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模块3 主题2 第2讲 化学平衡状态与化学平衡常数 课件 2025高考化学一轮复习
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这是一份模块3 主题2 第2讲 化学平衡状态与化学平衡常数 课件 2025高考化学一轮复习，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，活动方案，链接真题等内容，欢迎下载使用。
1. 理解化学反应的可逆性。能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。2. 理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。3. 知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。
1. 在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。(1) 判断下列有关说法是否正确？不正确的请说明理由。①氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆反应。②在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮的转化率约为15%，故此反应是可逆反应。③饱和氯水呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应。【答案】 ①不正确。两个反应发生的条件不同。②正确。③正确。
活动一 可逆反应与化学平衡的建立
(2) 在一定条件下，将SO2和18O2通入反应容器使之发生反应，当反应达到平衡时18O原子将存在于哪些物质中？【答案】 存在于氧气、二氧化硫和三氧化硫3种物质中。
2. 二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。分解过程中二氧化氮浓度与时间的关系如下表所示。 (1) 若反应延续至70 s，请在左下图中用实线画出0～70 s的反应进程曲线。若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在左下图中用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线。
(2) 在右上方框中画出正、逆反应速率随时间变化的曲线示意图。
1. 根据正、逆反应速率随时间变化的曲线示意图，化学反应达到平衡状态的本质特征是什么？【答案】 正反应速率和逆反应速率相等。
活动二 化学反应达到平衡状态的标志
2. 下面的问题可以帮助我们理解化学反应达到平衡状态的本质特征。(1) 下列各选项中，可以作为反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态标志的有__________(填序号，下同)。①单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分组成w(HI)＝w(I2)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(2) 在上述⑥～⑩的说法中，能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态标志的有_____________。
1. 写出下列可逆反应的平衡常数的表达式。
活动三 化学平衡常数及其简单计算
2. 化学平衡是动态平衡，当改变浓度、压强、温度等反应条件时，平衡状态常常发生变化。(1) 增加N2的浓度 (2) 加压 (3) 升高温度【答案】 (1) 正向移动，K值不变 (2) 正向移动，K值不变 (3) 逆向移动，K值减小
3. 某可逆反应进行到某时刻时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值称为浓度商(Q)，浓度商(Q)的表达式与平衡常数(K)的表达式相同。试通过浓度商(Q)与该反应的平衡常数(K)的相对大小比较，判断反应所处的状态。【答案】 Q＝K时，反应达到平衡状态；Q＜K时，反应向正反应方向进行；Q＞K时，反应向逆反应方向进行。
4. 在密闭容器中，将2.0 ml CO和2.0 ml H2O混合加热到800 ℃，达到下列平衡：(1) 求CO转化为CO2的转化率。【答案】 50%(2) 若开始时H2O的物质的量为10 ml，其他条件不变，求CO转化为CO2的转化率。【答案】 83.3%
已知：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时加入物质的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。1. 恒温恒容条件。(1) 若在一定温度下，把2 ml SO2 和1 ml O2通入容积一定的密闭容器中，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，一段时间后，反应达到化学平衡状态。设a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量，实验研究发现，当a＝0，b＝0，c＝2.0时，反应所达到的平衡与原平衡等效。
活动四 等效思想的应用
①若a＝0.6，b＝0.3，则欲使反应所达到的平衡与原平衡等效，c的值等于多少？【答案】 1.4②如果a、b、c取不同的数值，它们只要满足一定的相互关系，反应所达到的平衡就能与原平衡等效。请你分析a、b、c取值必须满足的一般条件是什么？(提示：请用两个方程式表示，其中一个只含a和b，另一个只含b和c)【答案】 a＝2b 2b＋c＝2
【答案】 (a＋0.5c)∶(b＋0.5c)＝2∶1
【答案】 (a＋c)∶(b＋0.5c)＝2∶2
C. 上述反应中消耗1 ml NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小【答案】 B
A. x1vc正，B错误；由图像可知，x一定时，温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大，温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka
4 (2023江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示为(1) 在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O，其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K＝_____________；
下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有________(填字母)。A. 水浴加热氧化镁浆料B. 加快搅拌速率C. 降低通入SO2气体的速率D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
5 (全国Ⅲ卷)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题。(1) Deacn发明的直接氧化法：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化关系。
可知反应平衡常数K(300℃)________(填“大于”或“小于”)K(400 ℃)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400 ℃)＝_____________________________________________(列出计算式)。按化学计量数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是_________________________________________。(2) 在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_________________________________(写出2种)。
O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低
增大反应体系压强、及时分离出产物
1. 理解化学反应的可逆性。能利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。2. 理解化学平衡的含义，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡。3. 知道化学平衡常数的含义及其表示方法，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。
1. 在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。(1) 判断下列有关说法是否正确？不正确的请说明理由。①氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆反应。②在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮的转化率约为15%，故此反应是可逆反应。③饱和氯水呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应。【答案】 ①不正确。两个反应发生的条件不同。②正确。③正确。
活动一 可逆反应与化学平衡的建立
(2) 在一定条件下，将SO2和18O2通入反应容器使之发生反应，当反应达到平衡时18O原子将存在于哪些物质中？【答案】 存在于氧气、二氧化硫和三氧化硫3种物质中。
2. 二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。分解过程中二氧化氮浓度与时间的关系如下表所示。 (1) 若反应延续至70 s，请在左下图中用实线画出0～70 s的反应进程曲线。若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在左下图中用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线。
(2) 在右上方框中画出正、逆反应速率随时间变化的曲线示意图。
1. 根据正、逆反应速率随时间变化的曲线示意图，化学反应达到平衡状态的本质特征是什么？【答案】 正反应速率和逆反应速率相等。
活动二 化学反应达到平衡状态的标志
2. 下面的问题可以帮助我们理解化学反应达到平衡状态的本质特征。(1) 下列各选项中，可以作为反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态标志的有__________(填序号，下同)。①单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分组成w(HI)＝w(I2)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(2) 在上述⑥～⑩的说法中，能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态标志的有_____________。
1. 写出下列可逆反应的平衡常数的表达式。
活动三 化学平衡常数及其简单计算
2. 化学平衡是动态平衡，当改变浓度、压强、温度等反应条件时，平衡状态常常发生变化。(1) 增加N2的浓度 (2) 加压 (3) 升高温度【答案】 (1) 正向移动，K值不变 (2) 正向移动，K值不变 (3) 逆向移动，K值减小
3. 某可逆反应进行到某时刻时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值称为浓度商(Q)，浓度商(Q)的表达式与平衡常数(K)的表达式相同。试通过浓度商(Q)与该反应的平衡常数(K)的相对大小比较，判断反应所处的状态。【答案】 Q＝K时，反应达到平衡状态；Q＜K时，反应向正反应方向进行；Q＞K时，反应向逆反应方向进行。
4. 在密闭容器中，将2.0 ml CO和2.0 ml H2O混合加热到800 ℃，达到下列平衡：(1) 求CO转化为CO2的转化率。【答案】 50%(2) 若开始时H2O的物质的量为10 ml，其他条件不变，求CO转化为CO2的转化率。【答案】 83.3%
已知：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时加入物质的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。1. 恒温恒容条件。(1) 若在一定温度下，把2 ml SO2 和1 ml O2通入容积一定的密闭容器中，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，一段时间后，反应达到化学平衡状态。设a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量，实验研究发现，当a＝0，b＝0，c＝2.0时，反应所达到的平衡与原平衡等效。
活动四 等效思想的应用
①若a＝0.6，b＝0.3，则欲使反应所达到的平衡与原平衡等效，c的值等于多少？【答案】 1.4②如果a、b、c取不同的数值，它们只要满足一定的相互关系，反应所达到的平衡就能与原平衡等效。请你分析a、b、c取值必须满足的一般条件是什么？(提示：请用两个方程式表示，其中一个只含a和b，另一个只含b和c)【答案】 a＝2b 2b＋c＝2
【答案】 (a＋0.5c)∶(b＋0.5c)＝2∶1
【答案】 (a＋c)∶(b＋0.5c)＝2∶2
C. 上述反应中消耗1 ml NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小【答案】 B
A. x1
4 (2023江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示为(1) 在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O，其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K＝_____________；
下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有________(填字母)。A. 水浴加热氧化镁浆料B. 加快搅拌速率C. 降低通入SO2气体的速率D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
5 (全国Ⅲ卷)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题。(1) Deacn发明的直接氧化法：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化关系。
可知反应平衡常数K(300℃)________(填“大于”或“小于”)K(400 ℃)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400 ℃)＝_____________________________________________(列出计算式)。按化学计量数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是_________________________________________。(2) 在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_________________________________(写出2种)。
O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低
增大反应体系压强、及时分离出产物
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