，Y=----------，Z=----------。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是---------------。（2）恒定T、P：[1]若X=0、Y=0，则Z-----------。[2]若X=0.75,则Y---------，Z---------------。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是----------------。2mol2.25mol0.5molY=3X,X+Y+2Z=4>0=2.25mol>=0Y=3X,Z>=0X+Z/2=1,Y+3Z/2=3