高中化学专题16_化学反应平衡[1]

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1、 共 19 页 第 1 页【知识动脉】一、化学反应方向1自发过程（1）含义：（2）特点： 体系趋向于从 状态转变为 状态。 在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。2判断化学反应方向的依据化学反应的方向与焓变二、化学平衡（一） 、可逆反应1概念：在 条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应称为可逆反应。2表示：采用“”表示，如：Cl2 + H2O H+ +Cl- + HClO3特点：可逆反应在同一体系中同时进行。可逆反应进行一段时间后，一定会达到 状态【练习】当反应 2SO2 + O22SO3达到平衡后，向容器中加入一定量的18O2，经过一段时间后18O存在于ASO3中 B剩

2、余的O2中 C剩余的SO2中 DSO2、SO3、O2中都有答案答案：D（二）化学平衡状态在 下的 反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的 （溶液中表现为 ）保持恒定的状态。在平衡时，反应物和生成物均处于 中，反应条件不变，反应混合物的所有反应物和生成物的 或 保持不变【例例 1】 （09 江苏卷 14 题）I2在 KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq) (aq) (aq) ， 某 I2、KI 混I 3I合溶液中，的物质的量浓度 c(I3)与温度 T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态） 。下列 3I说法正确的是 （ ） A反应 I2(aq) (aq) (a

3、q)的H0I 3IB若温度为 T1、T2，反应的平衡常数分别为 K1、K2，则 K1K2C若反应进行到状态 D 时，一定有 v正v逆D状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大解析与评价解析与评价：化学平衡移动是中学化学基本理论的一个重点内容。化学平衡移动的根据是勒沙特列原理，它将抽象的理论形象具体化。对平衡移动的原理深刻理解和掌握，应用起来却比较方便。根据题中图示可知，c(I3)是随着温度 T 的升高而减小的，说明：I2(aq)I(aq)I3(aq) 是一个放热反应，即H0 共 19 页 第 2 页，所以 A 错误；根据平衡移动规律，c(I3)变小，则 c(I2)应变大，所以 状

4、态 B 的 c(I2)大，所以 D 错误答案答案：B、C。【变式训练 1】可逆反应 2SO2 + O2 2SO3，正反应速度分别用 2SOv、 3SOvmolL-1min-1表示， 2Ov逆反应速度分别用 2SOv、 2Ov、 3SOvmolL-1min-1表示。当达到平衡时正确的关系是A 2SOv= B= 2SOv C 2Ov= D=2 3SOv 2Ov 321SOv 2SOv 3SOv【变式训练 2】恒温、恒压下，n molA 和 1molB 在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g) + 2B(g) 2C(g) 一段时间后达到平衡，生成 amolC。则下列说法中正确的是： A物质 A、

5、B 的转化率之比为 1 : 2B当 v正 A=2v逆(C) 时，可断定反应达到平衡C若起始时放入 3nmolA 和 3molB，则达平衡时生成 3amolC D起始时刻和达平衡后容器中的压强比为（1+n）:（1+n-）2a（三）化学平衡的特征1逆：研究对象必须是 反应2动：化学平衡是 平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍都在进行(可通过证明)3等：正反应速率等于逆反应速率04定：反应混合物中，各组分的 或 保持一定5变：化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的，改变影响平衡的条件，平衡会被破坏，直至达到新的平衡。6同：在恒温恒容时，根据化学方程式的化学计量关系，采用极限思维的方法，换算成反

6、应物或生成物后，若对应各物质的物质的量相同时，达到平衡后平衡状态相同。无论投料从反应物开始、从生成物开始、还是从反应物和生成物同时开始。（四） 、化学平衡的标志1本质标志对给定的反应：mA + nB pC + qD（A、B、C、D 均为气体） ，当 v正 = v逆时，有：即：qv pv nv mv qv pv nv mvDCBADCBA=2等价标志（1）可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。（2）体系中各组成的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。（3）对同一物质，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。（4）对同一反应而言，一种物质所代表的正反应

7、速率，和另一物质所代表的逆反应速率的比值等于平衡的标志共 19 页 第 3 页它们的化学方程式中化学计量数之比。3特殊标志“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中，能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。离开上述界定，它们不能作为一般反应是否达到化学平衡的判断依据。（1）压强 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应，当体系总压强不变时，可逆反应 处于化学平衡状态。如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2NO2(g)N2O4(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)等。 对于化学反应前后气体的化学计量数没有变化的可逆反应，

8、当体系总压强不变时，可逆反应 处于化学平衡状态。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)等。（2）气体平均摩尔质量（3）气体密度（4）体系中气体的颜色有色气体参加反应的平衡体系的颜色观察，往往与观察的角度和具体的操作方法有关。【例例 2】 、 （08 江苏卷）将一定量的 SO2和含 0.7mol 氧气的空气（忽略 CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3（正反应放热） 。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量 NaOH 溶液，气体体积减少了 21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶

9、液吸收 O2，气体的体积又减少了 5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积） 。 （计算结果保留一位小数）请回答下列问题：(1）判断该反应达到平衡状态的标志是 。 （填字母）aSO2和 SO3浓度相等 bSO2百分含量保持不变c容器中气体的压强不变 dSO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变(2）欲提高 SO2的转化率，下列措施可行的是 。 （填字母） a向装置中再充入 N2 b向装置中再充入 O2 c改变反应的催化剂 d生高温度(3）求该反应达到平衡时 SO2的转化率（用百分数表示） 。(4）若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2溶液，生成沉淀多少克？

10、答案：（1）bc (2）b(3）消耗的 O2物质的量： molmolLLmol45. 0/4 .226 . 57 . 0生成的 SO3物质的量：molmol9 . 0245. 0SO2和 SO3的物质的量和：molmolLL95. 0/4 .2228.21共 19 页 第 4 页反应前的 SO2物质的量：molmolLL95. 0/4 .2228.21SO2的转化率：%7 .94%10095. 09 . 0molmol(4）在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀。因此 BaSO4的质量gmolgmol5 .10/23305. 09 . 0【变式训练 3】在一定温度下，在固定体积的密闭

11、容器中进行可逆反应：N2+3H22NH3。该反应达到平衡的标志是_A3v(H2,正)=2v(NH3,逆)B单位时间生成 m mol N2的同时生成 3m mol H2CN2、H2、NH3各物质浓度不再随时间而变化D容器内的总压强不再随时间而变化E混合气体的密度不再随时间变化F单位时间内 N-H 键的形成和断开的数目相等GN2、H2、NH3的分子数之比为 132H2c(N2)=c(NH3)【变式训练 4】下列方法中可以证明 2HIH2+I2(g)已达平衡的是_A单位时间内生成 nmolH2的同时生成 nmolHIB一个键断裂的同时有两个键断裂C分子组成 HI%=I2%D速率 v(H2)=v(I2

12、)=v(HI)/2Ec(HI)c(H2) c(I2)=2 1 1F温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化G条件一定，混合气体的平均分子质量不再发生变化H温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化I温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化（五）.化学平衡常数一、化学平衡常数的理解1. 化学平衡常数定义： 2. 平衡常数的数学表达式及单位：如对于达到平衡的一般可逆反应：aA + bB pC + qD 反应物和生成物平衡浓度表示为 C(A) 、 C (B)、C(C) 、C(D) 化学平衡常数：K= K 的单位为 思考与交流 K 值的大小说明了什么? 化学平衡常数与哪些因素有关？3. K 值的大小意义

13、：4. 影响化学平衡常数的因素：共 19 页 第 5 页二、化学平衡常数的应用及计算1. 利用平衡常数解释浓度改变对化学平衡的影响。【例例 3】A 、B、 C、D 为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A+2B+H2OC+D。当加水稀释时，平衡向 （填“正”或“逆”）反应方向移动，理由是 解析解析：该化学平衡常数 Kc=CD/AB2，加水稀释后，A 、B、 C、D 四种物质稀释相同的倍数，但 Qc=c（C）c（D）/c（A）c（B）2Kc，所以加水稀释后，平衡向逆方向移动。答案答案：逆，Qc=c（C）c（D）/c（A）c（B）2Kc2. 利用平衡常数解释压强改变对化学平衡的影响【例例 4

14、】在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） 。SO2的起始浓度是0.4mol/l, O2的起始浓度是 1mol/l,当 SO2的转化率为 80%时,反应达到平衡状态.（1）求反应的平衡常数（2）若将平衡时反应混合物的压强增大 1 倍,平衡将如何移动?（3）若将平衡时反应混合物的压强减少 1 倍,平衡将如何移动?（4）平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体 Ar,使体系总压变为原来的 3 倍,平衡又将如何移动?解析与答案解析与答案: 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）2 1 2起始时(mol/l) 0.4 1 0转化了(mol/l) 0.480% 1/20.480% 0.32平衡时(mol/l) 0.08 0.84 0.32平衡常数 K=0.322(0.84 0.082)= 400/21；压强增大 1 倍,各组分的浓度增大 1 倍；Qc=0.642(1.68 0