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第2節(jié)化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù) 2 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考點一化學平衡狀態(tài)的判斷 落實基礎(chǔ)1 可逆反應(yīng) 1 概念 在相同條件下既可以向正反應(yīng)方向進行 同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng) 2 特點 三同一小 三同 a 相同條件下 b 正逆反應(yīng)同時進行 c 反應(yīng)物與生成物同時存在 一小 任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于 填 大于 或 小于 100 3 表示方法 在化學方程式中用 表示 3 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 2 化學平衡狀態(tài) 1 概念 在一定條件下的可逆反應(yīng)中 反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài) 2 建立過程 在一定條件下 把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中 化學平衡的建立過程可用如下v t圖像表示 4 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 圖像分析 5 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 3 特征 6 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一可逆反應(yīng)的特征例1在固定容積的密閉容器中進行如下反應(yīng) 2A g B g 2C g 已知反應(yīng)過程某一時刻A B C濃度分別為0 2mol L 1 0 1mol L 1 0 2mol L 1 達到平衡時濃度可能是 A A B分別為0 4mol L 1 0 2mol L 1B A為0 25mol L 1C A C均為0 15mol L 1D A為0 24mol L 1 C為0 14mol L 1 答案 解析 7 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導 1 牢記可逆反應(yīng)的特征 三同一小 2 化學平衡正向建立的過程中反應(yīng)物的濃度減小 生成物的濃度增大 平衡逆向建立的過程中反應(yīng)物的濃度增大 生成物的濃度減小 平衡移動過程中 反應(yīng)物和生成物的濃度不可能同時增大或減小 8 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二化學平衡狀態(tài)的判斷例2在一個溫度恒定固定容積的密閉容器中 發(fā)生可逆反應(yīng)mA s nB g pC g qD g 已知m n p q 且該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 反應(yīng)達到平衡的標志是 體系的壓強不再改變 氣體的密度不再改變 各氣體的濃度不再改變 各氣體的質(zhì)量分數(shù)不再改變 反應(yīng)速率v C v D p q 單位時間內(nèi)nmolB斷鍵反應(yīng) 同時pmolC也斷鍵反應(yīng)A B C D 答案 解析 9 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 互動探究 1 上述題目中 若A為氣體 則說明反應(yīng)到達平衡的標志有哪些 答案 若A為氣體 說明題給反應(yīng)為等體積反應(yīng) 反應(yīng)前后壓強不變 密度不變 所以反應(yīng)到達平衡的標志為 2 若A為氣體 同時v正 A v正 B v正 C v正 D m n p q v逆 A v逆 B v逆 C v逆 D m n p q能說明上述反應(yīng)已達平衡狀態(tài)嗎 答案 不論是否達到平衡狀態(tài) 題述等式一定成立 故不一定是平衡狀態(tài) 10 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導 1 單向反應(yīng)速率之比不管是否達到平衡狀態(tài) 都等于化學計量數(shù)之比 不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 2 平衡時各物質(zhì)的濃度與起始加入的反應(yīng)物的比例關(guān)系及反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率有關(guān) 平衡時反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度之比一般不等于計量數(shù)之比 當反應(yīng)物的物質(zhì)的量按計量數(shù)之比加入時 不管是否達到平衡 反應(yīng)物的濃度之比一定等于計量數(shù)之比 11 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 3 判斷平衡狀態(tài)的方法 逆向相等 變量不變 逆向相等 反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率 一個是逆反應(yīng)的速率 當二者之比等于其計量數(shù)之比時 經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等 即v 正 v 逆 達到平衡狀態(tài) 變量不變 如果一個物理量 如某一物質(zhì)的質(zhì)量 物質(zhì)的量 物質(zhì)的量濃度 體積分數(shù)或反應(yīng)體系的壓強 氣體的密度 平均相對分子質(zhì)量 氣體的顏色等 若隨反應(yīng)進行而改變 當不變時為平衡狀態(tài) 一個隨反應(yīng)進行保持不變的物理量 不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 12 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 1 2015安徽理綜 汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為 N2 g O2 g 2NO g 一定條件下 等物質(zhì)的量的N2 g 和O2 g 在恒容密閉容器中反應(yīng) 下圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化 曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化 下列敘述正確的是 B 溫度T下 隨著反應(yīng)的進行 混合氣體的密度減小C 曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑D 若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度 可判斷該反應(yīng)的 H 0 答案 解析 13 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 SO3 g 分解 L L1 L2 X可分別代表壓強或溫度 下圖表示L一定時 中SO3 g 的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系 1 X代表的物理量是 2 判斷L1 L2的大小關(guān)系 并簡述理由 答案 解析 14 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 落實基礎(chǔ)1 概念在一定溫度下 一個可逆反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)時 生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù) 用符號K表示 考點二化學平衡常數(shù)及其應(yīng)用 15 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 3 意義及應(yīng)用 1 K值越大 正反應(yīng)進行的程度越大 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 當K 105時 可以認為反應(yīng)進行得較完全 2 K值越小 正反應(yīng)進行的程度越小 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小 當K 10 5時 認為反應(yīng)很難進行 4 影響因素 1 內(nèi)因 反應(yīng)物本身的性質(zhì) 2 外因 只受溫度影響 與濃度 壓強 催化劑等外界因素無關(guān) 16 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一平衡常數(shù)表達式的書寫例1 2015全國 改編 反應(yīng)CO g 2H2 g CH3OH g H1 99kJ mol 1的化學平衡常數(shù)K的表達式為 在圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為 填曲線標記字母 其判斷理由是 答案 解析 17 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 18 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 19 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 下列說法正確的是 A 實驗 中 若5min時測得n M 0 050mol 則0至5min時間內(nèi) 用N表示的平均反應(yīng)速率v N 1 0 10 2mol L min 1B 實驗 中 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K 2 0C 實驗 中 達到平衡時 X的轉(zhuǎn)化率為60 D 實驗 中 達到平衡時 b 0 060 答案 C 20 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 21 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 22 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 方法指導化學平衡計算的方法 三段式 1 計算步驟 23 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 24 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 25 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 26 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 高考微題組 2015天津理綜 某溫度下 在2L的密閉容器中 加入1molX g 和2molY g 發(fā)生反應(yīng) 平衡時 X Y Z的體積分數(shù)分別為30 60 10 在此平衡體系中加入1molZ g 再次達到平衡后 X Y Z的體積分數(shù)不變 下列敘述不正確的是 A m 2B 兩次平衡的平衡常數(shù)相同C X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1 1D 第二次平衡時 Z的濃度為0 4mol L 1 答案 解析 27 高考中的 ?？?化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)是新增加內(nèi)容 每年高考的必考考點 平衡常數(shù)表達式的書寫及計算 利用平衡常數(shù)計算平衡轉(zhuǎn)化率是常見的考查形式 解題的關(guān)鍵是要有清晰的解題思路 能熟練運用 三段式 進行運算 28 2 與反應(yīng)熱的關(guān)系一般情況下 3 與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系由于固體或純液體濃度視為一常數(shù) 所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出 書寫平衡常數(shù)表達式時 要注意物質(zhì)的狀態(tài) 29 二 化學平衡常數(shù)的應(yīng)用1 判斷 比較可逆反應(yīng)進行的程度一般來說 一定溫度下的一個具體的可逆反應(yīng) 30 3 判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)4 計算反應(yīng)物的起始濃度 平衡濃度及平衡轉(zhuǎn)化率 31 4 計算反應(yīng)物的起始濃度 平衡濃度及平衡轉(zhuǎn)化率例在一定體積的密閉容器中 進行如下化學反應(yīng) CO2 g H2 g CO g H2O g 其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下 回答下列問題 1 該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為K 2 該反應(yīng)為 填 吸熱 或 放熱 反應(yīng) 3 某溫度下 各物質(zhì)的平衡濃度符合下式 3c CO2 c H2 5c CO c H2O 試判斷此時的溫度為 32 4 若830 時 向容器中充入1molCO 5molH2O 反應(yīng)達到平衡后 其化學平衡常數(shù)K 填 大于 小于 或 等于 1 0 5 830 時 容器中的反應(yīng)已達到平衡 在其他條件不變的情況下 擴大容器的體積 平衡 填 向正反應(yīng)方向 向逆反應(yīng)方向 或 不 移動 6 若1200 時 在某時刻平衡體系中CO2 H2 CO H2O的濃度分別為2mol L 1 2mol L 1 4mol L 1 4mol L 1 則此時上述反應(yīng)的平衡移動方向為 填 正反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向 或 不移動 33 34 35 36 對點訓練1 下列關(guān)于化學平衡常數(shù)的說法中 正確的是 A 在任何條件下 化學平衡常數(shù)都是一個定值B 當改變反應(yīng)物的濃度時 化學平衡常數(shù)會發(fā)生改變C 化學平衡常數(shù)K與溫度 反應(yīng)物濃度 體系的壓強都有關(guān)D 利用化學平衡常數(shù)K可以推斷一個可逆反應(yīng)進行的程度 答案 解析 37 2 在一定溫度下 向2L體積固定的密閉容器中加入1molHI 發(fā)生反應(yīng) 2HI g H2 g I2 g H 0 H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示 下列說法正確的是 B 0 2min內(nèi)HI的平均反應(yīng)速率為0 05mol L 1 min 1C 恒壓下向該體系中加入N2 反應(yīng)速率不變 平衡不移動 化學平衡常數(shù)不變D 升高溫度 平衡向正反應(yīng)方向移動 化學平衡常數(shù)可能增大也可能減小 答案 解析 38 3 高考題組 1 2015海南化學節(jié)選 氨是合成硝酸 銨鹽和氮肥的基本原料 硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O 250 時 硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡 該分解反應(yīng)的化學方程式為 平衡常數(shù)表達式為 若有1mol硝酸銨完全分解 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol 由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示 若生成1molN2 其 H kJ mol 1 39 40 139 2 4 1 0 05 3 解析 1 由題中 250 時 硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡 可知NH4NO3的分解反應(yīng)為可逆反應(yīng) 平衡常數(shù)表達式中不能出現(xiàn)固體物質(zhì) 故反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為K c N2O c2 H2O NH4NO3中 3價N和 5價N發(fā)生歸中反應(yīng) 生成 1價的N 故1molNH4NO3完全分解轉(zhuǎn)移4mol電子 由圖示信息可知 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 故該反應(yīng)為放熱反應(yīng) H 209kJ mol 1 348kJ mol 1 139kJ mol 1 41 3 絕熱條件下容器 中反應(yīng)吸收的熱量小于容器 達到平衡時容器 中溫度高于容器 對于同一吸熱反應(yīng) 溫度越高平衡常數(shù)越大 故K K 42 2 1 3 4 5 考點一化學平衡狀態(tài)的判斷1 2015四川理綜 一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng) C s CO2 g 2CO g 平衡時 體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示 已知 氣體分壓 p分 氣體總壓 p總 體積分數(shù) 下列說法正確的是 A 550 時 若充入惰性氣體 v 正 v 逆 均減小 平衡不移動B 650 時 反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25 0 C T 時 若充入等體積的CO2和CO 平衡向逆反應(yīng)方向移動D 925 時 用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp 24 0p總 43 2 1 3 4 5 答案 B 44 2 1 3 4 5 45 2 1 3 4 5 2 可逆反應(yīng) 2NO2 g 2NO g O2 g 在體積固定的密閉容器中進行 達到平衡狀態(tài)的標志是 單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2 單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO 用NO2 NO O2表示的反應(yīng)速率之比為2 2 1的狀態(tài) 混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) NO2的轉(zhuǎn)化率不再改變A B C D 答案 解析 46 4 3 1 2 5 答案 解析 47 4 3 1 2 5 答案 解析 48 5 3 1 2 4 A 0 5min時 該反應(yīng)的速率為v X 0 12mol L 1 min 1B 5min時反應(yīng)達到平衡 該溫度下的平衡常數(shù)值為0 625C 15min時改變的條件可能是降低溫度D 從初始到18min時 X的轉(zhuǎn)化率為30 答案 解析