年高考化学复习探究化学平衡状态化学平衡常数省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页第2页一、可逆反应一、可逆反应1在一定条件下，向在一定条件下，向1 L密密闭闭容器中充入容器中充入3 mol X气体和气体和1 mol Y气体，气体，发发生反生反应应2X(g)2Y(g)3Z(g)2W(g)，到达化学平衡，到达化学平衡时时，测测出以下各生成物出以下各生成物浓浓度数据中必定度数据中必定错误错误是是()Ac(Z)0.75 mol/LBc(Z)1.2 mol/LCc(W)0.8 mol/L Dc(W)1 mol/L解析解析：本题主要考查平衡状态特点之一：本题主要考查平衡状态特点之一“逆逆”，即平衡状态各物质量，即平衡状态各物质量浓度都大于零。利用极限转化法，当浓度都大于零。利用极限转化法，当Y完全转化时，完全转化时，c(Z)为为1.5 molL1，c(W)为为1 molL1，故，故D项错误，符合题意。项错误，符合题意。答案答案：D第3页1定义定义相同相同条件下，既能向条件下，既能向 方向进行，又能向方向进行，又能向 方向进行方向进行化学反应。化学反应。2特点特点(1)相同条件下，正、逆反应相同条件下，正、逆反应 ；(2)反应物与生成物同时存在；反应物与生成物同时存在；(3)任一组分转化率均任一组分转化率均 100%，各物质浓度均不为零。，各物质浓度均不为零。3表示表示化学方程式中化学方程式中“=”用用“”代替。代替。正反应正反应逆反应逆反应同时进行同时进行小于小于第4页二、化学平衡状态二、化学平衡状态2(太原模拟)在一定温度、一定体积密闭容器中，对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应，到达平衡标志是_。A生成NH3速率与NH3分解速率相等B断开一个NN键同时有6个NH键生成CN2、H2、NH3百分含量不再改变D总压强不变EN2、H2、NH3分子数之比为132状态FN2、H2、NH3浓度相等GN2、H2不再起反应Hv(N2)v(H2)I混合气体密度不变J混合气体平均相对分子质量不变第5页解析解析：A项已平衡；项已平衡；B和和H项只表示了正反应速率，不能表达项只表示了正反应速率，不能表达v(正正)v(逆逆)，错误；，错误；C、D项已平衡；因为不知道反应物起始浓度，所以各项已平衡；因为不知道反应物起始浓度，所以各物质量没有一定百分比关系，物质量没有一定百分比关系，E、F项均错误；因为是动态平衡，项均错误；因为是动态平衡，N2、H2仍在反应，仍在反应，G错误；因为容积不变，密度一直不变，错误；因为容积不变，密度一直不变，I不能作为平不能作为平衡标志。衡标志。J项，因反应前后，气体物质量改变，但总质量不变，故平项，因反应前后，气体物质量改变，但总质量不变，故平均相对分子质量不变可作为平衡标志，正确。均相对分子质量不变可作为平衡标志，正确。答案答案：ACDJ第6页1概念概念：一定条件下可逆反应中，正反应速率与逆反应速率：一定条件下可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等相等，反应体系中全部参加反应物质反应体系中全部参加反应物质 保持不变状态。保持不变状态。质量或浓度质量或浓度第7页第8页三、化学平衡常数三、化学平衡常数3(1)以下叙述中，不正确是()A某特定反应平衡常数仅是温度函数B催化剂不能改变平衡常数大小C平衡常数发生改变，化学平衡必定发生移动到达新平衡D化学平衡发生移动，平衡常数必发生改变(2)(滁州联考)将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生以下反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)；2HI(g)H2(g)I2(g)到达平衡时，c(H2)0.5 mol/L，c(HI)4 mol/L，则此温度下反应平衡常数为_，反应平衡常数为_，相同温度下H2(g)I2(g)2HI(g)平衡常数为_。第9页第10页1概念概念在一定在一定 下，一个可逆反应到达下，一个可逆反应到达 时，生成时，生成物物 与反应物与反应物 比值是一个常数，用比值是一个常数，用符号符号K表示。表示。温度温度化学平衡化学平衡浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积第11页3影响原因影响原因K仅是仅是 函数，与反应物或生成物浓度无关。函数，与反应物或生成物浓度无关。4意义意义温度温度5注意注意化学平衡常数是指某一详细反应方程式平衡常数。化学平衡常数是指某一详细反应方程式平衡常数。(1)正、逆反应平衡常数互为正、逆反应平衡常数互为 。(2)若方程式中各物质化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数也会若方程式中各物质化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。改变。(3)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，因为其浓度可看作反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，因为其浓度可看作“1”而不代入公式。而不代入公式。倒数倒数第12页化学平衡状态判断化学平衡状态判断1直接判断依据直接判断依据第13页第14页第15页(长沙模拟)H2(g)I2(g)2HI(g)已经到达平衡状态标志是()c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)112c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变单位时间内生成n mol H2同时生成2n mol HI单位时间内生成n mol H2同时生成n mol I2反应速率v(H2)v(I2)1/2v(HI)一个HH键断裂同时有两个HI键断裂温度和体积一定时，容器内压强不再改变温度和体积一定时，混合气体颜色不再改变温度和压强一定时，混合气体密度不再改变条件一定，混合气体平均摩尔质量不再改变ABC D第16页思绪点拨思绪点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)平衡根本标志：平衡根本标志：v(正正)v(逆逆)，各组分含量不变。各组分含量不变。(2)该反应特点：该反应特点：反应前后气体体积不变；反应前后气体体积不变；I2为紫色蒸气。为紫色蒸气。【答案】【答案】C第17页第18页1在一定温度下，反在一定温度下，反应应：2A(s)2B（g）C(g)D(g)在在恒容容器中恒容容器中进进行，不能行，不能说说明明该该反反应应已已经经到达平衡是到达平衡是()A容器内容器内压压强强不再随不再随时间时间而改而改变变B混合气密度不再随混合气密度不再随时间时间而改而改变变CA质质量不再改量不再改变变D平衡混合气平均相平衡混合气平均相对对分子分子质质量不再改量不再改变变解析解析：设反应正向进行，则恒容时：设反应正向进行，则恒容时：A质量降低，混合气压强因反质量降低，混合气压强因反应前后气体分子数不变而不变，密度因气体质量增加而增大，平均应前后气体分子数不变而不变，密度因气体质量增加而增大，平均相对分子质量因相对分子质量因m混混增大而增大而n混混不变而增加；而反应正向不变而增加；而反应正向(或逆向或逆向)进进行时，不变量不能成为平衡标志，改变量则能，行时，不变量不能成为平衡标志，改变量则能，A错。错。答案答案：A第19页化学平衡常数应用及相关计算化学平衡常数应用及相关计算第20页(4)计计算反算反应应物或生成物平衡物或生成物平衡浓浓度及反度及反应应物物转转化率。化率。2相关计算相关计算(1)步步骤骤写出相关化学平衡方程式。写出相关化学平衡方程式。确定各物确定各物质质起始起始浓浓度、度、转转化化浓浓度、平衡度、平衡浓浓度。度。将平衡将平衡浓浓度代入平衡常数表示式度代入平衡常数表示式进进行行计计算。算。(2)方法方法如如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令，令A、B起始物起始物质质量量浓浓度分度分别别为为a mol/L、b mol/L，到达平衡后消耗，到达平衡后消耗A物物质质量量浓浓度度为为mx mol/L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始起始(mol/L)a b 0 0改改变变(mol/L)mx nx px qx平衡平衡(mol/L)amx bnx px qx第21页尤其提醒尤其提醒(1)K仅仅是温度函数，是常考点，常是温度函数，是常考点，常应应用它考用它考查查平衡平衡时时物物质质物物质质量量浓浓度和度和转转化率。化率。(2)凡是气体压强改变、密度改变均必须转化为物质量改变或气体凡是气体压强改变、密度改变均必须转化为物质量改变或气体体积改变才能按上述方法进行计算。体积改变才能按上述方法进行计算。第22页已知已知CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)平衡常数随温度改平衡常数随温度改变变以下表：以下表：(1)上述正向反上述正向反应应是是_反反应应(选选填填“放放热热”或或“吸吸热热”)。(2)若达平衡后降温，若达平衡后降温，则则平衡向平衡向_移移动动，CO2转转化率化率_，正反，正反应应速率速率_(填写填写“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”)。(3)在在850 发发生上述反生上述反应应，以表中物，以表中物质质量投入恒容反量投入恒容反应应器中，器中，其中向正反其中向正反应应方向移方向移动动有有_(选选填填A、B、C、D、E)。第23页(4)在在850 时，可逆反应：时，可逆反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，在该容器内各物质浓度改变以下：，在该容器内各物质浓度改变以下：则则3 min4 min平衡后，平衡后，c3_，CO2转转化率化率为为_。第24页思绪点拨思绪点拨(1)温度对温度对K影响。影响。(2)利用利用K与与Q关系判断平衡移动方向。关系判断平衡移动方向。(3)利用利用“三段式三段式”求解。求解。第25页【答案】【答案】(1)放热放热(2)正反应方向增大减小正反应方向增大减小(3)A(4)0.1260%第26页(高考海南卷)在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体初始浓度和平衡浓度以下表：以下以下说说法法错误错误是是()A反反应应到达平衡到达平衡时时，X转转化率化率为为50%B反反应应可表示可表示为为X3Y 2Z，其平衡常数，其平衡常数为为1 600C增大增大压压强强使平衡向生成使平衡向生成Z方向移方向移动动，平衡常数增大，平衡常数增大D改改变变温度能温度能够够改改变变此反此反应应平衡常数平衡常数第27页答案答案：C第28页1(潍坊模拟)在一定温度下某容积不变密闭容器中，建立以下化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已到达化学平衡状态是()A体系压强不再发生改变Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂同时断裂2 mol HO键解析解析：平衡体系：平衡体系C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)是一气体体积增大是一气体体积增大反应，体系压强不再发生改变，表明已到达化学平衡；反应，体系压强不再发生改变，表明已到达化学平衡；B、D项均表示项均表示该反应该反应v(正正)v(逆逆)，表明已到达平衡；，表明已到达平衡；C项，项，CO和和H2都是生成物，都是生成物，它们生成均表示正反应，且每生成它们生成均表示正反应，且每生成n mol CO时必有时必有n mol H2生成，不生成，不能表明一定到达了平衡状态。能表明一定到达了平衡状态。答案答案：C第29页2(枣庄质检)在恒容密闭容器中A(g)3B(g)2C(g)H0达平衡后，将气体混合物温度降低，以下叙述中正确是()A容器中混合气体平均相对分子质量减小B正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动C正反应速率和逆反应速率都变小，C百分含量增加D当密度不变时表明反应到达平衡状态解析：本题考查了外界条件对化学反应速率和化学平衡影响以及化学平衡状态判定。正反应放热，所以降温造成平衡右移。A错，因为混合气体总质量不变，但总物质量减小，平均相对分子质量增大。B错，因为降温造成正、逆反应速率都减小。C对，因为平衡右移结果不但使得C物质分子数增多，还使得混合气体总分子数降低。D错，因为是在恒容容器中，故密度一直不变。答案：C第30页3在一定温度下，容器中加入在一定温度下，容器中加入CO和和H2O(g)各各1 mol，发发生反生反应应：COH2O(g)CO2H2，到达平衡，到达平衡时时生成生成0.7 molCO2，若，若其它条件不其它条件不变变，一开始就加入，一开始就加入4 mol H2O(g)，则则到达平衡可能生成到达平衡可能生成CO2是是()A0.6 mol B0.95 molC1 mol D1.5 mol第31页解析解析：方法一：可逆反应不可能进行到底，依据碳原子守恒生成：方法一：可逆反应不可能进行到底，依据碳原子守恒生成n(CO2)0.7 mol，只有，只有B项符合。方法二：依据温度不变，平衡常数项符合。方法二：依据温度不变，平衡常数K不变。不变。答案答案：B以下判断不正确是以下判断不正确是()A平衡平衡时时，乙中，乙中CO2转转化率大于化率大于60%B平衡平衡时时，甲中和丙中，甲中和丙中H2转转化率均是化率均是60%C平衡平衡时时，丙中，丙中c(CO2)是甲中是甲中2倍，是倍，是0.012 mol/LD反反应应开始开始时时，丙中反，丙中反应应速率最快，甲中反速率最快，甲中反应应速率最慢速率最慢第32页答案答案：C第33页5已知化学反已知化学反应应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，其平衡常，其平衡常数数为为K1；化学反；化学反应应：Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)，其平衡，其平衡常数常数为为K2。在温度。在温度973 K和和1 173 K情况下，情况下，K1、K2值值分分别别以下：以下：(1)经过经过表格中数表格中数值值能能够够推断：反推断：反应应是是_(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)反反应应。(2)现现有反有反应应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，请请你写出你写出该该反反应应平衡常数平衡常数K3数学表示式：数学表示式：K3_。(3)能判断反能判断反应应已达平衡状已达平衡状态态是是_。A容器中容器中压压强强不不变变B混合气体中混合气体中c(CO)不不变变Cv正正(H2)v逆逆(H2O)Dc(CO2)c(CO)第34页(4)依据反依据反应应与与可推可推导导出出K1、K2与与K3之之间间关系式关系式_。据此关系。据此关系式及上表数据，也能推断出反式及上表数据，也能推断出反应应是是_(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)反反应应。要使。要使反反应应在一定条件下建立平衡向正反在一定条件下建立平衡向正反应应方向移方向移动动，可采取，可采取办办法是法是_(填写填写序号序号)。A缩缩小反小反应应容器容容器容积积 B扩扩大反大反应应容器容容器容积积C降低温度降低温度 D升高温度升高温度E使用适当催化使用适当催化剂剂 F设设法降低法降低CO量量第35页第36页U形管应用形管应用U形管是在化学试验中惯用一个玻璃仪器，惯用有如图所表示形管是在化学试验中惯用一个玻璃仪器，惯用有如图所表示三种：三种：这这些些U形管独特形管独特结结构特点决定了它构特点决定了它们们在化学在化学试验试验中广泛用途。中广泛用途。现现将将U形管在化学形管在化学试验试验中中应应用用归纳归纳以下：以下：1设计气体发生装置设计气体发生装置(图图一一)：对对固体和液体不需要加固体和液体不需要加热热而而产产生生气体反气体反应应，可，可设计设计用用U形管作反形管作反应应器，如制取器，如制取H2、CO2等。等。可制做成可制做成简简易启普易启普发发生器。生器。第37页2设计气体除杂装置或作干燥器设计气体除杂装置或作干燥器(图二图二)：U形管作干燥器盛形管作干燥器盛装干燥剂普通是固体。装干燥剂普通是固体。3设计尾气吸收装置或防倒吸装置设计尾气吸收装置或防倒吸装置(图三图三)：球形：球形U形管形管“消膜泡消膜泡”能够起到预防液体倒吸或窜出作用。能够用来设计易溶性气体吸收装能够起到预防液体倒吸或窜出作用。能够用来设计易溶性气体吸收装置。置。4设计气体冷凝装置设计气体冷凝装置(图四图四)：利用：利用U形管能够设计气体冷凝装置，形管能够设计气体冷凝装置，如冷凝如冷凝“煤干馏煤干馏”、“木材干馏木材干馏”馏出物。馏出物。第38页5设计封闭反应体系调压装置设计封闭反应体系调压装置(图五图五)：一些化学试验需要隔绝空：一些化学试验需要隔绝空气加热，如气加热，如“木炭还原氧化铜木炭还原氧化铜”等，这种封闭着加热体系是不安全。可等，这种封闭着加热体系是不安全。可用用U形管设计调压装置，降低不安全原因。如图在形管设计调压装置，降低不安全原因。如图在“木炭还原氧化铜木炭还原氧化铜”试验中，试验中，U形管中石灰水既能够起到调压作用，又能够检验反应产物形管中石灰水既能够起到调压作用，又能够检验反应产物CO2存在。存在。6设计电解饱和食盐水装置设计电解饱和食盐水装置(图六图六)：用：用U形管设计电解和电镀装形管设计电解和电镀装置最大优点是：两电极一直平行，不会因两电极接触而短路，且气体产置最大优点是：两电极一直平行，不会因两电极接触而短路，且气体产物不易相混，易于搜集。物不易相混，易于搜集。第39页