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1、第五讲第五讲 化学平衡及平衡移动化学平衡及平衡移动【教学目标教学目标】1. 能描述化学平衡的建立，理解化学平衡的特征、标志。2. 知道化学平衡移动的概念；理解影响化学平衡的条件。3.理解化学平衡常数的含义，能正确书写平衡常数表达式。4.能够利用化学平衡常数判断平衡移动的方向、进行简单的计算。5.勒夏特列原理的应用。【知识梳理知识梳理】知识点一化学平衡状态知识点一化学平衡状态1.可逆反应可逆反应定义：在同一反应体系内，在相同条件下，既可以向正反应方向自动进行，同时，又可以向逆反应方向自动进行的反应。2.化学平衡状态化学平衡状态定义：在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参
2、加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定。这时的状态也就是在给定条件下，反应达到限度，称之为化学平衡状态。典型例题典型例题一、选择题1.（2015 朝阳期中 12）在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应，下列选项一定能作为达到平衡状态标志的是 DA混合气体的密度不再发生变化B反应过程中 v(N2):v(H2)=1:3C反应过程中 c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2D单位时间内断开 a mol H-H 键的同时断开 2a mol N-H 键2.（2015 北京四中顺义分校期中 18）反应 4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g) H=-Q ，在一定温度下达到化学平衡状态时，下列说法正
3、确的是：CA增大压强，平衡不发生移动B若升高温度最终能生成更多的 C 和 D C单位时间里有 4nmolA 消耗，同时有 5nmolB 生成D容器里 A、B、C、D 的浓度比是 4：5：4：6二、填空题1.（2015 年石景山期末 18）已知：2X(g)Y(g)a Z(g)，T1 温度时，在体积为 2L 的密闭容器中充入 6mol X 和 2 mol Y，根据图示回答：下列选项能说明反应达到平衡状态的是 （选填字母） 。A容器内压强保持不变CX 的物质的量不再变化B容器内密度保持不变D(X)正 =(Z)逆2.（2015 海淀期中 19）工业上由焦炭或天然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了除去
4、氢气中混有的一氧化碳，可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H=-41.0kJmol-1该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”。恒温恒容条件下，以下能说明该反应达到平衡状态的是 a（填字母序号） 。a.消耗(CO)=生成(H2O) b.c(CO2)=c(CO)c.混合气体的总物质的量不再改变 d.混合气体的密度不再改变知识点二化学平衡移动知识点二化学平衡移动1.定义：当一个可逆反应达到平衡状态后，如果改变温度、浓度、气体反应的压强，原来的平衡状态会被破坏，化学平衡发生移动，平衡混合物中各组分物质的质量分数也会随着改变，在一段
5、时间后达到新的平衡，这种现象称为化学平衡移动。2.速率与平衡移动方向的关系v正v逆，平衡向正反应方向移动（填“”、 “ v(逆)，平衡向正反应方向移动，当 v(正) = v(逆)时，达到平衡态。（2）减小反应物的浓度：化学反应速率变化情况：在平衡体系中 v(正) = v(逆)，达到平衡态 I，当减小反应物浓度时，正反应速率减慢，逆反应速率不变，则 v(正) v(逆)，平衡向正反应方向移动，当 v(正) = v(逆)时，达到平衡态。（3）增加生应物的浓度：化学反应速率变化情况：在平衡体系中 v(正) = v(逆)，达到平衡态 I，当增加生应物浓度时，正反应速率不变，逆反应速率增大，则 v(正)
6、v(逆)，平衡向逆反应方向移动，当 v(正) = v(逆)时，达到平衡态。（4）减小生应物的浓度：化学反应速率变化情况：在平衡体系中 v(正) = v(逆)，达到平衡态 I，当减小生应物浓度时，正反应速率不变，逆反应速率减小，则 v(正) v(逆)，平衡向正反应方向移动，当 v(正) = v(逆) 时，达到平衡态。注意：由于改变的固体或纯液体的浓度是常数，故改变固、液的量不影响反应速率的大小，平衡不移动。 （溶液中进行的反应会影响）2、压强对化学平衡移动的影响：处于平衡状态的反应混合物里，无论是反应物，还是生成物，只要有气态物质存在，压强的改变，就有可能使化学平衡移动。在恒温、恒容下，某化学反
7、应 aA(g)+ bB(g) c C(g)+d D(g) （1）增加体系压强a化学反应速率变化情况：在平衡体系中 v(正) = v(逆)，达到平衡态。当增加体系压强时，由于反应物和生成物的浓度都增加，所以正、逆反应速率都加快，若由于a+b c +d，系数越大，速率改变也越大，则 v(正) v(逆)，平衡正向移动，当 v(正) = v(逆)时，达到平衡态。若 a+b c +d，系数越大，速率改变也越大，则 v(正)v(逆)，平衡逆向移动，当 v(正) = v(逆) 时，达到平衡态。若 a+b c +d，速率同等程度改变，平衡不移动。总结：压强增大，往气体体积减小的方向移动，若气体总体积不变化，改
8、变压强，化学平衡不移动。（2）减小体系压强a化学反应速率变化情况：在平衡体系中 v(正) = v(逆)，达到平衡态。当减小体系压强时，由于反应物和生成物的浓度都减小，所以正、逆反应速率都减慢，但由于 a+b c +d，系数越大，速率改变也越大，则 v(正) v(逆)，平衡向正向移动，当 v(正)= v(逆)时，达到平衡态。结论：降低温度，平衡向放热方向移动，且新平衡的速率小于原来的平衡速率。4、催化剂对化学平衡影响：催化剂同等程度地影响正、逆反应速率，对化学平衡移动没有影响。但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间（如正催化剂缩短达到化学平衡所需的时间） 。勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件
9、之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度） ，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。典型例题典型例题一、选择题1.（2015 北京四中顺义分校期中）9、反应 X(g)+Y(g) 2Z(g) HK(300) （填“”、 “ =” 或“ 0t时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：时间/s0500100 0150 0c(N2O5)/ molL-15.003.522.502.50下列说法中不正确的是CA500 s 内N2O5分解速率为2.9610-3molL-1s-1B达平衡时，N2O5的转化率为50%C达平衡后，升高温度平衡常数减小D达平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的
10、一半，c(N2O5) 5.00 molL-12.(2015 北京四中顺义分校期中 14）tC 时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g) ，各组分在不同时刻的浓度如下表：下列说法正确的是：DA、平衡时，X 的转化率为 20%B、tC 时，该反应的平衡常数为 40C、增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动D、前 2min 内，用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v（Y）=0.03 molL-1min-1物质XYZ初始浓度/molL-10.10.202min 末浓度/molL-10.08ab平衡浓度/molL-10.050.050.110 / 23
11、3.（2015 北京十三中期中 19）一定温度下，10mL0.40mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测定生成 O2的体积（已折算为标准状况）如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是 C（溶液体积变化忽略不计）A06min 的平均反应速率：v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)B610min 的平均反应速率：v(H2O2) 0B加压、增大 H2浓度和加入催化剂都能提高 CO 的转化率C工业上采用 5 103 kPa 和 250的条件，其原因是原料气的转化率高Dt时，向 1 L 密闭容器中投入 0.1 mo
12、l CO 和 0.2 mol H2，平衡时 CO 转化率为 50%，则该温度时反应的平衡常数的数值为 10011 / 235.某温度下, H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数 K=9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中, 投入 H2(g)和 CO2(g), 其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 C起始浓度甲乙丙c(H2)/mol/L0. 0100. 0200. 020c(CO2)/mol/L0. 0100. 0100. 020A. 平衡时, 乙中 CO2的转化率大于 60% B. 平衡时, 甲中和丙中 H2的转化率均是 60%C. 平衡时, 丙中 c(CO2
13、)是甲中的 2 倍, 是 0. 012 mol/LD. 反应开始时, 丙中的反应速率最快, 甲中的反应速率最慢6.相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：起始时各物质物质的量/mol容器编号N2H2NH3平衡时反应中的能量变化130放出热量 a kJ230放出热量 b kJ260放出热量 c kJ下列叙述正确的是 AA放出热量关系：a C达平衡时氨气的体积分数： DN2的转化率： 12 / 237.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的 SO2和 O2，在相同温度下
14、发生反应：2SO2O2 2SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中 SO2的转化率为 p%，则乙容器中 SO2的转化率 BA.等于 p% B.大于 p%C.小于 p% D.无法判断8在一密闭容器中，反应 aA（气）bB（气）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则 ACA.平衡向正反应方向移动了 B.物质 A 的转化率减少了C.物质 B 的质量分数增加了 D.ab二、填空题1.将 N2和 H2按一定比例混合，其密度是相同状况下 H2的 3.6 倍，取出 0.5 mol 该混合气体充入密闭容器里，使之发生
15、反应并在一定条件下达到平衡，已知反应达平衡后容器内压强是相同条件下反应前的 0.76 倍，试求：(1)反应前混合气体中 N2和 H2的体积比 1:4。(2)达平衡时混合气体中氨的物质的量 0.12mol。(3)平衡时 N2的转化率 60%。【巩固练习巩固练习】期中、期末试题期中、期末试题一、选择1.（2014 西城期末 12）一定温度下的密闭容器中，反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3 (g) 达到平衡。缩小容器容积，对反应产生影响的叙述不正确的是 AA使平衡常数 K 增大 B使平衡向正反应方向移动C使 SO3的浓度增大 D使正反应速率大于逆反应速率13 / 232.（2014 丰台期末 11）接触法制硫酸工艺中，其主反应在 450并有催化剂存在下进行：2SO2(g) + O2(g) =2SO3(g) H=197 kJ/mol下列说法正确的是 BA使用催化剂可以提高 SO2的转化B增大 O2的浓度可以提高反应速率和 SO2的转化率C反应 450时的平衡常数小于 500时的平衡常数D2 mol SO2(g) 和 1 mol O2(g)所含的总能量小于 2 mol SO3(g) 所含的总能量3.（2013 石景
