内容正文:
第22讲 化学平衡状态 化学平衡常数
内容要求
1.了解可逆反应的含义。
2.知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。
3.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。
4.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。
一、可逆反应
知识点1 可逆反应与化学平衡状态
正反应
逆反应
同时
小于
二、化学平衡状态
1.概念
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 ,反应物浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止状态,我们称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.特征
相等
可逆
动态平衡
=
≠
×
2.在化学平衡建立过程中,v正一定大于v逆。( )
3.化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等。( )
5.在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3。
( )
×
×
√
×
√
题点一 “极值法”确定物质含量的范围
1.在一密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L
B.SO2、SO3均为0.15 mol/L
C.SO3为0.25 mol/L
D.SO3为0.4 mol/L
C
D
“极值法”解题的基本思路
(1)把可逆反应假设成向左或向右进行完全的反应。
(2)把混合物假设成纯净物。
(3)把平行反应分别假设成单一反应。
答案:ACE
判断化学平衡状态的方法
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消耗速率。
2.静态标志:各种“量”不变
(1)各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。
(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化学平衡状态;
若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
知识点2 化学平衡常数概念及应用
一、化学平衡常数
二、应用
1.判断、比较可逆反应进行程度
化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。K>105时,可以认为该反应已经进行完全。
2.判断可逆反应的热效应
2.对某一可逆反应,温度改变则化学平衡常数一定发生变化。( )
3.增大反应物的浓度,平衡正向移动,化学平衡常数增大。( )
4.平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动。( )
5.一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等。( )
√
×
×
×
×
√
题点一 化学平衡常数含义及影响因素
1.在2 L恒容密闭容器中分别通入2 mol CO和1 mol O2。进行反应:2CO(g)+
O2(g) 2CO2(g)。在相同的时间段(5 min)内,测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.化学平衡常数:K(b)<K(c)<K(d)
B.a点,v正(O2)=0.14 mol/(L·min)
C.d点v正(CO)等于a点v正(CO)
D.50 ℃时,该反应的化学平衡常数K=160
D
C
化学平衡常数的含义及影响因素
含义 K越大 正反应进行的程度越大
反应物的转化率越大
影响
因素 内因 反应物本身的性质
外因 温度
升高 ΔH<0,K减小
ΔH>0,K增大
B
T/ ℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
T/ ℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
解析:(2)根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大,这说明升高温度,平衡向正反应方向移动,所以该反应为吸热反应。
答案:(2)吸热
T/ ℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的
温度为 。
答案:(3)700 ℃
T/ ℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(4)若1 200 ℃ 时