苏教版高考化学复习必修讲义第六单元第2讲化学平衡状态 化学平衡常数.docx
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苏教版高考化学复习必修讲义第六单元第2讲化学平衡状态化学平衡常数
20XX届高考化学第一轮复习必修部分讲义
第六单元第2讲化学平衡状态化学平衡常数
解读与阐释
考纲要求
权威解读
1.了解化学反应的可逆性。
2．了解化学平衡建立的过程。
3．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
常见的考查形式：
①结合图像考查化学平衡建立的过程；②化学平衡状态的分析、判断及比较；③应用化学平衡常数进行有关计算判断反应进行的方向。
（预计20XX年高考还会加强此方面的考查）
梳理与整合
一、可逆反应
导学诱思
向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2＋O2
2SO3，充分反应后生成SO3的物质的量____2mol（填“＜”“＞”或“＝”）。
教材回归
1．定义
在________条件下，既可以向____反应方向进行，同时又可以向____反应方向进行的化学反应。
2．特点
反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都____于100%。
3．表示
在方程式中用“________”表示。
判断一个反应是否为可逆反应，一定要注意“相同条件下”“同时”，如2H2＋O2
2H2O与2H2O
2H2↑＋O2↑因条件不同就不属于可逆反应。
二、化学平衡状态
导学诱思
对于N2＋3H2
2NH3，
（1）若N2、H2、NH3的浓度不再随时间的改变而改变，是否达到平衡状态？
答：
____；
（2）若某一时刻，v正（N2）＝v逆（NH3），此时是否达到平衡状态？
答：
____。
教材回归
1．化学平衡状态的建立
对一定条件下的某个可逆反应，在向一定容积的密闭容器中投入一定量反应物时，反应物的浓度最大。
反应开始后，反应物的浓度逐渐__________，生成物的浓度则由零开始逐渐________。
因此，反应开始时，v正最____，v逆为______。
随着反应的进行，v正逐渐________，v逆逐渐________。
反应进行到某一时刻，________________，此时，该可逆反应达到了________状态。
2．化学平衡状态及特征
（1）化学平衡状态是指在一定条件下的________反应，当反应物和生成物中各组分的百分含量______________的状态。
（2）特征
逆：
研究对象是________反应。
等：
v正____v逆____0（化学平衡的实质）。
动：
动态平衡，反应仍在进行。
定：
平衡后，各组分的浓度__________。
变：
条件改变，平衡________。
三、化学平衡常数
导学诱思
对于N2＋3H2
2NH3 ΔH＜0，
（1）若增大压强、增大N2浓度、升高温度、加入催化剂，K值将分别________、________、__________、________（填“不变”“增大”或“减小”）；
（2）如果K＝a，温度相同时，那么对于
2NH3
N2＋3H2反应的平衡常数为________。
教材回归
1．概念
在________下，一个可逆反应达到______________时，生成物__________与反应物__________的比值是一个常数，用符号______表示。
2．表达式
对于一般的可逆反应mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），在一定温度下达到平衡时，K＝________________________。
3．意义及应用
（1）K值越大，正反应进行的程度________，反应物的转化率________。
K值越小，正反应进行的程度________，反应物的转化率________。
（2）化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。
①若反应方向改变，则平衡常数改变。
②若方程式中各物质的计量数改变，则平衡常数改变。
在使用平衡常数时要注意以下两点：
（1）化学平衡常数只与温度有关，与反应物生成物的浓度无关。
（2）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
理解与深化
一、化学平衡的标志
1．绝对标志
（1）v正＝v逆≠0
（2）各组分的浓度保持一定
2．相对标志
反应体系中总压强不随时间变化（适用于气体反应中前后体积不等的反应）。
3．综合分析
对于密闭容器中的可逆反应：
mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况，是否达到平衡：
可能的情况举例
是否能判断
已达平衡
混合物体
系中各成
分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反
应速率
的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v正＝v逆
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC
不一定平衡
③v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q
不一定平衡
④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD
不一定平衡
压强不变
①m＋n≠p＋q（其他条件一定）
平衡
②m＋n＝p＋q（其他条件一定）
不一定平衡
混合气体
的平均相
对分子质
量（
）
①
一定，当m＋n≠p＋q时
平衡
②
一定，当m＋n＝p＋q时
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色不变，就是有色物质的浓度不变
平衡
【例1】可逆反应：
2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g），在容积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（ ）。
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦
C．①③④⑤D．全部
二、化学平衡常数
1．特点
对于反应mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），K＝
。
注意：
（1）不要把反应体系中固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数的表达式中。
如：
CaCO3（s）
CaO（s）＋CO2（g） K＝c（CO2）
Cr2O
（aq）＋H2O（l）
2CrO
（aq）＋2H＋（aq）
K＝
但非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中。
如：
C2H5OH＋CH3COOH
CH3COOC2H5＋H2O
K＝
（2）同一化学反应，化学方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。
如：
N2O4（g）
2NO2（g） K＝
＝0.36
1/2N2O4（g）
NO2（g） K′＝
＝
＝0.60
2NO2（g）
N2O4（g） K″＝
＝
≈2.8
因此书写化学平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
2．应用
（1）利用K可以推测可逆反应进行的程度。
K的大小表示可逆反应进行的程度，K大说明反应进行程度大，反应物的转化率大。
K小说明反应进行的程度小，反应物的转化率小。
（2）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aA（g）＋bB（g）
cC（g）＋dD（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：
Q＝
Q
（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；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
（4）K值与温度的关系
升高温度，化学平衡常数一定发生变化，当正反应是吸热反应时K值增大；反之，则减小。
【例2】（2011·湖南常德检测）已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝
，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是（ ）。
A．该反应的化学方程式是CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）
B．上述反应的正反应是放热反应
C．若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4mol时，该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：
＝
，则此时的温度为1000℃
三、化学平衡的计算
平衡常数与平衡转化率的计算，通常利用“三段式”列式求解。
所谓“三段式”就是在反应方程式下面，表示出“初始状态”“转化部分”“平衡状态”各组分的浓度或物质的量，进行列式求解。
例：
mA＋nBpC＋qD
起始：
ab00
转化：
mxnxpxqx
平衡：
a－mxb－nxpxqx
注意：
（1）转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例。
（2）这里a、b可指物质的量等。
（3）转化率＝
×100%
【例3】在一定温度下，反应
H2（g）＋
X2（g）
HX（g）的平衡常数为10。
若将1.0mol的HX（g）通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX（g）的最大分解率接近于（ ）。
A．5%B．17%
C．25%D．33%
实验与探究
化学平衡常数的测定
化学平衡常数是新课标新增的内容，是高考必考内容，随着改革的深入，对此知识点的考查形式越来越灵活，如结合定量实验对化学平衡常数进行测定。
实验典例
（2011·江苏栟茶模拟）测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。
已知：
I2能与I－反应成I
，并在溶液中建立如下平衡：
I2＋I－
I
。
通过测平衡体系中c（I2）、c（I－）和c（I
），就可求得该反应的平衡常数。
Ⅰ.某同学为测定上述平衡体系中c（I2），采用如下方法：
取V1mL平衡混合溶液，用cmol·L－1的Na2S2O3溶液进行滴定（反应为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6），消耗V2mL的Na2S2O3溶液。
根据V1、V2和c可求得c（I2）。
（1）上述滴定时，可采用__________________________作指示剂，滴定终点的现象是________________________________________________________________________。
（2）下列对该同学设计方案的分析，正确的是________（填字母）。
A．方案可行，能准确测定溶液中的c（I2）
B．不可行，因为I－能与Na2S2O3发生反应
C．不可行，只能测得溶液中c（I2）与c（I
）之和
Ⅱ.化学兴趣小组对上述方案进行改进，拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数（室温条件下进行，溶液体积变化忽略不计）：
已知：
①I－和I
不溶于CCl4；②一定温度下碘单质在四氯化碳和水的混合液中，碘单质的浓度比值即
是一个常数（用Kd表示，称为分配系数），且室温条件下Kd＝85。
回答下列问题：
（3）操作Ⅰ使用的玻璃仪器中，除烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器是________________（填名称）。
试指出该操作中应注意的事项为____________________________。
（任写一条）
（4）下层液体中碘单质的物质的量浓度是________________________。
（5）实验测得上层溶液中c（I
）＝0.049mol·L－1，结合上述有关数据，计算室温条件下反应I2＋I－
I
的平衡常数K＝__________________________。
答案与解析
梳理与整合
一、
导学诱思
＜
教材回归
1．相同 正 逆
2．小
3．
二、
导学诱思
是 否
教材回归
1．减小 增大 大 0 减小 增大 v正＝v逆 平衡
2．
（1）可逆 保持不变
（2）可逆 ＝ ≠ 保持不变 移动
三、
导学诱思
不变 不变 减小 不变
教材回归
1．一定温度 化学平衡状态 浓度幂之积 浓度幂之积 K
2.
3．越大 越大 越小 越小
理解与深化
【例1】A 解析：
本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断。
①中单位时间内生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成2nmolNO2时，必消耗nmolO2，能说明反应达到平衡。
②不能说明。
③中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于化学计量数之比。
④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。
⑤体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变。
⑥反应前后气体体积不相等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化。
⑦该反应反应前后气体体积不相等，由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，能说明反应达到平衡。
【例2】C 解析：
依平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡左移，正反应为放热反应，B正确；5min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6mol·L－1、0.6mol·L－1、0.4mol·L－1、0.4mol·L－1，
＝
＜1，平衡向右移动，C错误；
＝
，D正确。
【例3】B 解析：
本题考查平衡常数、分解率的计算。
设分解率为x。
H2（g） ＋
X2（g）
HX（g）
始态 0 01mol·L－1
平衡态
xmol·L－1
xmol·L－1（1－x）mol·L－1
K＝
＝10
解得x＝
，分解率约为17%。
实验与探究
答案：
（1）淀粉 溶液由蓝色变无色，且半分钟后颜色不再改变
（2）C
（3）分液漏斗 分液时上层液体应从上口倒出，下层液体应从下口放出（或分液漏斗末端应紧靠烧杯内壁或打开上口活塞，使分液漏斗内外压强相等便于液体流下等其他合理答案也可）
（4）0.085mol·L－1 （5）961
解析：
（2）消耗I2，c（I2）降低，平衡I2＋I－I
左移，所以选C；（4）n（Na2S2O3）＝0.0017mol，n（I2）＝0.0017mol÷2＝0.00085mol，c〔I2（CCl4）〕＝
＝0.085mol·L－1；（5）85＝
，c〔I2（H2O）〕＝0.001mol·L－1，溶液中的c（I－）＝0.1mol·L－1－0.049mol·L－1＝0.051mol·L－1，K＝
＝961。
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