高考化学一轮复习课件18.化学平衡状态和化学平衡常数（含解析）

这是一份高考化学一轮复习课件18.化学平衡状态和化学平衡常数（含解析），共27页。PPT课件主要包含了化学平衡，可逆反应，同一条件，随堂练习，不再改变，正反应，逆反应，动态平衡，Ⅰ直接标志，逆反应方向必须对立等内容，欢迎下载使用。

化学平衡状态和化学平衡常数
1.掌握化学平衡的特征。2.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算
(1)定义:在 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 100%。(3)表示在方程式中用“ ”表示。
1.在容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为1 ml·L-1、3 ml·L-1、2 ml·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3 ml·L－1　 B．Y2为4 ml·L－1C．X2为2 ml·L－1　　 　D．Z为4 ml·L－1
2.一定条件下，对于可逆反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.08 ml·L－1，则下列判断正确的是(　　)A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0(1)化学平衡状态：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率________，反应物的浓度和生成物的浓度__________，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
(2)化学平衡的建立：
(3)化学平衡的特点：
(4)化学平衡状态的判断：
①速率关系： v正＝ v逆
同：同一种物质的v正和v逆才能比较
②含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量或质量分数、物质的量、体积或体积分数保持不变
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
以反应mA(g)＋nB(g) pC(g) + qD(g)为例
①有气体参加的前后系数和不同——m + n ≠ p + q的可逆反应，其他条件不变的情况下，总压强保持不变,反应达到平衡。
②对于反应前后系数和相同——m + n = p + q的可逆反应,其他条件不变的情况下，总压强保持不变，则不一定达平衡。
混合气体平均相对分子质量与平衡的关系
①有气体参加的前后系数和不同——m + n ≠ p + q的可逆反应，其他条件不变的情况下，平均相对分子质量一定，反应达到平衡。
②对于反应前后系数和相同——m + n = p + q的可逆反应，其他条件不变的情况下，平均相对分子质量一定，则不一定达到平衡。
混合气体的总质量、密度要视情况而定
在容积固定的密闭容器中若反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(s)
混合气体的总质量、密度可做平衡标志
若反应mA(g)＋nB(g) pC(g)
混合气体的总质量、密度不能做平衡标志
全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变,不能作为判断平衡的标准
3.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 ml CO的同时生成n ml H2D.1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键
4.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,表明反应: 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C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量E. A的物质的量浓度
5.一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 ml N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．①②　B．②④　 C．③④　 D．①④
6.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g) Y(g)＋Z(g)；(乙)A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时①混合气体的密度；②反应容器中生成物的百分含量；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比；④混合气体的压强；⑤混合气体的平均相对分子质量；⑥混合气体的总物质的量。其中能表明(甲)达到化学平衡状态是________________；能表明(乙)达到化学平衡状态是________________。
(1)化学平衡状态判断“三关注”。①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;②关注反应特点,是等体积反应，还是非等体积反应；③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。(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恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变.
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，用符号____表示。
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝_____(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)。如(1)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式_______________。(2)Fe3＋(aq)＋3H2O(l) Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式____________。
(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______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在某温度下的平衡常数。
4.化学平衡常数的应用
(1)判断可逆反应进行的程度
(2)判断可逆反应是否达到平衡及反应进行的方向
(3)判断可逆反应的热效应。
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
1.O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应①：O3 O2＋[O]　 ΔH>0　　平衡常数为K1；反应②：[O]＋O3 2O2　 ΔH<0　　平衡常数为K2；总反应：2O3 3O2　　　ΔH<0　　平衡常数为K。
下列叙述正确的是(　　)A.降低温度，总反应K减小 B.K＝K1＋K2C.适当升温，可提高消毒效率 D.压强增大，K2减小
2.在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。下列说法正确的是(　　)A.温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝nA/tA ml·L－1·min－1B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C.该反应为吸热反应D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
3.节能减排是当下环境保护的重点。将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。800 ℃下，在2 L恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，达到平衡状态，K＝1.0。
(1)从起始经过5 min达到化学平衡时，用生成物CO2表示该反应的化学反应速率v(CO2)＝_________________；平衡时，容器中CO的转化率为___________。
0.01 ml·L-1·min-1
(2)下图表示上述反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是__________________(写出一条即可)。
降低温度(或减小H2的浓度或增大水蒸气的浓度)
4.一定条件下，CO2(g)＋3H2(g) H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝－53.7 kJ·ml－1；向2 L恒容恒温密闭容器中充入1 ml CO2和2.8 ml H2反应，图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是(　　)A.m点：v(正)＞v(逆)B.活化能：过程Ⅱ＞过程ⅠC.n点时该反应的平衡常数K＝50D.过程Ⅰ,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度
5.H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 ml CO2与0.40 ml H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率α1＝______%，反应平衡常数K＝____________。(2)在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2____α1，该反应的ΔH____0。(填“>”“<”或“＝”)
7.CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。(1)该反应的平衡常数表达式为__________________。(2)曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ__KⅡ。(3)在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示。KA、KB、KC三者之间的大小关系为_____________。