内容正文:
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数
学习目标
核心素养
1.了解化学平衡建立的过程。
2.理解化学平衡的特征。
3.知道化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行简单计算。
1.变化观念与平衡思想:认识化学变化有一定限度,是可调控的。能多角度、动态地分析可逆反应达到平衡状态时的各种表现。
2.证据推理与模型认知:能建立化学平衡“逆、等、动、定、变”的认知模型,并利用模型解决化学平衡的实际问题;构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),理清计算的思路,灵活解答各类问题。
课前预习新知
知|识|梳|理
知识点一 化学平衡状态的建立
1.在一定条件下的容积不变的密闭容器中,发生合成氨的反应N2+3H22NH3,根据图像填写表格:
(a) (b)
N2+3H22NH3
反应物浓度
v正
生成物浓度
v逆
开始时
c(N2)最大
c(H2)最大
最大
0
0
进行中
c(N2)减小
c(H2)减小
减小
增大
增大
平衡时
c(N2)不变
c(H2)不变
不变
不变
不变
2NH3N2+3H2
反应物浓度
v正
生成物浓度
v逆
开始时
c(NH3)最大
最大
0
0
进行中
c(NH3)减小
减小
增大
增大
平衡时
c(NH3)不变
不变
不变
不变
2.用速率-时间(v-t)图像表示出以上过程。
知识点二 化学平衡状态
1.化学平衡状态的概念。
在一定条件下的可逆反应中,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.化学平衡的特征。
化学平衡的特征可以概括为“逆、等、动、定、变”,即:
(1)逆:研究的对象是可逆反应。
(2)等:化学平衡的条件是v正和v逆相等。
(3)动:化学平衡是一种动态平衡,此时反应并未停止。
(4)定:当可逆反应达到平衡时,各组分的质量(或浓度)为一定值。
(5)变:若外界条件改变,平衡可能发生改变,并在新条件下建立新的平衡。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.只有可逆反应才存在平衡状态。 (√)
2.化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果。 (√)
3.化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等。 (×)
4.化学反应达到化学平衡状态时,反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例。 (×)
知识点三 化学平衡常数
1.浓度商。
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的称为浓度商,常用Q表示,即Q=。
2.化学平衡常数。
(1)定义。
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),符号用K表示。
(2)表达式。
对反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=。
例如,一定温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡时的化学平衡常数K=。
(3)意义。
K值越大,正反应进行的程度越大,反应物转化率越大。一般地,当K>105时,认为该反应就进行得基本完全了。
(4)影响因素。
K只受温度影响,与反应物和生成物的浓度无关。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.浓度、温度变化时,平衡常数都会改变。 (×)
2.K值越大,表明可逆反应正向进行的程度越大。 (√)
3.K值越大,该可逆反应的速率越快。 (×)
4.在化学方程式一定的情况下,K只受温度影响。 (√)
5.K值越大,反应越容易进行。 (×)
课堂互动探究
探究一 化学平衡状态的判断标志
1.化学平衡状态判断的常用方法。
(1)动态标志:v正=v逆≠0。
①同种物质:同一物质的生成速率等于其消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),当=时,反应达到平衡状态。
(2)静态标志:各种“量”不变。
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之,若物理量由“变量”变成了“不变量”,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量始终为“不变量”,则不能作为达到平衡的标志。
2.不能作为平衡“标志”的六种情况。
(1)某状态点的信息,如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)=2∶1∶2。
(2)恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或气体分子总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2