第21讲《化学平衡》

讲

化学平衡
考 向 互 3．[2010· 安徽卷]反应2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 动 探 2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0在恒容密闭容器中进行，平衡时， 究 其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大( )
[解析] × 该反应为放热反应，升高温度反应逆向移 动，化学平衡常数减小。
＝
各组分 发生移动
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考 向 互 动 探 究
自主提问 对可逆反应N2＋3H2 2NH3，若某一时 刻，v正(N2)＝v逆(NH3)。此时反应是否达到平衡状态？
考 向 互 动 探 究 典 型 易 错 必 纠 教 师 备 用 习 题

第21讲 化学平衡
考纲要求
1.了解化学反应的可逆性。 2.了解化学平衡建立的过程。理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。
网络导图
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考 向 互 动 探 • ► 究
• • •
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探究考向一 可逆反应与化学平衡状态 • —— 知 识 梳 理 —— 1．可逆反应 (1)可逆反应定义解读
提醒 可逆反应方程式中不用“===”表示，而应用 ”表示。
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点燃 2H2O和2H2O ===== 通电 自主提问 反应：2H2＋O2 ===== 2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？
[答案] 提示：不是可逆反应，因为反应条件不同。
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(2)常见的可逆反应
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考 向 自主提问 是否存在：“温度改变，化学平衡常数不改 互 动 变的可逆反应”？为什么？ 探 [答案] 提示：不存在。凡是化学反应都伴随着能量变 究
化，不是吸热，就是放热。
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考 向【触摸高考】 高考选项正误判断 互 1.[2013· 安徽卷] 反应 SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g) 动 探 ＋S(l) ΔH<0，其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的 究 平衡常数不变( )
②稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写 在平衡常数关系式中。如： － ＋ 2－ Cr2O2 ＋ H O 2CrO ＋ 2H ， 7 2 4
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考 向 ③非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加的反 互 动 应，此时的水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡常数 探 表达式中。如酒精和醋酸的反应： 究 C H OH＋CH COOH CH COOC H ＋H O
2．[2011· 海南化学卷]对于可逆反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)， 在温度一定时，由H2(g)和I2(g)开始反应，达到平衡时，正逆反应 速率相等( )
[答案] √
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3 ． [2013· 安 徽 卷 ] 反 应 2NH3(g) ＋ NO(g) ＋ NO2(g) 2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0 在恒容密闭容器中进行， 单位时间内消耗 NO 和 N2 的物质的量之比为 1∶2 时，反应达到平衡( )
[解析] √ NO与N2的化学计量数之比为1∶2，当两者 消耗的量为1∶2时表示v正＝v逆，说明已达平衡。
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考 —— 核心突破 —— 向 互 1．化学平衡状态的判断 动 探 举例反 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 究 应 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即 平衡 v正＝v逆 不一定平 正逆反 在单位时间内消耗了n mol B， 同时生成p mol C，均指v正 衡 应速 率的 vA∶vB∶vC∶vD＝ 不一定平 关系 m∶n∶p∶q，v正不一定等 衡 于v逆 在单位时间内消耗了n mol B，
开始，达到化学平衡时，任何相同物质的 ____________(体积分数、质量分数或物 质的量分数)都相同的化学平衡互称等效 平衡。两平衡状态间要互为等效平衡满足 四点：①同一条件；②同一可逆反应；③ 仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方 向可以不同)；④平衡时相应物质在各自 平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)
[解析] √ 化学平衡常数只与温度有关，温度不变， 化学平衡常数不变。
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考 向 2．[2013· 天津卷] 如图 7 －21－1 所示曲线表示反应 互 动 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0 正、逆反应的平衡常数 探 K 随温度的变化( ) 究
[解析] √ 该反应为放热反应，升温平衡逆向移动， 正反应的K减小，逆反应的K增大。
[答案]提示：不是平衡状态。因为对于同一反应用不同 反应物表示反应速率时，反应速率与方程式中的各物质的 化学计量数成正比。v正(N2)＝v逆(NH3)时，正、逆反应速率 并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为 2v正(N2)＝v逆(NH3)。
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考 向 3．等效平衡 互 动 相同条件下，同一可逆反应体系，不 逆反应 探 正反应 开始，还是从________ 究 管反应从________ 百分含量
两次平衡时各组
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—— 典例精析 ——
例1 [2012· 天津卷] 已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) － ΔH＝－197 kJ· mol 1。向同温、同体积的三个密闭容器中 分别充入气体：(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和 0.5 mol O2；(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达到平衡 时，下列关系一定正确的是( ) A．容器内压强p：p甲＝p丙>2p乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙>2m乙 C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙>k乙 D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙
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[解析] A 若平衡不移动，则W的浓度应为原平衡状 态的2倍，而实际上为1.8倍，说明压缩体积的过程中平衡 向逆反应方向移动了，故X的转化率减小、Z的体积分数也 减小，(a＋b)<(c＋d)。
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浓度幂之积 浓度幂之积 的比值是一个常数， 物______________ 与反应物______________ K 表示。 用符号_____ 2．数学表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在
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考 向 互 举例反 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 动 应 探 究 m＋n≠p＋q时，总压强一定 平衡 (其他条件不变) 压强 m＋n＝p＋q时，总压强一定 不一定平 (其他条件不变) 衡 温度
颜色
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 当体系的颜色(反应物或生成 物有颜色)不再变化时
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[解题技巧] 虚拟过程法常用于解决化学平衡移动或等 效平衡问题，如本题中对于乙可以虚拟为甲达平衡后从其 中将各种物质各抽取出一半或虚拟为甲达平衡后将其体积 扩大一倍来分析其压强变化或转化率变化等。
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变式题 [2012· 西北师大附中] 在密闭容器中发生反 应：aX(g)＋bY(g) cZ(g)＋dW(g)。反应达到平衡后， 将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡后，W的 浓度为原平衡状态的1.8倍，下列叙述正确的是( ) A．X的转化率变小 B．(a＋b)>(c＋d) C．Z的体积分数变大 D．平衡向正反应方向移动
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—— 核心突破 ——
1．有关化学平衡常数的注意事项 (1)平衡常数只与温度有关，与其他因素无关。即在一 定温度下，不论反应物的初始浓度如何，也不管反应是从 哪一个方向进行的，化学平衡常数是一定值。 (2)若可逆反应正反应为吸热反应，升高温度，平衡正 移，K值增大；降低温度，平衡逆移，K值减小。若可逆反 应正反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，K值减小； 降低温度，平衡正移，K值增大。 (3)对一定温度下的可逆反应而言，在建立平衡的整个 过程中，反应在平衡状态时的转化率最大。
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考 向【触摸高考】 高考选项正误判断 互 1．[2012· 安徽卷] 反应SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l) 动 探 ΔH<0在恒容的密闭容器中进行，平衡前，随着反应的进行，容 究 器内压强始终不变( )
[解析] × 反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压 强逐渐变小。
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2NO2 N2O4 I2＋H2 2HI Cl2＋H2O HCl＋HClO 此外，还有弱电解质的电离平衡、强酸弱碱盐和强碱 弱酸盐的水解平衡等，大多数有机反应也是可逆反应。
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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 相等 ，反应体系中所有参加反应的物质的_______ 浓度 保 速率________ 持不变的状态。 (2)化学平衡状态的特点 可逆
一定温度下达到平衡时，K＝________ 。
• ► 探究考向二 化学平衡常数 • —— 知 识 梳 理 —— 1．概念 •在一定温度下，一个可逆反应达到______________ 化学平衡状态 时，生成