2018高三化学平衡状态及平衡移动

第26讲
【考纲要求】
化学平衡状态
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2.掌握化学平衡的特征，能利用化学平衡常数进 行相关计算。 3.理解外界条件(如浓度、温度、压强、催化剂等) 对反应速率和化学平衡的影响。能用相关理论解 释其一般规律。
4 ．了解化学平衡的调控在生产、生活和科学研
究领域中的作用。
无催化剂
0
t
化学平衡移动图像分析 ．某温度下，在密闭容器中 SO2、O2、SO3 三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对
反应[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，ΔH< 0]的正、逆反应速率的影响如图所示：
C 填序号，下同)，平衡________ 不 移动。 (1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(
2．某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，①若化学反应速率改变，平衡一定发生 移动吗？②若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？
答案 ①不一定，如反应前后气体分子数不变的反应，增大压强或使用催化剂， 速率发生变化，但平衡不移动。
②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使 v 正≠v 逆才发生移动的。
例1.下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已经达到平衡状态的是（１）（５）（６）（７）（８）
⑴单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA ⑵一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成 ⑶反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=2ひ(D2) ⑷C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1 ⑸[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化 ⑹温度、体积一定时，容器内的压强不再变化 ⑺条件一定时，混合气体的平均相对分子质量 不再变化 ⑻、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化 ⑼、百分组成 B2% = C2% = D2%
例2. 在一定温度下，恒容密封容器可逆反应：
Ｈ2(气)+Ｉ2(气) 2ＨＩ(气)达到平衡的标志是()
(1)Ｈ2、Ｉ2、ＨＩ的浓度相等
(2)容器中的压强不再随时间变化
(3)单位时间内生成nmol的Ｈ2同时生成2nmol的Ｈ
Ｂ
(4) Ｈ2、Ｉ2、ＨＩ的浓度之比为1:1:2
(5) 混合气体的密度不随时间变化
②若同等倍数地增大反应物的量，平衡右移，反 应物的转化率与反应条件及气体反应物的化学计 量系数有关。 A、若恒温恒压条件下，各反应物的转化率都不变。 （原因：构成了等效平衡) B、若恒温恒容条件下， m+n=P+q,各反应物转化率不变(等效平衡） m+n<p+q,各反应物转化率都减小 m+n>p+q,各反应物转化图1 图2
图3
图4
aA(g)+bB(g)
正向移动
cC(g)
逆向移动
△H>0升温
△H>0降温
逆向移动
正向移动
△H<0升温
△H<0降温
催化剂对化学平衡的影响图像
V
速 率
V
速 率
V正 V逆 0
′ ′ V逆 = V正
V正
V逆 ′= V正 ′ V逆
加入正催化剂
t时间
0
加入负催化剂
t时间
深度思考 知识梳理 · 题型构建 深 度思 考
1．反应 2H2O ＝ 2H 2↑＋O2↑是否为可逆反应？ 点燃 答案 不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。
催化剂
电解
2．向含有 2 mol 的 SO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2＋O2 加热 2SO3，充分
< mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)， 反应后生成 SO3 的物质的量______2 > mol，转化率________100% < SO2 的物质的量______0 。
②可是温度越低，反应速率越小，达到平衡所需 要的时间越长，因此温度也不宜太低。 ③催化剂要在一定温度下催化活性最大。 综合以上因素:实际生产中温度一般选择在 400～5000C左右（主要考虑催化剂的活性）。
3、用不用催化剂？
分析: 经济效益和社会效益要求化学反应速度要快， 原料的利用率要高，单位时间的产量要高。 实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂 （铁触媒），它在400～5000C时活性最高。
A ，平衡向________ 逆反应 (2)升高温度对反应速率影响的图像是________ 方向移动。
D ，平衡向________ 逆反应 (3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________ 方向移动。
B ，平衡向________ 正反应 (4)增大 O2 的浓度对反应速率影响的图像是__________ 方向移动。
练习：反应H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g) 在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件， 能否引起平衡移动？CO的浓度有何变化？
①增大水蒸气浓度 ③增加H2浓度 ②加入更多的碳
①平衡正向移动，CO浓度增大 ②平衡不移动，CO浓度不变 ③平衡逆向移动，CO浓度减小 小结：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度， 也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不 移动。
三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业 合成氨条件的选择
问题1：写出合成氨的化学反应方程式，并 说明这个反应有什么特点？ N2+3H2
特点： a、可逆反应
2NH3 △H＝－92.4kJ· mol－1
b、正反应放热
c、正反应是气体分子数目减小的反应。
1、压强怎么选？
分析：
①合成氨反应是气态物质系数减小的气体反应， 增大压强既可以增大反应速率，又能使平衡正向 移动，所以理论上压强越大越好。
（3）温度
升高温度平衡向吸热反应方向移动
降低温度平衡向放热反应方向移动
（4）催化剂对化学平衡的影响
催化剂同等程度的改变正、逆反应速率
使用催化剂，平衡不移动。
正催化剂能缩短平衡到达的时间
知识梳理·题型构建
I
考点二
化学平衡的移动
(2)勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应
⑧恒容气、固混合物反应，气体密度不变。
二、平衡移动原理
浓度、温度、压强发生改变
原平衡
V正 = V逆
条件改变 原平衡被破坏
自发
新平衡
V”正 = V”逆
V’正 ≠ V’逆
“自发”的特点。
新平衡与旧平衡的改变。
I 考点二 ·题型构建 化学平衡的移动 知识梳理
3．化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 (2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平 衡移动。 (3)v正<v逆：平衡向逆反应方向移动。
充入惰性气体
原平衡体系――――― →体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平 衡不移动
化学平衡的移动 I 考点二 ·题型构建 知识梳理 ②恒温、恒压条件
(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时， 应视为压强的影响。
知识梳理 ·题型构建 深度思考 深 度思考
1．v 正增大，平衡一定向正反应方向移动吗？ 答案 不一定。只有 v 正>v 逆时，才使平衡向正反应方向移动。
还可以表示两边气体分 还可以表示两边气体分 子数相等的反应 加压 子数相等的反应 减压
aA
转化率——时间——压强曲线 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) aA P1 1.01107Pa
1.01106Pa
P2
0
t m+n = p+q
0
t m+n < p+q
等温、等压条件下有无催化剂图像 aA 有催化剂
4、原料气的充分利用
增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小 生成物的浓度可以使平衡正向移动。从化学平衡 的角度分析，在氮气和氢气的物质的量比为1：3 时，平衡转化率最大，但是实验测得适当提高N2的 浓度，即N2和H2的物质的量比为1：2.8时，更能促 进氨的合成。 实际生产中的处理方法：及时将气态氨冷却 液化分离出去；及时将氮气和氢气循环利用，使 其保持一定的浓度。即N2和H2的物质的量比为1：2.8
深度思考 知识梳理 · 题型构建 深 度思 考
3．改变条件，平衡向正反应方向移动，原料的转化率一定提高吗？ 答案 不一定，不能把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当 反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一种反 应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高。 4．升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率 会减小吗？ 答案 不会。因为升高温度 v 吸和 v 放均增大，但二者增大的程度不同，v 吸增大的 程度大于 v 放增大的程度，故 v 吸和 v 放不再相等，v 吸>v 放，原平衡被破坏，平衡 向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。
(6)气体的总物质的量不再变化
小结：化学平衡的标志 本 ①（ひ正=ひ逆）速率一定有两个不同方向，
质 标 志
没有方向不能说明 。 ② 各成分的百分含量保持不变 ③ 各物质的浓度不变
特 征 标 志
④ 各物质的转化率不变 ⑤ 恒容气体体积前后不相等的反应, 压强保 持不变，混合气体平均相对分子质量不变。 ⑥对于有颜色物质参加或生成的可逆反应， 颜色不变。 ⑦对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变。
的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
I ．几种特殊情况 知识梳理·题型构建
考点二
化学平衡的移动
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其
“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量， 对化学平衡没影响。