高中化學化學平衡

1、化學平衡1、化學平衡狀態(tài)的概念、特征2、平衡常數、轉化率3、化學平衡狀態(tài)的判斷依據與方法4、等效平衡原理5、化學平衡移動6、化學平衡圖像題、計算題 化學平衡狀態(tài)，就是在一定條件下可逆反應里，當正反應 速率與逆反應速率相等時，反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。1、定義：強調四點條件：一定條件（溫度、濃度與壓強）本質：正反應速率=逆反應速率現象：各組分百分含量(或質量)、濃度（或體積分數）等保持不變 對象：可逆反應一、化學平衡狀態(tài)的概念與特征2、化學平衡狀態(tài)的特征(2)動：動態(tài)平衡（正逆反應仍在進行）(3)等：正反應速率=逆反應速率0(4)定：反應混合物中各組分的濃度保持不變，各組分

2、的百分含量一定。(5)變：條件變化，化學平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。(1)逆：研究對象可逆反應。 1.定義：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的冪之積與反應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數，這個常數稱是該反應的化學平衡常數(簡稱平衡常數)，用符號K表示。 由于該常數是以濃度冪之積的比值表示，故又稱濃度平衡常數，用KC表示。二、化學平衡常數與轉化率 對于反應: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)cp(C)cq(D) cm(A)cn(B) 平衡常數的數學表達式 K =2.數學表達式：1)如果反應中有固體和純液體參加，它們的濃度不應寫在平衡

3、關系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學平衡關系式中只包括氣態(tài)物質和溶液中各溶質的濃度。 如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)注意：書寫平衡常數關系式的規(guī)則K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2) c(H2) 再如: 稀溶液中進行的反應，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如：非水溶液中的反應，如有水生成或有水參加反應，此時水的濃度不可視為常數，必須表示在平衡關系式中。如酒精和醋酸的液相反應C2H5OH+CH

4、3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH)例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 ， K1 = K222)同一化學反應，可以用不同的化學反應式來表示，用不同的化學反應方程式表示時，其對的平衡常數的表達式亦不同，但它們之間相互關聯。3)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數等于分步平衡常數之乘積(商)例題: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 2N

5、O2 (g) N2O4 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)平衡常數的單位濃度的單位為molL-1K的單位為(molL-1)n； 對于反應: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)cp(C)cq(D) cm(A)cn(B) 平衡常數的數學表達式 K =3.平衡常數的單位(1)平衡常數K與溫度有關，與濃度無關，由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。 若正反應是吸熱反應,升高溫度,K 增大;若正反應是放熱反應,升高溫度,K 減少;例如：不同溫度時，反應:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的濃度平衡常數與溫度的關系如下：溫度623K698K763K濃度平衡常數66

6、.954.445.9 通過改變溫度，平衡常數大小的變化趨勢可以判斷上可逆反應的正方向是放熱反應.4、影響平衡常數的因素及平衡常數的意義(2)平衡常數K值的大小，可推斷反應進行的程度。 K 值越大，表示反應進行的程度越大，反應物的轉化率越大；K 值越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉化率越小。(3)反應的平衡常數與反應可能進行的程度。一般來說，反應的平衡常數K105，認為正反應進行得基本完全；K 10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全）。達到平衡后各物質的濃度變化關系，在計算中注意。（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉化濃度 生成物D: c平(D) = c0(D) +c(D)（

7、3）各物質的轉化濃度之比等于它們在化學方程式中相應的化學計量數之比。c(A):c(D)=a:d（1）反應物：平衡濃度=初始濃度-轉化濃度； 反應物A: c平(A)=c0(A) - c(A)5、有關化學平衡常數的計算 對于反應: aA + bB cC + dD例：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應的平衡常數(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達平衡時各物質的平衡濃度。方法：三段式答案：（1）H2+I2 2HI K=0.25（2）0.016mol

8、/L、0.016mol/L、0.008mol/L 用平衡常數來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉化率來表示反應限度。對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)6、轉化率與平衡轉化率（）轉化率：反應進行的過程中已反應掉了的反應物占反應物總量的百分比。注意：1、反應物A的平衡轉化率是該條件最大轉化率。2、反應物的轉化率可以用于表一個反應的進行程度。3、反應物的轉化率受外界條件（溫度和濃度）的影響。4、當反應物以反應方程式前的計量數的比例加入時，該反應的各反應物的轉化率相等。例：一定條件下，將X和Y兩種物質按不同比例放入密閉容器中，反應達到平衡后，測得X、Y轉化率與起始時兩

9、種物質的量之比n(X)/n(Y)的關系如下圖，則X和Y反應的方程式可表示為（ ）AX+3Y 2ZB3X+Y 2ZC3X+2Y Z D2X+3Y 2ZB 1 2 3 4標志：（1）、比正逆。v正v逆0；（2）、比前后。反應混合物中各組分的體積分數、物質的量分數、質量分數不再發(fā)生變化；（3）、比K、Qc三、化學平衡的標志 對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)QC k， 未達平衡，逆向進行。 QC = k, 達平衡，平衡不移動。QC 0.6) B、 l mol A+ 0.5mol B +1.5mo1C+x mol D (x0.1) C2 mol A+ 1mol B +x

10、mol D (x0) Dl mol A+ 0.5mol B +4.5mo1C+x mol D (x0.7)D3、對于平衡體系mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) H0。 有下列判斷，其中正確的是 A、若溫度不變，將容器的體積增大為原來的兩倍，此時A物質的濃度變?yōu)樵瓉淼?.48倍，則m + n p + q B、若平衡時A、B的轉化率相等，說明反應開始時A、B的物的量之比為n: m ； C、若溫度不變而壓強增大為原來的兩倍，則達到新的平衡時平衡混合物的體積小于原體積的1/2 D、若平衡體系共有a mol氣體，再向其中加入b molB，當達到新平衡時共有(a + b)mol氣體，則

11、m + n = p + qAD00.52a2(n-2m)(n-m)a4.在一個固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進行以下反應： H2(g)+Br2(g)2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr（見下表“已知”項）。在相同條件下，且保持平衡時各組分的物質的量分數不變，對下列編號（1）（3）的狀態(tài)，填寫表中的空白： 編號起始狀態(tài)（mol）平衡時HBr物質的量（mol）H2Br2HBr已知120 a2401 0.5amn(n2m)改為恒壓條件 ？五、化學學平衡移動 當改變已經達到化學平衡的可逆反應的條件時,平衡狀態(tài)被破壞,隨反應的進行重新達到新平衡的過程

12、叫做化學平衡移動。 勒夏持列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含：影響平衡的因素：濃度、壓強、溫度三種；原理的適用范圍：只適用于一項條件發(fā)生變化的情況（即溫度或壓強或一種物質的濃度），當多項條件同時發(fā)生變化時，情況比較復雜；平衡移動的結果：只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。、平衡移動：是一個“平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動。 1.化學平衡移動的概念平衡移動原理（只改變一個條件）化學平衡狀 態(tài)正=逆外界條件改變引起速率變化正逆正=逆正逆正逆向右移動不 移 動向左移動

13、原因方向結果過程分析結果分析2從正、逆反應速度是否相等判斷：3從濃度商和平衡常數分析： 對于一個一般的可逆反應：mA + nB pC + qD，在平衡狀態(tài)時，平衡常數 K大于105時，反應基本完全。 非平衡狀態(tài)時有濃度商當Q = K時，平衡；當Q K時，逆移。欲破壞化學平衡狀態(tài)，必須使Q K， 【例】現有反應：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g); H V逆，平衡向正反應方向移動；結論：在其他條件不變，增大反應物濃度，平衡朝正反應方向移動；減小反應物濃度，平衡朝逆反應方向移動。 在其他條件不變，減小生成物濃度，平衡朝正反應方向移動；增大生成物濃度，平衡朝逆反應方向移動。注意:影響化學

14、平衡移動的濃度，而不是質量、物質的量或體積；對于溶液中進行的離子反應，改變不參加反應的離子濃度，化學平衡一般不移動；濃度的改變不一定會引起化學平衡的移動；如：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，增加c (K+)或c (Cl-)，不會影響化學平衡。如:對氣體分子數不變的反應,同等程度地增大或減小各物質的濃度,化學平衡不移動。注意：增加固體或純液體的量不能改變其濃度，也不能改變速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移動。例：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)起始時各加入1mol的CO(g)和H2O(g)，平衡時，四種物質的物質的量相等，求平衡常數 K 和CO(g)、H

15、2O(g) 的轉化率若再加入2mol H2O(g)，求平衡后CO(g)、H2O(g) 的轉化率。速率-時間關系圖：小結：正在上向向正移動，逆在上向逆向移動。圖象連續(xù)？為什么？增大反應物減少生成物減少反應物增大生成物（2）、壓強 其他條件不變，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。只有壓強的變化引起反應物質的濃度變化時，化學平衡才有可能移動；平衡移動過程中速率的變化情況（結合平衡移動方向分析）對于某些物質，壓強的變化可能改變其聚集狀態(tài)；壓強對化學平衡的影響aA(g)+bB(g) cC(g)速率-時間關系圖壓強對化學平衡的影響注意 對于反應前后氣體總體積相

16、等的反應，改變壓強對 平衡無影響；例：對如下平衡 A(氣) B (氣) 2C (氣) D (固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3加壓對化學平衡的影響V正V逆0t1t2V正= V逆t3減壓對化學平衡的影響壓強對化學平衡的影響注意 對于反應前后氣體總體積相等的反應，改變壓強對 平衡無影響； 平衡混合物都是固體或液體的，改變壓強不能使平 衡移動； 壓強的變化必須改變混合物濃度（即容器體積有變 化）才能使平衡移動。(3)、溫度注：升高溫度同時加快正逆反應速率，但吸熱反應的速率增加的更多，故升溫使可逆反應向吸熱反應方向移動。即溫度對吸熱反應的速率影響更大。2NO2 (g) N2O4 (g) H0升高

17、溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。溫度對化學平衡的影響：速率-時間關系圖催化劑同等程度改變化學反應速率，V正= V逆，只改變反應到達平衡所需要的時間，而不影響化學平衡的移動。例：對如下平衡 A(氣) B (氣) 2C (氣) D (固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3正的對化學平衡的影響V正V逆0t1t2V正= V逆t3負的對化學平衡的影響(4)催化劑外界條件對化學反應速率與化學平衡的影響 可逆反應m A (g) +n B (g) p C (g) +q D (g) H=+Q kJmol-1條件變化反應特征化學反應速率正與逆的關系平衡移動方向正逆增大c(A)可逆反應增大

18、c(C)減小c(A)可逆反應減小c(C)增大壓強m+np+qm+n=p+qm+np+q加快加快加快加快正反應方向加快加快加快加快加快加快減慢減慢減慢減慢逆反應方向逆反應方向平衡不移動正反應方向正反應方向逆反應方向正 逆正 逆正 逆正 逆正 逆正 = 逆正 逆外界條件對化學反應速率與化學平衡的影響條件變化反應特征化學反應速率正與逆的關系平衡移動方向正逆減小壓強m+np+qm+n=p+qm+np+q升高溫度H0H 0降低溫度H 0H 0 可逆反應m A (g) +n B (g) p C (g) +q D (g) H=Q kJmol-1減慢減慢減慢減慢逆反應方向加快加快減慢減慢減慢減慢減慢加快減慢加

19、快平衡不移動正反應方向正反應方向正反應方向逆反應方向逆反應方向正 逆正 = 逆正 逆正 逆正 逆正 逆正 逆5、難點分析如果平衡向正反應方向移動，反應物轉化率一定會增大嗎？不一定。這要看平衡向正反應方向移動是由什么條件引起的。如果是通過改變溫度、壓強或減小生成物濃度引起的平衡右移，則反應物的轉化率一定增大。如果是向體系中增加某種反應物的量，造成平衡向正反應方向移動，則轉化率的變化要具體分析：如果平衡向正反應方向移動，正一定增大嗎？不一定。因為平衡向正反應方向移動的原因是：正 逆，盡管正 減小，但只要滿足正 逆平衡就向正反應方向移動。轉化率變化具體分析條件特點A的轉化率B的轉化率增加A的量可逆反

20、應減小增大按原比例同時增加A、B的物質的量a+bc+d增大增大a+b=c+d不變不變a+bc+d減小減?。ê闳荩┓磻镏挥幸环N：a A (g) b B (g) + c C (g)反應物不止一種：a A (g) +b B (g) c C (g) + d D (g)條件特點A的轉化率增加A的量ab+c增大a=b+c不變ab+c減小若 m+n=p+q,則化學平衡不受壓強影響,上述恒溫恒壓、恒溫恒容兩情況都不會使化學平衡移動 對于一個已達到平衡的可逆反應，向其反應體系中充入惰性氣體，平衡發(fā)生移動嗎？恒溫恒容條件下，充入惰性氣體，壓強雖然增大，但各物質的濃度均不變，故平衡不移動；恒溫恒壓條件下，充入惰性

21、氣體，壓強雖然不變，但體積增大，各物質的濃度減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。例題1、相同容器的四個密閉容器中，進行同樣的可逆反應：2A（g）+B（g） 3C（g）+2D（g）起始時四個容器所裝A、B的量分別為： A：2mol A：1mol A：2mol A：1mol B：1mol B：1mol B：2mol B：2mol在相同溫度下建立平衡時，A或B的轉化率大小關系為：A、A的轉化率：甲丙丁乙 B、A的轉化率：甲丙乙丁C、B的轉化率：甲乙丙丁 D、B的轉化率：丁乙丙甲甲 乙 丙 丁解析：以乙、丙為基準，先比較它們兩組A、B轉化率的大小，再與甲、丁兩組比較。丙組的A、B都為乙組的兩倍，兩容器

22、的體積相等，所丙容器壓強比乙容器的大，此反應正反應為氣體體積增大的反應，壓強增大平衡向逆反應方向移動，所以丙組A、B的轉化率都比乙組的小。A的轉化率： 乙丙B的轉化率： 乙丙甲、乙相比：B相同，甲中A比乙中多1 mol， A的轉化率：乙甲；B的轉化率：甲乙；甲、丙相比：A相同，甲中B比丙中少1 mol，A的轉化率：丙甲；B的轉化率：甲丙；乙、丁相比：A相同，丁中B比乙中多1 mol，A的轉化率：丁乙；B的轉化率：乙?。槐?、丁相比：B相同，丙中A比丁中多1 mol，A的轉化率：丁丙；B的轉化率：丙?。籄的轉化率：丁 乙丙甲；B的轉化率： 甲乙丙丁BC2、已建立化學平衡的某可逆反應，當改變條件使化

23、學平衡向正反應方向移動時，下列有關敘述正確的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的產量一定增加 反應物的轉化率一定增大 反應物濃度一定降低 正反應速率一定大于逆反應速率 使用了合適的催化劑 A (B) (C) (D) 注：化學平衡移動的方向與平衡后的結果無必然聯系1、下列事實中不能用平衡移動原理解釋的是(A) 密閉、低溫是存放氨水的必要條件 (B) 實驗室用排飽和食鹽水法收集氯氣 (C) 硝酸工業(yè)生產中，使用過量空氣以提高NH3的利用率(D) 在FeSO4溶液中，加入鐵粉以防止氧化練習 3、對已達化學平衡的反應 2X(g)+Y(g) 2Z(g)，減小壓強時，對反應產生的影響是 A、逆反應速率增

24、大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動 B、逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動 C、正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向移動 D、正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動C 4、體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應2SO2O22SO3，并達到平衡，在此過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變。若甲容器中SO2的轉化率為p，則乙容器中SO2的轉化率( ) A等于p B. 大于p C. 小于p D. 無法判斷B5、 反應FeCl33NH4SCNFe(SCN)3+3NH4C1達到平衡后，可使其顏色變深的措施是 A、滴入少量

25、飽和FeCl3溶液 B加大壓強 C、滴入少量較濃的NH4SCN溶液 D、加入NH4Cl晶體AC6、一定條件下，向一個帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和 l mol O2，發(fā)生下列反應： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 達到平衡后改變下述條件，SO3氣體平衡濃度不改變的是( ) A、保持溫度和容器體積不變，充入1 mol SO2(g) B、保持溫度和容器內壓強不變，充入l mol SO3(g) C、保持溫度和容器內壓強不變，充入l mol O2(g) D、保持溫度和容器內壓強不變，充入1 molAr(g)B7下述實驗能達到預期目的的是編號實驗內容實驗目的A將SO2通入酸性KM

26、nO4溶液中證明SO2具有氧化性B將Cl2通入NaBr溶液中比較氯與溴的氧化性強弱C將銅與濃硝酸反應生成的氣體收集后用冰水混合物冷卻降溫研究溫度對化學平衡的影響D分別向2支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶液，再向其中1支加入少量MnO2研究催化劑對H2O2分解速率的影響B(tài)C 8“碘鐘”實驗中，3IS2O82I32SO42的反應速率可以用 I3與加入的淀粉溶液顯藍色的時間 t來度量，t 越小，反應速率越大。某探究性學習小組在20進行實驗，得到的數據如下表：回答下列問題：（1）該實驗的目的是 。（2）顯色時間t2 。實驗編號c(I)/molL10.0400.0800.0800.1600.12

27、0c(S2O82 )/molL10.0400.0400.0800.0200.040t /s88.044.022.044.0t2研究反應物I與S2O82的濃度對反應速率的影響 29.3s 實驗編號c(I)/molL10.0400.0800.0800.1600.120c(SO42)/molL10.0400.0400.0800.0200.040t /s88.044.022.044.0t2（3）溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律，若在40下進行編號對應濃度的實驗，顯色時間 t2 的范圍為 （填字母） A 、=)p+q。增大逆T2;tA的轉化率T1T20P1P2;tB的轉化率P1P20正反應吸熱m+nP2C%tP1P20m+n=p+q對于反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)P1T2;tB%T2P2T1P2T1P10m+np+qm+np+q在以密閉容器中進行的反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)m+n=pqPA%3002000正反應吸熱對于2A(g)+B(g) C(g)+3D(g)(正反應吸熱)有如下圖所示的變化，圖中Y軸可能表示： A、B物質的轉化率 B、正反應的速率 C、平衡體系中的A% D、平衡體系中的C%A、DPY1002003000某物質的轉化率(或百分含量)-溫度-壓強圖的關鍵：學會“定一議二”法，找出條件改變對平衡的影響。T0在一固定體積的容器