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1、1 第第 7 7 章第章第 2 2 讲化学平衡状态、化学平衡的移动讲化学平衡状态、化学平衡的移动 李仕才 考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界 条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了 解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 考点一考点一 可逆反应与化学平衡建立可逆反应与化学平衡建立 1可逆反应 (1)定义 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 一小：反应物与生成物同时存在；任一组
2、分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“?”表示。 2化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的 质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立 (3)平衡特点 2 3判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正v逆0 同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aAbB?cCdD， 时，反应达 v正A v逆B a b 到平衡状态。 (2)静态标志：各种“量”不变 各物质的质量、物质的量或浓度不变。 各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数
3、等)不变。 温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量” ， 则不能作为平衡标志。 (1)2H2O2H2O2为可逆反应() ? 电解 点燃 (2)二次电池的充、放电为可逆反应() (3)对反应 A(g)B(g)?C(g)D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态() (4)对于 NO2(g)SO2(g)?SO3(g)NO(g)反应，当每消耗 1molSO3的同时生成 1molNO2时，说明 反应达到平衡状态() (5)化学平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了() (6)
4、对于 A(g)B(g)?2C(g)D(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均 不能作为达到化学平衡状态的标志() (7)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)O2(g)?2SO3(g)，当 SO3的生成速率与 SO2的消耗速率 相等时，反应达到平衡状态() (8)在 2L 密闭容器内，800时反应 2NO(g)O2(g)?2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变 时能说明该反应已达到平衡状态() 1向含有 2molSO2的容器中通入过量氧气发生 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) ? 催化剂 加热 HQkJmol1(Q0)，充分反应后生成 SO3的物质的量_2mol
5、(填“” “”或“” ， 下同)，SO2的物质的量_0mol，转化率_100%，反应放出的热量_QkJ。 答案 2一定温度下，反应 N2O4(g)?2NO2(g)的焓变为 H。现将 1molN2O4充入一恒压密闭容器中， 下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。 3 答案 解析 H是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入 1molN2O4，正反应速率应是逐 渐减少直至不变，曲线趋势不正确。 题组一 极端假设，界定范围，突破判断 1在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)?2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1mol L1、0.3molL1、0.2molL1，
6、在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 ( ) AZ 为 0.3molL1BY2为 0.4molL1 CX2为 0.2molL1DZ 为 0.4molL1 答案 A 2(2018长沙一中月考)一定条件下，对于可逆反应 X(g)3Y(g)?2Z(g)，若 X、Y、Z 的起始 浓度分别为c1、c2、c3(均不为零 )，达到平衡时， X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08molL1，则下列判断正确的是( ) Ac1c231 B平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 23 CX、Y 的转化率不相等 Dc1的取值范围为 0c10.14molL1 答案 D 解析
7、 平衡浓度之比为 13，转化浓度亦为 13，故c1c213，A、C 不正确；平衡时 Y 生 成表示逆反应速率，Z 生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为 32，B 不正确；由可逆 反应的特点可知 0c10.14molL1。 极端假设法确定各物质浓度范围 上述题目 1 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值 和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)?2Z(g) 起始浓度(molL1) 0.10.30.2 改变浓度(molL1) 0.10.10.2 4 终态浓度(molL1) 00.20.4 假设反应逆向进行到底：X
8、2(g)Y2(g)?2Z(g) 起始浓度(molL1) 0.10.30.2 改变浓度(molL1) 0.10.10.2 终态浓度(molL1) 0.20.40 平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。 题组二 化学平衡状态的判断 3(2017石家庄高三模拟)对于 CO23H2?CH3OHH2O，下列说法能判断该反应达到平衡状态 的是( ) Av(CO2)v(H2) 1 3 B3v逆(H2)v正(H2O) Cv正(H2)3v逆(CO2) D断裂 3molHH 键的同时，形成 2molOH 键 答案 C 4在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不
9、再发生变化时：混合气体的压强，混合气 体的密度，混合气体的总物质的量，混合气体的平均相对分子质量，混合气体的颜色， 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，某种气体的百分含量 (1)能说明 2SO2(g)O2(g)?2SO3(g)达到平衡状态的是_。 (2)能说明 I2(g)H2(g)?2HI(g)达到平衡状态的是_。 (3)能说明 2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡状态的是_。 (4)能说明 C(s)CO2(g)?2CO(g)达到平衡状态的是_。 (5)能说明 NH2COONH4(s)?2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。 (6)能说明 5CO(g)I2O5(s)?5CO
10、2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。 答案 (1) (2) (3)(4) (5) (6) 5若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 答案 (1) (2) (3)(4) 规避“2”个易失分点 (1)化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应， 还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 5 恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如 2HI(g
11、)? ?H2(g)I2(g)。 全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如 2HI(g)? ?H2(g)I2(g)。 全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 考点二考点二 化学平衡移动化学平衡移动 1化学平衡移动的过程 2化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。 (2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。 (3)v正v逆：平衡向逆反应方向移动。 3影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向 增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移
12、动 浓度 减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动 增大压强 向气体分子总数减小的方向 移动反应前后气体体 积改变 减小压强 向气体分子总数增大的方向 移动 压强(对有气体 参加的反应) 反应前后气体体 积不变 改变压强平衡不移动 升高温度向吸热反应方向移动 温度 降低温度向放热反应方向移动 催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 (2)勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将 6 向着能够减弱这种改变的方向移动。 (3)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温、恒容条件 原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。 充
13、入惰性气体 恒温、恒压条件 原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小 充入惰性气体 等效于减压 体系中各组分的浓度同倍数减小 (1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动 () (2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大() (3)合成氨反应需要使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动，所以也可以 用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因() (4)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正减小() (5)C(s)CO2(g)?2CO(g) H0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和 CO2的平 衡转化率均
14、增大() (6)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大() (7)往平衡体系 FeCl33KSCN?Fe(SCN)33KCl 中加入适量 KCl 固体，平衡逆向移动，溶液的颜 色变浅() (8)对于 2NO2(g)?N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大加强，平衡正向移动，混合气体的颜色 变浅() 根据化学平衡原理解答下列问题： 在体积不变的密闭容器中发生 N2(g)3H2(g)?2NH3(g) H92.4kJmol1，只改变一种外 界条件，完成下表： 改变条件平衡移动方向 氢气的转化率(增大、 减小或不变) 氨气的体积分数(增大、 减小或不变) 增大氮气的浓度 增大氨气的浓度 7 升温
15、 充入适量氩气 答案 正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变 题组一 选取措施使化学平衡定向移动 1(2017南宁高三质检)COCl2(g)?CO(g)Cl2(g) H0，当反应达到平衡时，下列措施： 升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂恒压通入惰性气体，能 提高 COCl2转化率的是( ) ABCD 答案 B 解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通 入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓度，将 导致平衡逆向移动。 2(2017郑州一中检测)将 NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应 2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡 后，改变某个条件，下列叙述正确的是( ) A升高温度，气体颜色加深，则正反应为吸热反应 B慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动
