高三化学--化学平衡知识讲义及练习题

第21讲 化学平衡考点1化学平衡的理解及平衡的判定1. 定义：是指在一定条件下的 里，正反应和逆反应的 相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以 的状态。2. 化学平衡的特征：（1）化学平衡研究的对象是可逆反应；(逆)（2）达到平衡时正反应速率等于逆反应速率；(等)（3）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度 ；(定)（4）由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种 ; (动)（5）条件改变平衡会发生移动.(变)3.化学平衡状态的判定例 举 反 应m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)混合物体系中各成分的含量各物质的 物质的量或各物质的质量分数一定平衡各物质的质量或物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率相等在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A，即v(正)=v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C，即v(正)=v(逆)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生成了n mol B，同时也消耗了p mol C，因均指v(逆)不一定平衡压强m + n p + q 时，总压强一定（其他条件一定）平衡m + n = p + q 时，总压强一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均相对分子质量M rM r一定时，且m + n p + q时（非气体的不算）平衡M r一定时，且m + n = p + q时（非气体的不算）不一定平衡温度任何化学反应都伴有能量的变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡注意:“同边异，异边同”原理(平衡的判断方法之一)同一边的物质（都是反应物或者都是生成物）一个“消耗”一定量，同时另一个“生成”一定量才可以说明是达到了平衡；而两个不同一边的物质（一个是反应物而另一个是生成物）都“同时消耗”一定量或者“同时生成”一定量也可以表示达到了平衡。例1对可逆反应A2(g)B2(g) 2AB(g) 在一定条件下，达到平衡状态的标志是（ ）A、平衡时容器内各物质的物质的量比为112B、平衡时容器内的总压强不随时间而变化C、单位时间内生成2n mol AB的同时，生成n mol的B2D、单位时间内，生成n mol A2的同时，生成n mol的B2解析 平衡时容器内各物质的物质的量之比是没有规律的,只是各物质的物质的量浓度保持不变是一般规律，A错；对于反应前后气体不变的反应，容器内的总压强不随时间的变化而改变，无论是否平衡！B不能选择；对于C，D 类型需要了解六个字的“同边异，异边同”原理，对于D，如果反应向左进行，单位时间内，本来就是生成n mol A2的同时，一定生成了n mol的B2；对于C，表示反应向左进行的同时也在向右进行，而且程度相同！所以是正确的。【答案】C 方法技巧“同边异，异边同”原理是一个很实用的原理，在学习中要灵活利用！考点2化学平衡的影响因素及勒沙特列原理1.影响化学平衡的条件 主要有 和间接条件等。要注意的是：使用催化剂可以改变反应速率但是不能使化学平衡移动。因为催化剂能同等程度的改变正、逆反应的反应速率，始终有v（正）=v（逆），故不会影响化学平衡移动，但可以大大提高反应速率，缩短达到平衡的时间，从而提高生成物的产率。2.勒沙特列原理 如果改变平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就会向 的方向移动。 例2 （08天津卷）对平衡CO2（g）CO2（aq）；H= -19.75kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（ D ）A升温增压B降温减压 C升温减压D降温增压解析 增大二氧化碳气体在水中的溶解度,即使平衡向正向移动，而正向为一气体体积减少同时放热，因此可以降低温度，同时还可增大压强。【答案】D。特别提醒：改变固体或纯液体的量化学平衡不移动；恒温、恒容时，通入稀有气体，化学平衡不移动；恒温、恒压时，通入稀有气体，化学平衡向着气体分子数增大的方向移动；加入一种反应物后另一种反应物的转化率会增大，其本身的转化率反而减小；对于等体积反应，改变体系压强对化学平衡无影响。考点3化学平衡图象解平衡图象要注意识图方法，总的来说有以下几点：一看面（即横坐标和纵坐标）；二看线（即看线的走向、变化的趋势）；三看点（看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点）（重点理解）；四看辅（要不要作辅助线，如等温线、等压线）；五看数 （定量图像中有关数值的多少大小）。例3（08全国卷）已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g). H=-1025kJ/mol该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )解析根据“先拐先平数值大”的原则，选项A、B正确；根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动（即逆反应方向移动），可确定A、B正确；根据使用催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动无影响，所以选项D正确。【答案】C方法技巧化学平衡经常会以图像来考查，不仅要掌握影响化学平衡的因素及勒沙特列原理，同时还要掌握识图的方法和一些规律，如“先拐先平数值大”和“定一议二”等原则。考点4等效平衡规律 1在定温（T）、定容（V）条件下的等效平衡 在定T、V条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量相等，则两平衡等效。在定T、V条件下，对于反应前后气体分子数不改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，只要反应物（或生成物）的物质的量的比值相等，则两平衡等效。2在下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。 例4(2007 四川13) 向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO+H2O (g)催化剂高温CO2 +H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是A0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2 . C0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2 D0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2 解析 题中反应前后气体的体积不变，因此在恒温和恒容条件下是等效平衡的条件是CO和H2O (g)的物质的量之比与起始时加入的CO和H2O (g)的物质的量之比相等即可。因此只要将各个选项中的投料转化为CO和H2O (g)的物质的量，并与原平衡进行对比即可。对于A选项中的配料相当于CO有1.5mol、H2O (g)有3mol，即二者之比为12，所以此情况下的平衡与原平衡等效，即CO的体积分数仍为x；对于B选项中的配料相当于CO有2mol、H2O (g)有2mol，相对于原平衡可以认为是在原平衡的基础上又加入了1molCO，相当于平衡向右移动，但是CO的体积分数增大，即大于x；对于C选项中的配料相当于CO有0.9mol、H2O (g)有1.9mol，此投料相当于在0.9molCO和1.8molH2O (g)的平衡体系中再加入0.1molH2O (g)，而0.9molCO和1.8molH2O (g)的平衡与原平衡是等效平衡，再加入0.1molH2O (g)时平衡向右移动，CO的体积分数减小，即小于x；对于D选项中的配料相当于CO有1mol、H2O (g)有2mol，此平衡与平衡相同，所以CO的体积分数也为x。因此达到平衡时CO的体积分数大于x的只有B选项。【答案】B规律总结定温、定容时：、对于一般的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。、对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，两平衡等效。考点5 化学平衡计算和化学平衡常数 （1）“起”、“转”、“平”三步骤计算的技巧（一般表示如下：）（例题见真题1） mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) “起”始浓度： a b c d “转”化浓度： mx nx px qx“平”衡浓度： amx bnx c+px d+qx此三种浓度中，只有“转”化浓度之比等于计量数之比，常常要用平衡时候的数据求其他的值： (1)如求A物质的平衡转化率(A) (A)(2) 在恒温、等容的条件下，反应前后的压强比等于物质的量比。(3) 求B物质平衡时的体积分数(B)，(B)（2）化学平衡常数的计算和判断一定温度下，对于可逆反应，mA(g)+nB(g)pC(g)+qDg) K了解：平衡常数K只与有关；温度一定K一定平衡常数K的大小可以表示反应进行的程度；平衡常数K表达式中均为物质的量浓度，反应式不同K。 例5（08海南卷）X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于（ ）A33%B40%C50%D65%解析由可知： X+2Y2Z 起始： 1 1 0 转化： a 2a 2a 平衡： 1a 12a 2a 根据题意有： = ，a，Y的转化率最接近65%。【答案】D。参考答案考点1 化学平衡的理解及平衡的判定1. 可逆反应、速率、保持恒定2. 保持不变、动态平衡考点2 化学平衡的影响因素及勒沙特列原理 1 温度、压强、浓度2能够减弱这种改变考点3化学平衡图象考点4 等效平衡规律 1与原平衡相同 2与原平衡相同3定温（T）、定压（P）考点5 化学平衡计算和化学平衡常数1 “转”化浓度之比2、3温度、不同 w.w.w.k.s.5.