2013年高考化学总复习 第二节 化学平衡状态 化学平衡常数 新人教版
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【知识点详解】 1. **化学平衡状态**:化学平衡是指在一个封闭系统中,反应物和产物的浓度不再随时间变化的状态。在这个状态下,正反应和逆反应的速率相等,虽然反应仍在进行,但宏观上观察到各物质的量保持不变。 2. **化学平衡常数**(K):它是一个用来描述化学平衡时反应物和生成物浓度关系的量,对于反应 `aA + bB ⇌ cC + dD`,其平衡常数K定义为 `K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b`,其中方括号内的数值表示各物质的摩尔浓度。平衡常数K只与温度有关,不随浓度、压强或催化剂的改变而变化。 3. **温度对化学平衡的影响**:根据勒夏特列原理,如果改变一个反应的条件,平衡会向抵消这种改变的方向移动。对于放热反应(ΔH<0),升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动,导致平衡常数K减小;对于吸热反应(ΔH>0),升高温度则会使平衡向放热的正反应方向移动,平衡常数K增大。 4. **平衡转化率**:平衡转化率是指在化学反应达到平衡时,反应物转化为生成物的物质的量占初始反应物物质的量的比例。例如,H2的转化率为25%,意味着25%的H2参与了反应。 5. **化学反应速率与平衡**:在化学平衡中,正反应速率与逆反应速率相等,可以用各物质的浓度变化率来表示。如v正(N2)=v逆(NH3)表示N2的生成速率等于NH3的消耗速率,是平衡的一个标志。同时,不同物质的速率比等于其化学计量数之比,这也是判断平衡的依据。 6. **反应热(ΔH)**:ΔH是反应热的符号,表示反应过程中吸收或放出的热量。ΔH<0表示放热反应,ΔH>0表示吸热反应。 7. **平衡常数与温度的关系**:平衡常数K随温度变化,通常给出的表格展示了不同温度下的K值。对于放热反应,随着温度升高,K值降低,因为平衡向吸热的逆反应方向移动。 8. **计算平衡常数**:可以通过已知的平衡浓度计算平衡常数K,反之也可以根据K值判断反应在给定条件下的进行程度。 9. **反应方程式的推导**:平衡常数表达式可以帮助推断化学反应方程式。例如,K= [CO2][H2] / [CO][H2O]可以推导出反应方程式为CO + H2O ⇌ CO2 + H2,因为K的分母是反应物,分子是生成物。 10. **平衡状态的判断**:在特定条件下,如CO2和H2的初始浓度相等,经过一段时间后,CO2的浓度变为初始的一半(0.4 mol),这可能是平衡状态,但也可能是反应未达到平衡。判断是否达到平衡需结合其他信息,如各物质的浓度变化率。 以上是对化学平衡状态、平衡常数和相关概念的详细阐述,这些知识点对于理解化学反应的本质和预测平衡系统的动态行为至关重要,是高中化学学习的重点内容。
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