高中化學平衡知識

1、化學平衡第一節(jié) 化學反應速率一、化學反應速率1.定義：用單位時間內反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。若濃度用物質的量（C）來表示，單位為：mol/L，時間用t來表示，單位為：秒（s）或分（min）或小時（h）來表示，則化學反應速率的數學表達式為： V = C/ t 單位是：mol/（L·s） 或 mol/（L·min） 或 mol/（L·h）化學反應速率是用單位時間內反應物或生成物的量變化來表示，通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示，其數學表達式可表示為【例題】在2L的密閉容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，發(fā)生 N2 + 3H

2、2 2NH3 ，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應的化學反應速率。 解： N2 + 3H2 2NH3 起始量（mol）： 1 3 0 2s末量（mol）： 1-0.2 3-0.6 0.4 變化量（mol）： 0.2 0.6 0.4 則 VN2=0.2/2×2=0.05 mol/（L·s） VH2=0.6/2×2=0.15 mol/（L·s） VNH3=0.4/2×2=0.1 mol/（L·s） 【明確】理解化學反應速率的表示方法時應注意的幾個問題：1.上述化學反應速率是平均速率，而不是瞬時速率。2.無論濃度的變化

3、是增加還是減少，一般都取正值，所以化學反應速率一般為正值。3.對于同一個反應來說，用不同的物質來表示該反應的速率時，其數值不同，但每種物質都可以用來表示該反應的快慢。*4.在同一個反應中，各物質的反應速率之比等于方程式中的系數比。即： VN2 ：VH2 ： VNH3 = 1 ：3 ：2 *5.對于在一個容器中的一般反應 aA + bB = cC + dD來說有： VA ：VB ：VC ：VD = CA ：CB ：CC ：CD = nA ：nB ：nC ：nD = a ：b ：c ：d6.用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同一反應在不同條件下反應的快慢時，應選擇同一物質來比較。例如： 可逆

4、反應A（g）+ B（g） C（g）+ D（g） ，在四種不同情況下的反應速率如下，其中反應進行得最快的是（ ）A. VA=0.15mol/L·min B. VB=0.6 mol/L·min C. VC=0.4 mol/L·min D.VD=0.01 mol/L·s對化學反應速率要注意以下幾個問題： 1、物質濃度是物質的量濃度以mol/L為單位，時間單位通?？捎胹、min、h表示，因此反應速率的與常見單位一般為mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。 2、化學反應速率可用反應體系中一種反應物或生成物濃度

5、的變化來表示，一般是以最容易測定的一種物質表示之，且應標明是什么物質的反應速率。 3、用不同的物質表示同一時間的反應速率時其數值可能不同，但表達的意義是相同的，各物質表示的反應速率的數值有相互關系，彼此可以根據化學方程式中的各化學計量數進行換算： 對于反應來說，則有。 4、一般說在反應過程中都不是等速進行的，因此某一時間內的反應速率實際上是這一段時間內的平均速率。二、外界條件對化學反應速率的影響：（一）在其它條件不變的情況下，濃度對化學反應速率的影響【1】當其它條件不變時，增加反應物的濃度，可以增大反應的速率?！?】為什么增大反應物的濃度會影響反應速率呢？ 解：當增加反應物的濃度時，活化分子的

6、數量增加，有效碰撞的頻率增大，導致反應速率增大。 2.對于可逆反應aA +bB cC + dD來說，正反應的速率只取決于A、B兩種物質的濃度，與C、D兩種物質的濃度關系不大。而逆反應的速率只取決于C、D兩種物質的濃度，與A、B兩種物質的濃度關系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應的速率增大，不會影響逆反應的速率。3.固體和純液體的濃度是一個常數，所以增加這些物質的量，不會影響反應的速率。（二）在其它條件不變的情況下，壓強對化學反應速率的影響【 】對于有氣體參加的反應來說，當溫度一定時，增大體系的壓強，反應速率會加大?！?】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反應的速率？答：1.一定量氣體的體積

7、與其所受的壓強成正比。這就是說，如果氣體的壓強增大到原來的2倍，氣體的體積就縮小到原來的一半，單位體積內的分子數就增多到原來的2倍，即體系中各個物質的濃度都增加，所以化學反應速率增大。相反，減小壓強，氣體的體積就擴大，濃度減小，因而反應速率減小。 2.如果參加反應的物質是固體、液體或溶液時，由于改變壓強對它們的體積改變很小，因而它們的濃度改變也很小，可以認為壓強與它們的反應速率無關。【 】1.壓強對反應速率的影響是通過改變濃度而影響反應速率的。我們在分析壓強對反應速率的影響時，應最終落實到濃度上，將壓強問題轉化為濃度問題。 2. 對于那些反應物和生成物都有氣體參加的可逆反應來說，增大體系的壓強

8、，反應物和生成物的濃度都增加，所以，正反應的速率和逆反應的速率都增大。（三）在其它條件不變的情況下，溫度對化學反應速率的影響【 】在其它條件不變的情況下，升高溫度，化學反應要加快 【 】為什么升高溫度會使反應速率加快？當反應物濃度一定時，分子總數一定，升高溫度，反應物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子數量增多，有效碰撞頻率增大，所以，反應速率加大?！?】對于可逆反應來說，升高體系的溫度，反應物和生成物中的活化分子數都增加，所以，正反應的速率和逆反應的速率都增大。（四）催化劑對化學反應速率的影響【 】催化劑能加快化學反應速率?！?】為什么催化劑能加快化學反應速率？當溫度和反應物

9、濃度一定時，使用催化劑可使反應途徑發(fā)生改變，從而降低了反應的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的數目增多，有效碰撞頻率增大，故化學反應速率加大。【 】1.催化劑改變化學反應速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不改變反應的結果。 2. 能加快反應速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。 3. 對可逆反應而言，正催化劑使正、逆反應速率都加快，且加快的程度相同。相反，負催化劑使正、逆反應速率都減小，且減小的程度相同。【練習】1.要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反應2A（氣）+B（固）= 2C（氣）+Q（Q0）的正反應速率顯著加快，可采用的措施是（不考慮固、氣態(tài)

10、間的接觸面積）（ ）A降溫 B.加入B C.增大體積使壓強減小 D.加入A2.把除去氧化膜的鎂條放入一定濃度的稀鹽酸的試管中，發(fā)現H2的生成速度V隨時間t變化如圖。其中t1t2速度變化的原因是_ ；t2t3速度變化的原因是_。 V t 1 t 2 t 3第二節(jié) 化學平衡一、化學平衡狀態(tài)： 定義：在一定條件下，可逆反應中正反應速率與逆反應速率相等，反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)，叫做化學平衡狀態(tài)。特點：“動、定、變”特點：動：化學平衡是一種動態(tài)平衡v（正）=v（逆）。不是說反應不進行了，而是反應達到一種平 衡的狀態(tài)，反應仍在進行。定：條件不變時，各組分濃度保持不變。變：條件改變時，化

11、學平衡發(fā)生移動。平衡建立：在一定條件下，正反應是從一定速率開始的，而逆反應是從零開始的，隨時間推移，正、逆反應速率相等，反應達到平衡。 反應物與生成物處于動態(tài)平衡，V正=V逆反應物與生成物濃度保持一定，百分組成保持一定；（或說反 應物與生成物的含量保持一定）影響平衡的外界條件改變，平衡狀態(tài)即被破壞，發(fā)生平衡移動。練習一：對于可逆反應2SO2+O2=2SO3：下列那種情況達到了化學平衡狀態(tài)？1、反應容器內，SO2、O2、SO3 共存時的狀態(tài)2、SO2的分解速率等于SO3的生成速率的狀態(tài)。3、單位時間內，每消耗2molSO2同時生成1molSO2。4、單位時間內，每消耗1molSO2同時消耗2mo

12、lSO3。練習二：下列說法對不對，為什么？1、 可逆反應達到化學平衡時，反應停止了，所以各組分濃度不變了。2、 可逆反應達到化學平衡時，反應物濃度等于生成物濃度3、 可逆反應達到化學平衡時，即使改變溫度條件，平衡狀態(tài)也不會改變。練習1、可逆反應和不可逆反應： 可逆反應：在同一條件下，能同時向正、逆兩個方向進行的反應。如： N2+3H2 2NH3+Q N2O4 2NO2 - Q 不可逆反應：在同一條件下，不能同時向兩個方向進行的反應?？煽闯烧?、逆反應的趨勢差別很大，反應“一邊倒”。 正、逆反應是相對的： N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 問：點燃氫氣和氧氣的混合物可劇烈地化合生成水

13、，電解水時又可生成氫氣和氧氣，這是不是一個可逆反應？為什么？接問：可逆反應能否進行到底？（不能），判斷可逆反應達平衡狀態(tài)的方法和依據： 2百分含量不變標志 正因為v正v逆0，所以同一瞬間同一物質的生成量等于消耗量.總的結果是混合體系中各組成成分的物質的量、質量、物質的量濃度、各成分的百分含量、轉化率等不隨時間變化而改變. 3對于有氣體參與的可逆反應 練習：1、在一定溫度下，反應2NO2 N2O4達平衡的標志是（）。（A）混合氣顏色不隨時間的變化（B）數值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）（C）單位時間內反應物減少的分子數等于生成物增加的分子數（D）壓強不隨時間的變化而變化（E）混合氣的平

14、均分子量不變答：因為該反應如果達平衡，混合物體系中各組分的濃度與總物質的量均保持不變，即顏色不變，壓強、平均分子量也不變。因此可作為達平衡的標志（A）、（D）、（E）。2、一定條件下，在密閉容器內將N2和H2以體積比為13混合，當反應達平衡時，混合氣中氨占25（體積比），若混合前有100mol N2，求平衡后N2、H2、NH3的物質的量及N2的轉化率。答： 設反應消耗xmolN2 N23H2 2NH3n（始）100  300  0n   x   3x2   xn（平） 100-x 300-3x  2x x

15、40moln（N2）平100-x100-40=60moln（N2）平=300-3x=180mol a=40100×100=401.可以說明密閉容器中可逆反應P +Q R + S 在恒溫下已達平衡的是（ B ） A.容器內壓強不隨時間變化 B.P和S生成速率相等C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物質的量相等2下列說法中，可以充分說明P（g）+Q（g）R（g）+S（g）在恒溫下已達到平衡的是 （ ）A反應容器內的壓強不隨時間變化 B、反應容器內P、Q、R、S四者共存CP、S的生成速率相等 D、反應容器內的總物質的量不隨時間變化3.在1大氣壓390時，可逆反應：2NO2 2NO

16、+O2達到平衡，此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍，求NO2的分解率。（答：34.6%）第三節(jié) 化學平衡的條件影響化學平衡的條件： 化學平衡狀態(tài)是與外界條件有關的。外界某種條件改變時，使正、逆反應速率不等，平衡混合物中各組成物質的百分含量（或濃度）也隨之改變，原來的平衡被破壞直到建立新條件下的另一種平衡狀態(tài)。這種改變的過程，叫化學平衡的移動。影響化學平衡的重要條件有：濃度、壓強、溫度。*催化劑不影響化學平衡，只是改變反應速率* （1）濃度對化學平衡的影響： 在其它條件不變的情況下：增大反應物濃度（或降低生成物濃度）， 化學平衡 向正反應方向移動；降低反應物濃度（或增加生成物

17、濃度）， 化學平衡 向逆反應方向移動； 當可逆反應達到平衡時，正反應速率和逆反應速率相等。當增加反應物的濃度時，正反應的速率瞬間增大，使正反應速率大于逆反應速率，所以平衡向正反應方向移動。 、正 、正=逆、 正 正=逆 逆、 逆 t1 t2 t3 t【例題】已知1mol CO和2molH2O在一定條件下反應，達平衡時，生成0.7molCO2。若其它條件不變，將2molH2O改為4molH2O，達到新平衡時，生成的CO2的量可能是( ) A. 0.65mol B. 0.83mol C. 1.0mol D. 1.4mol（2）壓強對化學平衡的影響：在其他條件不變的情況下增大壓強，會使化學平衡向著氣

18、體體積縮小的方向移動；減小壓強，會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。 mA（氣）+n B（氣）= p C（氣）+qD（氣）表示m+n>p+q1已知真空煉銣的原理如下：2RbCl+Mg MgCl2+2Rb(氣)。對于此反應的進行能給予正確解釋的是（ B ） （A）銣的金屬活動性不如鎂強，鎂可置換出銣 （B）銣的沸點比鎂低，把銣蒸氣抽出時，平衡向右移 （C）銣的單質狀態(tài)較化合態(tài)更穩(wěn)定（D）MgCl2的熱穩(wěn)定性不如RbCl強2在碳酸鈣懸濁液中存在著如下平衡：CaCO3(固) Ca2+CO32-。欲使懸濁液中固體的量減少，可采取的措施是（BD ）。（A）加碳酸鈉溶液 （B）通入二氧化碳氣體（

19、C）加碳酸氫鈣溶液 （D）加氯水（3）溫度對化學平衡的影響：在其它條件不變時升高溫度，平衡會向著吸熱反應的方向移動；降低溫度，會使平衡向放熱反應方向移動。1、在化學反應2A+B2C達到平衡時，若升高溫，C的含量增加，則以反應的正反應是( )A、放熱反應 B、是吸熱反應C、沒有顯著的熱量變化 D、原化學平衡沒有發(fā)生移動關于催化劑：因使正、逆反速率同等程度地加快，故不能使平衡發(fā)生移動。但能縮短達到平衡的時間。 勒沙特列原理： 如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 4.催化劑對反應速率的影響（1）內容：使用催化劑可以改變反應速率。注意：這里的改變包

20、括加快或減慢。加快反應的為正催化劑，減慢反應的為負催化劑催化劑具有選擇性，不同反應有不同的催化劑。催化劑不能改變化學反應（例如：不能改變生成物的量）*可逆反應中催化劑對正逆反應的改變程度相同催化劑有一定的活化溫度，不同催化劑的活化溫度不同。思考：在用氯酸鉀分解制氧氣時加入二氧化錳后能否提高氧氣的量？解釋：使用催化劑能夠降低反應能量，這樣就會有更多的反應物分子成為活化分子，大大提高單位體積內活化分子的百分率，從而成千上萬倍地增大化學反應速率。5.其它因素的影響固體顆粒大?。侯w粒越小，接觸面積越大，反應速率越大。光、電磁波、激光、紫外線、超聲波：都是給體系供能，通常是加快反應。溶劑的性質也能改變化

21、學反應速率。例1對于可逆反應：2SO2+O2 2SO3+Q，下列說法哪些是正確的，為會么？ （1）達到平衡時，反應物和生成物的濃度相等； （2）達到平衡時，SO2、O2、SO3的濃度之比為； （3）加入催化劑V2O5可以縮短到達平衡的時間； （4）由于反應前后分子數不同，所以改變體系壓強影響化學平衡（縮小體積）； （5）對于放熱反應，升高溫度正反應速率減小，逆反應速率增大，所以平衡向左移動。解：（3）、（4）正確?；瘜W反應速率、化學平衡、平衡移動三者之間的關系以一般反應：mA（氣）+n B（氣）= p C（氣）+qD（氣）+Q（千焦）通式為例來討論濃度，溫度，壓強，催化劑等對三者的影響極其規(guī)律

22、。反應特征改變條件改變條件瞬間達到平衡前平衡移動方向達到新平衡v正v逆v正與v逆的關系A轉化率B轉化率Q0升高溫度<降低溫度Q < 0升高溫度>降低溫度m+n<p+q加入惰性氣體V不變=V變大>V變小增大壓強減小壓強m+n=p+q加入惰性氣體V不變=V變大=V變小增大壓強減小壓強m+n>p+q加入惰性氣體V不變=V變大<V變小增大壓強減小壓強練習：一：選擇題（每小題有12個正確答案）1、對于反應A2+3B2 2AB3以下表示的反應速率中，速率最大的是A、vA=0.4mol·L-1min-1 B、vB=0.8mol·L-1min-1C

23、、v=0.6mol·L-1min-1 D、v=0.01mol·L-1·S-12、在2L密閉容器中，盛有2mol X和2molY物質進行如下反應：X(s)+3Y(g) Z(g)，當反應進行到10s后，測得生成0.5mol Z，這期間的平均反應速率為 A、vX=0.05mol·s-1 B、vX=0.025mol·L-1·s-1 C、vy=0.05mol·L-1·s-1 D、vy=0.075mol·L-1·s-13、現有三個體積相等的密閉容器中都進行如下反應：CO2+H2 CO+H2O(g)，反應所處

24、的溫度相同，但反應的起始濃度不同，其中甲：H2=CO=amol 乙：CO2=amol H2=2amol 丙CO2=H2=H2O=amol，達到平衡時，CO的濃度由大到小的順序排列正確的是A、丙>甲>乙 B、甲>乙>丙 C、乙>丙>甲 D、乙>甲>丙4、在一個固定體積的密閉容器中，放入mmol的A和nmol的B，發(fā)生如下反應：mA(g)+nB(g) PC(g)，平衡時C的濃度是wmol·L-1，若維持容器的體積不變，起始時放入amolA、bmolB和cmolC，要使平衡時C的濃度仍為wmol·L-1，則a、b、c必須滿足的條件是

25、 A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n和 C、和 D、a=, c=和c=5、對處于化學平衡的體系，以化學平衡與化學反應速率的關系可知： A、化學反應速率變化時，化學平衡一定發(fā)生移動。 B、化學平衡發(fā)生移動時、化學反應速率一定變化。 C、正反應進行的程度大、正反應速率一定大。 D、只有催化劑存在下，才會發(fā)生化學反應速率變化，而化學平衡不移動的情況。6、在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，達到平衡后，其它條件不變，向平衡體系中加入37Cl2，達到新平衡后，含37Cl的PCl3的物質的量與原平衡相比 A、增大 B、減小 C、不變 D、不能確定7、下列事實不能用勒沙特列原理說明的

26、是A：往氫硫酸溶液中加入鹽酸，S2-降低。B：溫度不變時，敞口久置于空氣中的飽和KNO3溶液含有晶體析出。C：在合成氨的工業(yè)生產中，使用較高的溫度有利于提高產量。D：在密閉容器中，水面上方的蒸氣壓強隨溫度升高而增大。8：下列平衡：C2H2+H2 C2H4 2CH4 C2H4+2H2當降低溫度時，式向右移動，式向左移動，試判斷下列式中C+2H2 CH4+Q1 2C+H2 C2H2+2Q22C+2H2 C2H4+2Q3 Q1、Q2、Q3的大小順序為A、Q1>Q2>Q3 B、Q1> Q3> Q2 C 、Q2> Q1 >Q3、 D、Q2>Q3 >Q19、

27、在CuCl2水溶液中存在如下平衡：Cu(H2O)42+4Cl- CuCl42-+4H2O能使黃綠 （藍） （綠）色CuCl2溶液向藍色轉化的操作是 A、蒸發(fā)濃縮 B、加水稀釋 C、加入AgNO3 D、加入食鹽晶體 10、反應A(g)+xB(g) yC(g)，將A與B按體積比1:x混合反應當A的轉化率是50%時，反應前混合氣體的密度是反應后混合氣體密度的（同溫同壓），則x、y的值可能是 A、3，4 B、3，2 C、3，3 D、1，1 11、在容積一定的密閉窗口中，反應A B(g)+C(s)達平衡，若繼續(xù)升高溫度，容器內氣體的密度增大，下列判斷正確的是A、 壓強對該反應的平衡移動沒有影響B(tài)、 在平

28、衡體系中加入C，混合氣體平均分子量增大C、 若正反應為吸熱反應，則A為非氣態(tài)D、 若正反應為放熱反應，則A為氣態(tài)12、 某溫度下，反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q,在一帶有活塞的密閉容器中達到平衡，下列說法不正確的是A、 恒溫壓縮體積，平衡不移動，顏色加深B、 恒壓迅速充入HI，開始時正反應速率減小C、 恒容，升溫正反應速率減小D、 恒容，充入H2，I2的百分比含量降低二：填空1、t0C在VL密閉容器中加入vmol N2和3vmol H2，當反應N2+3H2 2NH3達平衡時，混合氣體中N2、H2、NH3分別為A、B、Cmol，仍在t0C，若只改變起始物的加入量，但要維持A、B、C

29、值不變，則在N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示，應滿足的條件是（1） 若X=0，Y=0，則Z=_（2） 若X=0.75vmol，則Y=_ Z=_（3） X、Y、Z應滿足的一般條件，用X、Y、Z的方程式表示式是_、_。2、在一定溫度下，把2體積N2和6體積H2通入一個帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，發(fā)生反應N2+3H2 2NH3+Q達到平衡，測得混合氣體為7體積（1）保持上述反應溫度不變，設a、b、c分別代表初始加入的N2、H2、NH3體積，若反應達到平衡后，混合氣體中各物質的百分含量仍與上述平衡完全相同，那么： 若a=1, c=2則b=_，在此情況下，反應起始時將向_

30、方向進行。 若規(guī)定起始時反應向逆方向進行，則C的取值范圍是_（2）在上述裝置中，若起始時的a、b、c值均與（1）相同，但需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取措施是_，其原因是_。3、在一個容積不變的反應容器中，要求通過調節(jié)體系的溫度使下列反應達到平衡時保持容器內氣體總物質的量為12mol，A(g)+2B(g) 2C(g)?，F向反應器中加入6.5molA，X molB，2.0 molC. （1）若x=5.5時，需要降低體系溫度使反應在平衡時達到題設條件，則正反應為_熱反應。（2）欲使起始反應維持向逆方向移動，則x取值范圍是_【答案】一、 選擇題1、 D 2、AD 3、D 4、B 5、B 6、A 7、C 8、B9、BC 10、BD 11、CD 12、C二、 填空題：1、 (1) 2vmol (2)2.25v, 0.5v (3) x+2z=v Y+Z=3V2、 (1) 3,逆 1<c