1、课时2 化学平衡状态及其移动1了解化学反应的可逆性。2了解化学平衡建立的过程。3理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并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活、生产和科学研究领域中的重要作用。最新考纲考点一 可逆反应与化学平衡状态1可逆反应(1)定义在_条件下既可以向_反应方向进行，同时又可以向_反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都_(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“_”表示。同一正逆小于2化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应中，正
2、反应速率与逆反应速率_，反应体系中所有参加反应的物质的_保持不变的状态。(2)化学平衡的建立相等质量或浓度(3)平衡特点探究思考答案(1)在一恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是_。(2)在恒压容器中进行，达到平衡状态的标志是_。单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态答案(1)(2)【示例1】(2012上海化学
3、，六节选)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：完成下列填空：(1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为_molL1min1。(2)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_。a3v逆(N2)v正(H2)bv正(HCl)4v正(SiCl4)c混合气体密度保持不变dc(N2)c(H2)c(HCl)136思维启迪 判断化学平衡状态的根本标志：(1)化学反应速率经换算之后，同一物质的正逆反应
4、速率相等；(2)对于一个随反应进行而改变的量不再改变时则反应达到平衡状态。答案(1)0.02(2)ac【示例2】(2012山东，29节选)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：(CH3)2NNH2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(g)()(1)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)()，当温度升高时，气体颜色变深，则反应()为_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)一定温度下，反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。解析(1)温度升高，气体颜色变深，说明
5、平衡正向移动，则正反应为吸热反应。(2)该反应由正方向开始进行，且是气体体积增大的反应，恒压时，容器的体积增大，气体的密度随容积的增大而减小，达到平衡时则不变，故a对；该反应的焓变始终保持不变，与是否到达平衡状态无关，b错；n(N2O4)逐渐减小，容器容积不断变大，故v正逐渐减小，达平衡时不变，c错；该反应由正向进行，N2O4转化率逐渐增大，达平衡时保持不变，d对。答案(1)吸热(2)ad“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断1“两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。2“两标志”(1
6、)本质标志v正v逆0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1解析 平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且vY(生成)vZ(生成)应为32，B
7、不正确；由可逆反应的特点可知0c1v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。减弱这种改变答案A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变思维启迪 反应的特征；H与反应物和生成物量的关系；外界条件对化学平衡及反应速率的影响。解析A项，加入催化剂，改变反应途径，但不能使化学平衡移动，所以H不变，错误。B项，由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应
8、，所以改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，正确。C项，该反应为放热反应，升温，化学反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量应减少，错误。D项，若把该反应设计成原电池，化学能除转化成热能外，还转化成电能，所以放出的热量应减少，错误。答案B【示例4】(2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是 ()。选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析
9、 由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，平衡逆向移动，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。答案AA反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)n(O2)45B反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是逆向移动C反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动D当v正(NH3)v正(NO)11时，说明该化学反应已经达到平衡解析
10、 反应过程中，反应物和生成物的转化量之比等于其化学计量数之比。平衡时，两种反应物的转化率相等，则它们的起始投入量之比应该等于其化学计量数之比，故A正确；当加压到一定压强时，气态水变为非气态，平衡会正向移动，故B错；充入稀有气体而压强不变，相当于增大容器容积，平衡向气体体积增大的方向移动，C错；NH3、NO的正反应速率相等，与反应是否达到平衡无关，故D错。答案A2下列对化学平衡移动的分析中不正确的是 ()。ABCD解析：增加C(碳)的物质的量时平衡不移动；：当增大N2的浓度时，N2的转化率降低，H2的转化率提高；：减小反应容器的容积时，相当于增压，平衡一定向气体分子数减小的方向移动；：恒压反应容
11、器中充入稀有气体，平衡向气体分子数增大的方向移动。故均错误。答案D3(2012大纲全国卷，8)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是 ()。A增加压强B降低温度C增大CO的浓度D更换催化剂解析 特别注意：一般来说，有两种及两种以上反应物的可逆反应中，在其他条件不变时，增大其中一种反应物的浓度，能使其他反应物的转化率升高，但其本身的转化率反而降低，故C项错误；A.因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应，故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间，并不能使该平衡发生移动，因而无法提高CO的转化率；B.因该反应为放热反应，降
12、低温度能使平衡向右移动，从而提高CO的转化率；D.催化剂只能影响化学反应的速率，改变可逆反应达到平衡的时间，不能提高CO的转化率。答案B判断化学平衡移动方向的思维模型1含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。素养18“等效平衡”的原理与判断方法知 识 必 备2原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、
13、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。序号ABCD等效说明2 mol1 mol00_互为等效平衡。表现在达到平衡后各物质的_ _ _ _ _ _相同4 mol2 mol001 mol 0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol方 法 规 律物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)方法指导：等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。序号ABCD等效说
14、明2 mol1 mol00_互为等效平衡。表现在达到平衡后_ _ _相同4 mol2 mol001 mol 0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol方法指导：等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)序号ABCD等效说明2 mol1 mol00_互为等效平衡。表现在达到平衡后各物质的_ _ _ _相同4 mol2 mol001 mol0.5 m
15、ol1.5 mol 0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol方法指导：等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)(1)达到平衡时，C在混合气体中的体积分数是_(用字母a表示)。(2)在相同的实验条件下，若加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为_mol(用字母a表示)，此时C在反应混合气体中的质量分数_(填“增大”“减小”或“不变”)。当 场 指
16、 导(3)在相同实验条件下，若改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气体中质量分数不变，则还应加入C_mol。A若达平衡时，A、B、C各增加1 mol，则B的转化率将一定增大B若向平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B，C的体积分数若大于a，可断定x4C若x2，则体系起始物质的量应满足3n(B)n(A)3D若体系起始物质的量满足3n(C)8n(A)12n(B)，则可判断x4答案D等效平衡判断“四步曲”第一步，看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应不是反应前后气体体积改变的可逆反应；第二步，挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量系数之比转化成同一边的物质；第四步，联：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
