内容正文:
第二节 化学平衡状态 化学平衡常数
1.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
1.可逆反应
(1)定义:在 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
同一条件下
双向性 指可逆反应分为方向相反的两个反应:正反应和逆反应
双同性 指正、逆反应是在 下,同时进行
共存性 指反应物的转化率 100%, 与 共存
同一条件
小于
反应物
生成物
相等
(3)特征
动 化学平衡是一种 平衡,即当达到平衡时,正、逆反应仍在进行,没有停止
等 正、逆反应速率 ,即v正=v逆≠0
定 反应物和生成物的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变
变 条件改变,平衡状态可能改变,新条件下建立新的平衡状态
动态
相等
2.在一定温度下,恒容容器中发生:X(g)+2Y(g)3Z(g)。能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。
①Z的生成速率与Z的分解速率相等
②容器内的压强不再变化
③单位时间内消耗a mol X,同时生成3a mol Z
④混合气体总的物质的量不再变化
⑤混合气体的密度不再变化
⑥c(X)∶c(Y)∶c(Z)=1∶2∶3
⑦c(Z)不再变化
答案:①⑦
解析:若X2完全转化为Z,则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1;若Z完全转化为X2、Y2,则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0 mol·L-1;反应为可逆反应,反应物不能完全转化,所以0<c(X2)<0.2 mol·L-1,0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1。
答案:A
[思维建模]
极端假设法确定浓度范围的方法
[说明] 可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间,但起始物理量可以为最大值或最小值。
解析:反应过程中压强为变量,压强不再改变说明反应达到平衡;反应过程中气体质量为变量,体积不变,所以气体密度是变量,容器内气体密度不再改变说明反应达到平衡;容器内气体颜色不再改变,说明氯气的浓度不变,反应一定达到平衡状态;平衡时断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂2 mol H—Cl键,因此D项不能说明该反应达到平衡状态。
答案:D
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
解析:从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B错误;容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,故D错误。
答案:C
(3)B点v正(CO2)与v逆(NH3)的定量关系式为__________________________。
(4)A点v逆(CO2)与B点v正(CO2)的大小关系为________________________。
考点(二) 化学平衡常数
1.化学平衡常数及表达式
化学平衡
浓度幂
浓度幂之积
之积
K
倒数
Kn
3.意义及影响因素
[微点拨] 一般地,当K>105时,反应基本完全了。
意义 K值越大 正反应进行的程度越___
反应物的转化率越 ___
影响因素 内因 反应物本身的性质
外因 温度升高 ΔH<0,K值减小
ΔH>0,K值增大
大
大
4.主要应用
(1)判断可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡
(2)判断可逆反应的反应热
Q=K 体系处于平衡状态
Q<K 反应 向进行
Q>K 反应 向进行
升高温度 K值增大 正反应为 热反应
K值减小 正反应为 热反应
降低温度 K值增大 正反应为 热反应
K值减小 正反应为 热反应
正
逆
吸
放
放
吸
2.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程