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高三化學復習-導學案-030 2019-2020年高三化學一輪復習 化學平衡狀態(tài) 化學平衡常數(shù)導學案 班級 姓名 組別 組名 【考綱解讀】： 1.考查可逆反應、化學平衡的建立、特征及等效平衡的判斷和計算 2. 理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算 【知識梳理】： 一、可逆反應 1．定義：____條件下，既能向______方向進行，同時又能向______方向進行的化學反應。 2．特點：反應物與生成物同時存在；任一組分的轉化率小于100%。 3．表示：用 表示。 二．化學平衡狀態(tài) 1、概念：一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率____，反應體系中所有參加反應的物質的____保持不變的狀態(tài)。 2.、平衡特征 提醒：各組分的濃度、物質的量、百 分含量保持不變，這樣的組分 不能為固體或純液體。 3、化學平衡狀態(tài)的判斷 問題1：化學平衡的實質是什么？ ※理解：◆ “v(正)＝v(逆)”，是化學平衡狀態(tài)微觀本質的條件，其含義可簡單地理解為：對反應物或生成物中同一物質而言，其生成速率等于消耗速率?！胺磻旌衔镏懈鹘M分的濃度不變”是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，是v(正)＝v(逆)的必然結果。 ◆其表現(xiàn)形式有多種：包括反應物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于對應系數(shù)之比；反應物的生成速率與生成物的生成速率之比等于對應系數(shù)之比等，要善于分辨。 【練習1】可逆反應2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中達到平衡狀態(tài)的標志是( ) ①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài) A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 問題2：通常從哪些方面判斷反應已達平衡狀態(tài)？(或化學平衡的標志通常有哪些？) ※理解：可逆反應達到平衡狀態(tài)有兩個核心的判斷依據(jù)：①正反應速率和逆反應速率相等。②反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變。只要抓住這兩個特征就可確定是否達到平衡狀態(tài)，對于隨反應的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了，即說明可逆反應達到了平衡狀態(tài)。 三、等效平衡的規(guī)律 1．等溫、等容條件下，左右氣相物質的化學計量數(shù)不等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應相同，則它們互為等效平衡：如可逆反應：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g) A B C D 等效說明 ① 2 mol 1 mol 0 0 互為等效平衡。表現(xiàn)在 物質的量、質量、體積、物質 的量濃度、組分百分含量(物質的量 分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同 ② 4 mol 2 mol 0 0 ③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤ 0 0 3 mol 1 mol 2.等溫、等容條件下，左右氣相物質的化學計量數(shù)相等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應成比例，則它們互為等效平衡。見下表，如可逆反應：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(s) A B C D 等效說明 ① 2 mol 1 mol 0 0 互為等效平衡。表現(xiàn)在物 質的量濃度、組分百分含量(物質的 量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同 ② 4 mol 2 mol 0 0 ③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤ 0 0 3 mol 1 mol 3.等溫、等壓條件下，任何有氣相物質參加的可逆反應，改變起始時加入的物質的物質的量，若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(即一邊倒)，其物質的量對應成比例，則它們互為等效平衡見下表，如可逆反應：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g) A B C D 等效說明 ① 2 mol 1 mol 0 0 互為等效平衡。表現(xiàn)在物質的量濃度、組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同 ② 4 mol 2 mol 0 0 ③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤ 0 0 3 mol 1 mol 【練習2】在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度，進行以下反應：H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2，達到平衡后生成a mol HBr，在相同條件下，且保持平衡時，各組分的百分含量不變，對下列編號(1)～(3)的狀態(tài)，填寫表中的空白。 編號 起始狀態(tài)/mol 平衡時HBr的物質的量/mol H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a (1) 0.5 1 0 (2) 1 0.5a (3) n m(m≥2n) ※理解：如果反應從不同方向開始，可按極端轉化的方法(即一邊倒)，變?yōu)橥晕镔|，再看是否“物質的量相同”或“物質的量之比相同”。 【當堂檢測】低溫脫硝技術可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學反應為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0在恒容的密閉容器中，下列有關說法正確的是(　　) A．平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應的平衡常數(shù)增大 B．平衡時，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉化率減小 C．單位時間內消耗NO和N2的物質的量之比為1∶2時，反應達到平衡 D．其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉化率增大 高三化學復習-導學案-031 第二節(jié)第二課時《化學平衡狀態(tài) 化學平衡常數(shù)》 編寫人：朱紅兵 審核：高三化學備課組 時間：2011-10-4 班級 姓名 組別 組名 【考綱解讀】： 1.考查可逆反應、化學平衡的建立、特征及等效平衡的判斷和計算 2. 理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算 【知識梳理】： 一、化學平衡常數(shù) 1．概念：在一定溫度下，當一個可逆反應達到________時，生成物_________________與反應物____________________的比值是一個常數(shù)，用符號__表示。 2．表達式：對于反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， K＝ (固體和純液體的濃度為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。 3．意義 (1)K值越大，反應物的轉化率__ __，正反應進行的程度_ ___。 (2)K只受__ __影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。 (3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。①若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。②若方程式中各物質的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。 4．化學平衡常數(shù)的應用 (1)判斷化學反應可能進行的程度：K值越大，反應物的轉化率越大，反應進行的程度越大。 (2)判斷化學反應是否達到平衡狀態(tài)及平衡移動方向 ※理解：對化學反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商Q＝ ①若Q＝K，反應達到平衡狀態(tài)；②若Q＜K，平衡正向移動；③若Q＞K，平衡逆向移動。 (3)利用K可判斷反應的熱效應 若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應，若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。 (4)計算化學反應中某反應物的平衡轉化率。 起始濃度 甲 乙 丙 c(H2)/(mol/L) 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/(mol/L) 0.010 0.010 0.020 【練習1】(xx北京理綜，12)某溫度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如下表所示。 下列判斷不正確的是(　　) A．平衡時，乙中CO2的轉化率大于60% B．平衡時，甲中和丙中H2的轉化率均是60% C．平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L D．反應開始時，丙中的反應速率最快，甲中的反應速率最慢 二、化學平衡計算的一般思路和方法——建模思想 化學平衡的計算一般涉及到各組分的物質的量、濃度、轉化率、百分含量、氣體混合物的密度、平均摩爾質量、壓強等，通常的思路是寫出平衡式，列出相關量(起始量、變化量、平衡量)，確定各量之間的關系，列出比例式或等式或依據(jù)平衡常數(shù)求解。 如以下反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始(mol) a b 0 0 變化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a－mx b－nx px qx 則有：(1)K＝、 (2)對于反應物：n(平)＝n(始)－n(變)； 對于生成物：n(平)＝n(始)＋n(變)。 (3)c平(A)＝、 (4)α(A)平＝100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 (5)φ(A)＝100%。(6)＝。 (7)(混)＝(g/L)。 (8)＝(g/mol)。 【練習2】(xx寧夏理綜，13)在一定溫度下，反應 H2(g)＋X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX(g)通入體積為1.0 L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于(　　)（寫出計算過程） A．5% B．17% C．25% D．33% ※理解：化學平衡的有關計算題常用的是“三段式”法。即先列出反應物、生成物的初始量、轉化量、平衡量，再根據(jù)相關關系列方程式求解。 【當堂檢測】 1、高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)(正反應吸熱)，其平衡常數(shù)可表示為K＝，已知1 100℃時，K＝0.263。 (1)溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，高爐內CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K值______(“增大”、“減小”或“不變”)。 (2)1 100℃時測得高爐中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，在這種情況下，該反應是否處于平衡狀態(tài)______(填“是”或“否”)，此時，化學反應速率v正______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_______________。 2、 (xx山東理綜－28(2))一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發(fā)生反應Ⅱ(2HIH2＋I2)，H2物質 的量隨時間的變化如右圖所示。0～2 min內的平均反應速率v(HI)＝________。該溫度下，H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K＝________。 相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質的量是原來的2倍，則________是原來的2倍。 a．平衡常數(shù) b．HI的平衡濃度 c．達到平衡的時間 d．平衡時H2的體積分數(shù) 3、已知：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＜0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應采取的措施是(　　) A．甲、乙提高相同溫度 B．甲中加入0.1 mol He，乙不變 C．甲降低溫度，乙不變 D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2