2012高考化学一轮复习课件：第7章 第2节 化学平衡 化学反应进行的方向 知识研习（人教版）.ppt

1、第七章化学反应速率与化学平衡第 二 节 化学平衡化学反应进行的方向知 识 研 读(对应学生用书P97)课程解读一、化学平衡1可逆反应(1)概念在条件下，既能向方向进行，同时又能向方向进行的反应。(2)表示采用“”表示，Cl2H2O HClHClO。(3)特点在一定条件下，对于可逆反应，反应物不可能全部转化为产物，只能进行到一定程度。想一想1反应2H2O 2H2O2是否为可逆反应？提示：不是可逆反应，因为条件不同。知识梳理同一正反应逆反应2化学平衡状态(1)溶解平衡状态在一定温度下，溶质(不限于固体)在溶液中形成_溶液时的状态，称为溶解平衡状态，此时饱和溶液的_ _和溶质的_保持_。(2)化学平

2、衡状态含义在一定条件下的可逆反应里，当_ _时，反应体系中各物质的_(溶液中表现为_)保持_。化学平衡与反应速率的内在联系饱和析出溶质的速率溶解速率相等正逆两个方向的反应速率相等质量浓度不变av(正)v(逆)时，化学平衡状态。bv(正)v(逆)时，平衡向正反应方向移动。cv(正)v(逆)时，平衡向逆反应方向移动。想一想2对可逆反应N23H2 2NH3，若某一时刻，v正(N2)v逆(NH3)，此时反应是否达平衡状态？3v正(N2)v正(H2)呢？提示：第一种情况不是平衡状态。因为对于同一反应用不同反应物表示反应速率时，反应速率与方程式中的各物质的化学计量数成正比。v正(N2)v逆(NH3)时，正

3、、逆反应速率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为2v正(N2)v逆(NH3)。第二种情况也不是平衡状态。因为N2和H2都是反应物，在反应的任何时段都会有3v正(N2)v正(H2)。若是3v正(N2)v逆(H2)，才是平衡状态。(3)影响化学平衡的条件增大反应物的浓度，v(正)、v(逆)均_，向_方向移动；减小反应物的浓度，v(正)、v(逆)均_，向_方向移动。反应中，固体，纯液体的浓度不变，用量增减，对速率无影响，对平衡也没有影响。压强增大体系压强，v(正)、v(逆)均_，向气体_的方向移动；减小体系压强，v(正)、v(逆)均_，向气体_增大正反应减小逆反应增大体积减小减小体积增

4、大的方向移动。对于无气体或反应前后气体物质分子总数相等的平衡体系，压强的变化对平衡没有影响。温度升高体系温度，v(正)、v(逆)均_，向_方向移动；降低体系温度，v(正)、v(逆)均减小，向_方向移动。勒夏特列原理如果改变影响化学平衡条件之一(如温度、压强、浓度等)，平衡将向着能够_的方向移动。想一想3v(正)增大时，平衡是否一定向正反应方向移动？增大吸热放热减弱这种改变提示：判断平衡移动方向的依据是v(正)与v(逆)的相对大小，v(正)增大时，若v(逆)增大幅度更大，则平衡向逆反应方向移动。3化学平衡常数(1)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到_时，生成物_与反应物_的比值是一个常数，这个

5、常数就是该反应的化学平衡常数，用符号_表示。(2)表达式对于一般的可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K在一定温度下达到平衡时：。想一想4对于一个给定的可逆反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？提示：由平衡常数的表达式可以判断，正反应和逆反应的平衡常数之间是互为倒数关系。二、化学反应进行的方向1自发过程(1)含义：在一定条件下，_就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部_或_热量)。不借助外力高能低能做功释放在密闭条件下，体系有从_转变为_的倾向性(无序体系更加稳定)。2化学反应方向的判据(1)焓判据用来_判

6、断反应进行的方向。(2)熵判据熵：描述体系_的物理量，用符号_表示。熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵_。即熵变(符号_)_零。熵判据：用_判断过程方向的依据。有序无序焓变混乱程度S增大S大于熵变熵的大小：同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：_。想一想5熵增加的反应一定自发进行吗？提示：不一定。(3)复合判据应用：焓判据和熵判据只能用于判断过程的_，不能确定过程是否一定会发生及发生的速率，只有将二者综合考虑，才能判断所有过程发生的方向。自由能a符号：体系自由能变化用符号_来表示，单位为_。S(g)S(l)S(s)方向GkJ/molb关系式：GHTSc判断：G0，反应非

7、自发进行；G0，反应处于平衡状态；G0，反应自发进行。考点整合(即时巩固解析为教师用书独有)考点一 化学平衡状态的判断灵犀一点：化学平衡的实质是v(正)v(逆)0，表现的是平衡体系内各组分的物质的量或物质的量分数不再变化这是判断的根本依据。考虑问题要仔细，如对“mnpq”的可逆反应，“气体总物质的量一定”“一定体积下总压力一定”“一定”“固体容器中混合气体的密度一定(混)”等就不一定是平衡状态。运用v(正)v(逆)0时，注意方向和数量关系。化学平衡移动原理同样适用于电离平衡、溶解平衡、沉淀平衡、水解平衡等。【案例1】可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中达到平衡状态

8、的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABCD全部【解析】化学平衡状态的根本标志是v(正)v(逆)及各组分百分含量不变。解答题目时，要牢牢抓住两个根本标志，并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系，才能做到全面分析、顺利解答。本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析

9、和判断。中单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2必消耗n mol O2，说明反应达到平衡。不能说明反应达到平衡。中无论达到平衡与否，化学反应速率都等于化学计量数之比。有色气体的颜色不变表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变。反应前后n0，压强不变意味着各物质的含量不再变化。由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的量不变，该反应n0，能说明反应达到平衡。【答案】A【规律技巧】可逆反应未达平衡时其某些外观特征一直在变化着，当这些特征停止时，即可判断该可逆反应达到了化学平衡状态

10、。但以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡的标志：恒温恒容下体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)H2(g)。全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)H2(g)。全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。【即时巩固1】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态()混合气体的压强 混合气体的密度 B的物质的量浓度 气体总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与v(D)的比值ABCD【解析】由于是定容容器，反应前后

11、气体的质量不变，故反应中气体的密度保持不变，故不能满足题意，反应速率之比等于反应方程式中的计量数之比，与是否达到平衡无关。【答案】D考点二 平衡移动原理1勒夏特列原理(化学平衡移动原理)如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度或压强)，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。2分析化学平衡移动的一般思路3外界条件对平衡移动影响的特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。(3)对于

12、气体分子数无变化的反应，如H2(g)I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应的速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。(4)恒容时，通入稀有气体，压强增大，但平衡不移动。恒压时，通入稀有气体，压强虽不变，但体积必然增大，反应物和生成物的浓度同时减小，相当于减小压强，平衡向总体积增大的方向移动。(5)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。(6)在恒容的容器中，当改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强改变，但判断平衡移动的方向时，应仍以浓度的影响去考虑。4应用平衡移动原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡

13、等动态平衡。灵犀一点：【案例2】(2010安徽理综)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()A平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为12时，反应达到平衡D其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大【解析】A项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由平衡常数表达式可知，K值减小。B项，增大NH3浓度时，氮氧化物转化率增大。C项，当v正(NO)v逆(N2)12时，反应达到平衡，正确。D项，使用催化剂不能改

14、变化学平衡，故氮氧化物转化率不变。【答案】C【规律方法】影响速率和平衡的因素是考查的重点，要抓住平衡移动原理，根据原理进行判断。但要准确判断影响化学平衡的条件，如改变体系中固体或纯液体的量，并未改变影响化学平衡的条件。【即时巩固2】某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0下列叙述正确的是()A加入少量W，逆反应速率增大B当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C升高温度，平衡逆向移动D平衡后加入X，上述反应的H增大【解析】加入固体物质不影响反应速率，故A错误；升高温度，该反应向正反应方向移动，故C错误；H与反应物量无关，故D错误。【答案】B考点三 化学平

15、衡常数的应用1特点(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式(联想化学反应速率中固体和纯液体的处理)。(3)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。2应用(1)利用K可以推测可逆反应进行的程度。K的大小表示可逆反应进行的程度，K大说明反应进行程度大，反应物的转化率大。K小说明反应进行的程度小，反应物的转化率小。(2)借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于可逆

16、反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：(3)利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。灵犀一点：【解析】本题考查化学反应速率和化学平衡的移动，但以化学平衡常数的定义式给出方程式，试题很新颖。由题中平衡常数的表达式可知该反应为CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，D项错误；升高温度，H2浓度减小，说明平衡向右移【案例3】(2008山东理综)高温下，某反应达到平衡，平衡常数。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大

17、压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2OCO2H2动，该反应的正反应为吸热反应，A项正确；该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强对该反应的平衡无影响，增大压强氢气浓度相应增大，B项错误；对任何反应来说，升高温度反应速率都增大，C项错误。【答案】A【规律技巧】K是与温度有关的常数，即只受温度影响，但升高温度K不一定变大(升高温度平衡正向移动时K值增大，平衡逆向移动时K值变小)，要根据具体反应具体分析。平衡常数计算时要用达到平衡时各物质的浓度。K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反

18、之，反应进行得越不完全，反应物转化率就越小。【即时巩固3】回答下列问题：(1)对于可逆反应：C(s)CO2(g)2CO(g)H0，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是()A将C(s)的表面积增大 B增大体系压强C升高体系温度D使用合适的催化剂(2)对于可逆反应：C(s)H2O(s)CO(g)H2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是()【答案】(1)C(2)D【解析】(1)K只与反应物的性质及温度有关。(2)根据平衡常数的表达式可知，D正确。考点四 常见平衡图象反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)(mnpq且H0)的常见平衡图象如下：灵犀

19、一点：【案例4】(2008全国卷)已知：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H 1 025 kJ/mol。该反应是一个可逆反应，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()【解析】此题把影响化学平衡移动的因素与化学平衡移动的图象紧密地结合在一起进行考查，属于中等难度题。影响化学平衡移动的因素通常有浓度、温度、压强。此反应是一个正方向气体分子数增加的放热反应，结合图象可知，A中升温可加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，且温度越高，达到平衡的时间越短，但平衡会往吸热的逆方向发生移动，导致NO的含量减少，A项图象所反映的信息是正确的，而C项图象中所反映的信息是

20、错误的；B中增压也可加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，且压强越高，达到平衡的时间越短，平衡会往气体分子数减少的逆方向发生移动，导致NO的含量减少，显然B项图象所反映的信息是正确的；D中使用催化剂可同等加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不会发生移动，图象所反映的信息显然是正确的。【答案】C【规律技巧】掌握判断化学平衡移动方向的方法：(1)根据平衡移动原理，可判断平衡移动的方向，它适用于动态平衡，但它不能判断建立新平衡的时间及平衡状态各物质间的数量关系。(2)可根据外界条件改变瞬间，v正、v逆相对大小来判断。若外界条件改变瞬间：v正v逆，平衡向正反应方向移动；v正v逆，平衡不移动

21、；v正0请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 molL 1，c(N)2.4 molL1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 molL1，c(N)a molL1，达到平衡后，c(P)2 molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)bmolL1，达到平衡后，M的转化率为_。【答案】(1)25%(2)增大(3)6(4)41%【规律技巧】不同条件下的转化率变化规律：(1)若反应物起始量之比等于化学计

22、量数之比，达平衡后，它们的转化率相等。(2)若反应物起始量之比不等于化学计量数之比，达平衡后，过量物质转化率较小。(3)对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)(恒温恒容)若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。(4)依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。【即时巩固5】将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(HI)4 molL1，则此温度下反应的平衡常数为()A9B16C20D25【解析】首先以两个平衡中的HI为桥梁分析并计算出各平衡体系物质的浓度，然后根据平衡常数表达式进行计算，注意运用元素守恒的方法。反应的先后顺序为先后，由知c(H2)c(I2)0.5 mol/L，则反应分解的c(HI)1.0 mol/L，由知c(NH3)c(HI)总1.0 mol/L4.0 mol/L5.0 mol/L，则反应的化学平衡常数为Kc(NH3)c(HI)4.0 mol/L5.0 molL20(mol/L)2。【答案】C