高中化学 第2章 第2节 第1课时 化学平衡与化学平衡常数对点训练 鲁科版选修4

第2节化学反应的限度第1课时化学平衡与化学平衡常数[目标要求]1.知道什么是可逆反应。2.知道化学平衡状态的概念和特征。3.会判断一个可逆反应是否处于化学平衡状态。4.知道化学平衡常数的涵义。一、可逆反应1．概念在____________下，既能向__________方向进行，同时又能向____________方向进行的反应。用________表示，如：N2＋3H2高温、高压催化剂高温、高压催化剂2．特征(1)同一条件下，正反应和逆反应___________________________________________。(2)反应________进行到底，反应物________实现完全转化。(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质______________________________________________________。(4)反应达到限度时，反应__________________________________________________。二、化学平衡状态1．含义在一定条件下，当____________________________相等时，反应体系中所有参加反应的物质的____________可以保持________。2．特征①逆：____________②等：__________③定：_________________________④动：______________________⑤变：________________三、化学平衡状态的判断1．看v正与v逆是否________。2．看体系中的各物质是否____________。四、化学平衡常数1．定义在一定________下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，_________浓度幂之积与__________浓度幂之积的比值，用符号K表示。2．表达式以化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例：K＝eq\f([C]c[D]d,[A]a[B]b)(纯固体或溶剂不出现在平衡常数的表达式中)。单位：____________________。3．意义对于同类型反应，平衡常数的大小反映化学反应可能进行的________；平衡常数的数值越大，说明__________________。4．影响因素(1)内因：反应物的____________。(2)外因：反应体系的________。5．应用(1)判断反应进行的限度①K>105时，认为反应可以进行得__________。②K<10－5时，认为反应__________。③10－5≤K≤105时，认为该反应为可逆反应。(2)判断反应是否达到平衡状态化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态时，浓度商为Q＝eq\f(ccCcdD,caAcbB)。①若Q>K，说明反应____________；②若Q＝K，说明反应____________；③若Q<K，说明反应____________。知识点一化学平衡状态1．能够说明一个可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达到平衡状态的是()A．1molH—H键断裂的同时有1molH—I键形成B．1molH—H键断裂的同时有2molH—I键形成C．1molI—I键断裂的同时有2molHI键形成D．1molH—H键断裂的同时有1molI—I键形成2．在一定条件下，反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在定容容器中发生，对该反应达到平衡的标志的描述中，错误的是()A．混合气体的总分子数不再变化B．混合气体的颜色不再变化C．容器的总压强不再变化D．混合气体的总质量不再变化知识点二化学平衡常数3．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度的关系正确的是()A．K越大，反应程度越大B．K越大，反应程度越小C．K的大小与反应程度无关D．升高温度，K增大4．1000K时反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107(mol·L－1)－1，当各气体物质的量浓度分别为H20.7mol·L－1、CH40.2mol·L－1时，上述反应()A．正向移动B．逆向移动C．达到平衡D．不一定5．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂高温、高压催化剂练基础落实1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)高温Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为()高温A．K＝eq\f([Fe3O4]·[H2],[Fe]·[H2O])B．K＝eq\f([Fe3O4]·[H2]4,[Fe]·[H2O]4)C．K＝eq\f([H2O]4,[H2]4)D．K＝eq\f([H2]4,[H2O]4)2．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A．单位时间内生成nmol的A2，同时生成nmol的ABB．容器内的总压强不随时间的变化而变化C．单位时间内生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D．平均相对分子质量不随时间变化而变化3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，[H2]＝0.5mol·L－1，[HI]＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为()A．9mol2·L－2B．16mol2·L－2C4．2000K时，反应CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为()A.eq\f(1,K)B．K2C.eq\f(1,K2)D.eq\f(1,K\f(1,2))5．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，[CO]1＝[H2O]1＝1.0mol·L－1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为[CO]2和[H2O]2，平衡常数为K2，则()A．若增大CO浓度，K2和K1都增大B．K2＞K1C．[CO]2＝[H2O]2D．[CO]1＞[CO]2练方法技巧6．可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是()A．av正(A)＝bv正(B)B．bv正(A)＝av逆(B)C．av正(C)＝cv正(A)D．av正(A)＝bv逆(B)7．一定温度下，可逆反应2NO2(g)△2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()△①单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1④混合气体的压强不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变A．①④⑤⑥B．①②③⑤C．②③④⑥D．以上全部8．298K时，各反应的平衡常数如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，K＝1×10－30；②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)，K＝2×1081mol－1·L；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92mol·L－1则常温下，NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向最大的是()A．①B．②C．③D．无法判断题号12345678答案练综合拓展9．对可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，达到平衡时，各物质的物质的量浓度应满足以下关系：eq\f([C]c·[D]d,[A]a·[B]b)＝K，K为一常数，称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度有关，现有反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，在850℃时，K＝1。(1)若升高温度到950℃(2)850℃①当x＝5.0时，上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是__________。基础落实一、1.一定条件正反应逆反应2．(1)同时发生、同时存在(2)不能不能(3)同存于同一反应体系(4)仍在进行，没有停止二、1.正、逆两个方向的反应速率质量或浓度恒定2．①可逆反应②v正＝v逆③物质恒定④动态平衡，反应没停止⑤条件变，平衡移动三、1.相等2.保持恒定四、1.温度生成物反应物2．(mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)3．程度反应可以进行得越完全4．(1)本身性质(2)温度5．(1)①较完全②很难进行(2)①逆向进行②达到平衡状态③正向进行对点训练1．D[断裂反应物的化学键和形成生成物的化学键都表示正反应，断裂生成物的化学键和形成反应物的化学键都表示逆反应，只要抓住反应方向相反与物质的生成量和消耗量符合反应方程式，问题便可解决。]2．D[该反应为气体物质的量改变的反应，在定容容器中，建立平衡的过程会有压强的改变、总分子数的改变、颜色的改变，一旦这些可变量不变了，则证明平衡建立了，而总质量在任何情况下都不发生变化。]3．A[对于给定的可逆反应体系，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，A项正确；化学平衡常数与温度升降的关系视具体反应而定；对放热反应，温度越高，K越小；对于吸热反应，温度越高，K越大。]4．A[Q＝eq\f(0.2mol·L－1,0.7mol·L－12)＝0.408mol－1·LQ<K，说明该反应没达到平衡，v正>v逆。]5．7.32×10－3mol－2·L－25mol·L－115mol·L－1解析由题意知N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂高温、高压催化剂c起始/(mol·L－1)xy0c转化/(mol·L－1)a3a2ac平衡/(mol·L－1)394即K＝eq\f([NH3]2,[N2]·[H2]3)＝7.32×10－3mol－2·L2由题意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2a＝4mol·L－1,x－a＝3mol·L－1,y－3a＝9mol·L－1))解得a＝2mol·L－1，x＝5mol·L－1，y＝15mol·L－1。课时作业1．D[平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入常数计算式中。]2．C[该反应是等体积反应，压强不随时间变化，不能证明反应为平衡状态；平均式量不随时间变化也不能证明反应为平衡状态。如果不是等体积反应，则这两种情况都能证明反应为平衡状态。]3．C[根据反应②：2HI(g)H2(g)＋I2(g)消耗的[HI]＝2[H2]＝1mol·L－1，再结合反应①：NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)知[NH3]＝[HI]＝1mol·L－1＋4mol·L－1＝5mol·L－1。因此该温度下，反应①的平衡常数：K＝[NH3]·[HI]＝5mol·L－1×4mol·L－1＝20mol2·L－2。]4．C[平衡常数与化学方程式的写法有关，对于以上两个反应：K＝eq\f([CO2],[CO]·[O2]\f(1,2))，K′＝eq\f([CO]2·[O2],[CO2]2)，所以K′＝eq\f(1,K2)。]5．C[因放热反应，升高温度，平衡常数变小，平衡左移，故B、D错误；改变体系中任一物质的浓度，平衡常数不变，A项错误；由于原平衡中[CO]＝[H2O]，两者在反应中计量数相等，故升高温度达到新的平衡，二者浓度依然相等，故C项正确。]6．B[化学平衡建立时，v正＝v逆，对于不同物质而言，要符合物质的反应速率之比等于化学计量数之比的要求。同时必须要使反应方向不同，A、C选项方向都是正反应；B选项方向相反且符合v正(A)∶v逆(B)＝a∶b，符合题意，D选项错误。]7．A[①生成nmolO2，就是消耗2nmolNO2，即生成NO2的速率等于消耗NO2的速率，能表示v正＝v逆，正确。②表示同一方向的反应速率，不能表示v正＝v逆，不正确。③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡，NO2、NO、O2的反应速率之比均为2∶2∶1，它不能反映可逆反应是否达到平衡，不正确。④温度、体积一定，混合气体压强不再改变，对于反应前后气体体积不相等的反应，说明气体的总物质的量不再改变，表明已达平衡。⑤颜色的深浅决定于有色物质NO2的浓度，混合气体颜色不变，说明NO2的浓度不再改变，能说明已达到平衡，正确。⑥混合气体的平均相对分子质量(eq\x\to(M)＝eq\f(m,n))不变，说明气