第二节 第1课时 化学平衡状态

达平衡状态( × )
3．恒温恒容下进行的可逆反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当 SO3 的生
成速率与 SO2 的消耗速率相等时，反应达到平衡状态( × ) 4．在 2 L 密闭容器内，800 ℃时 2NO(g)＋O2(g)===2NO3(g)反应体系中，
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( √ )
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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第二节 化学平衡
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1．知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学反应的平衡状态。 2．认识化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，知道化学平衡 常数的含义。 3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 4．能根据温度、浓度、压强对化学平衡的影响，推测平衡移动的方向。
提示：若温度、体积一定， ρ ＝mV总总，由质量守恒定律和条件温度、体积不 变，则 ρ 保持不变，不一定达到平衡状态；若为压强、温度一定，随着反应的进行， V 逐渐减小，则 ρ 逐渐增大，直至保持不变，则达到平衡状态。
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核心突破
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1．化学平衡的标志 (1)“等”，v(正)＝v(逆)，即同一物质的消耗速率和生成速率相等，不 同物质的消耗速率和生成速率等于化学计量数比值。 (2)“定”，即化学反应达到平衡后混合物各组分的浓度(或质量)保持不 变，各组分的百分含量保持不变。
提示：不能，N2 与 H2 反应为可逆反应，加入 1 mol N2 (g)和 3 mol H2(g)， 但真正参加反应的 N2(g)<1 mol，故放热小于 98.3 kJ。

①H2(g) ＋ S(s) HS(g) 2 O2(g) SO(g) 2
K2 。 则 反 应 ③H2(g) ＋ )
SO2(g) O(g)＋H2S(g)的平衡常数是( 2 A．K1＋K2 C．K1×K2 B．K1－K2 K1 D. K2
解析：选 D。反应①的平衡常数 K1＝ [H2S] [SO2] ，反应②的平衡常数 K2＝ ， [H2] [O2] [O2]· 2S] K1 [H 反应③的平衡常数 K＝ ＝ 。 [H2]· 2] K2 [SO
T(℃)
K
700
0.6
800
0.9
830
1.0
1000 1200
1.7 2.6
回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ ______。 (2)该反应为________反应(选填“吸热”或“放 热”)。 (3)能判断该反应是否已达到平衡状态的依据 是 ______________________________________ __________________________________。
(4)阿伏加德罗定律及其推论； (5)改变平衡条件时，气体的平均相对分子质量( M r) 变化的规律： ①体系中若全为气体， M r＝m(总)/n(总)直接判断； 据 ②体系中若有固体或液体：当气体的物质的量不变 时，据上式判断；当气体的物质的量改变时，则须 根据混合气体中各组分气体体积比计算： M r ＝ M1×V1%＋M2×V2%＋„„。
(4)根据 c(CO2)· 2)＝c(CO)· 2O)，变形得 c(H c(H [CO][H2O] K＝ ＝1.0，查表 K＝1.0 时温度为 [CO2][H2] 830 ℃。
【答案】 (4)830
[CO][H2O] (1) [CO2][H2]

+2H2SO4互为可逆反应吗？ 不是。反应条件不同
3．特点
双向性
可逆反应分为正反应方向和逆反应方向
双同性
正、逆反应在同一条件下同时进行
共存性
反应物与生成物共存，反应物的转化率小于100%
对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为
产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这
个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都
可逆反应无法进行到底，那如果给予充足的时间，让 1 molN2 和
3 mol H2 充分反应，其反应历程是怎样的？
在恒温恒容的条件下，往容器中充入1molN2和3molH2，
发生反应N2 +3H2
2NH3
（1）该可逆反应的v正 、v逆取决于什么因素？
（2）反应刚开始时， v正 、v逆 的大小比较？
动：正逆反应均未停止，只是速率相等,是动态平衡
定：平衡时，各组分的浓度保持不变
变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。平衡移动
4、化学平衡状态判断标志
（1）直接标志：
① v正 = v逆 (≠0）
对于同一物质表示的反应速率：生成速率=消耗速率
对于不同物质表示的反应速率：速率之比=化学方程式中的化学计
1、化学平衡状态的建立
反
应
速
率
v (正)
v (正)= v (逆)
化学
平衡
状态
v (逆)
0
t1
时间（t）
2、化学平衡状态概念
内在本质
在一定条件下的可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等，反
应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
外在标志
3、化学平衡状态特征

2020年高二化学人教选修4同步导学提分教程：——化学平衡状态【自主导学】一、可逆反应1．饱和溶液中的可逆过程在一定条件下的饱和溶液中，溶液中的固体溶质□01溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的□02结晶过程一直进行，而且两种过程的□03速率相等，于是饱和溶液的□04浓度和固体溶质的□05质量都保持不变，由此可知，固体物质的溶解过程是□06可逆过程。

可表示为：固体溶质溶解结晶溶液中的溶质。

2．可逆反应在□07相同条件下，既能向□08正反应方向进行又能向□09逆反应方向进行的化学反应。

可表示为：□10反应物正反应逆反应□11生成物。

二、化学平衡状态1．化学平衡的建立在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。

反应过程如下：反应开始，v正最□01大，v逆为□02零，进行中反应物浓度减小→v 正逐渐减小，生成物浓度增大→v逆逐渐□03增大，最大限度时，v正□04＝v逆，反应混合物中各组分的浓度□05不变。

2．化学平衡状态一定条件下，□06可逆反应中，正反应速率与逆反应速率□07相等，反应混合物中各种物质的□08浓度或质量保持不变的状态。

3．化学平衡状态的特征(1)逆：研究的对象是□09可逆反应。

(2)等：化学平衡的条件是v正和v逆□10相等。

(3)动：化学平衡是一种□11动态平衡，此时反应并未停止。

(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一□12定值。

(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生□13改变，并在新条件下建立□14新的平衡。

1．H2和O2反应生成H2O与H2O电解生成H2和O2互为可逆反应吗？提示：H2和O2反应生成水的条件是点燃，而H2O分解成H2和O2的条件是电解，两反应的条件不同，因此它们不是可逆反应。

2．将一定量的N 2、H 2充入某密闭容器中达到化学平衡，试画出该过程的v ­t 图像。

提示：此过程的v ­t 图像为：一、可逆反应1．正确地理解可逆反应(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应。

解答原则：
“定一议二” 原则。
>>
<
>>
(3)化学平衡中的特殊图像。 ①如图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最 大转化率(α )与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、 2、3、4四个点中v(正)>v(逆)的点是_3_，v(正)<v(逆) 的点是_1_，2、4点v(正)_=_v(逆)。
②如下图曲线所示，M点前，表示化学反应从反应物开 始，则v(正)_>_v(逆)；M点为刚达到的平衡点；M点后 为平衡受温度的影响情况，即升高温度，A%增大(C% 减小)，平衡_逆__向__移动，Δ H_<_0。
1. 将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列 反应：
达平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度
下反应①的平衡常数为（ C ）
A．9
B．16
C．20
D．25
28. 在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行 如下反应：A(g) B(g) + C(g ) △H =+85.1kJ·mol-1
2C(g)+2D(g)?
【课堂练习2】
在固定体积的的密闭容器中发生反应：
2NO2
2NO + O2
该反应达到平衡的标志是
A. 混合气体的颜色不再改变 （ ） B. 混合气体的平均相对分子质量不变（ ）
C. 混合气体的密度不变（ ）
D. 混合气体的压强不变（ ） E. 单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2 （ ） F. O2气体的物质的量浓度不变（ ）
2.MgO可用于制备特种陶瓷，在一定条件下，通过下列 反应制备：MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) Δ H>0，上述反应达到平衡后保持其他条件不变， 下列说法正确的是( )

2.静态标志——各种“量”不变 (1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。 (2)各物质的百分含量(质量分数、体积分数)不变。 (3)体系的温度、压强(对化学方程式两边气体体积不相等的反
应)不变。
(4)对于有有色物质参加的可逆反应，体系的颜色不变。例如： 2NO2(g) 平衡。 2NO(g)+O2(g)、2HI(g) H2(g)+I2(g)等反应体
2.建立
3.特点——“五大特征” 可逆
动态
= 质量或浓度
4.化学平衡的移动
(1)含义。
在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平 衡的条件，如浓度、温度、压强等，化学平衡状态被破坏，即 不等于 逆)，直至v(正)、v(逆)再次_____ 相等 ，在新的条 v(正)_______v( 件下达到新的化学平衡状态。
方向进行的反应。 2.不可逆反应 有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进 行到底，一般认为这些反应不可逆。例如：H2的燃烧、酸碱中 和等。
3.可逆反应的特点
同一 ＜
同时
例如：对于在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应达到平衡时，SO2、O2、SO3的浓度分别为
0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，则SO2(g)起
0≤c≤0.4 mol·L-1 。 始浓度的范围为__________________
二、化学平衡状态 (1)反应进行到什么程度才达到平衡状态？
(2)化学平衡状态的标志是什么？
(3)影响化学平衡状态的因素有哪些？ 1.概念 正反应速率 和___________ 逆反应速率 相等， 在一定条件下，可逆反应的___________ 物质的质量或浓度 可以保持不变的 反应体系中所有参加反应的_________________ 状态。

止。 (4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)
为一 定值 。 (5)变：若外界条件改变，平衡可能发生 改变 ，并在
新条件下 建立新的平衡 。
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2．将一定量的 N2、H2 充入某密闭容器中达到化学平衡， 试画出该过程的 v-t 图象。
提示：此过程的 v-t 图象为：
和固体溶质的 质量 都保持不变，由此可知，固体物质的溶
解过程是
可逆
过程。可表示为：固体溶质
溶解 结晶
溶液中的
溶质。
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2．可逆反应
在 相同条件 下，既能向 正反应 方向进行又能向
逆反应 方向进行的反应。可表示为： 反应物 生成物
正反应 逆反应
4
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1．H2 和 O2 反应生成 H2O 与 H2O 分解生成 H2 和 O2 互为可逆反应吗？
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2 ． 在 一 定 量 的 密 闭 容 器 中 进 行 反 应 ： N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻 N2、H2、NH3 的浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反 应达到平衡时，可能存在的数据是( )
平 衡 体 系 中 各 物 质 的 浓 度 范 围 为 N2∈(0,0.2) ，
H2∈(0,0.6)，NH3∈(0,0.4)。
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知识点 化学平衡状态 [学生预习区]
1．化学平衡的建立 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积 的密闭容器中。反应过程如下： 反应开始，v 正最 大 ，v 逆为 零 ，进行中反应物 浓度 减小 ，→v 正逐渐 减小 ，生成物浓度 增大 →v 逆逐 渐 增大 ，最大限度时，v 正 ＝ v 逆，反应混合物中各 组分的浓度 不变 。

）
A、C 生成的速率 C 分解的速率相等 B、单位时间内生成 nmolA 的同时生成 3nmolB C、A、B、C 的浓度不再变化 D、A、B、C 的分子数比为 1:3:2 2SO3(g)。已知反应过程某一时刻 SO2,O2,SO3 ）
5．在固定体积的密闭容器中进行如下反应：2SO2+O2
浓度(mol/L)分别为 0.20,0.10,0.20，达到平衡时，浓度可能正确的是 （ A、SO2,O2 分别为 0.40,0.20mol/L C 、SO2, SO3 为 0.15mol/L B、 SO2 为 0.25mol/L D、 SO2 为 0.24mol/L, SL 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如右图所示， 下列描述正确的是（ ） A．反应开始到 10s，用 Z 表示的反应速率为 0.158mol/(L·s） B．反应开始时 10s，X 的物质的量浓度减少了 0.79mol/L C．反应开始时 10s，Y 的转化率为 79.0% D．反应的化学方程式为：X(g)＋ Y(g) Z(g)
c ( A) ； c ( A)
B 气体的转化率 (B)=
c ( B ) c( B)
注意：若是分解反应，反应物的分解率即转化率
(4) A 所占的平衡分数：A% =
c′ (A) c′(A)＋c′(B)＋c′(C)＋c′(D)
× 100%
【例 5】在一密闭容器中，等物质的量的 A 和 B 发生如下反应：A(g)＋2B(g) 2C(g)。反应达到平衡 时，若混合气体中的 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％ 【例 6】把 3mol P 和 2.5mol Q 置于 2L 密闭容器中，发生如下反应：3P(g)＋Q(g) xM(g)＋2N(g)， 5min 后达到平衡生成 1molN，经测定 M 的平均速率是 0.1mol/L·min，下列叙述错误的是（ ） A、P 的平均反应速率为 0.15 mol/L·min B、Q 转化率为 25% C、Q 的平衡浓度为 1 mol/L D、x 是 2

(2)此时，Q＝c CHc3OCCHH3O3H·c2H2O＝
1.2
mol·L－1 × 0.6 0.4 mol·L－
mol·L－ 12
1
＝
4.5<K，
所以反应向正反应 方向进行。
题组一 对化学平衡常数的理解
1．在相同 的温度下，已知反应 ：① N2 (g)＋ O2 (g)
2NO(g)
的平衡常数 K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)
相对应。
2．化学平衡常数的意义 化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越 大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行 的程度越大；K值越小，表示正反应进行的程度越小。一 般地说，K>105时，该反应进行基本完全。 3．影响化学平衡常数的因素 化学平衡常数是化学反应的特性常数，K只受温度影响,与 反应物或生成物的浓度变化无关。每一个具体反应(除固相 反应)，在一定温度下，有一个K值。温度升高，K吸增大， K放减小，温度降低，K吸减小，K放增大。
已知二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过 CH3OH
分 子间脱 水制得 ： 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) ＋ H2O(g)
ΔH＝23.5 kJ·mol－1。在 T ℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，
体系中各组分浓度随时间变化如图所示。请回答下列问题：
[CH3OCH3][H2O] (1)该条件下反应平衡常数表达式 K＝___[_C_H__3O__H_]_2_。在 T ℃时， 该 反 应 的 平 衡 常 数 为 _______5_____ ， 达 到 平 衡 时 n(CH3 OH)∶ n(CH3OCH3 )∶ n(H2O)＝ __2_∶__5_∶__4__。
2．基本解题思路 (1)列出各物质的起始量。 (2)设某物质的转化量，并据此表示出其他物质的转化量。 (3)根据起始量和转化量，列出各物质的平衡量。 (4)列式计算求反应物的转化率、平衡常数等。 [特别提醒] 初始浓度、平衡浓度与化学方程式的系数无关, 但转化浓度之比等于各物质在化学方程式中的系数之比。

4．在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达 到平衡的标志是（ ）
A、C生成的速率C分解的速率相等
B、单位时间内生成nmolA的同时生成3nmolB
C、A、B、C的浓度不再变化 D、A、B、C的分子数比为1:3:2
5．在固定体积的密闭容器中进行如下反应：2SO2+O2 2SO3(g)。已知反应过程某一时刻SO2,O2,SO3浓度(mol/L)分别为0.20,0.10,0.20,达到平衡时，浓度可能正确的是 （ ）
⑵开始时c(HCl) = _________________，c(O2) = ____________________；
⑶从反应开始到反应平衡时，v(HCl) = _________________，以HCl、O2、Cl2分别表示的反应速率的数值之比为______________；
3．在一定条件下，某容器中充入Ｎ2和Ｈ2合成ＮH３，以下叙述中错误的是 （ ）
A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后正反应速率为零
C、随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
②等：达平衡时，v(正)=v(逆)，即同一物质的消耗速率与生成速率相等。
③动：化学平衡是一种动态平衡。
④定：在平衡混合物中，各组成成分的含量（质量分数、体积分数及物质的量浓度）保持一定。
⑤变：若条件不变，平衡状态不变；若条件改变，平衡状态随之改变。
【例2】下列说法中，可以证明N2+3H2 2NH3已达到平衡状态的是 〔 〕
10.氯化氢和氧气在一定条件下反应可得到氯气，现将氯化氢和氧气混合于一密闭容器中，在一定条件下使之反应，温度高于100℃，经过5min而达到平衡，经过测定物质的浓度分别为：c(HCl) = 0.25mol/L，c(O2) = 0.2mol/L，c(Cl2) = 0.1mol/L。则：

第九章 化学平衡第二节化学平衡第 一 课 时基础知识点和考点：：1．化学平衡的概念2．可逆反应的概念3．化学平衡的特征，标志与判断同步优化训练1． 反应2SO 2 + O 2达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素O 188的氧气，经过一段时间后O 188原子存在于（ ）A ．O 2B ．SO 2C ．O 2和SO 2D ．O 2、SO 2和SO 32． 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 的分解速率相等B ．单位时间生成n molA ，生成3n molBC ．A 、B 、C 的浓度不再变化D ．A 、B 、C 的分子数比为1︰3︰23． 在一个固定体积的密闭容器中，2molA 和1molB 发生反应2 A （g ）+ B （g ）3C （g ）+ D （g ），达到平衡时，C 的浓度为Wmol/L 。

维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，若C 的浓度仍为Wmol/L ，该配比是（ ）A ．4molA + 2molB B ．3molC + 1molD + 1molB + 2molAC ．3molC + 1molD D ．1molA + 0.5molB + 1.5molC + 0.5molD4． 可逆反应达到平衡的重要特征是（ ）A ．反应停止了B ．正逆反应的速率均为零C ．正逆反应都还在继续进行D ．正逆反应的速率相等5． 在固定体积的密闭容器中进行如下反应：2SO 2（g ）+ O 2（g ）2SO 3（g ）。

已知反应过程某一时刻SO 2、O 2、SO 3浓度（mol/L ）分别为0.20、0.10、0.20，达到平衡时，浓度可能正确的是（ ）A ．SO 2、O 2分别为0.40、0.20mol/LB ．SO 2为0.25 mol/LC ．SO 2、SO 3为0.15 mol/LD ．SO 2为0.24 mol/L ，SO 3为0.14 mol/L223下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是A 3v正（N2）＝v正（H2）B v正（N2）＝v逆（NH3）C 2v正（H2）＝3v逆（NH3）D v正（N2）＝3v逆（H2）8．某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应A （g）＋2B（g）2C（g）。