第二章 第二节 第一课时 化学平衡状态 化学平衡常数-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1创新导学案word（人教版2019，不定项版）

第二节　化学平衡

第一课时　化学平衡状态　化学平衡常数

 

1.认识化学平衡状态，能够判断可逆反应进行到平衡状态的标志。2.知道化学平衡常数的含义，能书写化学平衡常数表达式并进行简单计算。3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向之间的联系。

一、化学平衡状态

1．化学平衡状态的建立

在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：

N2＋3H22NH3

(1)正向建立：如图1所示，N2与H2发生反应，随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2和H2的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。

(2)逆向建立：如图2所示，NH3发生分解反应，随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，而NH3的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。

2．化学平衡的概念

在一定条件下，可逆反应体系中，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，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。

 

3．化学平衡状态的特征

 

 

二、化学平衡常数

1．浓度商与平衡常数

对于一般的可逆反应：

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

(1)任意时刻的称为浓度商，常用Q表示。

(2)进一步研究发现，该反应在一定条件下达到平衡时，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)之间有K＝，其中K是常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数(注意：固体或液体纯物质一般不列入浓度商和平衡常数)。

2．平衡常数的影响因素

化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常情况下只受温度影响。当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。

3．平衡常数的意义

K越大，说明平衡体系中生成物所占比例越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。一般来说，当K>105时，该反应就进行得基本完全了。

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)对于反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达到平衡状态。(　　)

(2)对于反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态。(　　)

(3)对于反应A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。(　　)

(4)任何条件下，平衡常数均为定值。(　　)

(5)化学平衡常数表达式中各物质的浓度可以是任意时刻的浓度。(　　)

(6)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× (6)×

德国化学家哈伯(F.Haber，1868～1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。哈伯于1908年申请专利“循环法”，在此基础上于1909年改进了合成工艺，使氨的产率达到8%。这是工业普遍采用的直接合成法，合成氨反应式如下：N2＋3H22NH3。假设该反应在体积不变的密闭容器中发生，思考回答下列问题。 [问题探究] 1．达到平衡状态时，各组分浓度是否相等？ 提示：达到平衡状态时各组分浓度不变，但不一定相等。 2．单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：二者均表示正反应方向，无法判断是否达到平衡状态。 3．容器内混合气体的密度不随时间变化时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：混合气体的总体积不变、总质量不变，因此无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变。

 

知识点一　化学平衡状态的判断

1．判断方法

(1)化学平衡状态判断的本质标志(v正＝v逆)

 

(2)化学平衡状态判断的宏观标志(各物质的浓度保持不变)