2024届高三化学一轮复习 3-平衡状态和平衡常数 课件

这是一份2024届高三化学一轮复习 3-平衡状态和平衡常数 课件，共19页。PPT课件主要包含了一化学平衡状态，化学平衡常数→，特定的反应特定的K，若体积不变，若体积可变等内容，欢迎下载使用。

[例] N2 + 3H2 ⇌ 2NH3，投料n(N2) : n(H2) = 1:3，请简要画出其n-t曲线、v-t曲线和v正/v逆-t曲线。 化学平衡状态有何特征？从可以观察到的结果来看： a. 反应混合物中各组分的物质的量/浓度不再变化 b. 表观反应速率降到0结合微观本质分析： c. 动态平衡，正逆反应仍在继续进行，ν(正)＝ν(逆) ≠ 0
[练习1] 能够说明 N2 + 3H2 ⇌ 2NH3反应在压强恒定的密闭容器中已达到平衡状态的是① 容器内N2、H2、NH3三者浓度相等② 一段时间内，生成6 ml N-H的同时生成3 ml H-H③ 容器内压强不再发生变化④ 容器内气体密度不再发生变化⑤ 容器内的平均摩尔质量不再发生变化⑥ 容器内N2的体积分数不再变化②④⑤⑥
方法：① 可变的量不再变化 ② ν(正)＝ν(逆)
[练习2] 在恒容绝热容器内发生反应2NO2(g) ⇌ 2NO(g) + O2(g)，下列能说明已达平衡的是　 　。a. 单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的O2生成b. 气体混合物物质的量不再改变 c. 气体混合物平均相对分子质量不再改变d. 容器内温度不再发生变化 e. 密闭容器内气体颜色不再改变 f. 混合气的密度不再改变bcde
[练习3] 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中（容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下反应:NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g) + CO2(g)可以判断该反应已经达到平衡的是A. 2v(NH3) = v(CO2) B. 容器中总压强不变C. 容器中混合气体的平均相对分子质量不变 D. 容器中氨气的体积分数不变E. 容器中有固体残留，且固体质量不再变化
B项必须有前提“固体有残留”
有些反应的平衡状态可能是无法达到的，其原因在于平衡状态存在定量关系
[二] 化学平衡常数的含义
大量实验事实表明，对可逆反应：m A(g) + n B(g) ⇌ p C(g) + q D(g) 在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，各物质的物质的量浓度代入下列表达式，结果是定值：此处的K也可写为Kc，Kc有单位吗？可能有单位，但单位不写一般不扣分
c 为各组分的平衡浓度
[例1] 分析下表数据化学平衡常数的大小有什么实际意义？相似的反应，K越大，反应越完全——①一般而言，K > 105，可认为反应较完全
[例2] 25℃时反应N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)的K = 1×10-30，下列说法正确的是 A. 25℃时N2和O2基本不会反应 B. 25℃时NO分解生成N2和O2的速率很快 C. 可以研究选择合适的催化剂，在常温下催化NO转化为无毒物质D. 可以研究选择适当的催化剂，在该条件下利用此反应固定氮气逆反应为2NO(g) ⇌ N2(g) + O2(g) K = 1×1030反应正向很完全，但实际NO不容易分解，原因是反应速率很慢一个反应的实际发生，需要同时考虑平衡和速率
[例3] 对于合成氨反应1/2N2 + 3/2H2 ⇌ NH3 标准平衡常数K⊝ = 其中p⊝为标准压强(1×105 Pa) 标准平衡常数有何意义？ K⊝无单位， ΔG与K⊝直接相关，见后页
ΔG是一座桥梁ΔG = ΔH – TΔSΔG = -RTlnKϴ做功能力取决于能量，即反应限度的大小也是取决于能量[思考] 利用上面两个式子可以推导出van’t Hff 等温式： (在较小温度范围内，可近似认为ΔH和ΔS不随温度变化)此式揭示了温度变化时K的变化
[三] 化学平衡常数的求算
[例1] 写出下列反应的化学平衡常数表达式2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)2NaHCO3(s) ⇌ Na2CO3 + CO2(g) + H2O(g)Cl2(aq) + H2O ⇌ HCl + HClOFeCl3(aq) + 3KSCN(aq) ⇌ Fe(SCN)3 + 3KCl规则：1. 平衡常数应用真正存在的微粒来表达2. 固体与溶剂(如H2O)可认为是定值，可不写入平衡常数 (气态水，乙醇溶剂中的少量水，必须写入)3. 弱电解质以不电离的形态写入
[例2] 找出以下三组反应化学平衡常数间的数学关系1. 4CO + 2NO2 ⇌ 4CO2 + N2 K12. 2CO + NO2 ⇌ 2CO2 + ½N2 K2 K1 = (K2)23. CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O＋ K34. H3O＋ + CH3COO- ⇌ CH3COOH + H2O K4 K3 = 1/K45. CO(g)＋CuO(s) ⇌ CO2(g)＋Cu(s)　K56. H2(g)＋CuO(s) ⇌ Cu(s)＋H2O(g)　K67. CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g)　K7 K7 = K5/K6
[例1] 某温度下，向10.0 L 真空容器中注入1.00 ml H2(g)和1.00 ml I2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200 ml/L。试求该温度下H2(g）+ I2(g) ⇌ 2HI(g) 的平衡常数K。
[例2] 某温度下，将6ml H2和3ml CO充入0.5L的密闭容器中，进行反应2H2(g) + CO(g) ⇌ CH3OH(g)，6min后体系达平衡，此时容器压强为开始时的0.6倍。试求该温度下反应2H2(g)+CO(g) ⇌ CH3OH(g)的平衡常数
[例3] 在容积为2 L的恒容密闭容器中充入1.00 ml N2O5，在T°C下发生下列反应：I 2N2O5(g) ⇌ 4NO2(g) + O2(g) II 2NO2(g) ⇌ 2NO(g) + O2(g)达到平衡时O2为1.00 ml，NO2为0.40 ml，则T°C时I的平衡常数为 。
什么是分压？① 在气相环境中，若存在两种气体A和B，即pA + pB = p总 气体A的分压pA = (nA/n总)×p总[例] 空气中O2占总气体的比例(体积分数或物质的量分数)约为21% 其分压为0.21 × p大气压 = 0.21 atm② 由浓度换算，根据理想气体方程pAV = nART则pA = cART 通过该式可以理解，气体的分压与浓度成正比，将分压代入类似的表达式中，也可得到一常数——分压平衡常数Kp
[例4] 体系中存在反应 N2H4(g) ⇌ N2(g) + 2H2(g) I 3N2H4(g) ⇌ 4NH3(g) + N2(g) II 一开始往反应体系中充入N2H4，若某温度下反应达到平衡时N2H4、NH3、H2的体积分数分别为10%、12%、50%，平衡时总压强为p0，请写出该温度下反应I的平衡常数的化简表达式Kp Kp = 0.7p02
[例5] 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应 维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________ (用α等符号表示)。