高二化学气体等效平衡讲练
2013-11-16
一、对于反应前后气体分子数改变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡
结论：等温等容，只要对应物起始量等物质的量，平衡时对应物就能同浓度、同百分含量、
同转化率、同反应速率。记为：等温等容等摩。
若 aA(g) + bB(g) cC(g)
Ⅰ a mol b mol 0
Ⅱ x y z
Ⅰ、Ⅱ要达成相同平衡必须满足的条件是x + z ?c a = a 和 y + z c
b ? = b 【例】在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A 和1 mol B ，发生反应：
2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时C 的浓度为a mol·L －1。若维持容器体积和温度不变，
按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C 的浓度仍为a mol·L －1的是（ D ）
A ．4molA ＋2mol
B B ．2molA ＋1molB ＋3mol
C ＋1molD
C ．3molC ＋1mol
D ＋1molB D ．3molC ＋1molD
二、可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡
结论：等温等压，只要对应物起始量等物质的量之比，平衡时对应物就能同浓度、同百分含
量、同转化率、同反应速率。记为：等温等压等摩尔比。
若 aA(g) + bB(g) cC(g)
Ⅰ a mol b mol 0
Ⅱ x y z Ⅰ、Ⅱ要达成相同平衡必须满足的条件是c b z y c a
z x ?+?
+ = b a 【例】.某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3升A 和2升B ，发生如下反应： 3A(气)＋
2B(气)=xC(气)＋yD(气) 达到平衡时C 的体积百分比为m ％，若维持温度，压强不变，将0.6升A ，0.4升B 、4升C 、0.8升D 作为起始物质充入密闭容器内，则达到平衡时C 的体积百分比仍为m ％，则x ＝ 5n ，y ＝ n 。(n 为自然数)
三、反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡
结论：若对应物起始量等物质的量之比而不等物质的量，平衡时对应物只能同百分含量，而
浓度、转化率、反应速率均不等。
【例1】可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，a. 如果向容器中充入1mol A 和1mol B ，在某温度下达到平衡；b. 若向容器中充入1mol C ，在同样的温度下达到平衡：（1）C 物质平衡浓度 a > b (2) C 物质体积分数 a = b
(3) A 物质的转化率 a = b (4)平衡时的反应速率 a > b
【例2】在一密闭的容器中充入2mol A 和1mol B 发生反应：
2A(g)＋B(g)x C(g)，达到平衡后，C 的体积分数为w ％；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A ：0.6mol 、B ：0.3mol 、C ：1.4mol 充入容器，达到平衡后，C 的体积分数仍为w ％，则x 的值为（ C ）
A. 只能为2
B.只能为3
C. 可能为2，也可能为3
D. 无法确定
四、通过建立等效平衡中间状态，比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓
度的大小
【规律总结】对于气体参加的可逆反应，在温度恒定的条件下，涉及体积与压强以及平衡移动有关判断的问题时，可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。这样能降低思维难度，具有变难为易、变抽象为直观的作用。
【例1】在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1g N 2和1g H 2，乙容器中充入2g N 2和2g H 2。下列叙述中，错误的是（ D ）
A ．化学反应速率：乙＞甲
B ．平衡后N 2的浓度：乙＞甲
C ．H 2的转化率：乙＞甲
D ．平衡混合气中H 2的体积分数：乙＞甲
【例2】 甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入3mol N 2和4mol H 2，反应达到平衡时，生成NH 3的物质的量为a mol 。
（1）相同温度下，向乙中通入2molNH 3，且保持容积与甲相同，当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N 2和____mol H 2。
（2）相同温度下，若向乙中通入6mol N 2和8mol H 2，且保持压强与甲相等，当反应达到平衡时，生成氨的物质的量为b mol ，则a ∶b ______1∶2；若乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成氨的物质的量为c mol ，则a ∶c _____1∶2 (填“＞”、“＜”或“＝”)。
答案：（1）2mol N 2和1mol H 2
（2）平衡氨的物质的量物质的量b ＝2a ，所以a ∶b ＝1∶2
平衡时氨的物质的量物质的量c ＞2a ，即a ∶c ＜1∶2。
【例3】 当温度一定时分别往下列容器中充入氢气和氮气，发生如下反应：
223N H
32NH 。A. 2213molN molH 和 B. 2226molN molH 和 （1）在恒容容器中 （2）在恒压容器中
充分反应达到平衡时，这两种情形下，氮气的转化率、各物质平衡浓度、平均相对分子质量怎样变化？ 答案：(1) 氮气转化率B > A 各物质平衡浓度B > A 平均相对分子质量B > A
（2）氮气转化率B = A 各物质平衡浓度B = A 平均相对分子质量B = A
气体等效平衡练习
选择题（每题有1～2个正确答案）
1．在一定温度下的固定容积的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(s)＋2B(g)
C(g)＋D(g)已达平衡的是
A ．混合气体的压强
B ．混合气体的密度
C ．B 的物质的量浓度
D ．气体的总物质的量
2．在温度不变下，在恒压容器a 与恒容容器b 中，分别充入体积比为1∶3的N 2和H 2。若开始时两容器的体积相等，且在相同条件下达到平衡时，两容器中N 2的转化率应当是
A．a中大 B．b中大 C．a、b中一样大 D．无法判断
3．恒温条件下，将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，慢慢压缩气体体积，下列叙述正确的是
A．若体积减小一半，则压强为原来的两倍
B．平衡向右移动，混合气体颜色一定会变浅
C．若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．平衡向右移动，混合气体密度增大
4．在一定温度下，容器中加入CO和H2O(g)各1mol，发生反应：
CO＋H2O CO2＋H2，达到平衡时生成0.7mol的CO2，若其他条件不变，一开始就加入4mol H2O(g)，则达到平衡可能生成的CO2是
A．0.6mol B．0.95mol C．1mol D．1.5mol
5．可逆反应A(g)＋B C(g)＋D 达到平衡时，下列说法不正确的是
A．若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是有颜色的气体
B．增大压强，平衡不移动，说明B、D必定是气体
C．升高温度，C的百分含量减少，说明正反应是放热反应
D．若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大
6．在一密闭容器中充入1mol NO2，建立如下平衡：2NO2N2O4，此时NO2的转化率为x%，在其他不变的情况下，再充入1mol NO2，待新平衡建立时测得NO2的转化率为y%，则下列大小关系正确的是A．x>y B．x＝y C．x 7．将2molSO2和2molSO3气体混合于容积一定的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2＋O22SO3，达平衡时SO3为n mol。在相同温度下，按下列配比在该容器中放入起始物质，达平衡时，SO3的物质的量将大于n mol的是 A．2molSO2和1molO2 B．2molSO2、1molO2和2molSO3 C．4molSO2和1molO2 D．3molSO2、1molO2和1molSO3 8．在四个同样密闭容器中发生反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)，在同一时间内测得容器内的反应速率：甲为：v (A)＝3 mol/(L·min)；乙为v (B)＝4.5 mol/(L·min)； 丙为v (C)＝4 mol/(L·min)；丁为v (A)＝0.75mol/(L·s)。若其它条件相同，温度不同，则温度由低到高的顺序是__________ _______。 9．一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应：A(g)＋2B(g) C(g)达到平衡时，c(A)＝2mol·L-1，c(B)＝7mol·L-1，c(C)＝3mol·L-1。试确定B的起始浓度c(B)的取值范围是______________；若往容器中继续注入一定量的氦气（不参加反应），足够长的时间后，体系中B的物质的量浓度_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），混合气体的密度_________。 10．在一定条件下，x A＋y B z C的反应达到平衡。 （1）已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z之间的关系是__________________； （2）已知C是气体，且x＋y＝z，在增大压强时，如果平衡发生移动，则平衡一定向____________移动； （3）已知B、C是气体，当其他条件不变，增大A的物质的量时，平衡不发生移动，则A是_____________态物质。 （4）若加热后C 的质量分数减少，则正反应是_________（填“放热”或“吸热” ）反应。 11．有两只密闭容器A 和B 。A 容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B 容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO 2和O 2的混合气体，并使A 和B 容积相等（如下图所示）。在保持400℃的条件下使之发生如下反应：2SO 2＋O 22SO 3。试填写下列空格： （1）A 容器达到平衡时所需的时间比B 容器__________；平衡时A 容器中SO 2的转化率比B 容器_______； （2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气，A 容器中化学平衡_________移动，B 容器中化学平衡__________； （3）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，达到平衡时，A 容器的混合气体中SO 3的体积分数_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；B 容器的混合气体中SO 3的体积分数_________。 12．在一容积固定的容器中通入2 mol SO 2和1mol O 2发生反应： 2SO 2＋O 22SO 3，当此反应进行到一定程度时，就达到了化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a 、b 、c 分别代表起始的SO 2、O 2和SO 3的物质的量，如果a 、b 、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保持达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。试填写下列空白： （1）若a ＝0，b ＝0，则c ＝______； （2）若a ＝0.5mol ，则b ＝________，c ＝_________； （3）a 、b 、c 取值必须满足的一般条件是（请用两个不同的式子表示）____________ _______________________________________ 【答案】 1．BC 2．A 3．CD 4．B 5．B 6．C 7．BD 8．乙<丙<甲<丁（提示：温度越高，化学反应速率越快）。 9．3mol·L -1～13mol·L -1；不变；增大。 10．（1）x ＋y >z ；（2）逆反应方向；（3）固态或液态；（4）放热。 11．（1）短；大；（2）向逆反应方向；不移动；（3）不变；增大。 12．（1）2；（2）0.25，1.5；（3）???=+=2a c 1∶2b ∶a ；?????=+=+12 c b 2c a 教学目标：1．了解可逆反应，掌握化学平衡状态的建立。 2．化学平衡常数的概念、，运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算 教学重点：化学平衡状态的建立，运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断。 教学难点：化学平衡状态的建立 课时安排：1课时 教学过程： 一、化学平衡状态 1、可逆反应 定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称可逆反应。 例：下列说法是否正确： （1）氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气，H2+O2=H2O是可逆反应。 （2）硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。 （3）氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。 可逆反应的特点： （1）不能进行到底，有一定限度 （2）正反两个方向的反应在同时进行 （3）一定条件下，正逆反应达平衡 可逆反应在反应过程中的速率变化： 反应开始V正> V逆 反应过程中V正减小, V逆增大 到一定时间V正＝V逆≠0 2．化学平衡 定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 要点：对象——可逆反应 条件——一定条件下，V正=V逆 特征——各成份的浓度不再变化 特点： 动—化学平衡是一种动态平衡V正＝V逆≠0； 定—反应混合物中各组成的浓度保持不变； 变—当外界条件（C、P、T）改变时，V正≠V逆，平衡发生改变 二、化学平衡状态的标志: （1）等速标志，υ正= υ逆（本质特征） ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向 的速率。 （2）恒浓标志，反应混合物中各组成成分的浓度保持不变（外部表现）： ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不 变。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 训练07 化学平衡常数 高考频度：★★★★★难易程度：★★☆☆☆ 在某温度下，可逆反应m A＋n B p C＋q D的平衡常数为K，下列说法正确的是A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随温度和压强的改变而改变 【参考答案】A 【试题解析】K是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，显然，K越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，A项正确、B项错误；K只受温度的影响，故C、D项错误。 化学平衡常数热点归纳 （1）化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 。 对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1 K 逆 若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。 （2）化学平衡常数与物质状态的关系 由于固体或纯液体的浓度视为常数1，所以在平衡常数表达式中不再写出。 （3）化学平衡常数与平衡移动的关系 即使化学平衡发生移动，但只要温度不变，平衡常数就不会改变，利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量，这也是定量化学的重要定律。 1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是 ①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关 A．①②B．②③C．③④D．①③ 2．放热反应CO(g)＋H 2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则 A．K2和K1的单位均为mol·L－1B．K2 等效平衡原理及练习 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后，任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中，有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分X的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡，根据不同的特点和外部条件，有以下几种情况： ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时，各配料量不同，只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡，而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下，不论反应前后气体分子数是否发生改变，改变起始时加入物质的物质的量，根据化学方程式的化学计量数换算 高二化学化学平衡状态判断、平衡移动综合练习题 一、单选题 1.在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：()()()()2A g +B s C g +D g ，下 列描述中不能表明该反应已达到平衡状态的是（ ） A.混合气体的密度不变 B.单位时间内生成n mol D ，同时生成n mol C C.容器中的温度不再变化 D.C(g)的物质的量浓度不变 2.在一个不传热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应A(g)+B(C(g)D(g)g) m q n p +，当m 、 n 、p 、q 为任意整数时，一定达到平衡的标志是( ) ①体系的温度不再改变 ②体系密度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率(A):(B):(C):(D)::: v v v v m p n q = ⑥单位时间内mol m A 发生断键反应，同时mol p C 也发生断键反应 A.③④⑤⑥ B.①③④⑥ C.②③④⑥ D.①③④⑤ 3.甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景。工业上一般采用如下反应合成甲醇：2232CO (g)3H (g) CH OH(g)H O(g)++。能说明反应已达到化学平衡状态的是( ) A.容器内2CO 、2H 、3CH OH 、2H O 的浓度之比为1:3:1:1 B.生成1mol 2H O ，同时消耗3mol 2H C.体系中物质的总质量不变 D.恒温恒容下，密闭容器中压强保持不变 4.可逆反应：222NO (g)2NO(g)O (g)+，在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到 平衡状态的有( ) ①单位时间内生成2mol O n 的同时生成2mol NO n ②容器内总压强不再变化 ③2NO 、NO 、2O 的物质的量浓度之比为2:2:1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 5.在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应：A(g)B(C(g)+D(g)g) m p q n +中，当m 、n 、p 、 q 为任意正整数时，能说明该反应一定达到平衡状态的是( ) A.气体分子的平均摩尔质量不再发生变化 15-16高考化学复习化学平衡常数知识点总 结 平衡常数一般有浓度平衡常数和压强平衡常数，下面是化学平衡常数知识点总结，请考生及时学习。 1、化学平衡常数 (1)化学平衡常数的化学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 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 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率()：= 100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时：恒温、恒压时：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始m n O O 转化ax bx cx dx 平衡m-ax n-bx cx dx (A)=(ax/m)100% (C)= 100% (3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明： ①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在; ②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 ③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 化学平衡常数知识点总结分享到这里，更多内容请关注高考化学知识点栏目。 化学平衡常数 一.教学目标 知识与技能: 1.理解化学平衡常数的含义。 2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。 过程与方法: 1.通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力。 2.通过数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力。情感、态度与价值观: 通过对数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。 二.教学重点： 化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义。 三.教学难点： 化学平衡常数的有关计算 四.教学内容： 1.化学平衡常数 ①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数，用K 表示)。 ②表达式：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝。 ③平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大； K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。 ④使用平衡常数应注意的问题： (1)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (2)在平衡常数表达式中，纯液体物质、固体物质的浓度不写 C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2 (g) K＝； c p(C)·c q(D) c m(A)·c n(B) c(CO)·c(H2) c(H2O) c(CO2) FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO 2 (g) K＝ （3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关（以合成氨反应为例讲解） 2.化学平衡常数的有关计算 在某温度下，将H 2和I 2 (g) 各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器 中，充分反应达到平衡后，测得c(H 2 )＝0.0080 mol·L－1。 (1)求该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H 2(g)和各I 2 (g)各0.20 mol，试求达到化学 平衡状态时各物质的浓度。 五.课堂练习 1．对于反应3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3 O 4 (s)＋4H 2 (g)的平衡常数，下列说法正 确的是 ( ) A．K＝c4H 2 ·c Fe3O4 c3Fe·c4H 2 O B．K＝c4H 2 c4H 2 O C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 2. 对于可逆反应：C(s)＋CO 2 (g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（） A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强 C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂 第三节 化学平衡 第三课时 化学平衡常数 晨背关键语句 ⒈一定温度下的可逆反应a A+b B c C+d D 达平衡后，K ＝ ⒉化学平衡常数K 只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 ⒊K 值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行得越完全，反应物的转化率越 高。 理解教材新知识 知识点一 化学平衡常数 [自学教材 填要点] 1. 概念 在一定温度下，可逆反应达到 时， 浓度幂之积与 浓度 幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数， 用符号K 表示。 2. 表达式对于任意反应：m A+n B p C+q D K = 3、书写平衡常数表达式时，要注意： (1) 化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的 无关。 (2) 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时， (2) 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，化学平衡常数是指某一 具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数 。若方程式中各物质的 系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会 。 [师生互动 解疑难] ⑴化学平衡常数只与温度有关。若升高温度，K 值越大，则正反应为吸热反应， 反之亦然。 ⑵K 值越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大，它的正向反应进行的程度越 大。 ⑶如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它 们的浓度固定不变，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 ⑷同一化学反应，在同一温度下，平衡常数的具体数值与方程式的写法相关，方 程式写法不同，表达式中的幂不同，平衡常数不同。可以用不同的化学方程式来 )(c )(c )(c )(c b a d c B A D C ?? 化学平衡状态 【学习目标】 1、了解化学平衡建立的过程||，知道化学平衡常数的含义； 2、理解化学平衡常数的含义||，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率||。 【要点梳理】 要点一、化学平衡状态 1．溶解平衡的建立||。 在一定温度下||，当把蔗糖晶体溶解于水时||，一方面蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中；另一方面||，溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成晶体||，当这两个相反过程的速率相等时||，蔗糖的溶解达到最大限度||，即形成了饱和溶液||，此时||，我们说蔗糖达到了溶解平衡||。 在溶解平衡状态下||，溶解和结晶的过程并没有停止||，只是速率相等罢了||，故溶解平衡是一种动态平衡||。 2．可逆反应||。 (1)定义：在同一条件下||，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应||，用“”表示||。 要点诠释： ①在可逆反应中||，把由反应物到生成物的反应叫正反应：把由生成物到反应物的反应叫逆反应||。 ②在同一条件下||，不能同时向两个方向进行的反应叫不可逆反应||。不可逆反应是相对的||，可逆反应是绝对的||。在一定条件下||，几乎所有的反应均可以看做是可逆反应||。 ③必须是“同一条件”||。在不同条件下能向两个方向进行的反应||，不能称作可逆反应||。 ④同一化学反应在不同条件下可能为可逆反应或不可逆反应||。如敞口容器中||，CaCO3 (s)高温CaO (s)+CO2↑||，反应产生的气体可及时脱离反应体系||，反应不可逆；密闭容器中||，CaCO3 (s)CaO (s)+CO2||，反应产生的气体不写“↑”||，气体物质不能从反应体系中逸出||，与各反应物共存||，反应可逆||。又如 2H2+O22000C 2H2O||。 (2)重要的可逆反应：如盐的水解、酯的水解、2SO2+O2催化剂 加热 2SO3、N2+3H2 催化剂 高温高压 2NH3等||。 3．化学平衡的建立||。 对于可逆反应a A (g)+b B (g)c C (g)+d D (g)||，若开始加入反应物||，此时A和B的浓度最大||，因而反应速率最大||，由于C、D浓度为零||，故此时逆反应速率为零||，随着反应的进行||，反应物浓度不断减少||，生成物浓度不断增加||，v正不断减小||，v逆不断增大||。当反应进行到某一时刻时v正=v逆||，这时反应就达到了平衡||，这个过程可用图甲来表示||。 若反应是从逆反应方向开始的(开始时只有生成物而没有反应物)||，则v逆在开始时最大||，v正为零||，随着反应的进行||，生成物浓度不断减少||，反应物浓度不断增加||，v逆不断减小||，v正不断增大||，最后反应达到化学平衡||，如图乙所示||。 4．化学平衡状态||。 在一定条件下||，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等||，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态||。 要点诠释： (1)可逆反应是前提||，速率相等是实质||，浓度保持不变是标志||。 (2)v正=v逆≠0||，正反应和逆反应仍在进行||。 (3)百分含量指各组分的质量百分含量、物质的量百分含量、气体物质的体积百分含量||。 5．化学平衡的特征||。 化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”“同”的特征||。 (1)逆：化学平衡研究的对象是可逆反应||。 (2)等：正反应速率和逆反应速率相等||，即同一种物质的消耗速率与生成速率相等||。注意||，不同物质的反应速率不一定相等||。 (3)动：化学平衡从表面上或宏观上看好像反应停止了||，但从本质上看反应并未停止||，只不过正反应速率与 高考化学知识点：化学平衡常数 高考化学知识点：化学平衡常数 1、化学平衡常数 (1)化学平衡常数的化学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 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 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率()：= 100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时：恒温、恒压时：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx (A)=(ax/m)100% (C)= 100% (3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明： ①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在; ②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学 计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 ③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 化学平衡常数知识点总结分享到这里，更多内容请关注高考化学知识点栏目。 等效平衡 一、等效平衡的含义 1．含义：在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对于同一可逆反应，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同组分在各混合物中的百分含量 ．．．．．．．．．．．．．．．(体积分数、 物质的量分数或质量分数)相等 ．．，这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”) 二、等效平衡的类型和特征 1．恒温恒容(T、V一定)条件下，△n≠0反应的等效平衡(量等等效) 恒温恒容条件下，对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N 2+3H22NH3)，改变起始时加入物质的物质的量，要与原平衡等效，其条件是：通过化学计量系数比，全部换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后，投入量是相同的，则所形成的平衡状态是完全相同的 对于T、V一定时，△n≠0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同 2．恒温恒容(T、V一定)条件下，△n=0反应的等效平衡(量比等效) 对于T、V一定时，△n=0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(M)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)、反应达到平衡时所需的时间(t)不同但成比例 【例1】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)。已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成a molC。 (1)达到平衡时C在反应混合气中的体积分数是(用字母a表示)。 (2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数(填增大，减小或不变)。 (3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则还应加入molC。 3．恒温恒压(T、p一定)条件下的等效平衡(量比等效) 恒温、恒压条件下，对于任何可逆反应(不管是△n≠0还是△n=0)，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(M)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不同但成比例 【例2】在一定温度下，把2体积的N2和6体积的H2通入一个带活塞的体积可变的密闭容器中，活塞的 一端与大气相通如图所示。容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)催化剂 高温高压 2NH3(g) (正反应放热)，若反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。据此回答下列问题： (1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表起始加入的N2、H2、NH3的体 积，如果反应达到平衡后混合气体的体积及各物质的百分含量仍与上述平衡完 全相同，那么： ①若a=1，c=2，b= ，在此情况下，反应起始时化学平衡将向反应方向进行(填 “正”或“逆”)； ②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为； (2)在上述装置中，若使平衡后气体体积变为6.5体积，应采取的措施是，理由是 三、解题窍门：解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等 价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题 化学平衡状态的判断方法 直接判断法 1. 等： （1）用同一种物质来表示反应速率时，V 正=V 逆 ，即单位时间内生成与消耗某反应物（或生成物）的量相等，或单位时间内化学键断裂量等于化学键的形成量。 （2）用不同种物质来表示反应速率时要注意 （i ）表示两个不同的方向。 （ii ）速率之比==化学方程式中相应的化学计量数之比。 2.定：若反应混合物中各组成成分的物质的量、质量，物质的量浓度或各成分的百分含量（体积分数、质量分数），转化率，等不随时间变化而变化。 间接判断法 3.从反应混合气体的平均相对分子质量M 考虑 （I ）若各物质均为气体 对于非等化学计量数的反应，M 一定时可做为达到平衡标志。如： 2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g) 对于等化学计量数反应， M 一定时不能做为平衡标志。 如 ：H 2(g)+I 2(g) 2HI(g) （II ）若有非气体参与，无论等计量数或非等计量数反应，M 一定时可做为达到平衡标志。 如：C(s)+O 2(g) CO 2(g) 、 CO 2(g)+C(s) 2CO(g) 4.从气体密度考虑 （I ）当反应前后各成分均为气体时 恒容：ρ不变时，不能做为达到平衡的标志。 恒压： 等计量数的反应，ρ不变时，不能作为达到平衡的标志。 非等计量数的反应，ρ不变时，可做为达到平衡的标志。 （II ）当有非气体物质参与时 恒容：ρ不变时，可作为达到平衡的标志。 恒压：ρ不变时，可作为达到平衡的标志。 5. 从体系压强考虑： 恒温恒容条，气体的压强与物质的量成正比，所以只需考虑气体物质的量的变化Δn(g) 当Δn(g)=0，即等计量数的反应则p 为恒值，不能作平衡标志。 当Δn(g)≠0，即非等计量数的反应则当p 一定时，可做平衡标志。 6.反应体系中有颜色变化，若体系颜色不变，则达到平衡。 7.隔热反应体系温度不变，则达到平衡。 （注意：对于反应前后气体体积不变的反应（即反应前后化学计量数相等的反应），通常不能用物质的量、 容器的压强、气体的密度、平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状态的标志。） 总 n 总m M =v m =ρ 化学平衡常数的计算 1．黄铁矿（主要成分为FeS 2）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO 2和Fe 3O 4。 （1）将0.050molSO 2(g)和0.030molO 2(g)放入容积为1L 的密闭容器中，反应： 2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO 3)=0.040mol/L 。计算该条件下反应的平衡常数K 和SO 2的平衡转化率（写出计算过程）。 （2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下 列措施中有利于提高SO 2平衡转化率的有 （填字母） A 、升高温度 B 、降低温度 C 、增大压强（压缩） D 、减小压强 E 、加入催化剂 G 、移出氧气 2、PCl 5的热分解反应如下：PCl 5(g) PCl 3(g)+ Cl 2(g) （1）写出反应的平衡常数表达式； （2）已知某温度下，在容积为10.0L 的密闭容器中充入2.00mol PCl 5，达到平衡后，测 得容器内PCl 3的浓度为0.150mol/L 。计算该温度下的平衡常数。 3、在2L 密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O 2(g) 2NO 2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表： (1)写出该反应的平衡常数表达式：K ＝__ __。 已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________热反应。 (2)右图中表示NO 2的变化的曲线是________。用O 2表示从 0～2s 内该反应的平均速率v ＝_________。 (3)能说明该反应已经达到平衡状态的是______。 a 、v(NO 2)=2v(O 2) ； b 、容器内压强保持不变 c 、v 逆(NO)＝2v 正(O 2) d 、容器内的密度保持不变 (4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。 a 、及时分离出NO 2气体 b 、适当升高温度c 、增大O 2的浓度 d 、选择高效的催化剂 4、高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g) -Q ，其平衡常 n(NO)(mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 化学平衡状态 [考纲要求] 1.了解可逆反应的定义。2.理解化学平衡的定义。3.理解影响化学平衡的因素。 考点一 可逆反应与化学平衡状态 1．可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。 ②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或 “小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用表示。 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立 (3)平衡特点 深度思考 1．反应2H2O 电解点燃2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？ 答案 不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。 2．向含有2 mol 的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2＋O2催化剂加热2SO3，充分反应后生 成SO3的物质的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量______0 mol，转化率________100%。 答案< > < 题组一极端假设法解化学平衡状态题的应用 1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( ) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－1 《化学平衡常数》教案教学目标要求 课程标准与教材分析 1、《普通高中化学课程标准（实验）》要求： 知道化学平衡常数的含义；能够用化学平衡常数计算反应物的转化率 2、《山东卷考试说明》要求： 理解化学平衡常数的含义；能够利用化学平衡常数进行简单的计算 3、教材分析 在近几年教材的修订改版中，除了沪教版一直保留着“化学平衡常数”并在高考中时有出现外，在其它版本中，这个概念几度沉浮。如今，人教版和鲁科版等教材中，都再度引入化学平衡常数，而且，对知识内容的层次要求比较高。因而，可能成为课改实验区化学高考的新看点，应引起我们的关注。 从近几年的上海高考题来看，高考对化学平衡常数的要求主要是初步认识其含义及影响因素，并能用化学平衡常数对反应是否处于平衡状态进行判断和对反应物的转化率进行定量 计算。教科书列举了H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应中的相关数据，从定量角度给以深化， 希望学生能够从变化的数据中找出规律，即化学平衡常数，并学会描述化学平衡的建立过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道化学平衡常数的含义 （2）能利用化学平衡常数进行简单的计算 2、过程与方法 （1）在概念教学中，培养学生的思维能力 （2）通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力 （3）通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力 3、情感态度与价值观 （1）以本节知识为载体使学生感到获取新知识新方法的喜悦，激发学生学习化学的积极性（2）通过对实验数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风 二、重点、难点 本节重点、难点：化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义、化学平衡常数的应用三、教学方法 例题探究式教学合作探究式教学多媒体辅助教学 四、教学过程设计 问题引导及教师活动学生活动设计意图 等效平衡原理 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后，任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中，有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分X的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO 2 + O 2 2SO 2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡，根据不同的特点和外部条件，有以下几种情况： ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时，各配料量不同，只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡，而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下，不论反应前后气体分子数是否发生改变，改变起始时加入物质的物质的量，根据化学方程式的化学计量数换算成同一则物质的物质的量只要物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。此时的情形与（2）相似。 例题、【2003年江苏高考试题】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（g）+B（g） C（g） （1）若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为 mol。 （2）若开始时放入3 mol A和3mol B ，到达平衡后，生成C的物质的量 为 mol。 （3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x= mol，y= mol。 平衡时，B的物质的量（选填一个编号） （A）大于2 mol （B）等于2 mol 化学平衡状态的判断标准 1、本质： V正 = V逆 2、现象：浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质：v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象：1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。 引申：mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断： 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系，体系的压强不再改变 4、若为恒压体系，体系的体积、密度不再改变 注意：以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到平衡的标志为： A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题：1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断：已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜ B＜C＜D＜E＜F。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D 的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸 等效平衡的问题及解答 一．基本概念：相同条件下，同一可逆反应体系中，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何物质的百分含量（浓度、质量分数、体积分数等）都保持不变的化学平衡互称等效平衡。等效平衡是运用平衡思想处理特殊化学平衡问题的一种思维分析方式和解题方法。正确、深入地理解等效平衡，有助于我们对化学平衡的深入认识，更有效地解决有关化学平衡问题。 二．判断方法与方法指导：使用极限转化（归零）的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。（解等效平衡的题，有一种基本的解题方法——极限转换法。由于等效平衡的建立与途径无关，不论反应时如何投料，都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时，可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时，只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例，即为等效平衡。但是，要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况，必须事先判断等效平衡的类型。有了等效平衡类型和条件的判断，就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。） 1.对于一般可逆反应，在恒温、恒容条件下建立平衡，改变起始时加入物质的物质的量，如果能够按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 例1.一可逆反应：2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g)，若按下列两种配比，在同温、同体积的密闭容器中进行反应。有 （1）0.8mol A，1.2mol B，1.2mol C，2.4mol D （2）1.4mol A，2.1mol B，0.6mol C，1.2mol D 达到平衡后，C的质量分数相同，则x的值为（B ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2.在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学方程式系数比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，两平衡等效。 如合成氨反应：按下列三条途径建立的平衡为等效平衡： (H2) (N2) (NH3) Ⅰ. 3mol 1mol 0mol Ⅱ. 0mol 0mol 2mol Ⅲ. 3nmol nmol xmol (x≥0) 例2.在恒温、恒压下，有下列气体反应分别从两条途径进行2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g) Ⅰ. 2mol 2mol 0 0 Ⅱ. 0 0 2mol 6mol 下列叙述正确的是（A D ） A.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同 B.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同 C.达到平衡时，Ⅰ途径所用的时间与Ⅱ途径所用的时间相同 D.达到平衡时，Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度 [小结] 若恒温、恒容，则3n+3x/2=3, n+x/2=1 ； 若恒温、恒压，则(3n+3x/2) ︰(n+x/2)=3︰1 。 3.在恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例与原平衡的相同，两平衡就是等效平衡。（相当于恒温、恒压下的等效平衡，原因是平衡不受压强影响）。 例3.在两个密闭容器内，保持温度为423K，同时向A、B两容器中分别加入a mol、b mol HI，待反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡后，下列说法正确的是（ D ） 可逆反应的定义和特点 1、在一定条件下，使NO和O2在一个密闭容器中进行反应，下列说法不正确的是（） A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变 解析：B 2、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)=(可逆)=2Z(g) ，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（） A．Z为0.3mol/L B．Y2为0.35mol/L C．X2为0.2mol/L D．Z为0.4mol/L 解析：A 3、在一定量的密闭容器中进行反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L．当反应达到平衡时可能存在的数据是（） A．N2为0.2mol/L，H2为0.6mol/L B．N2为0.15mol/L C．N2、H2均为0.18mol/L D．NH3为0.4mol/L 答案：B 3、下列对可逆反应的认识正确的是( ) A．SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓) Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应 D．在一定条件下，SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应 答案：CD 4、制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现： ①Si+ 3HCl SiHCl3+ H2 ②SiHCl3+H2Si+3HCl 下列有关叙述错误的是 A．2个反应都是氧化还原反应 B．2个反应都是置换反应 C．反应①中Si是还原剂 D．上述2个反应互为可逆反应 答案：D 5、下列反应中可判断为可逆反应的是（） A．氢气和氯气点燃生成氯化氢，氯化氢受热分解为氢气和氯气高中化学选修四：化学平衡状态教案
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