高三化学二轮专题复习 化学平衡教案

第四讲．化学平衡

一、建立化学平衡状态的标志

我们根据什么可以来判断，在一定条件下，一任意可逆反应：mA+nB pC+qD，是否达

到了化学平衡状态？（①正逆反应速率相等；②平衡混合气中各组分的体积分数不变。）

例1 在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3（气）2SO2（气）+O2（气）可用来

确定该反应已经达到平衡状态的是A

A．反应容器内，压强不随时间改变

B．单位时间消耗1molSO3同时生成1molSO2

C．单位时间消耗1molSO3同时消耗1molSO2

D．容器内混合气体的总质量不发生变化

例2 在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明可逆反应A （固）+2B（气）C（气）+D（气）ΔH<0已达到平衡状态的是CD

A．混合气体的压强B．混合气体的密

C．B的物质的量浓度D．反应放出的热量

【小结】化学平衡的判断（标志）

1．从反应速率：v正= v逆来判断。

①正逆反应的描述：

同一物质消耗和生成

反应物和生成物消耗或生成

②速率相等：

同一物质速率的数值相等

不同物质速率的数值与系数成正比即相等

2．从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。

3．从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断，与可逆反应中m+n和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关，应具体情况具体分析。

二、同一平衡状态

1.从化学平衡的概念出发，化学平衡的建立与哪些条件有关？

例1 可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500℃Fe为催化剂，三种不同

的初始态：①3molH2、1molN2，②2mol NH3，③1.5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？（三种不同的起始态的平衡混合体系中NH3的体积分数相同。）

例2 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B （气）2C（气）。已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡

混合气体中C的摩尔分数为R。若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？（C的物质的量为2a mol，C在平衡混合气体中的摩尔分数与R相等。）

【小结】

1．可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。

2．在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应：mA+nB pC+qD

当m+n≠p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；

当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。

三、勒沙特列原理的应用

什么是勒沙特列原理，在化学平衡中的具体体现有哪些？

讨论题：在密闭容器中有可逆反应：nA（气）+mB（气）pC（气）ΔH＞0处于平衡状

态（已知n+ m＞p，），则下列说法正确的是B

①升温，[B]/[C]的比值变小②降温时体系内混合气体平均分子量变小

③加入B，A的转化率增大④加入催化剂，气体总的物质的量不变

⑤加压使容器体积减小，A或B的浓度一定降低

⑥若A的反应速率为vA，则B的反应速率为vAn/m

A．①②③⑤ B．①②③④ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥

对于其他平衡体系，如：电离平衡、水解平衡、溶解平衡等，勒沙特列原理是否适用呢？

例题一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca（OH）2 Ca2++2OH-，

当向悬浊夜中加入少量的生石灰时，下列说法正确的是AC

A．溶液中Ca2+数目减少B．Ca2+浓度增大

C．溶液pH保持不变D．溶液pH增大

四、化学平衡的有关计算

在复习化学平衡的计算时，除了常规的计算方法，还应具备一些常用的数学思想，以及常用的解题方法。

1．极值思想

例题：在一定条件下，将物质的量相同的NO和O2混合，发生如下反应：2NO+O2 2NO2，

2NO2 N2O4，所得混合气体中NO2的体积分数为40％，则混合气体的平均分子量是A

A．49.6 B．41.3 C．62 D．31

2．代换思维

例题：在一真空的一定体积的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃时发生如下反应：PCl5（气）PCl3（气）+Cl2（气），反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M％。若在

同一温度和容器中，最初投入的PCl5是2 mol，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为N％，则M和N的正确关系是B

A．M＞N B．M＜N C．M=N D．无法比较

【启示】当需要比较两个相同的可逆反应的不同平衡状态时，即可采用这样的代换思维方法：

①转换为平衡移动问题；

3．差量方法

例题：在一定条件下，合成氨反应达到平衡，混合气中NH3的体积分数为25％，若反应条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是A

A．1/5B．1/4 C．1/3D．1/2

【启示】可逆反应是化学反应中的一种，反应过程中是按反应式各物质的系数比变化的，所以差量法经常应用在化学平衡的计算中。

五、综合问题

例题：在一容积固定的反应容器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.0mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为xmol，x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中间位置。

①若x=4.5，则右侧反应在起始时向______方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为____ 。（体积缩小的方向进行，3.5＜x＜7.0。＝

②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？______，其理由是______。（温度肯定不同，所以左侧中的气体A的物质的量也肯定不同。）

【启示】解化学平衡综合题，应围绕着化学平衡概念，应用平衡的基本知识来综合分析问题，解决问题。

精选题

一、选择题

1．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生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间生成a molA，同时生成3a molB

C．A、B、C的浓度不再发生变化

D．A、B、C的分子数比为1∶2∶3

2．在一真空容器中，充入10molN2、30molH2，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，在一定条件下达到平衡时，H2的转化率为25％。若在同一容器中，在相同温度下，向容器中充入NH3，欲使达到平衡时各成分的质量分数与上述平衡时相同，则起始时NH3的物质的量和达平衡时NH3的转化率为

A．15mol 25％B．20mol 50％C．20 mol 75％D．40mol 80％