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1、第22讲 化学平衡状态,【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.能正确计算化学反应的转化率()。4.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。5.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1 可逆反应与化学平衡状态,知识梳理,1.可逆反应,正反应,逆,反应,小于,2.化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率 ,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持 的状态。,相等,不变,(2)建立过程 在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器
2、中。反应过程如下:,最大,逐渐减小,逐渐增大,以上过程可用如图表示:,(3)化学平衡特征,可逆,v(正)=v(逆),浓度或百分含量,3.平衡转化率,【多维思考】,判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。,提示:(1) (2) (3) (4) (5),提示:(6) (7) (8),考点演练,考向一 可逆反应中物质浓度的判断 1.(2017湖南五市十校联考)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是( ) A.SO2
3、为0.8 mol/L,O2为0.4 mol/L B.SO2为0.5 mol/L C.SO3为0.8 mol/L D.SO2、SO3均为0.3 mol/L,B,解析:所给反应为可逆反应。假设SO2(g)和O2(g)全部转化为SO3(g)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 初始(mol/L) 0.4 0.2 0.4 变化(mol/L) 0.4 0.2 0.4 平衡(mol/L) 0 0 0.8,假设SO3(g)全部转化为SO2(g)和O2(g)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 初始(mol/L) 0.4 0.2 0.4 变化(mol/L) 0.4 0.2 0.4 平衡(m
4、ol/L) 0.8 0.4 0 由以上分析可知达到平衡时:0c(SO2)0.8 mol/L;0c(O2)0.4 mol/L; 0c(SO3)0.8 mol/L。 SO2为0.8 mol/L,O2为0.4 mol/L不在范围内,A不可能;SO2范围0c(SO2) 0.8 mol/L,B可能;SO3浓度不在范围0c(SO3)0.8 mol/L内,C不可能;据元素守恒,c(SO2)与c(SO3)和始终为0.8 mol/L,D不可能。,2.一定条件下,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 mo
5、lL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,则下列判断正确的是( ) A.c1c2=31 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0c10.14 molL-1,D,解析:平衡浓度之比为13,转化浓度亦为13,故c1c2=13且X、Y的转化率相等,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应,Z生成表示正反应,若达平衡vY(生成)vZ(生成)应为32,B不正确;由可逆反应的特点可知0c10.14 molL-1, D正确。,方法规律 极端假设法确定物质的浓度范围 1.原理:可逆反应不可能进行完全,反应体系各物质同时共存。 2.方法:假设反应正向或逆
6、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。,考向二 化学平衡状态的判定 3.导学号 96656139 可逆反应:2NO2 2NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是:单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态( ) A. B. C. D.全部,C,解析:单位时间内生成n mol O2等效于消耗2n mol NO2同时生成2n mol NO2,
7、故正确;只要反应发生,就有用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率比为221的状态,故错误;混合气体的颜色不再改变的状态,说明二氧化氮的浓度不变,反应达平衡状态,故正确;混合气体的密度一直不改变,故错误;混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确;混合气体的压强不再改变的状态,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故正确。,4.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是( ) 混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再变化时 混合气体的总物质的量
8、不再变化时 B的物质的量浓度不再变化时 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 当v正(B)=2v逆(C) A. B. C. D.只有,A,解析:A为固态,反应正向进行时气体质量增大,逆向进行时气体质量减小,所以,密度不变时平衡,正确;该反应前后气体体积不变,所以压强不变时不一定平衡,错误;该反应前后气体物质的量相等,所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡,错误;B的浓度不变,说明反应达到平衡,正确;混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,说明气体的质量不变,正、逆反应速率相等,反应达到平衡,正确;v正(B)=2v逆(C)时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,正确。,判断化学平衡状态的
9、方法“正逆相等,变量不变”,方法规律,注意以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志: 1.某一时刻,各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。,2.恒温、恒容条件下气体体积不变的反应,混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。 3.全部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随时间而变化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。 4.全部是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。,考点2 化学平衡的移动,知识梳理,1.化学平衡移动的过程,2.影响化学平衡的外界因素 (1)影响化学平衡的因素,正,逆,
10、减小,增大,不移动,吸热,放热,不能,(2)几种特殊情况说明 改变固体或纯液体的量,对化学平衡没影响。,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。 3.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),平衡向能够 这种改变的方向移动。,减弱,【多维思考】,1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)化学平衡发生移动,速率一定改变。速率改变,化学平衡一定发生移动。( ) (2) 升高温度,化学平衡一定发生移动。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5),提示:(6) (7) (8) (9),(6)CO(g)+H
11、2O(g) CO2(g)+H2(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( ) A. B. C. D.,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,可以。恒压通入惰性气体,相当于减压,平衡正向移动,可以。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响,不可以。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动,不可以。,2.(2017辽宁大连模拟)反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g) 在某温度下达到平衡,下列各种情况中,不会使平衡发生移动的是( ) A.温度、容积不变时,通入
12、SO2气体 B.移走一部分NH4HS固体 C.容器体积不变,充入HCl气体 D.保持压强不变,充入氮气,B,1.解析化学平衡移动题目的一般思路,方法规律,2.压强的影响实质是浓度的影响,所以只有当这些“改变”造成浓度改变时,平衡才有可能移动。,3.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变。 新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;若将体系温度从50 升高到80 ,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50 T80 ;若对体系N2(g)+3H2(g) 2NH3
13、(g)加压,例如从 30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体分子数减小的方向移动,达到新的平衡时30 MPap60 MPa。,考向二 化学平衡移动结果的分析与判断 3.(2017河南郑州模拟)下列说法正确的是( ) A.改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大 B.浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大 C.温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大 D.催化剂可使化学反应速率加快,使反应物的转化率增大,C,解析:改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定增大,例如合成氨反应中通入氮气,氮气转化率降低,A错误;根据A中分析,反应物的转化率不一定增大,B错误;温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,C正确;催化剂可使化学反应速率加快,但不能改变反应物的转化率,D错误。,4.导学号 96656286 将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) 2Z(g) H0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( ),A,
