1、1第 3 讲 化学平衡状态 化学平衡移动考点一 可逆反应与化学平衡状态1可逆反应(1)定义：在 下既可以向 方向进行，同时又可以向 方向进行的化学反应。(2)特点：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都 (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)化学平衡的建立(2)概念：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 保持不变的状态。(3)平衡特点 小题热身 正误判断，正确的打“” ，错误的打“” 。(1)二次电池的充、放电为可逆反应。( )(2)对反应 A(g)B(g) C(g)D(g)，压强不随时间而变化
2、，说明反应已达平衡状态。( )(3)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。( )(4)对于反应 A(g)B(g) 2C(g)D(g)，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。( )(5)在 2 L 密闭容器内， 800 时反应 2NO(g)O 2(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。( )(6)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。( )考向精练提考能2考向一 化学平衡状态的判定判断平衡状态的方法“正逆相等，变量不变”1 “正逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速
3、率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。2 “变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。1可逆反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )A3 v 正 (N2) v 正 (H2) B v 正 (N2) v 逆 (NH3)C2 v 正 (H2)3 v 逆 (NH3) D v 正 (N2)3 v 逆 (H2)2在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应(甲)2NO 2(g) 2NO(g)O 2(g)
4、(乙)H 2(g)I 2(g) 2HI(g)现有下列情况：反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比 反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 速率之比等于系数之比的状态 浓度之比等于系数之比的状态 百分含量之比等于系数之比的状态 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 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 体系温度不再改变的状态 压强不再改变的状态 反应物的浓度不再改变的状态 反应物或生成物的百分含量不再改变的状态其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是 ；能表明(乙)达到化学平衡状态的是 。练后反思 巧记“变量不变”判断法1由“变”到“不变” ，不变时
5、达平衡。 2由“不变”到“不变” ，不变时无法判断。考向二 从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点3在已达到平衡的可逆反应 2SO2O 2 2SO3中，充入由 18O 组成的氧气一段时间后，18O 存在于下列物质中的( )A多余的氧气中 B生成的三氧化硫中C氧气和二氧化硫中 D二氧化硫、氧气和三氧化硫中4在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g)，已知反应过程某一时刻 SO2、O 2、SO 3浓度分别为 0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是( )ASO 2为 0.4 mol/L BSO 2为 0.25 mo
6、l/LCSO 2、SO 3均为 0.15 mol/L DSO 2为 0.24 mol/L，SO 3为 0.14 mol/L3考点二 化学平衡移动1化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态不平衡状态新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：2化学平衡移动与化学反应速率的关系v 正 v 逆 ，平衡向 移动； v 正 v 逆 ，反应达到平衡状态， 平衡移动；v 正 v 逆 移动减小反应物的浓度v 正 、 v 逆 均 ，且 v 逆 v 正 移动增大生成物的浓度v 正 、 v 逆 均 ，且 v 逆 v 正 移动任一平衡体系减小生成物的浓度v 正 、 v 逆 均
7、，且 v 正 v 逆 移动4增大压强或升高温度v 正 、 v 逆 均 ，且 v 逆 v 正 移动正反应方向为气体体积增大的放热反应 减小压强或降低温度v 正 、 v 逆 均 ，且 v 正 v 逆 移动正催化剂 v 正 、 v 逆 同等倍数 任一平衡体系负催化剂 v 正 、 v 逆 同等倍数 移动增大压强 v 正 、 v 逆 同等倍数 反应前后气体化学计量数之和相等的反应 减小压强 v正 、 v 逆 同等倍数 移动4.化学平衡移动中的特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。(2
8、)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)充入惰性气体与平衡移动的关系恒温、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 入 惰 性 气 体 恒温、恒压条件5容器容积增大，各反应气体的分压减小 原 平 衡体 系 充 入 惰 性 气 体5勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动。 小题热身正误判断，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)合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。( )(3
9、)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物， v 正 加快。( )(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。( )(5)往平衡体系 FeCl33KSCN Fe(SCN)33KCl 中加入 KCl 固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅。( )(6)二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压缩小体积后颜色加深。( )(7)C(s)CO 2(g) 2CO(g) H0，其他条件不变时升高温度，反应速率 v(CO2)和 CO2的平衡转化率均增大。( )(8)对于密闭容器中的可逆反应 mX(g) nY(s) pZ(g) H0 达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分
10、别为(填“向左” “向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。此时反应体系的温度均比原来_(填“高”或“低”) 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大” “减小”或“不变”)甲_；乙_；丙_。(2)加压，使体系体积缩小为原来的12平衡移动方向(填“向左” “向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。设压缩之前压强分别为 p 甲 、 p 乙 、 p 丙 ，压缩后压强分别为 p 甲 、 p 乙 、 p 丙 ，则 p 甲7与 p 甲 ， p 乙 与 p 乙 ， p 丙 与 p 丙 的关系分别为甲_；乙_；丙_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大” “减小”或“不变”)甲_；乙_；丙_。6
11、对于以下三个反应，从正反应开始进行达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g) PCl3(g)Cl 2(g)再充入 PCl5(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，PCl 5(g)的转化率_，PCl 5(g)的百分含量_。(2)2HI(g) I2(g)H 2(g)再充入 HI(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，HI 的分解率_，HI 的百分含量_。(3)2NO2(g) N2O4(g)再充入 NO2(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，NO 2(g)的转化率_，NO 2(g)的百分含量_。考点三 等效平衡1等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体
12、系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的 相同。2等效平衡的类型条件 恒温恒容 恒温恒压反应的特点 反应前后气体分子 数不相等 反应前后气体分子数相 等 任何可逆反应起始投料换算为化学方程式同一边物质；其“量” 换算为化学方程式同一边物质；其“量”符合 换算为化学方程式同一边物质；其“量”符合 质量分( w%) 相同 相同 相同浓度( c) 相同 成比例 相同(气体)平衡特点 物质的量( n) 相同 成比例 成比例考向精练提考能考向一 等效平衡的判断81在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g) H Q1 kJ/mol(Q10)，起始物质的量见下表
13、：序号 A B C D 2 mol 1 mol 0 0 4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0 1 mol 3 mol 1 mol 0 0 3 mol 1 mol上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是_。2在恒温恒压条件下，可逆反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g)起始物质的量如下表所示：序号 A B C D 2 mol 1 mol 0 0 4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0 1 mol 3 mol 1 mol 0 0 3 mol 1 mol上述反应达到平衡后，互为等效平衡的
14、是_。3在相同温度下，可逆反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(s)起始物质的量如下表所示：9A B C D 2 mol 1 mol 0 0 4 mol 2 mol 0 0 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0 1 mol 3 mol 1 mol 0 0 3 mol 1 mol上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是_。考向二 等效平衡的应用4某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g)B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和 C 的物质的量分别为 4 mol、2 mol 和 4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是(
15、 )A均减半 B均加倍C均增加 1 mol D均减少 1 mol练后反思 1构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。2构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。课时作业1勒夏特列原理是自然界一条重要的基本原理。下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )ANO 2气体受压缩后，颜色先变深后变浅10B对 2HI(g) H2(g)I 2(g)平衡体系加压，颜色迅速变深C合成氨工业采用高温、高压工艺提高氨的产率D配制硫酸亚铁溶液时，常加入少量铁屑以防止氧化2在一定
16、温度下的定容密闭容器中，发生反应 2NO2(g) N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达到平衡状态的是( )A混合气体的压强 B混合气体的密度 C混合气体的平均相对分子质量 D.c N2O4c NO23一定温度下，某恒温密闭容器中存在如下平衡：2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g) H0，当反应达到平衡时，下列措施能提高 COCl2转化率的是( ) 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 A B C D5 1和 2分别为 A 在两个恒容容器中平衡体系 A(g) 2B(g)和 2A(g) B(g)的转化率，在温度不变的情况下，均增
17、加 A 的物质的量，下列判断正确的是( )A 1、 2均减小 B 1、 2均增大C 1减小， 2增大 D 1增大， 2减小6一定条件下，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 0，单位 molL1 )，当达到平衡时 X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1 、0.3 molL 1 、0.08 molL 1 ，则下列判断不合理的是( )A c1 c213 B平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 32CX、Y 的转化率不相等 D c1的取值范围为 0v 逆D温度为 T1 时，向该平衡体系中加入 KI 固体，平衡正向移动118向一容
18、积不变的密闭容器中充入 1 mol N2O4，建立了平衡 N2O4(g) 2NO2(g)，测知N2O4的转化率为 a%，在其他条件不变时再通入 1 mol N2O4，待重新建立新平衡时 N2O4的转化率为 b%。 a 与 b 的大小关系为( )A ab C a b D无法确定9在 2 L 密闭容器内，800 时反应：2NO(g)O 2(g) 2NO2(g)体系中， n(NO)随时间的变化如下表：时间/s 0 1 2 3 4 5n(NO)/mol 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007(1)升高温度，NO 的浓度增大，则该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)
19、如图中表示 NO2的变化的曲线是_。用 O2表示从 02 s 内该反应的平均速率v_。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_。a v(NO2)2 v(O2) b容器内压强保持不变c v 逆 (NO)2 v 正 (O2) d容器内密度保持不变(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a及时分离出 NO2气体 b适当升高温度c增大 O2的浓度 d选择高效催化剂10固定和利用 CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用 CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是 CO2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g) H49.0 kJmol1
20、某实验将 6 mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中，测得 H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标)：回答下列问题：(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的是_(填序号)。a01 min b13 min c38 min d811 min(2)仅改变某一条件再进行实验，测得 H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线改变的条件可能是_，曲线改变的条件可能是_。(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是_(填序号)。a容器内压强不再改变 b容器内气体的密度不再改变c容器内气体的平均摩尔质量不再改变 d容器内各物质的物质的量相等
