高中化学 2.2.2 化学平衡状态 化学平衡常数课件 苏教版选修4.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一 化学平衡状态1 可逆反应 在同一条件下 既能发生反应物转变为生成物的正向反应 又能发生生成物转变为反应物的逆向反应 这类反应属于可逆反应 2 化学平衡状态 在一定条件下进行的可逆反应 若开始只有反应物 没有生成物 则v 正 最大 v 逆 为零 随着反应的进行 反应物不断减少 生成物不断增多 v 正 越来越小 v 逆 越来越大 反应进行到某一时刻时 v 正 v 逆 此时 化学反应进行到最大程度 反应物和生成物的浓度不再发生变化 反应达到化学平衡状态 简称化学平衡 目标导航 预习导引 一 二 3 化学平衡特征 逆 密闭容器中的可逆反应 等 正反应速率和逆反应速率相等 但不等于零 即v 正 v 逆 0 动 在平衡状态下 反应物和生成物浓度不再随时间而变化 但并不意味着反应已经停止 反应仍在进行 只不过是它们反应的结果互相抵消 因此它是一个动态平衡 定 反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定 变 当条件改变时 正 逆反应速率发生变化 平衡便发生变化 预习交流1可逆反应达到化学平衡后 正 逆反应是否都不再进行 提示 可逆反应达到化学平衡后 正 逆反应仍在进行 只是正 逆反应的速率相等 达到了动态平衡 目标导航 预习导引 一 二 目标导航 预习导引 一 二 目标导航 预习导引 一 二 预习交流2 1 对于给定的化学反应 平衡常数的影响因素有哪些 提示 影响平衡常数的内部因素是反应物的性质 外部因素是温度 2 同一反应的平衡常数 当起始浓度不同时 k值是否相同 k值与反应物的转化率有什么关系 提示 同一反应的平衡常数 只与温度有关 而与反应物的浓度无关 一般来说 k值越大 反应物的转化率越大 问题导学 即时检测 一 二 三 一 化学平衡状态的判断活动与探究如何判断某可逆反应是否达到化学平衡状态 答案 判断某可逆反应是否达到平衡状态 首先要确定所提供的物理量是变量还是恒量 如体系的总压强 密度 某组分的百分含量等 若此物理量为变量 可用来判断可逆反应是否达到平衡状态 若此物理量为恒量 则不能用来判断可逆反应是否达到平衡状态 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移与应用例1一定温度下 在某固定容积的密闭容器中发生可逆反应a g 3b g 2c g 能标志该反应达到平衡状态的是 a a b c的浓度之比为1 3 2b 单位时间内生成nmola的同时生成3nmolbc 单位时间内生成nmola的同时生成2nmolcd 混合气体的密度不变解析 a b c的转化浓度之比为1 3 2 而平衡浓度之比不一定等于1 3 2 a选项错误 b选项指的都是同一方向上的反应速率 逆反应的速率 不能说明反应达到平衡 错误 而c选项描述的是正 逆反应速率相等 故c选项正确 由于反应容器的容积不变 质量守恒 所以在此条件下 该反应在任何时间反应到了任何程度 混合气体的密度都保持不变 d选项错 答案 c 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移训练1下列方法可以证明h2 g i2 g 2hi g 已达平衡状态的是 单位时间内生成nmolh2的同时 生成nmolhi 一个h h键断裂的同时有两个h i键断裂 百分含量w hi w i2 反应速率v h2 v i2 v hi c hi c h2 c i2 2 1 1 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化解析 这是一个反应前后气体分子数不变的反应 无论是否平衡 混合气体的总压强 平均相对分子质量 密度都不发生变化 从 v 正 是否等于v 逆 来判断 从 浓度是否保持不变 来判断 答案 问题导学 即时检测 一 二 三 化学平衡的标志由化学平衡的定义可知 可逆反应达到平衡时 v 正 v 逆 0 这是化学平衡的实质 也是可逆反应达到平衡状态的标志性的判断依据 据此可有如下判断方法 1 直接判断法 1 v 正 v 逆 0 2 同一物质的消耗速率与生成速率相等 3 各组分的浓度保持不变2 间接判断法 1 各组分的百分含量保持不变 2 各组分的物质的量不随时间的改变而改变 3 各气体的体积不随时间的改变而改变 问题导学 即时检测 一 二 三 3 特例判断法 1 对反应前后气体物质的分子总数不相等的可逆反应来说 混合气体的总压强 总体积 总物质的量 平均摩尔质量不随时间的改变而改变时 反应即达到化学平衡状态 2 对反应前后气体物质的分子总数相等的可逆反应来说 混合气体的总压强 总体积 总物质的量 平均摩尔质量不随时间的改变而改变时 不能判断此时是否已达到化学平衡状态 3 当反应体系的颜色不再变化时 标志化学反应已达到平衡状态 问题导学 即时检测 一 二 三 二 正确理解和应用化学平衡常数活动与探究1 化学平衡常数表达式中 各物质的浓度是指什么浓度 答案 是指气体或溶液中溶质的平衡浓度 不能用物质的量代替浓度 2 对一确定的化学反应 平衡常数的数值大小与反应进行的程度有何关系 答案 化学平衡常数越大 反应进行的程度越大 3 当反应物与生成物的位置互换时 平衡常数会发生怎样的变化 答案 当反应物与生成物的位置互换时 平衡常数与原平衡常数互为倒数 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 1 平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数 2 对于反应中的纯固体或溶剂 它们的浓度不列入平衡常数的表达式中 3 由于平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关 因此不能笼统地说一个化学反应的平衡常数的数值是多少 4 对于一个给定的化学反应 其平衡常数的数值只与温度有关 而与反应物和生成物的浓度无关 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移与应用例3在一定条件下 向密闭容器中充入30mlco和20ml水蒸气 使其反应 当反应co g h2o g co2 g h2 g 达到平衡时 水蒸气的体积分数与h2的体积分数相等 则下列叙述错误的是 a 平衡后co的体积分数为40 b 平衡后co的转化率为25 c 平衡后水的转化率为50 d 平衡后混合气体的平均相对分子质量为24 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1 下列关于化学反应限度的说法中正确的是 a 一个可逆反应达到的平衡状态不是这个反应在该条件下所能达到的限度b 当一个可逆反应进行到平衡状态时 这个反应的正反应速率和逆反应速率相等c 平衡状态是一种静止的状态 因为反应物和生成物的浓度已经不再改变d 化学反应的限度不可能通过改变条件而改变解析 当一个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时 该反应已达到平衡状态 反之 当一个可逆反应进行到平衡状态时 这个反应的正反应速率和逆反应速率相等 所以b正确 当一个可逆反应达到平衡状态时 这个反应的正反应速率和逆反应速率相等 从表面上看 反应物不再被消耗 生成物也不再增加 反应物达到了最大转化率 生成物达到最大产率 这就是这个反应在该条件下所能达到的限度 所以a不正确 化学平衡状态是一种动态平衡 一旦条件改变 平衡就要被破坏 化学反应的限度也就随之而改变 所以c d说法是错误的 答案 b 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2 在一定温度下的恒容密闭容器中 当下列物理量不再发生变化时 表明反应a g b g c g d g 已达到平衡状态的是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度c b的物质的量浓度d 气体的总物质的量解析 首先要确定该可逆反应的特点 反应前后气体分子数不变 再确认外界条件为恒温 恒容条件 因此 未达平衡时 压强 混合气体的密度 气体的总物质的量均为不变量 而b的物质的量浓度为可变量 因此 答案为c 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 3 在一定条件下 可逆反应x g 3y g 2z g 达到平衡时 测得y的转化率为37 5 x的转化率为25 则反应开始时 充入容器中的x y的物质的量之比是 a 1 3b 3 1c 3 2d 1 2解析 根据物质的变化量之比一定等于化学计量数之比 可得 n y 37 5 3n x 25 从而可得n x n y 1 2 答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4 关于化学平衡常数的叙述中 正确的是 a 只与化学反应本身和温度有关b 只与反应的温度有关c 与化学反应本身和温度有关 并且会受到起始浓度的影响d 只与化学反应本身有关 是与其他任何条件无关的一个不变的常数解析 大量实验证明 化学平衡常数取决于两个方面的因素 化学反应的本身和反应体系的温度 与起始浓度等其他外界条件没有任何关系 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 5 2015天津理综 6 某温度下 在2l的密闭容器中 加入1molx g 和2moly g 发生反应 x g my g 3z g 平衡时 x y z的体积分数分别为30 60 10 在此平衡体系中加入1molz g 再次达到平衡后 x y z的体积分数不变 下列叙述不正确的是 a m 2b 两次平衡的平衡常数相同c x与y的平衡转化率之比为1 1d 第二次平衡时 z的浓度为0 4mol l 1 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 6 在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应