第三节化学平衡(4)

阅读课本Ｐ29表格，你能得出什么结论？一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数。1、定义：七、化学平衡常数：2、平衡常数的数学表达式及单位：对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g){c(C)}p{c(D)}q{c(A)}m{c(B)}nK=浓度的单位为mol·L-1K的单位为(mol·L-1)n；其中c为各组分的平衡浓度化学平衡常数只与温度有关，而与反应物或生成物的浓度无关。注意：1、化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度是固定不变的，例：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=c(CO2)2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。例:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1K2，K1=K223、多重平衡规则若干方程式相加(减)，总反应的平衡常数等于分步平衡常数之积(商)例：2NO(g)+O2(g)2NO2K12NO2(g)N2O4K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K23、平衡常数的意义（1）平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。例如：N2(g)+O2(g)2NO(g)K=1×10-30(298K)298K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之平衡时NO几乎全部分解为N2和O2。K值越大，正向反应进行的程度越大。（2）平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。例如：2SO2(g)+O22SO3(g)298K时K很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。一般：K＞105，认为正反应进行得较完全K＜10-5认为正反应很难进行（逆反应较完全）10-5≤K≤105认为是可逆反应（3）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态)()()()(BcAcDcCcQnmqpQ＜K，V正＞V逆，反应向正方向进行Q＝K，V正＝V逆，反应处于平衡状态Q＞K，V正＜V逆，反应向逆方向进行则：如某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：（4）利用温度改变时K值的变化可判断反应的热效应若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。4、平衡常数的计算创新P21【例题1】教材P29~30【例题1、2】讨论：（2011·福建）25℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡（Sn），发生反应：Sn（s）＋Pb2＋（aq）Sn2＋（aq）＋Pb（s），体系中c（Pb2＋）和c（Sn2＋）变化关系如右图所示。下列判断正确的是（）A．往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2＋）增大B．往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，c（Pb2＋）变小C．升高温度，平衡体系中c（Pb2＋）增大，说明该反应△H＞0D．25℃时，该反应的平衡常数K＝2.22、（2012·海南）已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数0.40.61.01.11.7平衡常数12001000830900700|温度/℃回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K=，△H0；(2)830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol·L-1·s-1。则6s时c(A)=mol·L-1，C的物质的量为mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为；(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母)：a．压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变c.c(A)不随时问改变d.单位时间里生成c和D的物质的量相等(4)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为。和温度的关系如下：在425℃时，在1L密闭容器中进行的反应H2+I22HI达到平衡，分别说明下列示意图所表示的涵义，由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征。1molH2＋1molI22molHI相当等效化学平衡的建立，与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式。等效平衡等效平衡：在相同的条件下通过不同的途径，达到的相同的平衡状态。（1）相同条件：恒温、恒容或恒温、恒压（2）不同途径：（3）两平衡等效的标志：达到平衡时，各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）均对应相等。①正向建立：只加反应物；②逆向建立：只加生成物；③中间建立：反应物、生成物同时加入；④分批加入：反应一段时间再投料。例：2SO2+O22SO3①恒温、恒容起2mol1mol0起002mol等效起4mol2mol0平衡右移V(SO3)%大于W%起0.5mol_________如V(SO3)%均为W%现象结论：对于反应前后气体总体积变化的反应，在恒温恒容条件下，若等价转换成相同状态同一边物质，两次物质的起始量对应相等，则两平衡状态相同。起abc极端假设法：通过可逆反应的化学计量系数比换算成同一边的物质的物质的量。例：H2+I22HI起2mol1mol0起4mol2mol0结论：对于反应前后气体总体积不变的反应，无论在恒温恒容下，若等价转换成相同状态同一边物质，两次物质的起始量之比相等，则两平衡状态相同。①恒温、恒容130A.131B.0.51.51C.0.51.50D.132N2+3H22NH3A.1.54.50B.130C.0.51.50D.260abca+0.5cb+1.5c0a+0.5c=1b+1.5c=3就与原平衡互为等效平衡N2+3H22NH3讨论：在一有催化剂、恒温、恒容的密闭容器中，N2+3H22NH3已知加入1molN2和3molH2，达平衡时NH3的体积分数为m%，若初始分别加入下列各物质，NH3的体积分数仍为m%的是（）A.1molN2+3molH2+1molNH3B.0.5molN2+1.5molH2+1molNH3C.0.5molN2+1.5molH2D.1molN2+3molH2+2molNH3B例：2SO2+O22SO3②恒温、恒压起2mol1mol0起002mol等效起4mol2mol0起abca+cb+c/20平衡。，就与原平衡互为等效只需满足：122/cbca结论：在恒温恒压条件下，不论反应前后气体总体积是否变化的反应，若等价转换成相同状态同一边物质，两次物质的起始量之比相等，则两平衡状态相同。讨论：在一个体积可变的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应，H2(气)+Br2(气)HBr(气)，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项)，在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，对下列编号（1）－（3）的状态，填写表中空白：2a00.52(n-2m)(n-m)a（1）恒温、恒容条件下的等效平衡（2）恒温、恒压条件下的等效平衡转化为与原状态相同的物质，各物质的n对应相等。转化为与原状态相同的物质，各物质的n对应成比例。转化为与原状态相同的物质，各物质的n对应成比例。①对反应前后气体体积变化的反应②对反应前后气体体积不变化的反应小结讨论1：在等温、等容条件下，有下列气体反应：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现分别从两条途径建立平衡：(1)A、B的起始浓度均为2mol/L；(2)C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。(1)、(2)两途径最终达到平衡时，下列叙述正确的是（）A.体系内混合气体的百分组成相同B.体系内混合气体的百分组成不同C.体系内混合气体的平均分子量不同D.(1)途径混合气体密度为(2)途径混合气体密度为1/2AD（12·天津）已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=-197kJ/mol向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（）A．容器内压强P：P甲＝P丙2P乙B．SO3的质量m：m甲＝m丙2m乙C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙k乙D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝G丙2Q乙讨论2：讨论3：某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g）2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（）A均减半B均加倍C均增加1molD均减少1molC两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化投料换算成相同物质表示时等比例恒温恒压两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化投料换算成相同物质表示时等比例恒温恒容(△n(g)=0)两次平衡时各组分百分量、n、c均相同投料换算成相同物质表示时量相同恒温恒容(△n(g)≠0)结果等效条件条件mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)小结全等平衡等比平衡等比平衡恒温恒压呢？ADD1、将3molA和1molB放入恒温恒容的密闭容器中,发生如下3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)，达到平衡后C的含量为w%，若维持温度和体积不变，按下列4种配比投料，平衡后C的含量仍为w%的是（）A.6molA+2molBB.3molA+1molB+2molCC.1molB+2molC+1molDD.2molC+1molD（6200）（3120）（3200）（3100）2、在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g)C(g)达到平衡后，C的体积分数为W%，若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x的值为（）A.只能为2B.只能为3C.可能是2，也可能是3D.无法确定C3、在一有催化剂、体积可变的密闭容器中，已知加入1molN2和4molH2反应达平衡时生成amolNH3，在同温，同压下保持平衡时各组分的体积分数不变，对以下①--③的状态，填写空白：N2+3H22NH3起140an(NH3)平①1.560_____②__________10.5a③mg(g≥4m)____________1.5a00.52g-8m(g-3m)a2体积N26体积H2大气4、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：N2+3H22NH3（放热），若达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么：①若a=1，c=2，则b=。在此情况下，反应起始时将向_______方向进行。②若需规定起始反应向逆方向进行，则C的范围是。（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_____________理由是。