1、第22讲化学平衡状态化学平衡的移动 一、化学平衡状态1可逆反应(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。(2)符号：可逆反应用“”符号，而不用“=”表示。(3)特点：在相同条件下，正、逆反应同时进行，平衡时反应物的转化率小于100%。2化学平衡的建立(1)概念：在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组分的浓度或质量分数保持不变的状态，称为化学平衡状态。(2)化学平衡的建立过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始时v(正)v(逆)反应物浓度最大，生成物浓度为零反应过程中v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大反应物浓度
2、逐渐减小，生成物浓度逐渐增大平衡状态时v(正)v(逆)0各组分的浓度不再随时间的变化而变化(3)化学平衡的特点二、化学平衡的移动1化学平衡移动的过程2化学平衡移动(1)化学平衡发生移动的根本原因：外界条件的改变造成了v正v逆，其具体情况如下：v正v逆，平衡向正反应方向移动。v正v逆，平衡不移动。v正v逆，平衡向逆反应方向移动。(2)平衡移动原理勒夏特列原理内容：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。具体应用若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：续表改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向温度升高温度向吸热反
3、应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v(正)、v(逆)，平衡不移动1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)2H2O2H2O2为可逆反应。()错因：相同条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应，才是可逆反应。(2)恒温恒容下，反应A(g)B(g)C(g)D(g)体系压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态。()错因：该反应反应前后气体的总体积为定值，恒温、恒容时，无论反应是否达平衡，其压强均不变。(3)达到化学平衡状态指的是反应停止了，不再反应了。()错因：化学平衡是一种动态平衡，反应并没有停止。(4)对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，若每消耗1 m
4、ol O2，同时生成2 mol SO2，则平衡正向移动。()错因：对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，每消耗1 mol O2，同时生成2 mol SO2时，说明v正v逆，该反应达平衡状态。(5)对于反应I2(g)H2(g)2HI(g)，若使体系颜色变浅，则平衡一定正向移动。()错因：对于反应I2(g)H2(g)2HI(g)增大体系体积，体系颜色变浅，但平衡不移动。(6)对于反应2A(g)B(g)2C(g)，当v正(A)v逆(B)时，平衡不移动。()错因：当v正(A)2v逆(B)时，平衡不移动。(7)合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。()错因：催化剂
5、不能改变平衡移动的方向，使用催化剂可改变反应速率。2教材改编题(据人教选修四P32T5)一定温度下，对可逆反应A(g)2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是()A单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol CB容器内B的浓度不再变化C混合气体的物质的量不再变化DA的消耗速率等于C的生成速率的倍答案B解析每消耗a mol A必然生成3a mol C；该反应前后气体的总物质的量是不变的；当A的消耗速率等于C的消耗速率的倍时，反应达到平衡状态。3(2019四川成都高三一诊)草酸(H2C2O4)在工业上可作漂白剂、鞣革剂，也是实验室常用试剂。现将0.50 mol无水草酸放入
6、10 L的密闭容器中，分别在T1、T2时进行反应H2C2O4(g)H2O(g)CO(g)CO2(g)(体系内物质均为气态)，测得n(H2C2O4)随时间变化的数据如下表：(1)温度：T1_T2(填“”“”“解析(4)根据表格数据，T2时，反应至20 min时反应达到平衡，再加入0.5 mol H2C2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，反应达到平衡时H2C2O4的物质的量0.36 mol。考点可逆反应的特点解析 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) 0.2 molL1 0.2 molL1 0.2 molL1 0 0.1 molL1 0.4 molL1 0.4 molL1 0.3 molL
7、1 0A项，由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4 molL1，故A错误；B项，SO2与SO3浓度不会均为0.15 molL1，只能一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，故B错误；C项，由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4 molL1，大于0，则可能为0.25 molL1，故C正确；D项，根据原子守恒，c(SO2)c(SO3)0.4 molL1，故D错误。答案C极端假设法确定物质的浓度范围1原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时存在。2假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。如可逆反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)的
8、起初浓度：c(X2)0.1 mol/L，c(Y2)0.3 mol/L，c(Z)0.2 mol/L，一定条件下达到平衡时，各物质的浓度范围的判断方法：假设反应正向进行到底： X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为：0c(X2)0.2 molL1；02 molL1c(
9、Y2)0.4 molL1；0c(Z)0.4 molL1。1(2019安徽宣城高三期末调研)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A5.6 g铁与稀硝酸反应，转移电子数一定为0.3NAB密闭容器中，1 mol N2和3 mol H2催化反应后分子总数大于2NAC3.2 g N2H4中含有共用电子对的总数为0.6NAD室温下，pH1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H答案B解析5.6 g铁与稀硝酸反应生成硝酸铁或硝酸亚铁，A错误；N2与H2生成氨气的反应为可逆反应，B正确；N2H4分子中含有5个共价键，3.2 g N2H4的物质的量是0.1 mol，所以含有共用电子对的总数为0.5NA
10、，C错误；根据ncV，没有溶液体积，不能计算溶质物质的量，D错误。2一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()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0c10.14 molL1答案D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v生成(Y)v生成(Z)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1，D正确。考
11、点化学平衡及其特点解析单位时间内生成n mol O2必然生成2n mol NO，同时消耗2n mol的NO2，而同时生成2n mol NO2，故v正(NO2)v逆(NO2)，故正确，不正确；用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比等于化学计量数之比，恒为221，不一定是平衡态，错误；三种气体中仅NO2有颜色，颜色不改变，说明c(NO2)不再发生变化，故能说明；混合气体的m、V都是定值，所以无论什么状态都为定值，不正确；混合气体的m为定值，但n(混)是变量，因此正向进行时n增大，减小，逆向进行时n减小增大，当不变时，说明反应正向、逆向进行的程度相同，即反应达平衡。答案A判断化学平
12、衡状态的方法如果一个量是随反应进行而改变的，当该量不变时为平衡状态；一个随反应的进行始终保持不变的量，不能作为反应是否达到平衡状态的判断依据。以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例：类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积分数一定平衡续表类型判断依据平衡状态逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A平衡，即v(正)v(逆)在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗p mol C平衡，即v(正) 等于v(逆)v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq不一定，v(
13、正) 不一定等于v(逆)在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D不一定，二者变化均表示v(逆)续表3在恒温、容积为2 L的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0。可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1311Bv正(CO2)3v逆(H2)C容器内混合气体平均相对分子质量保持不变D容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量浓度都相等答案C解析因为反应前后气体的物质的量不等，所以平均相对分子质量随着反应进行而改变，当平均相对
14、分子质量不变时，反应达到平衡。4在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：M(？)2N(g)P(g)Q(g)H0，已知M的状态未知，则反应达到平衡的标志是()当物质M、N、P的体积分数比为111时混合气体的密度不变时体系的温度不变时反应速率2v正(N)v逆(Q)时体系的压强不变时气体的平均相对分子质量不变时A B C D答案B解析若M是气体，当物质M、N、P的体积分数比不变时达到平衡状态，不变并不一定等于化学计量数之比，错误；若M是气体，反应前后密度恒定，此时混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，错误；因为是恒容绝热容器，反应过程中伴随着热效应，因而体系温度会发生变化，当温度不变时，说明
15、反应达到平衡状态，正确；v正(N)2v逆(Q)时才达到平衡状态，错误；当M不是气体时，反应前后气体体积不变，此时压强不变不能说明达到平衡状态，错误；若M是气体，反应正向进行，气体物质的量减小，气体质量不变，则气体的平均相对分子质量增大，若M不是气体，反应正向进行，气体质量增大，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量增大，因而无论M是什么状态，当气体的平均相对分子质量不变时均可说明反应达到平衡状态，正确。考点化学l平衡移动及影响因素解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。答案B1正确地理解和应用勒夏特列原理化学平衡移动的目的是“减
16、弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；若将体系温度从50 升高到80 ，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 T80 ；若对体系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPap60 MPa。2平衡移动的几种特殊情况(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。恒温、恒容条件：原平衡体系
17、体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件：3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。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。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)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。同倍增大c(A)和c(B)(2)反应mA(g)nB(g)qC(g)的转化率分析在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器体积，A的转化率与化学计量数有关。增大c(A)5对可逆反应：2A(s)3B(g
18、)C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率提高A B只有 C只有 D答案D解析因A是固体，其浓度可视为常数，增加A的量，平衡不移动，错；升高温度，平衡向吸热反应方向(即逆向)移动，但v(正)也增大，只是增大的程度小于v(逆)增大的程度，使v(正)nBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动答案C解析温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D错误。
