化学平衡的含义
高中化学第2章 第2节第1课时化学平衡状态化学平衡常数教案新人教版选择性必修第一册
第1课时化学平衡状态化学平衡常数发展目标体系构建1.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态的标志。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，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。
一、化学平衡状态1．化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
2．化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即：(1)逆：研究的对象是可逆反应。
(2)等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。
(3)动：化学平衡是一种动态平衡，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。
二、化学平衡常数1．浓度商对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，在任意时刻的c p C·c q Dc m A·c n B 称为浓度商，常用Q表示。
2．化学平衡常数(1)表达式对于一般的可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，平衡常数的表达式为K＝c p C·c q Dc m A·c n B。
(2)注意事项①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。
③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N 2＋3H 22NH 3，K ＝a 则有：2NH 3N 2＋3H 2，K ′＝1a 。
12N 2＋32H 2NH 3，K ″＝a 。
(3)意义K 值越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正向反应进行的程度越大→反应进行得越完全→反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。
高中化学选择性必修1化学平衡
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。
化学平衡状态标志和判断
分析：该反应是一个气体体积不变的反应， 在任何情况下，混合气体的质量、物质的量， 平均相对分子质量保持不变，在恒容下，气体 的密度保持不变；在恒温、恒容下，气体压强 很难不变。反应混合物中只有I2(g)有颜色，混 合气体的颜色不变，说明I2(g)的浓度不变，反 应达到平衡。
答案：C D
注意：对于反应前后气体体积不变的反应，通
常不能用物质的量、容器的压强，气体的密度
平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状
态的标志。
化学平衡状态标志和判断
练习2：在一定条件下，反应 2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡状态 的标志是（ ）
A 单位时间内生成2n molA，同时生成n molD
一、教学目的： 1、了解化学反应的可逆性，理解化 学平衡的涵义。 2、掌握达到平衡的标志。 3、学会判断化学反应是否达到平衡。 4、掌握等效平衡的一些知识。
化学平衡状态标志和判断
一、化学平衡的概念。
在一定条件下的可逆反应里，正反应 和逆反应速率相等，反应混合物中各 组分的浓度保持不变的状态叫化学平 衡状态。它的建立与反应途径无关， 从正反应或逆反应开始都可以建立平 衡状态。
（1）从反应混合气体的平均相对分子质量
M考虑 M m总 n总化学平衡状态标志和判断
（I）若各物质均为气体
对于非等摩反应，如2SO2+O2 2SO3，M 一定可做为平衡标志。
对 于 等 摩 反 应 ， H2+Cl2=2HCl ， M 一 定 不 能做为平衡标志。
（II）若有非气体参与，无论等摩非等摩
B 容器内的压强不随时间而变化
C 单位时间内生成n molB，同时消耗1.5n molC
化学平衡的移动,化学反应进行的方向
【重点内容】化学平衡的移动，化学反应进行的方向。
2【内容讲解】一、化学平衡的移动1、含义：可逆反应达到平衡状态后，反应条件（如浓度、压强、温度）改变，使正和逆不再相等，原平衡被破坏；一段时间后，在新的条件下，正、逆反应速率又重新相等，即V正'=V逆'，此时达到了新的平衡状态，称为化学平衡的移动。
应注意：v正'≠v正，v逆'≠v逆。
2、影响因素：（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。
在下列反应速率（v）对时间（t）的关系图象中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：①增大反应物浓度；②减小生成物浓度；③增大生成物浓度；④减小反应物浓度注：①由于纯固体或纯液体的浓度为常数，所以改变纯固体或纯液体的量，不影响化学反应速率，因此平衡不发生移动。
②增大（或减小）一种反应物A的浓度，可以使另一种反应物B的转化率增大（或减小），而反应物A的转化率减小（或增大）。
（2）压强：其它条件不变时，对于有气体参加的可逆反应，且反应前后气体分子数即气体体积数不相等，则当缩小体积以增大平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数减小的方向移动；反之当增大体积来减小平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数增大的方向移动；若反应前后气体分子数即气体体积数相等的可逆反应，达到平衡后改变压强，则平衡不移动。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在下列v－t图中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：①m +n ＞p +q，增大压强；②m +n ＞p +q，减小压强；③m +n ＜p +q，增大压强；④m +n ＜p +q，减小压强；⑤m +n ＝p +q，增大压强；⑥m +n ＝p +q，减小压强。
（3）温度：其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应（△H＞0）方向移动；降低温度，平衡向放热反应（△H＜0）方向移动。
物理化学化学平衡
在定温定压不作其它功的条件下， rGm的正负可以指 示化学反应能够进行的方向。
严格来讲 不能直接指示反应的方向，但是许多时
候可以作为 一rG个m 指示方向的重要物理量。
例如：氨合成反应
1 2N 2(g)3 2H 2(g)N H 3(g) 在400℃时,反应的标准吉布斯函数变化为24.2
2.反应系统的吉布斯函数 为什么化学反应总有一定的限度？
这是由于反应系统吉布斯函数变化规律决定的。 假设有一最简单的理想气体反应
A(g) = B(g)
若反应起始时，系统中只有1mol的纯A，只要化学
势μA大于μB，反应就可以正向进行。 当反应进行到反应进度为 时，A的物质的量应为(1
－ )，B的物质的量应为 。此时反应系统的吉布
其 中 Q pp pG 'A ' //p p
g a
pH ' /p pB ' /p
h
被 称 为 “ 分 压 商 ”
b
上式称为范特霍夫(van΄t Hoff)等温方程。应当注意的 是式中pB和p’B的含义是不同的，pB是指平衡时的分 压， p’B是指任意状态时的分压。
推广到任意化学反应，只需用aB代替pB/p。
f Gm,B
3.反应 r的Gm和标准平衡常数的求算
由上可知，利用物质的标准生成吉布斯函数数据可
以求算反应的 rG。m
除此之外，反应的 如：
rG还m 可以通过其它方法求算。例
abcd))))通通用 通过过己过反测知电应定反池的反应的应的标的准 和r标电SrmG计准动m算平势来所衡E计rH要常来算m研数计究来算反计应算 r。的GmrGrmGm rGm
第6章 化学平衡
种物质的量及浓度的关系，以指导工业生产，此即研究
化学平衡的主要目的。
6.1 化学平衡与平衡常数
一、化学反应的可逆性
在一定温度下，一个化学反应既可以按照方程 式从左到右进行，也可以从右到左进行，这就是 化学反应的可逆性。例如
CO(g) + H2O (g) N2O4(g)
CO2(g)+H2(g) 2NO2
K
1 Kp p
Δn
697752.45Pa =6.98 5 110 Pa
6.2 标准平衡常数Kθ与化学反应的 标准自由能变（△rG m）的关系
一、标准平衡常数与化学反应的方向 对于反应：aA + bB gG + hH， 若为液相反应 若为气相反应
Q定义为某时刻反应熵。
2. 若将2个方程式相减， 则：
例. SO2+ ½ O2 = SO3 (1) △G ø1 = -70.9 kJ.mol-1 , K1 ø = 2.8 ×1012 NO2 = NO + ½ O2 (2) △G ø2 = +35.3 kJ.mol-1 , K2 ø = 6.3×10-7 方程(1) + (2) ： SO2+ NO2 = NO + SO3 △G ø，K △G ø = △G ø 1 +△G ø2 = -35.6 kJ.mol-1 K ø = K1 ø K2 ø = 1.8 ×106
6.3 化学平衡的移动
条件改变使平衡态变化
浓度 压力 温度
一、浓度对化学平衡的影响
在恒温条件下增加反应物减小生成物浓度， 平衡向正反应方向移动；相反，减小反应物浓 度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
高考化学大一轮复习 专题7 第22讲 化学平衡的移动
则总反应的ΔH_＜__(填“＞”“＝”或“＜”)0。
解析 答案
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在 上图画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说 明理由：_温__度__相__同__的__条__件__下__，__增__大__压__强___，__平__衡_ _右__移__，__α_H_C_l增__大__，__因__此__曲__线__应__在__原__曲__线__上__方__。 答案 见下图
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系
产生的影响是__C_D__(填字母)。 A.c(H2)减小 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢 C.反应物转化率增大 D.重新平衡cCcHH3O2H减小
解析 该反应为正向气体分 子数减小的可逆反应，缩小 体 积 ， 平 衡 正 向 移 动 ， c(H2) 增大，正、逆反应速率均增 大，因而A、B均不正确。
2.平衡转化率的分析与判断方法
(1)反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们
的转化率相等。
②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)
变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
原平衡体系―充―入――惰――性――气―体→容器容积增大，各反应气体的分压减小
―→体系中各组分的浓度同倍数减小 等效于减压
正误判断·辨析易错易混 (1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化 学平衡也一定发生移动( × ) (2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大( × ) (3)合成氨反应需要使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的 方向移动，所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因( × ) (4)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正减小( × )
化学平衡的移动,化学反应进行的方向
【重点内容】化学平衡的移动，化学反应进行的方向。
2【内容讲解】一、化学平衡的移动1、含义：可逆反应达到平衡状态后，反应条件（如浓度、压强、温度）改变，使正和逆不再相等，原平衡被破坏；一段时间后，在新的条件下，正、逆反应速率又重新相等，即V正'=V逆'，此时达到了新的平衡状态，称为化学平衡的移动。
应注意：v正'≠v正，v逆'≠v逆。
2、影响因素：（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。
在下列反应速率（v）对时间（t）的关系图象中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：①增大反应物浓度；②减小生成物浓度；③增大生成物浓度；④减小反应物浓度注：①由于纯固体或纯液体的浓度为常数，所以改变纯固体或纯液体的量，不影响化学反应速率，因此平衡不发生移动。
②增大（或减小）一种反应物A的浓度，可以使另一种反应物B的转化率增大（或减小），而反应物A 的转化率减小（或增大）。
（2）压强：其它条件不变时，对于有气体参加的可逆反应，且反应前后气体分子数即气体体积数不相等，则当缩小体积以增大平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数减小的方向移动；反之当增大体积来减小平衡混合物的压强时，平衡向气体体积数增大的方向移动；若反应前后气体分子数即气体体积数相等的可逆反应，达到平衡后改变压强，则平衡不移动。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在下列v－t图中，在t1时刻发生下述相应条件的变化，则正、逆反应速率的改变情况如图所示：①m +n ＞p +q，增大压强；②m +n ＞p +q，减小压强；③m +n ＜p +q，增大压强；④m +n ＜p +q，减小压强；⑤m +n ＝p +q，增大压强；⑥m +n ＝p +q，减小压强。
（3）温度：其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应（△H＞0）方向移动；降低温度，平衡向放热反应（△H＜0）方向移动。
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化学平衡的含义
化学平衡的建立是以可逆反应为前提的。
可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。
绝大多数化学反应都具有可逆性，都可在不同程度上达到平衡。
化学平衡则是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。
可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断，μA是反应中A物质的化学势。
根据吉布斯自由能判据，当ΔrGm=0时，反应达最大限度，处于平衡状态。
根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。
化学平衡的过程（动力学角度）
从动力学角度看，反应开始时，反应物浓度较大，产物浓度较小，所以正反应速率大于逆反应速率。
随着反应的进行，反应物浓度不断减小，产物浓度不断增大，所以正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大。
当正、逆反应速率相等时，系统中各物质的浓度不再发生变化，反应就达到了平衡。
此时系统处于动态平衡状态，并不是说反应进行到此就完全停止
化学平衡的过程（微观角度）
从微观角度讲则是因为在可逆反应中，反应物分子中的化学键断裂速率与生成物化学键的断裂速率相等所造成的平衡现象。
四大化学平衡
通常说的四大化学平衡为氧化还原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、酸碱平衡。
化学平衡在分析化学中有着极为重要的应用。
化学平衡常数
化学平衡常数，是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。
化学平衡的特征
化学平衡状态具有逆，等，动，定，变、同等特征。
逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
等：平衡时，正逆反应速率相等，即v正=v逆。
（对于同一个物质，v正=v 逆数值上相等；对于不同物质，vA正：vB逆=a：b，即等于系数比）动：平衡时，反应仍在进行，是动态平衡，反应进行到了最大程度。
定：达到平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变，反应速率保持不变，反应物的转化率保持不变，各组成成份的(百分)含量保持不变。
变：化学平衡跟所有的动态平衡一样，是有条件的，暂时的，相对的，当条件发生变化时，平衡状态就会被破坏，由平衡变为不平衡，再在新的条件下建立新平衡。
同：对于一个确定的可逆反应，不管是从反应物开始反应，还是从生成物开始反应，亦或是从反应物和生成物同时开始，只要满足各组分物质浓度相当，都能够达到相同的平衡状态。
影响化学平衡的因素
影响化学平衡的因素有很多. 如压强\温度\浓度\等.（注意：催化剂不影响化学平衡，仅影响反应速率）在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,可使平衡向正反应方向移动，反之，向逆反应方向移动；对于有气体参加的反应，在其他条件
不变的情况下,增大压强，可使平衡向体积减小的方向移动，反之，向体积增大方向移动；在其他条件不变的情况下,升高体系的温度,可使平衡向吸热方向移动，反之，向放热的方向移动。
在其他条件不变的情况下,加入催化剂，化学平衡不移动。
勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
等效平衡
1．等效平衡同一可逆反应，一定条件下，当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度，达到平衡时，混合物中各组分的百分组成相等，这样的平衡称等效平衡。
2．规律与判断
（1）一般可逆反应，恒温恒容时，当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时，则建立等效平衡。
（2）一般可逆反应，恒温恒压时，当起始反应物或生成物的物质的量比（不一定要求与化学计量数比相同）相同时，即建立等效平衡。
化学平衡的移动
在化学反应条件下，因反应条件的改变，使可逆反应从一种平衡状态转变为另一种平衡状态的过程，叫化学平衡的移动。
化学平衡发生移动的根本原因是正逆反应速率不相等，而平衡移动的结果是可逆反应到达了一个新的平衡状态，此时正逆反应速率重新相等(与原来的速率可能相等也可能不相等)。
影响化学平衡移动的因素主要有浓度.温度.压强等。
（一）浓度对化学平衡移动的影响
在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，平衡向右移动；增加生成物的浓度或减小反应物的浓度，有利于逆反应的进行平衡向左移动。
单一物质的浓度改变只是改变正反应或逆反应中一个反应的反应速率而导致正逆反应速率不相等，而导致平衡被打破。
（二）压强对化学平衡移动的影响
对于气体反应物和气体生成物分子数不等的可逆反应来说，当其它条件不变时，增大总压强，平衡向气体分子数减少即气体体积缩小的方向移动；减小总压强，平衡向气体分子数增加即气体体积增大的方向移动。
若反应前后气体总分子数(总体积)不变，则改变压强不会造成平衡的移动。
压强改变通常会同时改变正逆反应速率，对于气体总体积较大的方向影响较大，（三）温度对化学平衡移动的影响
在其他条件不变时，升高反应温度，有利于吸热反应，平衡向吸热反应方向移动；降低反应温度，有利于放热反应，平衡向放热反应方向移动。
与压强类似，温度的改变也是同时改变正逆反应速率，升温总是使正逆反应速率同时提高，降温总是使正逆反应速率同时下降。
对于吸热反应来说，升温时正反应速率提高得更多，而造成v正>v逆的结果；降温时吸热方向的反应速率下降得也越多。
与压强改变不同的是，每个化学反应都会存在一定的热效应，所以改变温度一定会使平衡移动，不会出现不移动的情况。