第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡第1課時化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)目錄導(dǎo)航模塊一：[學(xué)習(xí)目標(biāo)]——明確目標(biāo)，把準(zhǔn)學(xué)習(xí)方向模塊二：[重點(diǎn)難點(diǎn)]——明確重、難點(diǎn)，針對性更強(qiáng)模塊三：[思維導(dǎo)圖]——幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，根基牢固，思維貫通模塊四：[知識梳理與典例精析]——嚴(yán)格對標(biāo)新教材知識體系，告別脫節(jié)！科學(xué)進(jìn)階路徑：基礎(chǔ)知識→劃重點(diǎn)→典例精析，讓學(xué)生練得對、練得準(zhǔn)、練得新，快速掌握知識應(yīng)用模塊五：[同步分層練習(xí)]——基礎(chǔ)鞏固+能力提升，讓結(jié)構(gòu)體系、價值體系更加完整，檢測學(xué)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.從可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程，認(rèn)識化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡。2.熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，會判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。3.掌握化學(xué)平衡常數(shù)的概念及其應(yīng)用。4.掌握化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算。[重點(diǎn)難點(diǎn)]1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷。2.化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算。[思維導(dǎo)圖]知識點(diǎn)01化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)(1)概念：在相同條件下，既能向方向進(jìn)行，同時又能向方向進(jìn)行的反應(yīng)，在方程式中反應(yīng)符號用“”表示。(2)特征：雙向性：指可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個方向，即正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向。雙同性：指正、逆反應(yīng)是在相同條件下，同時進(jìn)行。共存性：指反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%，反應(yīng)物與生成物共存。2．化學(xué)平衡狀態(tài)的建立若把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入密閉容器中，其反應(yīng)過程如下：(1)反應(yīng)剛開始時：反應(yīng)物濃度最大，正反應(yīng)速率，生成物濃度為0，逆反應(yīng)速率為。(2)反應(yīng)過程中：反應(yīng)物濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸，生成物濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸。(3)反應(yīng)到某一時刻，必然出現(xiàn)，即正反應(yīng)消耗反應(yīng)物的量與逆反應(yīng)生成反應(yīng)物的量相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，此時就達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，如圖甲所示。若反應(yīng)從逆向開始，化學(xué)平衡建立過程如圖乙所示。3．化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率時，反應(yīng)物和生成物的均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。4．化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、等、動、定、變逆：研究對象為可逆反應(yīng)等：正、逆化學(xué)反應(yīng)速率擔(dān)等動：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡定：平衡混合物中，各組分的度保持一定變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生，并在新條件下建立新的平衡[典例1]下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說法不正確的是A．可逆反應(yīng)是指在同一條件下能同時向正、逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)C．可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度相等D．可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物同時存在[典例2]在一定條件下，某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時間變化的曲線如下圖所示。下列有關(guān)說法，不正確的是A．時刻，反應(yīng)正向進(jìn)行 B．時刻，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率C．時刻，達(dá)到反應(yīng)進(jìn)行的限度 D．時刻，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)[典例3]在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是A．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO3為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/L知識點(diǎn)02化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法1.直接標(biāo)志(1)v正=v逆；(2)各組分百分含量不隨時間變化而變化。2.間接標(biāo)志(1)各物質(zhì)濃度不隨時間改變而改變；(2)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變而改變；(3)各氣體的壓強(qiáng)不隨時間改變而改變；(4)氣體的顏色不隨時間改變而改變；(5)氣體的密度不隨時間改變而改變；(6)氣體平均相對分子質(zhì)量不隨時間改變而改變。以恒容條件下反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例來說明可能的情況舉例是否已達(dá)平衡體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定是各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定是各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定是總體積、總壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量一定不一定正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時生成了mmolA是在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時消耗了pmolC是v(A)∶v(B)∶v(C)∶c(D)＝m∶n∶p∶q不一定在單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時消耗了qmolD不一定壓強(qiáng)m＋n≠p＋q時，總壓強(qiáng)不變(其他條件一定)是m＋n＝p＋q時，總壓強(qiáng)不變(其他條件一定)不一定混合氣體的平均相對分子質(zhì)量當(dāng)m＋n≠p＋q時，eq\x\to(Mr)不變是當(dāng)m＋n＝p＋q時，eq\x\to(Mr)不變不一定氣體的密度ρ＝eq\f(m,V)，密度不變不一定顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色保持不變是溫度絕熱體系內(nèi)溫度不變是【劃重點(diǎn)】“兩步法”突破化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的判斷第一步:審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓;審反應(yīng)特點(diǎn):①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);②有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。第二步:看“變量”，所用標(biāo)志必須隨著反應(yīng)的進(jìn)行在改變，當(dāng)“變量”不變了，也就是變量一定了，說明達(dá)到了平衡?？谠E：“變量不變，平衡出現(xiàn)”。[典例1]下列標(biāo)志可表明對應(yīng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是選項(xiàng)反應(yīng)條件可逆反應(yīng)標(biāo)志A恒溫恒容2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)混合氣體的密度不變B恒溫恒容2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)混合氣體顏色不變C恒溫恒壓NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)NH3在混合氣體中的百分含量不變D恒溫恒壓2NO2(g)N2O4(g)c(NO2)＝2c(N2O4)A．A B．B C．C D．DA．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變B．A和B的物質(zhì)的量之比保持不變C．混合氣體密度不再發(fā)生變化D．相同時間內(nèi)消耗A的物質(zhì)的量與生成B的物質(zhì)的量之比為2：1A．氨基甲酸銨的濃度不再發(fā)生變化 B．氣體的體積分?jǐn)?shù)不再改變C．氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變 D．氣體的密度不再改變②SiF4的體積分?jǐn)?shù)不再變化③容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化

④混合氣體的體積不再變化⑤4molHO鍵斷裂的同時，有2molHF鍵斷裂A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤知識點(diǎn)03化學(xué)平衡常數(shù)1．化學(xué)平衡常數(shù)的概念在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。2．表達(dá)式（1）固體和液體純物質(zhì)一般不列入平衡常數(shù)表達(dá)式。例如，C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，平衡常數(shù)K＝eq\f(c(CO)·c(H2),c(H2O))，又如CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)，平衡常數(shù)K=c(CO2)。(3)對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的，即K正＝eq\f(1,K逆)。3．濃度商(2)Q與K關(guān)系：當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商等于平衡常數(shù)時，表明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。4．化學(xué)平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)K＞105時，該反應(yīng)就進(jìn)行的基本完全了。K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行得越，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；當(dāng)K＜10－5時，該反應(yīng)很難發(fā)生。5．化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素(1)內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及方程式的書寫形式是決定化學(xué)平衡常數(shù)的主要因素。(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受影響。6．化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷平衡移動的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，濃度商Qc＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))，則將濃度商和平衡常數(shù)作比較可判斷可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)。當(dāng)Q=K時，反應(yīng)達(dá)平衡，正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，不移動當(dāng)Q<K時，反應(yīng)要達(dá)平衡→生成物的濃度增大，反應(yīng)物的濃度降低→正反應(yīng)速率>逆反應(yīng)速率，正向移動當(dāng)Q>K時，反應(yīng)要達(dá)平衡→生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度升高→正反應(yīng)速率<逆反應(yīng)速率，逆向移動(2)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)升高溫度，K值增大→正反應(yīng)為反應(yīng)；K值越小→正反應(yīng)為反應(yīng)；降低溫度，K值增大→正反應(yīng)為反應(yīng)；K值越小→正反應(yīng)為反應(yīng)；(3)計(jì)算平衡體系中的相關(guān)量根據(jù)相同溫度下，同一反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，計(jì)算反應(yīng)物或生成物的濃度、轉(zhuǎn)化率等。[典例1]在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(藍(lán)色)＋4Cl[CuCl4]2(黃色)＋4H2OΔH>0，下列說法正確的是A．該反應(yīng)的反應(yīng)類型為氧化還原反應(yīng)C．僅增大[Cu(H2O)4]2＋的濃度，反應(yīng)達(dá)到平衡后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大D．適當(dāng)升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大[典例2]1000K下，反應(yīng)C(s)＋2H2(g)CH4(g)的平衡常數(shù)K=8.28×107(mol·L1)1。當(dāng)各氣體的物質(zhì)的量濃度分別為H2：0.7mol·L1，CH4：0.2mol·L1時，上述反應(yīng)A．正向進(jìn)行 B．逆向進(jìn)行 C．達(dá)到平衡 D．無法確定[典例3]在相同的溫度下，已知：反應(yīng)①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)為3.84×1031，反應(yīng)②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為3.10×1026(mol·L1)1。則在該溫度下，兩個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)程度之間的關(guān)系為A．①>② B．①<② C．①=② D．不能確定知識點(diǎn)04化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算1.“三段式”模式：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量/mola b 0 0變化量/molmx nx px qx平衡量/mola－mxb－nx px qx對于反應(yīng)物：平衡時的相關(guān)量＝起始量－變化量，n(平)＝n(始)－n(變)對于生成物：平衡時的相關(guān)量＝起始量＋變化量，n(平)＝n(始)＋n(變)則K＝eq\f((\f(px,V))p·(\f(qx,V))q,(\f(a－mx,V))m·(\f(b－nx,V))n)，A的平衡轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(mx,a)×100%。2.基本解題思路(1)設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某計(jì)量數(shù)小的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。(2)確定三個量：根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量(物質(zhì)的量濃度或物質(zhì)的量)。(3)解答題設(shè)問題：明確了“始”“變”“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求化學(xué)平衡常數(shù)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或生成物的體積分?jǐn)?shù)等等。A．2 B．1 C．0.5 D．0.25[典例2]將6molA和5molB混合于4L密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5s后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，生成2molD和2molC，則下列結(jié)論中不正確的是A．該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為 B．n值等于2C．平衡時B的濃度為1mol·L1 D．平衡時B的轉(zhuǎn)化率為50%02.02.4050.9101.6151.6下列說法正確的是D．物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為B．z=3D．反應(yīng)前與2s后容器內(nèi)的壓強(qiáng)比為4：3[同步分層練習(xí)]基礎(chǔ)鞏固A．容器內(nèi)的溫度不再變化 B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化C．相同時間內(nèi)，斷開H—H鍵的數(shù)目和生成N—H鍵的數(shù)目之比為1：2 D．v正(N2)=3v逆(H2)2．一定溫度下，向剛性密閉容器中投入足量FeSO4，發(fā)生反應(yīng)：2FeSO4(s)?Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)。下列情況表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．SO2體積分?jǐn)?shù)不隨時間變化 B．FeSO4濃度不隨時間變化C．生成SO2速率等于消耗SO3速率 D．氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時間變化3．某溫度下，在一固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)。下列情況能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是A．v正(I2)=2v逆(HI) B．混合氣體的壓強(qiáng)不再改變C．c(HI)：c(H2)=2：1，且保持不變 D．混合氣體的密度不再改變6．下列說法正確的是A．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，則該反應(yīng)停止B．在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值C．用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，改用98%濃硫酸可以加快反應(yīng)速率A．越大，達(dá)到平衡時，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大B．越小，達(dá)到平衡時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大C．隨反應(yīng)物濃度的改變而改變D．隨著溫度的升高而增大A．2 B．5 C．10 D．18A． B． C． D．能力提升B．c點(diǎn)時CO的濃度在增大C．d點(diǎn)時正、逆反應(yīng)速率相等①當(dāng)物質(zhì)N、P、Q的體積分?jǐn)?shù)比為2∶1∶1時②混合氣體的密度不變時③體系的溫度不變時⑤體系的壓強(qiáng)不變時⑥氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時A．①③④ B．③⑤⑥ C．②③⑥ D．③④⑤A．②⑤⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②③⑥②反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變③反應(yīng)混合物氣體的壓強(qiáng)不再改變⑦和不再反應(yīng)A．②③⑥ B．①②④⑤ C．①④⑦ D．②③⑤⑥下列說法正確的是7．一定溫度下，向5L密閉容器中充入一定量的氣體A和B，發(fā)生反應(yīng)生成氣體C，反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是C．用同一物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，b點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于c點(diǎn)的逆反應(yīng)速率9．一定溫度下，在2L容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：n/molt/minn(SO2)n(O2)n(SO3)00.20.2050.18100.02