1、7-2化学平衡状态 化学平衡的移动 1化学平衡研究的对象可逆反应(1)概念：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：三同一小。三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。一小：任一组分的转化率都_100%。(3)表示方法：在化学方程式中“_”表示。可逆反应和化学平衡状态相同 正 逆 小于 2化学平衡状态(1)概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率_，反应物的浓度和生成物的浓度_，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。(2)建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭
2、容器中。反应过程如下：相等 不再改变 以上过程可用如图表示：(3)特征：1在密闭容器中进行如下反应：X2(g)Y2(g)=2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()AZ为0.3 mol/L BY2为0.4 mol/L CX2为0.2 mol/LDZ为0.4 mol/L解析 本题考查化学平衡的计算。用极值法：当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/
3、L，则0X20.2 mol/L，0.2 mol/LY20.4 mol/L，0Z 正反应 逆反应(2)压强。若 abm增大压强，平衡向_的方向移动；减小压强，平衡向_的方向移动。若 abm改变压强，平衡_移动。(3)温度。升高温度，平衡向_方向移动；降低温度，平衡向_方向移动。(4)催化剂：使用催化剂，因其同等倍数地改变正、逆反应速率，平衡不移动。气体体积减小 气体体积增大 不 逆反应 正反应 5勒夏特列原理(1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡将向着_的方向移动。(2)适用：该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡；这种减弱并不能消除外界条件的变
4、化。能够减弱这种改变 一、条件改变对化学平衡移动方向的影响 1下列叙述中能肯定判断化学平衡发生了移动的是()A体系中气体的密度发生变化 B体系中各组分的物质的量浓度发生变化 C体系中各组分的体积分数发生变化 D正反应和逆反应速率均发生变化解析 对于气体分子数不变的反应，压缩体积平衡不移动，但密度、浓度、压强会增大，故反应速率会加快，A、B、D项错；各组分的体积分数改变，平衡发生了移动，C项正确。答案 C解析 A项，温度不变，K不变，错误。答案 A2一定温度下的密闭容器中，反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡。缩小容器容积，对反应产生影响的叙述不正确的是()A使平衡常数 K 增大
5、B使平衡向正反应方向移动C使 SO3 的浓度增大D使正反应速率大于逆反应速率3某温度下，在一容积可变的容器里，反应 2A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，A、B 和 C 的物质的量分别为 4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是()A充入 1 mol 稀有气体氦(He)，平衡不移动B充入 A、B、C 各 1 mol，平衡将向正反应方向移动C将 A、B、C 各物质的量都减半，C 的百分含量不变D加入一定量的 A 气体达到平衡后，C 的百分含量一定增加解析 恒压时充入稀有气体，相当于对平衡体系减压，平衡向气体体积扩大的方向(正向)移动；若按A、B和C的物
6、质的量之比为424再投料，则与原平衡等效，平衡不发生移动(C选项正确)；当充入A、B、C各1 mol时，平衡将向逆反应方向移动；该反应为分解反应，则恒压条件下再加入A时，平衡不发生移动。答案 C4工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g)高温Si3N4(s)12HCl(g)Hv(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。(2)不要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，而本身转化率降低。2“惰性气体”对化学
7、平衡的影响(1)恒温、恒容条件：原平衡体系充入惰性气体体系总压强增大，但各反应气体的分压不变体系中各反应成分的浓度不变平衡不移动。(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 反 应 成 分 的 浓 度 同 倍 数 减 小(等 效 于 减 压)二、条件改变时化学平衡移动结果的影响5在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的 X、Y，发生反应mX(g)nY(g)HQ kJmol1。反应达到平衡时，Y 的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：气体体积/Lc(Y)molL1温度/1241001.000.750.532001.200.900.6330
8、01.301.000.70 下列说法正确的是()Amn BQ0 C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项错误。答案 C6对于以下三个反应，从正反应开始进行达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl
9、3(g)Cl2(g)再充入 PCl5(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率_，PCl5(g)的百分含量_。(2)2HI(g)I2(g)H2(g)再充入 HI(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，HI 的分解率_，HI 的百分含量_。(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入 NO2(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_，NO2(g)的百分含量_。正反应 减小 增大 正反应 不变 不变 正反应 增大 减小 1判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。2压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，
10、平衡才有可能移动。3化学平衡移动的目的是“减弱”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 MPapn(乙)n(丙)Bn(甲)n(丙)n(乙)Cn(乙)n(丙)n(甲)Dn(乙)n(甲)
11、n(丙)解析 根据题意，以甲容器为参照物，设达到平衡时，甲容器中CO的物质的量为n mol。乙容器相当于在甲容器基础上增加反应物浓度，平衡正向移动，平衡时CO的物质的量大于nmol；丙容器相当于在甲容器基础上增加生成物浓度，平衡逆向移动，平衡时CO的物质的量小于n mol。答案 D2已知：t 时，2H(g)Y(g)2I(g)H196.6 kJmol1，t 时，在一压强恒定的密闭容器中，加入 4 mol H 和 2 mol Y 反应，达到平衡后，Y 剩余 0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入 1 mol 气态的 I 物质，t 时达到新的平衡，此时 H 物质的物质的量 n(H)为()A0.
12、8 mol B0.6 mol C0.5 mol D0.2 mol解析 本题考查恒温恒压条件下等效平衡原理。根据反应式知，“4 mol H 和 2 mol Y 反应达到平衡后，Y 剩余 0.2 mol”，即 Y 转化了 1.8 mol，根据化学计量数之比，H 必转化了 3.6 mol，即 H 的转化率等于 Y 的转化率1.8 mol2 mol 100%90%。2H(g)Y(g)2I(g)起始()4 mol 2 mol 0起始()4 mol 2 mol 1 mol起始()5 mol 2.5 mol 0该可逆反应在恒温、恒压条件下反应，按起始()与起始()投料能达到同一平衡状态，而起始()与起始()
13、达到的平衡状态为等效平衡，即平衡时 H 的转化率相等，故达到新平衡时剩余 H 的物质的量为n(H)5 mol(190%)0.5 mol。答案 C3在一定温度下，把 2 mol SO2和 1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O2催化剂2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表初始加入的 SO2、O2和 SO3 的物质的量(mol)。如 a、b、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若 a
14、0，b0，则 c_。(2)若 a0.5，则 b_和 c_。(3)a、b、c 必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含 a 和 c，另一个只含 b 和 c)：_、_。2 0.25 1.5 ac2 c2b1解析 在其他条件不变时，改变平衡体系中有关物质的量，使之平衡状态相同。解题思路是：有关物质的量不论取何值，都把它转化成最初给定的物质的量。若其值与题干给出的量相同，则符合题意。(1)2 mol SO3 相当于 2 mol SO2 和 1 mol O2。(2)0.5 mol SO2 与 0.25 mol O2 反应生成 0.5 mol SO3，再加上 1.5 mol SO3，其 SO
15、3 的物质的量是 2 mol，同(1)。(3)若 SO2 与 SO3 的物质的量之和等于 2 mol，相当于原来加入的 2 mol SO2。c mol SO3 分解得c2 mol O2，若c2b1，两者之和等于初始氧气的量就符合题意。4有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入 2 mol N2、3 mol H2，反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成 NH3的物质的量为 m mol。(1)相同温度下，在乙中加入 4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成 NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择
16、，只填选项字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成 NH3的物质的量为_mol。A小于 m B等于 m C在 m2m 之间 D等于 2m E大于 2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入 1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入_mol N2和_mol H2。D E 0.5 0 解析 (1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的
17、物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5)mol0.5 mol，H2为(1.51.5)mol0 mol。等效平衡规律(1)对于恒温、恒容条件下体积变化的反应。如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。(2)对于恒温、恒容条件下体积不变的反应。如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡是等效的。(3)对于恒温、恒压条件下的可逆反应(体积变化的反应或体积不变的反应)。如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。特别提醒 三种情况下的等效均指平衡混合物中各组分的百分含量保持不变。实际上三种等效是有差别的，第1种情况是绝对等效(包括浓度、密度、相对分子质量等都相等)，而第2种和第3种情况下，物质的量存在倍数关系。
