届高考化学化学平衡状态 化学平衡常数复习教案.docx
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届高考化学化学平衡状态化学平衡常数复习教案
2012届高考化学化学平衡状态化学平衡常数复习教案
2012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2012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2l的S2的容器中通入过量氧气发生2S2+22S3,充分反应后生成S3的物质的量____2l(填“<”“>”或“=”)。
教材回归
1.定义
在________条下,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“相同条下”“同时”,如2H2+2=====点燃2H2与2H2=====电解2H2↑+2↑因条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催化剂高温、高压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:
条改变,平衡________。
三、化学平衡常数
导学诱思
对于N2+3H22NH3 ΔH<0,
(1)若增大压强、增大N2浓度、升高温度、加入催化剂,值将分别________、________、__________、________(填“不变”“增大”或“减小”);
(2)如果=a,温度相同时,那么对于
2NH3N2+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A(g)+nB(g)p(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡时,=________________________。
3.意义及应用
(1)值越大,正反应进行的程度________,反应物的转化率________。
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
a同一种物质的生成速率等于消耗速率b在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
(2)各组分的浓度保持一定
a各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变b各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时 间的改变而改变各反应物的转化率不变
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:
A(g)+nB(g)p(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lA同时生成lA,即v正=v逆平衡
②在单位时间内消耗了nlB同时生成pl不一定平衡
③v(A)∶v(B)∶v()∶v(D)=∶n∶p∶q不一定平衡
④在单位时间内生成了nlB,同时消耗qlD不一定平衡
压强不变①+n≠p+q(其他条一定)平衡
②+n=p+q(其他条一定)不一定平衡
混合气体
的平均相
对分子质
量(r)
①r一定,当+n≠p+q时
平衡
②r一定,当+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:
2N2(g)2N(g)+2(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nl2的同时生成2nlN2
②单位时间内生成nl2的同时生成2nlN
③用N2、N、2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
.①③④⑤D.全部
二、化学平衡常数
1.特点
对于反应A(g)+nB(g)p(g)+qD(g),=p•qDA•nB。
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:
a3(s)a(s)+2(g) =
(2)
r22-7(aq)+H2(l)2r2-4(aq)+2H+(aq)
=2r2-4•2H+r22-7
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:
2HH+H3HH32H+H2
=H32H•H22HH•H3H
(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:
N24(g)2N2(g) =2N2N24=036
1/2N24(g)N2(g) ′=N21/2N24=036=060
2N2(g)N24(g) ″=N242N2=1036≈28
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)利用可以推测可逆反应进行的程度。
的大小表示可逆反应进行的程度,大说明反应进行程度大,反应物的转化率大。
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)(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=•dDaA•bB
Q< 反应向正反应方向进行,v正>v逆= 反应处于化学平衡状态,v正=v逆> 反应向逆反应方向进行,v正<v逆
(3)利用可判断反应的热效应
若升高温度,值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,值减小,则正反应为放热反应。
(4)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=2•H2•H2,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:
t℃70080083010001200
167111100060038
下列有关叙述不正确的是( )。
A.该反应的化学方程式是(g)+H2(g)2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
.若在1L的密闭容器中通入2和H2各1l,in后温度升高到830℃,此时测得2为04l时,该反应达到平衡状态
D.若平衡浓度符合下列关系式:
23=H2H2,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:
A+nBp+qD
起始:
ab00
转化:
xnxpxqx
平衡:
a-xb-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=反应物转化的物质的量反应物起始的物质的量×100%
【例3】在一定温度下,反应12H2(g)+12X2(g)HX(g)的平衡常数为10。
若将10l的HX(g)通入体积为10L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( )。
A.%B.17%
.2%D.33%
实验与探究
化学平衡常数的测定
化学平衡常数是新标新增的内容,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-3,并在溶液中建立如下平衡:
I2+I-I-3。
通过测平衡体系中(I2)、(I-)和(I-3),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(I2),采用如下方法:
取V1L平衡混合溶液,用l•L-1的Na2S23溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S23===2NaI+Na2S46),消耗V2L的Na2S23溶液。
根据V1、V2和可求得(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(I2)
B.不可行,因为I-能与Na2S23发生反应
.不可行,只能测得溶液中(I2)与(I-3)之和
Ⅱ化学兴趣小组对上述方案进行改进,拟采用下述方法测定该反应的平衡常数(室温条下进行,溶液体积变化忽略不计):
已知:
①I-和I-3不溶于l4;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〔I2l4〕〔I2H2〕是一个常数(用d表示,称为分配系数),且室温条下d=8。
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________________________。
()实验测得上层溶液中(I-3)=0049l•L-1,结合上述有关数据,计算室温条下反应I2+I-I-3的平衡常数=__________________________。
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 1a
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
2p•qDA•nB
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nl2必消耗2nlN2,而生成2nlN2时,必消耗nl2,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】 解析:
依平衡常数的表达式可知A正确;升高温度减小,平衡左移,正反应为放热反应,B正确;in后、H2、2、H2的浓度分别为06l•L-1、06l•L-1、04l•L-1、04l•L-1,2•H2•H2=04l•L-1206l•L-12<1,平衡向右移动,错误;2•H2•H2=3,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。
12H2(g) + 12X2(g)HX(g)
始态 0 01l•L-1
平衡态12xl•L-112xl•L-1(1-x)l•L-1
=1-x12x1212x12=10
解得x=16,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)
(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)008l•L-1 ()961
解析:
(2)消耗I2,(I2)降低,平衡I2+I-I-3左移,所以选;(4)n(Na2S23)=00017l,n(I2)=00017l÷2=00008l,〔I2(l4)〕=00008l001L=008l•L-1;()8=008l•L-1〔I2H2〕,〔I2(H2)〕=0001l•L-1,溶液中的(I-)=01l•L-1-0049l•L-1=001l•L-1,=I-3I-•I2=961。