化学平衡状态
考点一化学平衡状态与化学反应进行的方向
[考试标准]
(一)化学平衡状态
1．可逆反应
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．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
(二)化学反应进行的方向(加试)
1．自发过程
(1)含义
在一定温度和压强下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．自发反应
在一定温度和压强下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
3．判断化学反应方向的依据
(1)焓变与反应方向
研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
(2)熵变与反应方向
①研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
②熵和熵变的含义
a．熵的含义
熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。
同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
b．熵变的含义
熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
(3)综合判断反应方向的依据
①ΔH－TΔS＜0，反应能自发进行。
②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。
③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
正误辨析
正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)2H 2O
通电点燃
2H 2↑＋O 2↑为可逆反应(×)
(2)二次电池的充、放电为可逆反应(×) (3)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达到平衡状态(×) (4)对NO 2(g)＋SO 2(g)
SO 3(g)＋NO(g)反应，当每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2时，
说明反应达到平衡状态(×)
(5)CaCO 3(s)=====高温
CaO(s)＋CO 2(g)是一个熵增加的过程(√) (6)ΔH ＜0，ΔS ＞0的反应，一定是自发反应(√)
(7)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行(×) (8)由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程(√)
题组一 正确理解概念 1．下列说法错误的是( )
A ．可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化
B ．化学反应达到化学平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率一定不相等
C ．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
D ．化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变 答案 B
2．向含有2 mol SO 2的容器中通入过量氧气发生反应2SO 2(g)＋O 2(g)
催化剂加热
2SO 3(g) ΔH
＝－Q kJ·mol －
1(Q ＞0)，充分反应后生成SO 3的物质的量______(填“＜”、“>”或“＝”，下同)2 mol ，SO 2的物质的量______0 mol ，转化率______100%，反应放出的热量________ Q kJ 。
答案 ＜ > ＜ ＜
题组二 极端假设，界定范围，突破判断 3．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)
2Z(g)，若X 、Y 、Z 的起始浓度分别为c 1、
c 2、c 3(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＜c1＜0.14 mol·L－1
答案 D
解析平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知，c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1。
4．(2016·浙江10月选考，12)在一定条件下，可逆反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＝－a kJ·mol －1，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是()
A．反应放出a kJ热量
B．X和Y的物质的量之比为1∶2
C．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率
答案 C
解析A项，由于该反应为可逆反应，且没给出反应物物质的量，所以反应放出热量不确定；B项，达到平衡时，X、Y的物质的量之比不一定为1∶2，它和起始量、转化率均有关系；D项，达到平衡时，X的正反应速率与Z的逆反应速率应符合其化学计量数之比。
极端假设法确定各物质浓度范围
上述题目4可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。
题组三审准题干，关注特点，判断标志
5．(2016·宁波市效实中学高一下学期期中)一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不发生变化时，能说明该反应已达到平衡状态的是()
①混合气体的密度②容器内气体的压强③混合气体总物质的量④B物质的量浓度A．①④B．只有②③
C．②③④D．只有④
答案 A
解析①由于气体的质量会发生变化，所以若混合气体的密度不变，则反应达到平衡，故正确；②由于该反应是在恒容的密闭容器内进行的反应前后气体的体积相等的反应，所以无论反应是否达到平衡，容器内气体的压强不变，因此不能判断反应达到平衡，错误；③由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以无论反应是否达到平衡，混合气体总物质的量不变，正确；④B是气体，若反应未达到平衡，则B的物质的量浓度就会发生变化，所以B物质的量浓度不变说明反应达到平衡状态，故正确，故选A。
6．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()
A．体系的体积不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
答案 C
解析不论反应是否达到平衡状态，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。
7．在容积固定且绝热的密闭容器内发生化学反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，下列各项事实都是在其他条件一定的前提下形成的，其中能表明化学反应达到平衡状态的是____________(填序号)。
①混合气体的颜色保持不变②容器内的温度保持不变
③容器内的压强保持不变④各物质的总浓度保持不变
⑤单位时间内形成n mol H —H 键的同时也断裂2n mol H —I 键 ⑥混合气体的平均摩尔质量保持不变
⑦Q ＝K ⑧ΔH 保持不变 ⑨生成a mol H 2(g)的同时消耗a mol I 2(g) ⑩v 逆(H 2)＝1
2v 正(HI)
答案 ①②③⑦⑧⑨⑩
解析 ①容器中有颜色的物质是I 2，混合气体的颜色保持不变表明c (I 2)不变；②容器绝热，化学反应必然伴随着能量的变化，容器内的温度保持不变表明v 正＝v 逆；③容器绝热、温度可变，依据pV ＝nRT 压强也可变，当温度不变时，压强也不变化，是平衡的标志；④容器容积不变，化学反应前后气体物质的量不变，各物质的总浓度不变不能说明v 正＝v 逆；⑤形成n mol H —H 键和断裂2n mol H —I 键描述的都是正向的反应，不能说明v 正＝v 逆；⑥反应前后气体的质量和物质的量一直都保持不变，故混合气体的平均摩尔质量始终保持不变；⑦K 为平衡常数，当Q ＝K 时，反应一定达到化学平衡状态；⑧化学反应的ΔH 的大小与温度有关，容器绝热，化学反应必然伴随着能量的变化，ΔH 保持不变，表明v 正＝v 逆；⑨生成a mol H 2(g)的同时消耗a mol I 2(g)，表明v 正＝v 逆；⑩逆反应消耗H 2的速率是正反应消耗HI 的速率的一半，也表明v 正＝v 逆。
规避“2”个易失分点
(1)注意两审
一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；②是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)
H 2(g)＋I 2(g)。
③全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)
H 2(g)＋I 2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 题组四 化学反应方向的判定(加试)
8．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( )
A．所有的放热反应都是自发进行的
B．所有的自发反应都是放热的
C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据
答案 C
9．下列过程属于熵增加的是()
A．一定条件下，水由气态变成液态
B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石
C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g)
D．固态碘升华
答案 D
10．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？
已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol －1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。
答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。
解析ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)≈－376.37 kJ·mol－1＜0，能自发进行。
11．(1)(2015·浙江省普通高校招生选考科目考试)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(g)＋3C(s)＋N2(g)2AlN(s)＋3CO(g)
该反应在高温下自发进行，则随着温度升高，反应物Al2O3的平衡转化率将________(填“增大”、“不变”或“减小”)，理由是_______________________________________。
答案增大该反应高温下自发，且ΔS>0，所以ΔH>0，即正方向为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动
(2)(2016·宁波北仑区普通高中选考)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝180.5 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ·mol－1
则2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________，该反应能自发进行的条件________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
答案－746.5 kJ·mol－1低温
焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
考点二化学平衡的移动(加试)
[考试标准]
1．概念
可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。
2．过程
3．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
4．借助图像，分析影响化学平衡的因素
(1)影响化学平衡的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
5．几种特殊情况
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。
(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系――――――→充入惰性气体
体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件
(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
题组一 选取措施使化学平衡定向移动 1．COCl 2(g)
CO(g)＋Cl 2(g) ΔH >0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通
入惰性气体 ③增加CO 浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl 2转化率的是( )
A ．①②④
B ．①④⑥
C ．②③⑤
D ．③⑤⑥ 答案 B
解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO 的浓度，将导致平衡逆向移动。 2．某温度下，反应2A(g)
B(g) ΔH >0，在密闭容器中达到平衡，平衡后c (A )
c (B )
＝a ，若改
变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c (A )
c (B )＝b ，下列叙述正确的是( )
A ．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了
B 气体，则a ＜b B ．若a ＝b ，则容器中一定使用了催化剂
C ．若其他条件不变，升高温度，则a ＜b
D ．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a >b 答案 B
解析 A 项，充入B 气体相当于增大压强，B 的体积分数增大，故a >b ；B 项，只有使用催化剂，平衡不移动，a ＝b ；C 项，升高温度，平衡正向移动，a >b ；D 项，相当于扩大容器容积，减小压强，平衡逆向移动，a ＜b 。
题组二 条件改变时化学平衡移动结果的判断 3．对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)＋B(g)C(g) ΔH ＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g) ΔH ＜0 丙：A(g)＋B(g)
2C(g) ΔH ＞0
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：
(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”)甲________；乙________；丙________。
此时反应体系的温度均比原来____(填“高”或“低”)。
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 答案 向左 向左 向右 高 减小 减小 不变 (2)加压，使体系体积缩小为原来的12
①平衡移动方向(填“向左”、“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。
②设压缩之前压强分别为p 甲、p 乙、p 丙，压缩后压强分别为p ′
甲、p ′
乙、p ′
丙，则p 甲与p ′
甲，p 乙与p ′
乙，p 丙与p ′
丙的关系分别为
甲________；乙________；丙________。
③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 答案 ①向右 不移动 不移动 ②p 甲
＜p ′
甲＜2p
甲
p ′
乙＝2p
乙
p ′
丙＝2p
丙
③增大 不变
不变
4．在一体积可变的密闭容器中加入一定量的X 、Y ，发生反应m X(g)
n Y(g) ΔH ＝Q kJ·mol
－1
。反应达到平衡时，Y 的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：
A ．m >n
B ．Q ＜0
C ．温度不变，压强增大，Y 的质量分数减少
D ．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 答案 C
解析温度不变时(假设100 ℃条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L 时，Y的物质的量为0.75 mol·L－1×2 L＝1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 mol·L －1×4 L＝2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m＜n，A项错误，C项正确；体积不变时，温度越高，Y的物质的量浓度越大，说明升高温度，平衡向生成Y的方向移动，则Q>0，B、D项错误。
1．判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。
2．压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。
3．化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃＜T＜80 ℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPa＜p＜60 MPa。
考点三化学平衡常数与化学平衡的计算(加试)
[考试标准]
(一)化学平衡常数
1．概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．表达式
对于反应a A(g)＋b B(g)
c C(g)＋
d D(g)，
K ＝c c (C )·c d (D )c a (A )·c b (B )(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
3．意义
(1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
4．借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态 对于可逆反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物
浓度有如下关系：
c c (C )·c
d (D )
c a (A )·c b (B )
＝Q ，称为浓度商。
Q ????
?
(二)化学平衡的计算 1．分析三个量 即起始量、变化量、平衡量。 2．明确三个关系 (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．计算方法 三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应：m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量(mol) 分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx mol ，容器容积为V L 。 m A(g) ＋ n B(g) p C(g)＋q D(g) 起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a －mx b －nx px qx 则有：(1)K ＝(px V )p ·(qx V )q (a －mx V )m ·(b －nx V )n (2)c 平(A)＝a －mx V mol·L － 1。 (3)α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na 。 (4)φ(A)＝a －mx a ＋ b ＋(p ＋q －m －n )x ×100%。 (5)p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b 。 (6)ρ(混)＝a ·M (A )＋b ·M (B )V g·L －1。 (7)M ＝a ·M (A )＋b ·M (B )a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x g·mol － 1。 正误辨析 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(×) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数(×) (3)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动(√) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化(√) (5)也可以用平衡时气体物质的分压表示化学平衡常数(√) (6)温度升高，化学平衡常数可能增大也可能减小(√) 题组一 化学平衡常数及其影响因素 1．温度为T ℃时，在体积为10 L 的真空容器中通入1.00 mol 氢气和1.00 mol 碘蒸气，20 min 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol·L － 1。涉及的反应可以用下面的两个 化学方程式表示： ①H 2(g)＋I 2(g)2HI(g) ②2H 2(g)＋2I 2(g) 4HI(g) 下列说法正确的是( ) A ．反应速率用HI 表示时，v (HI)＝0.008 mol·L － 1·min － 1 B ．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同 C ．氢气在两个反应方程式中的转化率不同 D ．第二个反应中，增大压强平衡向生成HI 的方向移动 答案 A 解析 H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g) 初始浓度 0.100 0.100 0 (mol·L －1) 平衡浓度 0.020 0.020 0.160 (mol·L －1) 转化浓度 (mol·L －1) 0.080 0.080 0.160 所以，v (HI)＝0.160 mol·L －1 ÷20 min ＝0.008 mol·L －1 ·min －1，A 正确；K ①＝c 2(HI ) c (H 2)·c (I 2) ＝64， 而K ②＝c 4(HI )c 2(H 2)·c 2 (I 2)＝K 2①＝642 ＝4 096，B 错；两个化学方程式表示的是同一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C 错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D 错。 2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H 2O(g) 在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g) ＋H 2(g)的平衡常数为K 。则下列说法正确的是( ) A ．反应①的平衡常数K 1＝ c (CO 2)·c (Cu ) c (CO )·c (CuO ) B ．反应③的平衡常数K ＝K 1 K 2 C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，K 一定减小 答案 B 解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1 K 2，B 正确；反应③中，温度升高，H 2浓度减小， 则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH <0，C 错误；K 只与温度有关，温度不变，K 不变，D 错误。 题组二 化学平衡常数及其应用 3．(2016·金华质检)(1)已知： ①CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH 1＝ －91 kJ·mol － 1 ②2CH 3OH(g) CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g) ΔH 2＝－24 kJ·mol － 1 ③CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g) ΔH 3＝－41 kJ·mol － l 且三个反应的平衡常数依次为K 1、K 2、K 3 则反应 3CO(g)＋3H 2(g) CH 3OCH 3(g)＋CO 2(g) ΔH ＝________________，化学平衡常数 K ＝________(用含K 1、K 2、K 3的代数式表示)。 (2)写出反应②2CH 3OH(g) CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)平衡常数的表达式K 2＝___________。 若在某温度下的平衡常数K 2＝400。此温度下，在密闭容器中加入CH 3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 此时，v 正________(逆答案 (1)－247 kJ·mol － 1 K 21· K 2·K 3 (2)c (CH 3OCH 3)·c (H 2O )c 2 (CH 3OH ) ＞ 解析 (1)根据盖斯定律得3CO(g)＋3H 2(g) CH 3OCH 3(g)＋CO 2(g) ΔH ＝①×2＋②＋③ ＝ΔH 1×2＋ΔH 2＋ΔH 3＝－247 kJ·mol －1，平衡常数K ＝K 21· K 2·K 3。 (2)结合平衡常数的定义，反应②平衡常数的表达式K 2＝c (CH 3OCH 3)·c (H 2O )c 2 (CH 3OH ) 结合表中数据：c (CH 3OCH 3)·c (H 2O )c 2 (CH 3OH )＝0.6×0.6 0.442＝1.86＜400，说明尚未达到平衡，此时反应向正反应方向进行，也就是v 正＞v 逆。 4．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO 或CO 2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示： ①2H 2(g)＋CO(g)CH 3OH(g) ②H 2(g)＋CO 2(g)H 2O(g)＋CO(g) ③3H 2(g)＋CO 2(g) CH 3OH(g)＋H 2O(g) 据反应①与②可推导出K 1、K 2与K 3之间的关系，则K 3＝____________________(用K 1、K 2表示)。 500 ℃时测得反应③在某时刻H 2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(g)的浓度(mol·L － 1)分别为0.8、 0.1、0.3、0.15，则此时v 正________(填“>”、“＝”或“<”)v 逆。 答案 K 1·K 2 > 解析 K 1＝c (CH 3OH )c 2(H 2)·c (CO )，K 2＝c (CO )·c (H 2O )c (H 2)·c (CO 2)， K 3＝c (H 2O )·c (CH 3OH ) c 3(H 2)·c (CO 2) ， K 3＝K 1·K 2,500 ℃时，Q ＝0.15×0.30.83×0.1<2.5，所以v 正>v 逆。 题组三 有关化学平衡的计算 5．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH >0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c (M)＝1 mol·L － 1，c (N)＝2.4 mol·L － 1；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________。 (2)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c (M)＝4 mol·L － 1，c (N)＝a mol·L － 1；达到平衡 后，c (P)＝2 mol·L － 1，a ＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c (M)＝c (N)＝b mol·L － 1，达到平衡后，M 的转化率 为________(保留一位小数)。 答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41.4% 解析 (1) M(g) ＋ N(g) P(g)＋ Q(g) 超始量 1 2.4 0 0 mol·L －1 变化量 1×60% 1×60% mol·L －1 因此N 的转化率为1 mol·L －1×60%2.4 mol·L －1×100%＝25%。 (2)由于该反应的ΔH >0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。 (3)根据(1)可求出各平衡浓度： c (M)＝0.4 mol·L －1 c (N)＝1.8 mol·L －1 c (P)＝0.6 mol·L －1 c (Q)＝0.6 mol·L －1 因此化学平衡常数K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝0.6×0.60.4×1.8＝12 由于温度不变，因此K 不变，新状态达到平衡后 c (P)＝2 mol·L －1 c (Q)＝2 mol·L －1 c (M)＝2 mol·L －1 c (N)＝(a －2) mol·L －1 K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝2×22×(a －2)＝1 2 解得a ＝6。 (4)设M 的转化率为x ，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为 c (M)＝b (1－x ) mol·L －1 c (N)＝b (1－x ) mol·L －1 c (P)＝bx mol·L －1 c (Q)＝bx mol·L －1 K ＝c (P )·c (Q )c (M )·c (N )＝bx ·bx b (1－x )·b (1－x )＝12 解得：x ≈41.4%。 化学平衡常数学案 设计老师： 班级： 姓名： . 一、化学平衡常数 1、定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之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 pC(g)+qd(g)，当在一定温度下达到平衡时，K=________ 3、特点：K 只受_______和_______影响，与反应物或生成物的无关。 4、意义： (1).平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度 ①K 值越大，说明平衡体系中生成物所占比例_________。它的正向反应进行的程度________，即该反 应进行得越_____，反应物的转化率_______。 ②K 值越小，说明平衡体系中生成物所占比例_________，它的正向反应进行的程度_______，即该反应进行的程度越_____，反应物的转化率___________。 ③．一般当K ＞______时，该反应进行得基本完全。 (2).判断正在进行的可逆反应是处于平衡状态及反应向何方向进行： 对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和 生成物的浓度有如下关系： Q c 是该反应的浓度商。 Q c ＜K ，未达到平衡，反应向 进行， Q c ＝K ，反应处于平衡状态 Q c ＞K ，未达到平衡，反应向 进行 【温馨提示】： 化学平衡常数（K ）与浓度商（Q c ）的表达式相同，但在表达式中各物质的浓度不同，K 值中各物 质的浓度必须是平衡状态下的浓度，而Q c 值中是在任一时刻的浓度。 (3).利用Ｋ可判断反应的热效应 若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 【问题思考】： 不同温度时，反应:H 2(g)+I 2(g) 2HI(g)，的浓度平衡常数与温度的关系如下： 温度 623 698 763 化学平衡常66.9 54.4 45.9 ) ()()()(B c A c D c C c Q n m q p C 化学平衡常数 适用学科化学适用年级高二适用区域天津课时时长（分钟）60 知识点化学平衡常数的定义 影响平衡常数的因素 学习目标1、化学平衡常数的概念 2、化学平衡常数表达式 3、影响化学平衡常数的因素 学习重点1、化学平衡常数的概念 2、化学平衡常数的表达式 学习难点1、化学平衡常数表达式 学习过程 一、复习预习 平衡常数表达式及其意义 对于化学反应mA+nB pC+qD 在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为： 二、知识讲解 考点1、平衡常数的书写 在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g／mL。水的物质的量浓度为55.6 mol／L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。例如： 平衡常数表达式为： 对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。 考点2、含有固体物质的平衡常数书写 当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。例如，赤热的四氧化三铁与氢气的反应： 平衡常数K＝c(CO2) 考点3、系数为分数的平衡常数书写 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如：氨的合成反应，如写成 三、例题精析 【例题1】 【题干】下列说法正确的是() A．凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的 B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0 【答案】C 【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0，ΔS>0，则一定自发，若ΔH>0，ΔS<0，则一定不能自发，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应能否自发，和温度有关，A、B错误；C项中反应的ΔS>0，若ΔH<0，则一定自发，现常温下不自发，说明ΔH>0，正确；D项中反应的ΔS<0，能自发，说明ΔH<0，错误。 【例题2】 【题干】反应Fe(s)＋CO2(g)=FeO(s)＋CO(g)，700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是() A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 第二课时化学平衡状态 —————————————————————————————————————[课标要求] 1．了解化学反应的可逆性。 2．了解化学平衡建立的过程。 3．理解化学平衡的特征。 1．可逆反应 在相同条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的反应。 2．不可逆反应 有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进行到底，一般认为这些反应不可逆。例如，H 2的燃烧、酸碱中和等。 3．可逆反应的特点 (1)“三性” (2)实例 下列反应都是可逆反应： N2＋3H2 高温高压 催化剂2NH3、 1.可逆反应“两特点”： (1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。 (2)可逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。 2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。 3．平衡状态判断“两依据”： (1)根本依据：v(正)＝v(逆)。 (2)直接依据：各组分的浓度保持不变。 可逆反应 Cl2＋H2O HCl＋HClO、 2SO 2＋O 2 催化剂 △2SO 3。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应( ) (2)CO 2与水的反应是不可逆反应( ) (3)NH 3和HCl 生成NH 4Cl 与NH 4Cl 分解生成NH 3和HCl 互为可逆反应( ) (4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%( ) 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× 2．下列各组两个反应互为可逆反应的是( ) A ．H 2＋Cl 2=====点燃 2HCl 与2HCl=====△ H 2↑＋Cl 2↑ B ．H 2SO 4(浓)＋2HBr===2H 2O ＋Br 2＋SO 2↑与Br 2＋SO 2＋2H 2O===2HBr ＋H 2SO 4 C ．2NO 2===N 2O 4与N 2O 4===2NO 2 D ．2SO 2＋O 2 催化剂 加热 2SO 3与2SO 3 催化剂加热 2SO 2＋O 2 解析：选CD 可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。C 、D 两项均为可逆反应。 1．化学平衡状态的建立 (1)建立过程(以N 2＋3H 2 2NH 3为例) 物质浓度 反应速率 反应物 生成物 正反应 逆反应 开始时 最大 0 最大 0 进行中 减小 增大 减小 增大 平衡时 不变 不变 v (正反应)＝v (逆反应) (2)浓度－时间图像和速率－时间图像分别为 化学平衡状态 2019-2020年高二化学化学平衡常数教学案 【教学目标】 〖知识与技能〗 1、了解化学平衡常数的定义，能正确书写给定反应的平衡常数表达式，并能进行相应的简单计算。 2、理解化学平衡常数的意义，了解化学平衡常数的影响因素。 〖过程与方法〗通过对各种数据资料的分析和处理，培养学生获取和处理信息的能力、分析推理能力。 〖情感态度与价值观〗通过交流、讨论，培养学生的探究意识与合作意识。 课时安排：2课时 【教学重点】化学平衡常数的意义 【教学难点】化学平衡常数的意义、温度对化学平衡常数的影响 ［引导］我们知道，在一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态。那么，当达到化学平衡状态时，究竟有多少反应物转化成了生成物，平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系？ 请大家完成P44页的问题解决表2－6 NO2(g)－N2O4(g)体系中各物质的物质的量浓度，计算求出平衡浓度关系，最后可以得到什么结论？ [探究活动］阅读教材和P44页表2—6，对表中数据进行观察计算并归纳。 [总结]一定温度下： c (N2O4)/c2(NO2)=K ［小结］在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又不论反应物起始浓度的大小，最后都能达到化学平衡，这时N2O4的平衡浓度与NO2平衡浓度的平方的比值是一个常数。如果反应物或生成物不止一种，情况又如何呢？ 如在一定条件下，可逆反应：H2(g) +I2(g) 2HI(g) 起始以及平衡时各物质的浓度如下表（见幻灯片）所示。他们的浓度间存在何种关系？ [板书］一、化学平衡常数 1、定义：一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数，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。 ［启发］刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其，但如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？ ［回答］平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即K= 选修四第二章第三节化学平衡状态 本章导学： 1.掌握化学反应速率的计算和比较，掌握外界因素对化学反应速率的影响； 2.掌握化学平衡状态的特征、标志和外界因素对化学平衡状态的影响； 3.掌握化学平衡常数的应用和判断化学平衡移动的方向； 4.掌握有关化学平衡的计算题和图像题的做法和技巧。 第三节第一课时化学平衡状态 学习目标： 1.掌握化学平衡状态的特点 2.掌握化学平衡状态的判断方法 想一想： 1.影响化学反应速率的外界条件有： 等，此外还有光、固体表面积等其他因素。 2.列举三个学过的可逆反应： 特点： 特点： 特点： 3. 溶解平衡：当固体物质溶解进行到一定程度，固体溶质的速率与溶液中溶质的 速率相等，此时溶液处于饱和状态，溶液的浓度和固体溶质的质量都。 填一填： 一.可逆反应与不可逆反应 1.概念：在下，既能向方向进行又能向方向进行的化学反应。 2.表示方法：约定采用“”表示，把从左向右的反应称作，从右向左的反 应称作。例如：。 3.特征：； ； 。 4. 不可逆反应：有些化学反应的正反应进行程度特别大，逆反应进行程度太小因而可以忽略，把这 类反应叫做不可逆反应，用“”符号表示，例如： 。 二．化学平衡状态 1. 化学平衡状态的建立：在一定的条件下，把一个可逆反应的反应物加入固定体积的密闭容器中， 反应过程如下： 反应过程可表示如下： 2．化学平衡状态 （1）. 概念：一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物质的保持不变的状态。 （2）. 特征： 注意事项 (1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。 (2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或 从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。 (3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。 (4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v(正)＝v(逆)，正是由于各物质的消耗速率与生成 速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。 （3）.判断化学平衡状态的标志 对于可逆反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)。 1．根本标志：v(正)＝v(逆)≠0 常见形式主要有： (1)同一种物质的生成速率等于消耗速率。 如：v(A)生成＝v(A)消耗。 (2)在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 如v(A)生成∶v(B)消耗＝m∶n。 (3)化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 如：v(A)生成∶v(D)生成＝m∶q。 2．特征标志 (1)各组分的浓度不随时间的改变而改变。 (2)各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (3)某种反应物的转化率不随时间的变化而变化。 (4)当m＋n≠p＋q时，体系的压强或平均相对分子质量不随时间的改变而改变。 试一试 [例1] (2012·郑州高二检测)下列对于反应C(g)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的描述正确的是( ) 第4课时 化学平衡常数 [核心素养发展目标] 1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。2.模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 一、化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称 )，用符号K 表示。 2．化学平衡常数的表达式 对于一般的可逆反应，m A(g)＋n B(g)?p C(g)＋q D(g)，当在一定温度下达到平衡时，K ＝ 。 注意：化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 3．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。 K 值越大，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 ； K 值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 。 4．化学平衡常数的影响因素 在化学方程式一定的情况下，K 只受温度影响。 (1)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大( ) (2)K 值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大( ) (3)K 值越大，该可逆反应的速率越快( ) (4)对于一个可逆反应达到平衡状态后，改变条件使K 值改变，平衡一定发生移动( ) (5)化学方程式中的固态或纯液态物质的浓度不能代入平衡常数表达式( ) 1．写出下列反应的化学平衡常数表达式。 N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) K 1＝______________； 12N 2(g)＋3 2H 2(g)NH 3(g) K 2＝_____________________________________________； 2NH 3(g) N 2(g)＋3H 2(g) K 3＝______________； 由K 1、K 3可知，同一可逆反应的正向反应和逆向反应的平衡常数________________，由K 1、 专题复习化学平衡状态 环节一：可逆反应 例1：在反应2SO2 + O2 2SO3，达平衡后充入一定量由18O组成的氧气，当达到新平衡后，18O 存在于（） A、只存在于氧气中 B、只存在于二氧化硫中 C、只存在于二氧化硫和氧气中 D、同时存在于氧气、二氧化硫和三氧化硫中 例:2：在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，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0.2 mol·L－1 B．Y2为0.35 mol·L－1 C．X2为0.3 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1 知识归纳1：可逆反应： 环节二：化学平衡状态的建立 例2：在固定体积密闭容器中，投放4molSO2?2mol的O2，在一定的条件下发生反应， 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），结果生成了3molSO3，而反应物为1molSO2、0.5molO2,如果条件不变化,反应无论进行多长的时间,容器中各种成分的物质的量都不再变化。 （1）请画出相应的V→t （速率时间图）（2）画出SO2和SO3物质的量随时间变化的情况图。 知识归纳2：化学平衡状态 （1）化学平衡状态： （2）平衡状态的特征 环节三：平衡状态的判定 例3、对于N2＋3H22NH3反应，下列说法不可以作为平衡状态的标志（） A、N2的消耗速率等于N2的生成速率。 B、单位时间内消耗1molN2，同时生成2molNH3 C、单位时间内消耗1molN2，同时消耗2molNH3 D、3v正（N2）＝v逆（H2） 例4、在一定温度、固定体积的密闭容器中进行如下反应： A（s）+3B（g）2C（g）+D（g），不能作为判断平衡的标志的是（） A、气体B的物质的量不再变化 B、固体A的质量不再变化 C、气体总的物质的量不再变化 D、体系的总物质的量不再变化 例5：已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入C H3O H，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质CH3OH CH3OCH3H2O 浓度/（mol·L－1）0.44 0.6 0.6 分析该反应下列说法正确的是（） A、处于平衡状态 B、正向进行 C、逆向进行 D、无法判断 专题八 化学平衡 【考纲展示】 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。理解外界条件（温度、浓度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.了解化学平衡建立的过程。了解外界条件（温度、浓度、压强、催化剂等）对反应平衡的影响，认识其一般规律。 4.理解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行简单计算。 5.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 6.以上各部分知识的综合应用。 【知识网络】 知识网络 化学反应速率与化学平衡 表示方法：v= c/t 单位：或mol/L·min 公式法简单计算 化学计量数之比法影响因素 内因：反应物的结构、性质 外因 浓度：c 增大，v 增大压强：P 增大， v 增大温度：T 升高，v 增大 催化剂：使用催化剂一般加快反应速率 化学平衡 概念：可逆反应，条件一定，v 正 =v 逆特征：逆、等、动、定、变原因：外界条件变化，正、逆反应速率不同程度改变结果：再次v 正=v 逆 ，各组分百分含量又不变方向 v 正>v 逆，平衡正向移动v 正 第二章 第三节化学平衡常数学案 【学习目标】 1、知道化学平衡常数的涵义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。 2、能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 3、理解平衡常数的重要意义。 【重、难点】化学平衡常数的意义；化学平衡常数的有关计算。 【自主学习】已知反应H2 (g)＋I2 (g) 2HI (g) △Ｈ< 0。在425.6℃和525.6℃时分别用不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进行反应，平衡后得到以下实验数据。 表一 温度序 号 初始浓度（mol/L）平衡浓度（mol/L）平衡时c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 425.6℃① 0.010 67 0.0119 6 0.0018 31 0.0031 29 0.017 67 ② 0.011 35 0.0090 44 0.0035 60 0.0012 50 0.015 59 ③0 0 0.010 69 0.0011 41 0.0011 41 0.008 410 表二 温度序 号 初始浓度（mol/L）平衡浓度（mol/L）平衡时c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 525.6℃④ 0.011 35 0.0090 44 0.0045 6 0.0019 5 0.0085 9 ⑤0 0 0．01 655 0.0033 9 0.0033 9 0.0097 7 ⑥0 0 0.0125 8 0.0025 8 0.0025 8 0.0074 2 一化学平衡常数： 定义 二化学平衡常数的表达式 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，平衡常数的表达式为：三影响化学平衡的因素 四化学方程式的书写 化学反应K表达式 1 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)△H＜0 K1 = 2 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H＜0 K2 = 3 2NH3(g) N2(g)+3 H2(g)△H＞0 K3 = 4 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H＞0 K4 = 5 Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2CrO42- (aq)+ 2H+(aq) K5= 6 FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq) K6= 思考：① K1和 K2， K2和 K3的之间的关系是什么？ ②书写化学平衡常数表达式时应注意哪些问题？ 五化学平衡的意义 （1）判断可逆反应进行的程度 表格一：下表为25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数 化学方程式平衡常数K F2＋H2 2HF 6.5×1095 Cl2＋H2 2HCl 2.57×1033 Br2＋H2 2HBr 1.91×1095 I2＋H2 2HI 8.67×102 形成规律 （2）判断可逆反应是否达到平衡及反应进行的方向 影响化学平衡状态的因素教学设计 南海中学侯肖娥 人教版高中化学选修4第二章第三节化学平衡（第二课时） 一、 1. （1 （2 （3 2. （1 验方法。 （2 （3）、“实 3.情感态度与价值 （1）激发学生学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦，学会主动意识和合作精神。? （2）在实验中培养学生尊重事实、严谨推理、缜密思考的科学态度。 三、教学重点与难点 教学重点：浓度、温度等条件对化学平衡移动的影响 教学难点：勒夏特列原理的形成和理解 四、内容与学情分析及相关策略? 1.内容分析 化学平衡是中学化学的重要理论之一，是中学化学中所涉及的电离平衡、水解平衡等知识的基础，对很多知识的学习起着指导作用。“影响化学平衡的因素”是“化学反应速率和化学平衡”一章的核心内容，是本章的重点。本节在掌握化学平衡的建立和平衡状态的特征的基础上通过实验探究浓度、温度对化学平衡的影响，归纳总结出化学平衡移动原理（勒夏特列原理）。当浓度、温度等外界条件改变时，化学反应速率要发生改变，相应的化学平衡就有可能发生移动，同时应明确，研究化学平衡的目的，并不是为了保持平衡状态不变，而是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动，由此说明学习本节的实际意义。 2.学情分析 本节课的教学对象是高二选读理科的学生，前面刚学习的浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容，不仅在知识上为本节的教学奠定了基础，而且其探讨问题的思路和方法（如控制变量法），也可迁移用来指导学生进行本节的学习；学生已经掌握了基本的实验技能，养成了良好的思考、讨论、探究的习惯，具有科学的探究方法，初步具备合作解决问题的能力，学生具备了一定的语言表达能力，并初步具备应用所学知识解释、解决问题的能力。?这些都为本节课的学习打下了良好的基础。另外，学生学习本课可能出现的问题?：实验操作阶段耗时较多；实验分析能力不强，缺乏从实验现象中发现、抽取、归纳总结规律的能力，实验设计能力不强等。? 3.教学策略 教材重视实验教学，本节课以“提出问题、提出假设、设计实验、动手实验、分 《&2.3.1化学平衡移动1》公开课教案 三维目标： 1.知识和技能 知道化学平衡移动的概念；理解浓度变化影响化学平衡移动。 2.过程与方法 通过活动与探究理解化学平衡移动；通过实验探究学习浓度变化对化学平衡移动影响，并从影响反应速率因素和变化时浓度商Qc与K比较大两个角度来分析化学平衡移动方向 3.情感态度和价值观 通过化学平衡移动的学习，使学生进一步了解化学反应的实质，加强对化学理论的学习，培养正确的化学思维和科学态度。 教学重点:化学平衡移动原理；理解浓度影响化学平衡的原因 教学难点：化学平衡移动原理的应用 教学方法：实验探究、交流与讨论、归纳总结、练习 教学过程： 【回顾】1、化学平衡状态本质和外部特征？ 本质：V正= V逆≠0 外部特征：各组分浓度保持不变 2、化学平衡是怎样建立的？ 一定条件下，投料后反应一定时间 【过渡】展示投料后化学平衡过程的V-t图，引出条件发生改变导致V正≠V逆，从而发生破坏旧化学平衡，重新建立新的化学平衡，PPT展示化学平衡移动过程。 【归纳】一、化学平衡的移动 1.概念: 2、平衡移动方向的判断------正向、逆向、不移动 aA+bB cC+dD 改变条件后： (1)若v(正)＞v(逆)，则平衡向方向移动。 (2)若v(正)＝v(逆)，则平衡移动。 (3)若v(正)＜v(逆)，则平衡向方向移动。 3. 研究对象：已建立平衡状态的可逆反应 4.平衡移动的本质原因:v(正)≠v(逆) 【思考】如何通过改变条件来打破旧平衡呢？ 【过渡】影响化学反应速率的外界条件主要有浓度、压强、温度和催化剂等，本节我们先学习浓度改变是如何破坏化学平衡的 【板书】二、影响化学平衡移动的条件 （一)、浓度的变化对化学平衡的影响： 【活动与探究】按课本P53实验，引导学生观察现象，对比分析结论，并完成表2-10 高三二轮专题复习教学设计 化学平衡常数 考纲要求： （6）化学反应速率和化学平衡 ①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 ②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 ③了解化学反应的可逆性。 ④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关的计算。 ⑤理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能利用相关理论解析其一般规律。 ⑥了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 高考分析： 化学反应速率和化学平衡是高考的必考容，其主要命题的容有： ①化学反应速率影响因素及其计算； ②化学平衡状态的判断及其影响因素； ③应用平衡移动的原理判断反应进行的方向； ④化学反应速率和化学平衡的图像分析； ⑤转化率、平衡常数的含义及相关计算 将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年高考命题的热点，特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的容，高考的热点。 学情分析： 从解题得分的统计可以发现：学生不能灵活的利用平衡移动的规律解决有关平衡的问题，特别是复杂点的问题往往感到触手无策；对平衡常数的理解仅停留在概念定义层面，不能充分发挥它解决平衡问题的功能。 复习目标： 1.加深学生对化学平衡常数的理解，并熟练的利用化学平衡常数进行相关的计算，提高解题技能。 2．帮助学生将化学平衡、平衡常数等知识点进行系统化、网络化。 教学过程： 1.展示考纲要求： 化学反应速率和化学平衡 ①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 ②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 ③了解化学反应的可逆性。 ④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关的计算。 ⑤理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能利用相关理论解析其一般规律。 ⑥了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 讲解： 化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的容，是高考的热点。2013、2014年新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷均考查了化学平衡常数这一知识点。 化学平衡常数 【学习目标】： 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算 【学习过程】： ［引言］当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系，请完成44页［问题解决］，你能得出什么结论？ 一、化学平衡常数 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系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） 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==c p (C)·c q (D)/c m (A)·c n (B) 阅读45页表2-7，你能得出什么结论？ 3、平衡常数的意义： （1）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 。 （2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行： 对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q c =C p (C)·C q (D)/C m (A)·C n (B)，叫该反应的浓度商。 Q c ＜K ，反应向 正反应方向 进行 Q c ＝K ，反应处于平衡状态 Q c ＞K ，反应向 逆反应方向 进行 （3）利用Ｋ可判断反应的热效应 若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。 阅读45页表2-8、2-9，你能得出哪些结论？ 二、使用平衡常数应注意的几个问题： １、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。 2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)，K=c(CO)·c(H 2)/c(H 2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g)，K=c(CO 2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如：N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)的平衡常数为K 1，1/2N 2(g)+3/2H 2(g) NH 3(g)的平衡常数为K 2，NH 3(g)1/2N 2(g)+3/2H 2(g)的平衡常数为K 3； 写出K 1和K 2的关系式： K 1=K 22 。 写出K 2和K 3的关系式： K 2·K 3=1 。 写出K 1和K 3的关系式： K 1·K 3=1 。 三、某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 ×100% 第三节 化学平衡常数 【复习倒入】 【课标解读】 1．知道化学平衡常数的含义。 2．能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断。 3．掌握有关化学平衡常数的计算。 【学习重点】理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算 【学习难点】理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系 六步教学环节： 【自学质疑】 1．化学平衡常数的定义 在 下 ，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“ ”表示。 2．化学平衡常数的表达式 对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)C(g)＋q D(g)， 当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为： 。 练习：写出下列反应的平衡常数表达式： ① C(s) + H 2O(g) CO(g)+ H 2(g) ②Cr 2O 72-+H 2O 2CrO 42-+2H + ③ 2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g) ④SO 2(g)+ 21O 2(g) SO 3(g) ⑤2SO 3(g) 2SO 2(g)+O 2(g) 【小组讨论，展示点拨】 3、平衡常数表达式书写时，要注意 （1）如果反应中有和参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，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。 （2）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关； ①将化学计量数扩大或缩小，K值可能会相应。 ②可逆反应的K(正)与K(逆)互为。 ③若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数 之；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之。 4．化学平衡常数的意义 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，说明反应进行的程度越，反应物的转化率越； K值越小，说明反应进行的程度越，反应物的转化率越； 一般来说，反应的平衡常数K≥，认为正反应进行得较完全；K≤则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。 5、平衡常数的影响因素 （1）内因：反应物的本身性质 （2）外因：，即只受影响，与反应物或生成物的变化无关。 6、平衡常数的应用 ①判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行： 化学平衡常数 【考点精讲】 1. 概念：在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值是一个常数，该常数即为平衡常数，用K 表示。 2. 表达式：aA （g ）+bB （g （g ）+dD （g ）()() ()() c d a b c C c D K c A c B ?=? ①对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数不一样。 例如：a A （g ）＋b B （g C （g ） =·c a b c C K c A c B ()()()正·=a b c c A c B K c C ()() () 逆正逆反应的化学平衡常数互为倒数关系 ②对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数不一样。 例如：a A （g ）＋b B （g C （g ）() ()() 1 K ·c a b c C c A c B = na A （g ）＋nb B （g C （g ）()()() 2 K ·nc na nb c C c A c B =＝n 1K 或K 1＝n K 2 3. 特点：平衡常数K 与温度有关，与浓度和压强无关。 4. 意义： ①K 的大小，可推断反应进行的程度。K 越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K 越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。 ②平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是 否达到平衡，可用该时刻产物的浓度商Q c 与K c 比较大小来判断。 当Q c >Kc ，υ（正）<υ（逆），未达平衡，反应逆向进行； 当Q c 第三节化学平衡 第1课时化学平衡状态 [核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。2.证据推理与模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。 一、可逆反应及其特征 1.可逆反应的概念 在相同条件下，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。 2.表示方法 可逆反应方程式常用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 3.特征 1.在容器中充入SO2和18O2，在一定条件下发生2SO2＋O22SO3反应，一段时间后，18O 原子存在于哪些分子中？原因是什么？ 【参考答案】:SO2、O2、SO3分子中都可能存在。SO2与18O2反应生成SO3，所以SO3中有，该反应是可逆反应，生成的SO3同时又有部分分解，分解出的SO2和O2中也会有18O。 2.对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一密闭容器中充入2 mol SO2和2 mol O2，能否生成2 mol SO3？原因是什么？ 【参考答案】:否，要生成2 mol SO3，必须2 mol SO2完全反应，而该反应为可逆反应，即使O2过量，也不能将SO2完全转化成SO3。 (1)H2与O2点燃可以生成水，电解水又可以生成H2与O2，所以两个反应是可逆反应() (2)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗() (3)对于可逆反应，若加入反应物，则反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行() 【参考答案】:(1)×(2)×(3)× 二、化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 (1)在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应。 (2)用速率—时间(v－t)图像表示出以上过程： 2.化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 3.化学平衡状态的特征 (1)只有可逆反应才存在平衡状态() (2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果() (3)化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应的速率都为0() (4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等() (5)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例() 【参考答案】:(1)√(2)√(3)×(4)×(5)× 1.在一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列几种状态中，达到平衡状态的是______(填序号)。 化学平衡常数 【教学目标】 1.知道平衡常数的涵义,并能利用化学平衡常数进行简单的计算. 2.培养学生分析问题、解决问题、交流和表达的能力。 【教学方法】引导—练习—归纳 【教学内容】 阅读下表，思考以下几个问题： 思考:一定温度下达平衡时，的数值有什么特点？ 的结果与起始浓度的大小以及建立平衡的途径有无关系？ 表达式中的幂与计量系数之间有何关联？ 三、化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂的之积与反应物浓度幂的之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），用符号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， 练习：试写出下列反应的平衡常数的数学表达式： 3.化学平衡常数的特点： （1） （2） 练习: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2；则写出K1、K2的表达式，并比较异同。 （3） （4）.K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大；一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。 5.化学平衡常数的应用 例1．在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入 10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080mol/L. (1)求该反应的平衡常数 (2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度. 例2.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： (g)+H(g)CO(g)+H 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K= (2)该反应△H 0(填＞或＜) (3)830℃时，该反应在某时刻，C(CO2)=0.4mol/L，C(H2)=0.8mol/L,，C(CO)=0.4mol/L， C(H2O)=0.4mol/L，则此时反应(填达到或未达到)平衡,反应向(正或逆) 方向进行. 4.化学平衡常数的应用 （1）已知平衡常数，可以计算平衡时的相关物理量，如平衡时的浓度、转化率等 （2）根据不同温度下的平衡常数，可以判断反应的吸放热 (3)在一定温度下，根据某时刻各物质的物质的量浓度来判断反应是否达到平衡。 练习：1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 福建省漳州市芗城中学高二化学 专题二 化学平衡状态的标志教案 教学目标 知识与技能：使学生理解化学平衡状态建立的过程，认识化学平衡状态的特征，并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。 过程与方法：通过做硫酸铜晶体结晶的实验，引导学生分析、认识可逆过程与平衡状态的建立及特征，培养学生利用实验探究、分析、解决问题的能力。 情感态度与价值观：培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。 教学重点、难点：1. 化学平衡状态建立的过程。 2. 认识化学平衡状态的特征，并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。 教学过程： 引入：有些化学反应如NaOH 与HCl 反应，反应极为完全，而我们也接触过一些反应，如氮气与氢气反应，SO2与O2反应等可逆反应，反应是不能进行到底的，因此，研究化学反应，不仅要了解反应的方向性，还要关注反应进行的限度，事实上，大多数的化学反应都是难以进行到底的，都属于可逆反应。 复习：一、可逆反应 1、定义：在同一反应条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。 正反应：从左到右进行的反应 逆反应：从右到左进行的反应 注意：①正反应和逆反应发生的条件相同； ②可逆反应是有限度的，反应物不能完全转化为生成物，反应物、生成物共同存在。 ③可逆反应的化学方程式用“ ”连接而不用“===”号 。 交流与讨论：P47 结论：随着时间的变化，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，同时正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物、生成物的浓度不再发生变化，此时，可逆反应达到最大限度，反应达化学平衡状态。 二、化学平衡的状态 1、化学平衡状态：就是指在一定条件下的可逆反应里，正、逆反应速率相等，反应物与生成物浓度不再改变的状态。它是可逆反应达到的最大限度。 强调：可逆反应；内在本质：v(正)= v(逆) ≠0；外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变；正、逆反应速率针对同一物质而言。 2、化学平衡状态的特征 逆：研究对象是可逆反应。 等：逆正v v 。 动：动态平衡。 定：达平衡后，各组分的浓度保持不变。 变：条件改变，平衡发生移动。 思考：在密闭容器中充入SO2和由18O 原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡前，18O 存在于（ ） A 、只存在于氧气中化学平衡常数学案(含答案)
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