化学：高三一轮复习课件_化学平衡

这是一份化学：高三一轮复习课件_化学平衡，共60页。PPT课件主要包含了强调四点，化学平衡的标志，化学学平衡移动，增大反应物浓度，速率-时间关系图，原因分析，压强对化学平衡的影响，4催化剂，转化率变化具体分析，化学平衡中的图像问题等内容，欢迎下载使用。
化学平衡状态，就是在一定条件下可逆反应里，当正反应 速率与逆反应速率相等时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。
条件：一定条件（温度、浓度与压强）
本质：正反应速率=逆反应速率
现象：各组分百分含量(或质量)、浓度（或体积分数）等保持不变
一、化学平衡状态的概念与特征
2、化学平衡状态的特征
(2)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）
(3)等：正反应速率=逆反应速率≠0
(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的百分含量一定。
(5)变：条件变化，化学平衡状态将被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡。
(1)逆：研究对象可逆反应。
1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 由于该常数是以浓度幂之积的比值表示，故又称浓度平衡常数，用KC表示。
二、化学平衡常数与转化率
对于反应: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
1)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。 如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
注意：书写平衡常数关系式的规则
K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]
再如: 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)
又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(c[C2H5OH]c[CH3COOH])
例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60  10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87  10 2  K1  K2 ， K1 = K22
2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同的化学反应方程式表示时，其对的平衡常数的表达式亦不同，但它们之间相互关联。
3)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例题: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 2NO2 (g) N2O4 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)
平衡常数的单位浓度的单位为ml·L-1K的单位为(ml·L-1)n；
(1)平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减少;
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应.
4、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义
(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。 K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。
(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得基本完全；K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。
达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意。
（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度 生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D)
（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度； 反应物A: c平(A)=c0(A) - △c(A)
5、有关化学平衡常数的计算
例：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.10ml混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(H2)=0.0080ml/L，求：(1)反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.20ml,求达平衡时各物质的平衡浓度。
方法：三段式答案：（1）H2+I2 2HI K=0.25（2）0.016ml/L、0.016ml/L、0.008ml/L
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。
6、转化率与平衡转化率（α）
转化率α：反应进行的过程中已反应掉了的反应物占反应物总量的百分比。
注意：1、反应物A的平衡转化率是该条件最大转化率。2、反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度。3、反应物的转化率受外界条件（温度和浓度）的影响。4、当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时，该反应的各反应物的转化率相等。
例：一定条件下，将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中，反应达到平衡后，测得X、Y转化率与起始时两种物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如下图，则X和Y反应的方程式可表示为（ ）　　A．X+3Y 2Z　　B．3X+Y 2Z　　C．3X+2Y Z 　　D．2X+3Y 2Z
1 2 3 4
标志：（1）、比正逆。v正＝v逆≠0；（2）、比前后。反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；（3）、比K、Qc
【例1】在一定温度下，反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 ( )A. 单位时间生成n ml的A2同时生成n ml的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n ml的AB同时生成n ml的B2D. 单位时间生成n ml的A2同时生成n ml的B2
例2 化学平衡状态的判断：
【例3】能够说明 N2 + 3H2 　 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ：①容器内N2、H2、NH3三者共存 ②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③ 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④t min内生成1ml NH3同时消耗0.5ml N2⑤t min内，生成1ml N2同时消耗3ml H2⑥ 某时间内断裂3ml H-H键的同时，断裂6ml N-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均相对分子质量不再发生变化
2、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，能表明该反应达到平衡的是：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的物质的量浓度A、①④　B、②③　C、②③④　D、只能④
3、在一定温度下，向 a L 的密闭容器中加入 2mlNO2(g) 发生如下反应：2NO2(g) 2NO (g)+O2(g)，不能作为此反应达到平衡的标志的是A、混合气体的密度不再变化B、混合气体的颜色不再变化C、混合气体的相对分子质量不再变化D、容器内的压强不再变化
1、等效平衡状态涵义：某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，经过不同的途径建立平衡时，各组分的百分含量（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态（简称等效平衡）。
2、等效平衡的类型及判断 等同平衡（T、V、量相等） 等效平衡（T、P、量倍比）
等效平衡：同一可逆反应若从反应开始，虽然中间反应状态或反应途径不同，但到达到化学平衡时，平衡体系中各成分的百分含量都相等，这样建立的不同的平衡就称之为等效平衡 。
等同平衡：不仅平衡体系中各成分的百分含量都相等，而且各物质的量、物质的量浓度亦相同的平衡,即完全一致，称为等同平衡。
　　在恒温、恒容下，从不同的物质作起始物或起始物的量配比不同时，但只要物质的总量相当，则达到平衡时，物质的体积分数均相等，平衡为等同平衡。
恒容建立起等同平衡恒压建立起等效平衡
例1：在等温等容积的条件下，可逆反应：2SO2+O2＝2SO3由以下三种情况建立平衡：①2摩SO2＋1摩O2 → 平衡Ⅰ ②2摩SO3 → 平衡Ⅱ③a摩SO2＋b摩O2＋c摩SO3 → 平衡Ⅲ
问：[1]前两种反应①和②达到平衡时，体系中各物质的体积分数是否相等？
[2]若③达到平衡时，体系中各物质的体积分数与①相同，则a，b，c应满足什么条件？
答案:a+c=2;b+c/2=1
例2：一定温度下，将1mlN2和3mlH2通入一个一定容积的密闭容器中发生如下反应：N2 + 3H2 ==2NH3。 当反应达到平衡时，测得NH3的物质的量为aml。现在该容器中，维持温度不变，按以下几种方式加入反应物。最终达平衡时，NH3的物质的量不为aml的是( )(A) 先加入1mlN2和2mlH2，达平衡后，再加入1mlH2(B) 先加入2mlN2和3mlH2，达平衡后, 再取出1mlN2(C) 先加入2mlN2和6mlH2，达平衡后, 再取出2mlNH3(D) 先加入2mlN2和4mlH2，达平衡后, 再取出2mlNH3
　　在恒温恒压下，对气体物质参加的反应，只要起始反应物之间物质的量之比相等，达到平衡时，各物质在体系中的体积百分数相等，即平衡为等效平衡。
例3：在恒压容器中，当温度一定时，充入氢气和氮气，发生如下反应：N2 + 3H2 ==2NH3。在温度和压强相同的条件下，分别往该容器中充入①3mlH2和1mlN2②6mlH2和2mlN2充分反应达到平衡时，这两种情形下，氮气的转化率是否一样？
思考：对于反应前后气体相同的可逆反应，如H2+I2=2HI,其等同平衡与等效平衡的变化。
总论：恒容建立起等同平衡恒压建立起等效平衡注意特殊情况：前后气体体积相等可逆反应，等容也可以等效。
1mlH2 2ml I2
2mlH2 4ml I2
练1.一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应： 2A(g)＋B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 ml A和2ml B，达平衡后A的体积分数为 a％。其他条件不变时，若按下列配比作为起始物质，平衡后A的体积分数等于a％的是（ ），平衡后A的体积分数大于 a％的是（ ） A．2 ml C B．1 ml B和3 ml C C.2 mlA、1 ml B和1 ml He(不参加反应) D．1 ml B和1 ml C E．1 mlA、1.5 ml B和1.5 ml C
2、 在一个1L的密闭容器中，加入2mlA和1m1B，发生下述反应：2A(g)+B(g) 　 3C(g)+D(s)，达到平衡时，C的浓度为1.2ml/L，C的体积分数为a％。维持容器的容积和温度不变，按下列配比加入起始物质，达到平衡后，C的浓度不是1.2ml/L的是 　A、3 ml C+ x ml D (x>0.6) B、 l ml A+ 0.5ml B +1.5m1C+x ml D (x>0.1) C．2 ml A+ 1ml B +x ml D (x≥0) D．l ml A+ 0.5ml B +4.5m1C+x ml D (x>0.7)
3、对于平衡体系mA(g) + nB(g) 　pC(g) + qD(g) ⊿H