化学平衡（讲义）
一、知识点睛
1. 化学平衡
（1） 化学平衡的特征
①v 正=v 逆
②平衡体系中各组分的浓度（或百分含量）保持不变
（2） 化学平衡的移动
v 正>v 逆，平衡 移动。 v 正 移动。 （3） 化学平衡的影响因素 例：A(g)+3B(g) 2C(g) △H <0 已达化学平衡状态 ①浓度 增大 c （B ）：v 正增大，v 逆不变，v 正>v 逆，正向移动增大 c （C ）：v 正不变，v 逆增大，v 正 增大压强（浓度增大）：v 正增大，v 逆增大，v 正>v 逆， 正向移动[向气态物质系数减小的方向移动] 增大压强（浓度不变）：v 正不变，v 逆不变，v 正=v 逆， 不移动 ③温度 升高温度：v 正增大，v 逆增大，v 正 [向吸热反应方向移动] ④催化剂 使用催化剂：v 正增大，v 逆增大，v 正=v 逆，不移动 2. 化学平衡图象 例：A(g)+3B(g) 2C(g) △H <0 （1） 速率有关图象（v -t 、v -T 、v -P 等） （2）百分含量与时间的图象[C%-t(T)、B%-t(P)] “先拐先平，数值大”原则：在化学平衡图象中，先 出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线 所代表的反应温度较高或压强较大。 （3）百分含量与温度、压强的图象[C%-T(P)、C%-P(T)] “定一议二”原则：图象中有三个量时，先确定一个 量不变，再讨论另外两个量的关系。 二、精讲精练 1.可逆反应2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) △H<0 在一定条件下 达到平衡状态，下列有关叙述正确的是（） ①增加物质A 的量，平衡正向移动 ②升高温度，平衡逆向移动，v 正 减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v 正、v 逆 不变 ④增大物质B 的浓度，v 正>v 逆 ⑤加入催化剂，物质 B 的转化率增大 A．①②B．④C．③D．④⑤ 2.如图是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0 达到化学平衡后， 外界条件变化时，反应速率随时间的变化情况。下列说法中正确的是（） A.t1 时改变的条件是增大体系的压强 B.t2 时改变的条件是减小压强 C.t3 时改变的条件是升高温度 D.t4 时改变的条件是使用了催化剂 3.一定条件下，在某密闭容器中进行反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g)。若升高温度或增大压强，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如图所示，则对该反应的叙述正确的是（） A．正反应是吸热反应B．逆反应是放热反应 C．m+n 4.如图表示反应A(g)+B(g) n C(g) △H<0，在不同条件下反 应混合物中C 的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线。 下列有关叙述正确的是（） A．反应由逆反应开始 B．a 表示有催化剂，b 表示无催化剂 C.若n=2，其他条件相同，a 比b 的压强大 D.若其他条件相同，a 比b 的温度高 5.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势 符合下图的是（） A．CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0 B．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H>0 C．CH3CH2OH(g) CH2=CH2(g)+H2O(g) △H>0 D．2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g) △H<0 6.在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响如图所示，下列分析正确的是（） A.图①表示t1 时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B.图②表示t1 时刻加入催化剂后对反应速率的影响 C.图③表示催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙高 D．图③表示温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 7.反应L(s)+a G(g) b R(g)达到平衡时，温度和压强对该反应的 影响如图所示：图中压强P1>P2，x 轴表示温度，y 轴表示平衡混合气中G 的体积分数。据此可判断（） A．上述反应△H<0 B．上述反应△H>0 C．a>b D．1+a 8.对于反应A(s)+2B(g) 3C(g) △H>0，C%跟外界条件X、Y 的关系如图所示，下列结论正确的是（） A．X 表示温度，Y 表示压强，且Y1>Y2>Y3 B．X 表示温度，Y 表示压强，且Y3>Y2>Y1 C．X 表示压强，Y 表示温度，且Y1>Y2>Y3 D．X 表示压强，Y 表示温度，且Y3>Y2>Y1 9.如图是温度和压强对X+Y 2Z 反应影响的示意图。图中 横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z 的体积分数。下列叙述正确的是（） A．正反应为放热反应 B．逆反应的△H>0 C．X、Y、Z 均为气态 D．X 和Y 中只有一种是气态， Z 为气态 10.已知可逆反应a A(g)+b B(g) c C(g)，物质的质量分数A% 和C%随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 （） A.该反应在T1、T3 温度时达到化学平衡 B.该反应在T2 温度时达到化学平衡 C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度，平衡向正反应方向移动 11.用来表示可逆反应：2A(g)+B(g) 2C(g) △H<0 的正确图 象是图中的（） A． B． C． D． 12.如图所示，甲、乙、丙分别表示在不同条件下，可逆反应 A(g)+B(g) x C(g)的生成物C 在反应混合物中的百分含量w （C）和反应时间t 的关系。 （1）若甲中两条曲线分别代表有催化剂和无催化剂的情况，则曲线代表无催化剂时的情况。 （2）若乙表示反应达到平衡状态后，分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入He 后的 情况，则曲线表示恒温恒容的情况。 （3）根据丙可以判断该可逆反应的正反应是反应（填“放热”或“吸热”），x 的值为。 （4）丁表示上述可逆反应在某固定容积的密闭容器中，某物理量随温度T 的变化情况。 根据你的理解，丁的纵坐标可以是（填序号）。 ①w（C）②A 的转化率③B 的转化率 ④压强⑤c（A）⑥c（B） 【参考答案】 一、知识点睛 1. （2）正向逆向 二、精讲精练 1. B 2. D 3. C 4. D 5. A 6. D 7. B 8. D 9. D 10.B 11.C 12. （1）b （2）a （3）吸热 1 （4）①②③ 化学平衡常数题组 1、N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g) ΔH>0 T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表： 时间/s 0 500 1000 1500 c(N2O5)/mol·L－1 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法中不正确的是( ) A．T1温度下，500 s时O2的浓度为0.74 mol·L－1 B．平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则再平衡时c(N2O5)>5.00 mol·L－1 C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1 化学平衡（讲义） 一、知识点睛 1.化学平衡 （1）化学平衡的特征 ①v 正=v 逆 ②平衡体系中各组分的浓度（或百分含量）保持不变（2）化学平衡的移动 v正>v逆，平衡_______移动。 v正 先达到平衡状态，先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高或压强较 大。 （3）百分含量与温度、压强的图象[C%-T(P)、C%-P(T)] “定一议二”原则：图象中有三个量时，先确定一个 量不变，再讨论另外两个量的关系。 二、精讲精练 1.可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g) △H<0在一定条件下达到平衡状态，下列 有关叙述正确的是（） ①增加物质A的量，平衡正向移动 ②升高温度，平衡逆向移动，v 正 减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v 正、v 逆 不变 ④增大物质B的浓度，v 正>v 逆 ⑤加入催化剂，物质B的转化率增大 A．①②B．④C．③D．④⑤ 2.如图是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0达到化学平衡后，外界条件变化时， 反应速率随时间的变化情况。下列说法中正确的是（） A．t1时改变的条件是增大体系的压强 B．t2时改变的条件是减小压强 C．t3时改变的条件是升高温度 D．t4时改变的条件是使用了催化剂 3.一定条件下，在某密闭容器中进行反应m A(g)+n p C(g)+q D(g)。若升高温度或增大压强，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如图所示，则对该反应的叙述正确的是（） 高考化学复习 化学平衡常数及其计算 1．随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO 2(g)＋N 2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K 时平 衡常数为1×1059 。下列说法正确的是( ) A ．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 B ．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C ．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO 或CO D ．570 K 时，及时抽走CO 2、N 2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳 解析：提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A 正确，B 错误；题中反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO 或CO ，C 错误；改变浓度对平衡常数无影响，平衡常数只与温度有关，D 错误。 答案：A 2．在淀粉-KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I － (aq)I － 3(aq)。测得不同温度下 该反应的平衡常数K 如表所示。下列说法正确的是( ) t /℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 A.反应I 2(aq)＋I － (aq) I － 3(aq)的ΔH >0 B ．其他条件不变，升高温度，溶液中c (I － 3)减小 C ．该反应的平衡常数表达式为K ＝c （I 2）·c （I －）c （I －3） D ．25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡常数K 小于689 解析：A 项，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH <0，错误；B 项， 温度升高，平衡逆向移动，c (I －3 )减小，正确；C 项，K ＝c （I －3） c （I 2）· c （I －） ，错误；D 项， 平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。 答案：B 3．(2019·深圳质检)对反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g) ΔH ，反应特点 与对应的图象的说法不正确的是( ) 第五章 化学平衡 选择题 1. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是 (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 答案：C 。正确的说法应为 0B B B ν μ=∑ 2. 下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 3．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 4. 在等温等压下，当反应的Δr G m ? = 5kJ·mol -1时，该反应能否进行? (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 答案：C 。应该用Δr G m 判断而不是Δr G m ?。 5.已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为： (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案：C 。 6.反应 2C(s) + O 2，其 r G m ? /(J· mol -1) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高，则： (A) r G m ? 变负，反应更完全 (B) K p ? 变大，反应更完全 (C) K p ? 变小，反应更不完全 （D ）无法判断 答案：C 7.对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f ? 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ? 无影响 (D) 对K f ? 、K r 、K p ? 均无影响 答案：A 。理想气体的K p ?不受压力的影响而真实气体的K p ?将随压力而变。 8.理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的Δr G m ?与温度T 的关系为： Δr G m ? = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p ? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 9.某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p ?将是： (A)K p ?= 0 (B) K p ?< 0 (C) K p > 1 (D) 0 < K p ? < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-$ $。 10. 25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能 f G m ? 为－237.19kJ· mol －1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ·mol －1 (B) －229.34kJ·mol － 1 (C) －245.04kJ·mol － 1 (D) －228.60kJ·mol － 1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变ΔG ＝0，再改变压力由3.168kPa 变为100kPa ，此步的100 ln 3.168 G RT ?=,再加上液态水的标准生成吉布斯自由能 f G m ? 即可。 11.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是： (A) r G m (B)K p (C) r G m (D) r H m 答案：C 。 12.某温度时，NH 4Cl(s)分解压力是p ,则分解反应的平衡常数 K p 为： (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8 答案：C 。某温度不，固体分解为气体产物的平衡总压称为该固体的分解压力。此题中的分解压力为p ，可见分解产物NH 3 化学平衡常见图像分析集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY- 化学平衡常见图像分析 化学平衡图像问题的综合性强，思维难度大，是许多学生感到困难的题型之一。化学平衡图像题的特征是以图像的形式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来，把习题中的化学原理抽象为数学问题，旨在考查学生对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用能力。 一、化学平衡常见图像及其分析 图像I： 图像分析： （1）若a、b无断点，则平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。 （2）若a、b有断点，则平衡移动可能是由于以下原因所导致：①同时不同程度地改变反应物（或生成物）的浓度；②改变反应体系的压强；③改变反应体系的温度。 （3）若平衡无移动，则可能是由于以下原因所导致：①反应前后气体分子个数不变；②使用了催化剂。 （4）若在的上方，即平衡向正反应方向移动；若在的上方，即平衡向逆反应方向移动。 图像II： 图像分析： （1）由曲线的拐点作垂直于时间轴（t线）的垂线，其交点即为该条件下达到平衡的时间。 （2）由达到平衡的时间长短，推断与、与的相对大小（对于此图像：、）。 （3）由两平衡时，不同p、T下的量的变化可判断纵坐标y代表的物理量。 图像III： 图像分析： （1）固定温度T（或压强p），即作横坐标轴的垂线，观察分析图中所示各物理量随压强p（或温度T）的变化结果。 （2）关键是准确判断所作垂线与原温度（或压强）曲线的交点的纵坐标。 （3）y可以是某物质的质量分数、转化率、浓度、浓度比值、体积分数、物质的量分数等。 图像IV： 图像分析： （1）温度为点为化学平衡点。 （2）温度段是随温度（T）升高，反应速率加快，产物的浓度增大或反应物的转化率增大。 （3）温度段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果。 二、解答化学平衡图像问题的技巧 在解答化学平衡图像问题时，要注意技巧性方法的应用。 化学平衡常数基础知识讲义 作者: --------------- 日期： 化学平衡二 教学目标 1. 知道化学平衡常数的含义； 2. 能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断； 3. 能利用化学平衡常数用三段式计算反应物的转化率； 教学重点、难点 教学重点：平衡常数的应用 教学难点：平衡常数的理解 知识点详解： 知识点一化学平衡常数的含义及表达式 1 ?含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积 的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“ K ”表示。 2 ?对于一般的可逆反应： m A(g) + n B(g) = p C(g) + q D(g)，当在一定温度下达到化学 cp C ? cq D 平衡状态时，平衡常数的表达式 为: K = cm A ? cn B ° 高温 例1 .对于3Fe + 4H 20(g) Fe a O 4 + 4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 c4 H20 c4 H2 知识点二意义 (1) K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大：反之进行的程度就 越小，转化率就越小。 (2) K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 例2 .关于化学平衡常数的叙述，正确的是 ( ) A ?只与化学反应方程式本身和温度有关 c Fe3O4 ?c H2 c Fe ?c H20 c Fe3O4 ? c4 H2 c Fe ? c4 H20 c4 H2 c4 H20 B?只与反应的温度有关 C ?与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D .只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 例3 ?在密闭容器中进行下列反应C(s) CO2(g)2CO(g) ；H 0达到平衡后，改变 下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化： (1)增加少量碳，平衡 ________ , c(CO) ________ ; (2) ____________________________________________ 减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡________________________________________________ , c(C02) _____ , K _____ ； (3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡—,c(C02) ___________ , K_ ； (4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡_________ , c(CO) ______ , K ___ ； 迁移1?在某温度下，将H2和丨2各O.IOmol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得C(H2)0.0080mol / L。 (1 )求该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H 2和12蒸气的浓度各为0.020mol/ L，试求达 到化学平衡状态时各物质的浓度。 知识点三化学平衡常数的应用 (1 ) K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。 Q c表示)与K比较，可判断可 备课组 高三化学 主备人 陈倩倩 审核人 杜红星 课题 化学平衡常数间相互联系及考查方式 时间 【考纲要求】 1、了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 2、了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。了解水的电离及离子积常数 3、了解难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡。了解溶度积的含义。 【活动方案】 活动一 完成基础回顾1 1、对于可逆反应：a A(g)+ b B(g) ? c C(g)+d D(g)，其中a 、b 、c 、d 分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数表达式为： 。 2、如CH 3COOH ? CH 3COO -+ H +，电离平衡常数 。 3、K w 的数学表达式是K w= 。 4、Fe(OH)3(s) ? Fe 3+(aq )+ 3OH -(aq ), 溶度积常数 。 思考在相同温度下，对于同一个可逆反应，若书写方式不一样，平衡常数表达式是否一样？以合成氨反应为例进行说明。 K 1 、K 2 、K 3间的相互关系为 。 活动二 完成基础回顾2。思考平衡常数的影响因素。 5、汽车尾气净化中的一个反应如下： NO(g)＋CO(g) 12 N 2(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－373.4 kJ·mol －1 在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是 活动三 分析以下数据，总结平衡常数表示的意义 表1：卤化氢生成反应的平衡常数（25°C ） 化学方程式 平衡常数 F 2 + H 2 ? 2HF 6.5×1095 Cl 2 + H 2 ? 2HCl 2.57×1033 Br 2 + H 2 ? 2HBr 1.91×1019 I 2 + H 2 ? 2HI 8.67×102 表2：常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度（25°C ） 难溶物 K sp 溶解度/g 难溶物 K sp 溶解度/g 化学方程式 平衡常数表达式 N 2 + 3H 2 ? 2NH 3 K 1= 1/2N 2 +3/2 H 2 ? NH 3 K 2= 2NH 3 ? N 2 + 3H 2 K 3= 化学平衡练习题 【例1】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生了如下反应： 3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C的浓度为w mol·L-1。 回答⑴～⑸小题： (1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中，平衡后C的浓度仍为w mol·L-1的是( ) (A)6 mol A+2 mol B (B)3 mol A+1 mol B十2 mol C， (C)2 mol C+1 mol B+1 mol D (D)1 mol C+2mol D (2)保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1，应按下列哪种 配比向容器Q中充入有关物质( ) (A)3 mol A+1 mol B (B)4 mol C十2 mol D (C) mol A+ B+1 mol C + mol D (D)以上均不能满足条件， (3)保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w rml·L-1的关系是( ) (A)＞w (B)＜ w (C)= w (D)不能确定 (4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为V mol·L-1，V与w和叫的关系是( ) (A) V＞w (B) V＜w (C) V=w (D)无法比较 (5)维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为 V mol·L-1 ( ) (A)1 mol C+ m01 D ． (B)3 mol A+2 mol B (C)3 mol A+1 mol B+1 mol D (D)以上均不能满足条件 解析⑴略：答案为（A） 化学平衡常数应用 一、化学平衡常数的定义 化学平衡常数是在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也无论反应物起始浓度是大还是小，最后都能达到平衡，这时各生成物浓度幂的乘积除以各反应物浓度幂的乘积所得的比值是个常数，用K 表示。例如：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，K ＝ c p (C)·c q (D) c m (A)·c n (B) （式中个浓度均为平衡浓度）。化学平衡常数是一个常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。 二、 应用平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （2）反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看做“1”，因而不用代入公式（类似化学反应速率中固体和纯液体的处理）。 （3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，化学平衡常数也会改变。 三、 化学平衡常数的应用 （1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个可逆反应的K 值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物转化率也越大。可以说，化学平衡常数是一定温度下一个可逆反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）可以利用平衡常数的值作标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如对于可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Q c ＝ c p (C)·c q (D) c m (A)·c n (B) ，Q c 叫该反应的浓度熵。若Q c ＞K ，反应向逆向进行；若Q c ＝K ，反应处于平衡状态；若Q c ＜K ，反应向正向进行。 （3）利用K 值可判断反应的热效应：若温度升高，K 值增大，则正反应为吸热反应；若温度升高，K 值减小，则正反应为放热反应； 四、具体应用举例分析 1. 平衡常数的变化趋势的判断 化学平衡常数只是温度的函数，不随浓度的变化而变化。因此根据反应的热效应，即可判断平衡常数的变化趋势。 【例题1】汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)+ CO(g) 1 2 N 2(g)+ CO 2(g)；△H ＝－373.4kJ/mol ，在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是： 解析：该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平 衡常数减小，A 选项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO 的转化率减小，B 选项错误；平衡常数只与热效应有 关，与物质的量无关，C 选项正确；增加氮气的 物质的量，平衡逆向移动，NO 的转化率减小，D 选项错误。 答案：C 【例题2】在一定条件下，Na 2CO 3溶液存在水解平衡：CO 32－+ H 2O HCO 3－+ OH － 。下列说法正确的是 A. 稀释溶液，水解平衡常数增大 B. 通入CO 2，平衡朝正反应方向移动 C. 升高温度，c(HCO 3－ ) c(CO 32－) 减小 D. 加入NaOH 固体，溶液PH 减小 解析：平衡常数仅与温度有关，故稀释时是不变的，A 项错；CO 2通入水中，相当于生成H 2CO 3，可以与OH － 反应，而促进平衡正向移动，B 项正确；升温，促进水解，平衡正向移动，故表达式的结果是增大的，C 项错；D 项，加入NaOH,碱性肯定增强，pH 增大，故错。 答案：B 【例题3】氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及 其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。右图是N 2和H 2反应生成2 molNH 3 过程中能量变化示意图，在 E 1 E 2 能量 生成物 反应进程 kJ/mol 平衡常数K A 2N O 转化率 D C O 转化率 B 平衡常数K C 化学平衡 第一课时 一．可逆反应与化学平衡状态 1．可逆反应（概念）： ★注意 1.两同 2.转化率 3. 用“”表示。 2.常见可逆反应 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________，反应体系中所有参加反应的物质的_______保持不变的状态。 平衡标志：①v正＿＿v逆；②混合物体系中各组分的含量＿＿＿＿。 ⑵特点 思考3.对可逆反应N2＋3H22NH3，若某一时刻，v正(N2)＝v逆(NH3)。此时反应是否达到平衡状态？ 举例反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g) 正逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A， 即v(正)＝v(逆) 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C， 均指v(正) 不一定平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不 一定等于v(逆) 不一定平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗q mol D 平衡 混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡总压强或总体积或物质的量一定不一定平衡 压强m m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 平衡 m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 不一定平衡 温度任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不 变的条件下，体系温度一定时 平衡 颜色当体系的颜色(反应物或生成物均有颜色)不再变 化时 平衡 混合气体的平均相对分子 质量M 平均相对分子质量一定时，只有当m＋n≠p＋q时平衡平均相对分子质量一定，但m＋n＝p＋q时不一定平衡 体系的密度反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定不一定平衡m＋n≠p＋q，恒温恒压，气体密度一定时平衡 练习 1．下列说法可以证明H2(g)＋I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。 ①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I 键断裂③百分含量w(HI)＝w(I2)④反应速率v(H2)＝v(I2)＝1 2 v(HI) ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( ) A．体系的体积不再发生变化 B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同时生成n mol H2 D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 3.一定条件下，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 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L －1，则下列判断正确的是 ( ) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－1 化学平衡常数表达式的书写 1、写出铁与水蒸汽反应的化学方程式，如果它是一可逆反应，请写出其平衡常数表达式 2、写出工业上制水煤气的反应方程式，如它是一可逆反应，请写出其平衡常数表达式； 3、写出工业上合成氨的反应方程式，如它是一可逆反应，请写出其平衡常数表达式； 4、写出氨催化氧化成一氧化氮的反应方程式，如它是一可逆反，请写出其平衡常数表达式; 5、HAC + H 2O H3O+ + AC —这是醋酸的电离方程式，请写出其电离平衡常数表达式 6、写出碳酸根离子水解的离子方程式，并写出其水解平衡常数的表达式; 7、2CrO42 +2 H+Cr2O72 + H2O,写出其平衡常数表达式; 8、写出乙酸与乙醇的酯化反应方程式，并写出其平衡常数表达式； 9、写出乙酸乙酯在酸性环境下水解的反应方程式，并写出其平衡常数表达式; 10、如果在常温下的饱和氯化钠溶液中，通入大量的氯化氢气体，有什么现象？你能用平衡 移动原理来解释这个现象吗？请写出其平衡的方程式，并写出其常数表达式。 11、写出氢氧化铝沉淀与水的混和体系中的各种平衡的方程式；并写出其对应的平衡常数表 达式； 化学平衡常数的计算 1、298K 时，K sp[Ce(OH)4] = 1 X10 29。Ce(OH)4的溶度积表达式为K sp=。 为了使溶液中Ce4+沉淀完全，即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1刈0—5mol L 1，需调节pH为 ______ 以上。 2、某温度下，将2.0 mol CO 和6.0 molH2充入2 L 的密闭容器中，CO(g)+2H 2(g)^^ CH3OH(g) 充分反应后，达到平衡|时测得c(CO)=0.25 mol/L，则CO的转化率=__―,此温度下的平衡常数K= __ (请写出计算过程，保留二位有效数字) 。 3、PC15分解成PC13和C12的反应是可逆反应。TC时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PC15, ①反应在50?150s内的平均速率v(PCl3) =。 ②试计算该温度下反应的平衡常数(写出计算过数字) 4、不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO , 5CO (g) + I2O5 (s) =^5CO2(g) +I2(s)测得CO2 的体积分数振CO2)随时间t变化曲线如右图。请回答： ①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO) =, b点时化学平衡常数K b =。 5、对反应CO(g) + H 2O(g) I —CO2 (g)+ H 2(g) 出2 = -41 kJ/mol,起始时在密闭容器中充 入1.00 molCO和1.00 molH 2O,分别进行以下实验， 不考虑任何副反应的影响)。实验条件如下表： 实验①中c(CO2)随时间变化的关系见下图， 探究影响平衡的因素 (其它条件相同且 在与实验①相同的条件下，起始时充入Array 容器的物质的量：n(CO)=n(H 2O)=n(CO 2) =n( H 2)=1.00mol。 通过计算，判断出反应进行的方向。G写出计算过 程。) 第三节化学平衡练习题一、选择题 1．在一个密闭容器中进行反应：2SO 2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 已知反应过程中某一时刻，SO2、O2、SO3分别是L、L、L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（） A．SO2为L，O2为L B．SO2为L C．SO2、SO3(g)均为L D．SO3(g)为L 2．在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（） A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. A、B、C的浓度不再变化 C. 单位时间生成n molA，同时生成3n molB D. A、B、C的分子数之比为1:3:2 3．可逆反应H 2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡时的标志是（） A. 混合气体密度恒定不变 B. 混合气体的颜色不再改变 C. H2、I2、HI的浓度相等 D. I2在混合气体中体积分数不变 4．在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡的是（）A．混合气体的压强B．混合气体的密度 C．C、D的物质的量的比值D．气体的总物质的量 5．在一真空密闭容器中，通入一定量气体A．在一定条件下，发生如下反应： 2A(g) B(g) + x C(g)，反应达平衡时，测得容器内压强增大为P ％，若此时A 的转 化率为a ％，下列关系正确的是（ ） A ．若x=1，则P ＞a B ．若x=2，则P ＜a C ．若x=3，则P=a D ．若x=4，则P≥a 6．密闭容器中，用等物质的量A 和B 发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)，反应 达到平衡时，若混合气体中A 和B 的物质的量之和与C 的物质的量相等，则这时A 的转化率为（ ） A ．40％ B ．50% C ．60％ D ．70％ 7．在1L 的密闭容器中通入2molNH 3，在一定温度下发生下列反应：2NH 3 N 2+3H 2， 达到平衡时，容器内N 2的百分含量为a%。若维持容器的体积和温度都不变，分别通入下列初始物质，达到平衡时，容器内N 2的百分含量也为a ％的是（ ） A ．3molH 2+1molN 2 B ．2molNH 3＋1molN 2 C ．2molN 2+3molH 2 D ．＋+ 8．在密闭容器中发生反应2SO 2+O 2 2SO 3(g)，起始时SO 2和O 2分别为20mol 和 10mol ，达到平衡时，SO 2的转化率为80%。若从SO 3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO 3的物质的量及SO 3的转化率分别为（ ） A 10mol 10% B 20mol 20% C 20mol 40% D 30mol 80% 9．X 、Y 、Z 为三种气体，把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中，发生反应X+2Y 2Z 。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n （X ）+n （Y ）=n （Z ），则Y 的转 化率为（ ） A ． %1005 ?+b a B ．%1005) (2?+b b a C ．%1005)(2?+b a D ．%1005) (?+a b a 化学平衡常见图像分析集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN] 化学平衡常见图像分析 化学平衡图像问题的综合性强，思维难度大，是许多学生感到困难的题型之一。化学平衡图像题的特征是以图像的形式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来，把习题中的化学原理抽象为数学问题，旨在考查学生对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用能力。 一、化学平衡常见图像及其分析 图像I： 图像分析： （1）若a、b无断点，则平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。 （2）若a、b有断点，则平衡移动可能是由于以下原因所导致：①同时不同程度地改变反应物（或生成物）的浓度；②改变反应体系的压强；③改变反应体系的温度。 （3）若平衡无移动，则可能是由于以下原因所导致：①反应前后气体分子个数不变；②使用了催化剂。（4）若在的上方，即平衡向正反应方向移动；若在的上方，即平衡向逆反应方向移动。 图像II： 图像分析： （1）由曲线的拐点作垂直于时间轴（t线）的垂线，其交点即为该条件下达到平衡的时间。 （2）由达到平衡的时间长短，推断与、与的相对大小（对于此图像：、）。 （3）由两平衡时，不同p、T下的量的变化可判断纵坐标y代表的物理量。 图像III： 图像分析： （1）固定温度T（或压强p），即作横坐标轴的垂线，观察分析图中所示各物理量随压强p（或温度T）的变化结果。 （2）关键是准确判断所作垂线与原温度（或压强）曲线的交点的纵坐标。 （3）y可以是某物质的质量分数、转化率、浓度、浓度比值、体积分数、物质的量分数等。 图像IV： 图像分析： （1）温度为点为化学平衡点。 （2）温度段是随温度（T）升高，反应速率加快，产物的浓度增大或反应物的转化率增大。 化学平衡图像专题 解题思路：一看轴（纵、横坐标的意义），二看线（线的走向和变化趋势），三看点（起点、折点、交点、终点、零点的意义），四看要不要作辅助线（等温线、等压线、平衡线），五看量的变化（如浓度变化、温度变化等），六想规律（外界条件对反应速率的影响规律和化学平衡移动规律） 1. 速率-时间图 1. 对于达平衡的可逆反应X ＋Y W ＋Z ，增大压强则正、逆反应速度（v ）的变化如上图，分析可知X ，Y ，Z ，W 的聚集状态可能是（ ）。 (A)Z ，W 为气体，X ，Y 中之一为气体 (B)Z ，W 中之一为气体，X ，Y 为非气体 (C)X ，Y ，Z 皆为气体，W 为非气体 (D)X ，Y 为气体，Z ，W 中之一为气体 2. 在一定条件下，反应A(g)＋B(g)C(g)（正反应为放热反应）达到平衡后，根 据下列图象判断 A ． B ． C ． D ． E ． (1)升温，达到新的平衡的是( ) (2)降压，达到新的平衡的是( ) (3)减少C 的量，移向新平衡的是( ) (4)增加A 的量，移向新平衡的是( ) (5)使用催化剂，达到平衡的是( ) 2. 浓度（物质的量）-时间图 3. 在一定温度下，容器内某一反应中M 、N 的 物质的量随反应时间变化的曲线如右图，下列表述中正确的是（ ） A ．反应的化学方程式为： 2 M N B ．t 2时，正逆反应速率相等，达到平衡 C ．t 3时，正反应速率大于逆反应速率 D.t 1时，N 的是M 浓度的2倍 3. 含量-时间-温度（压强）图 4. 可逆反应m A （s ）＋n B （g ） e C （g ）＋ f D （ g ），反应过程中，当其它 条件不变时，C 的百分含量（C ％）与温度（T ）和压强（P ）的关系如下图：下列叙述正确的是（ ）。 (A)达平衡后，加入催化剂则C ％增大 (B)达平衡后，若升温，平衡左移 (C)化学方程式中n ＞e +f (D)达平衡后，增加A 的量有利于平衡向右移动 5. 在密闭容器中进行下列反应：M （g ）＋N （g ） R （g ）＋2L 此反应符合下面 图像，下列叙述是正确的是（ ） (A ) 正反应吸热，L 是气体 (B ) 正反应吸热，L 是固体 (C ) 正反应放热，L 是气体 (D ) 正反应放热，L 是固体或液体 6. 可逆反应m A(s) + n B(g) p C(g) + q D(g)反应过程中，当其它条件不变 时，C 的质量分数与温度（T ）和压强（P ）的关系如图（T 2＞T 1）,根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是（ ） (A)到达平衡后，若使用催化剂，C 的质量分数增大 化学平衡讲义4——平衡图像分析 班级____________姓名_____________ 化学平衡图像是高考必考题型之一，本文根据图像横坐标表示的意义，将化学平衡图像分解成如下五类进行讨论。 1.速率(V)一时间(t)图 通常用纵坐标表示反应速率，横坐标表示反应时间，曲线反映了外界条件改变后反应速率的变化情况，虽然图像形式上反映的是速率与时间之间的关系，但问题的解决需要运用勒夏特列原理。 例1：右图是反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0的速 率变化图像，则t0时改变的条件可能是 A．升高温度、同时加压B．减小压强、同时降温 C．增加反应物的浓度，使用催化剂 D．增大反应物浓度、同时减小生成物浓度 解析：由于t0时刻改变条件后，正反应速率大于原平衡速率而逆反应速率小于原平衡速率，故只能是浓度改变引起的，对照四个选项知A、B、C应淘汰，答案：D。 ［应对策略］ (1)抓住瞬时速率与原平衡速率关系确定条件改变的可能范围与方式：瞬时速率均增大：升温、加压(有气体参与)、使用催化剂；只有V(正)增大，增加了反应物浓度。瞬时速率均减小：降温、减压(有气体参与)；只有V(正)减小，降低了反应物浓度。 (2)根据条件改变后V(正)、V(逆)的相对大小确定具体改变的条件：条件改变后，若V(正)>V(逆)，则表明平衡向正反应方向移动，再结合勒夏特列原理即可确定变化的具体条件。如果题目提供的图像中只有一种速率图像，则在新平衡建立过程中，平衡总是向速率增大的一侧进行［如V(正)增大，则平衡向逆反应方向移动)。 2．量值-时间图 图像中的坐标轴分别代表物质的数量(如浓度、百分含量、转化率、产率等)与反应时间(过程)，将可逆反应中物质数量的变化与时间的变化体现在图像中。 例2：反应aA(g)+bB(g)cC(g) (△H＜0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示： 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝(用K1、K2表示)。 2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6化学平衡常数 专题
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