1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2讲化学平衡考纲点击1理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2知道转化率的含义，认识化学平衡常数与反应限度、转化率的关系。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，并用平衡移动的观点解释有关的化学现象。一、化学平衡常数1化学平衡常数对于一般的可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下K_。K值越大，表示反应进行的程度越_，反应物的转化率也越_。K只与_有关。2反应物的平衡转化率()_或_即时训练1低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)NO(g)NO2(g)2N2(g)3
2、H2O(g)H0在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()。A平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为12时，反应达到平衡D其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大二、化学平衡的移动1定义平衡移动就是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。2外因对平衡移动的影响(1)浓度：增大反应物浓度或减少生成物浓度，平衡_移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡_移动。(2)温度：升温，平衡向_方向移动；降
3、温，平衡向_方向移动。(3)压强：对于有气体参加的可逆反应，加压，平衡向气体体积_方向移动；减压，平衡向气体体积_方向移动。(4)催化剂：对化学平衡_，但能缩短到达平衡所需的时间。【总结】勒夏特列原理：_。特别提示：(1)增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。(2)对于反应aA(g)bB(g)K若ab，增大压强，平衡正向移动。若ab，改变体系的压强，平衡不发生移动。若ab，增大压强，平衡逆向移动。(3)溶液中的离子反应，如Cr2OH2O2CrO2H，加水稀释，平衡向离子数增大的方向(即正向)移动。即时训练2可逆反应A(g)BC(g)D达到平衡时，下列说法不正确的是()。A若增
4、大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体B增大压强，平衡不移动，说明B、D必是气体C升高温度，C的百分含量减小，说明正反应是放热反应D若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大一、化学平衡常数及转化率1化学平衡常数(K)对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)一定温度下K(1)化学平衡常数的特点化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关，也与压强、催化剂等无关。由于固体或纯液体的浓度是一常数，如果有固体或纯液体参加或生成，则表达式中不出现固体或纯液体；稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数而不必出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加或生
5、成，则应出现在表达式中。表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数。 (2)化学平衡常数的应用利用K可以推测可逆反应进行的程度在一定条件下，某可逆反应的K值越大，表明化学反应正向进行的程度越大，即该反应进行得越完全。借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态若用Qc表示任意状态下，可逆反应中产物的浓度以其化学计量数为指数的乘积与反应物的浓度以其化学计量数为指数的乘积之比，则这个比值称为浓度商。将浓度商和平衡常数作比较可知可逆反应所处的状态。即QcKc体系处于化学平衡，v(正)等于v(逆)来源:高考资源网QcK
6、c反应正向进行，v(正)大于v(逆)QcKc反应逆向进行，v(正)小于v(逆)利用化学平衡常数可判断反应的热效应a若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应b若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应利用化学平衡常数可计算物质的转化率2转化率100%一般K越大，越高。【例1】N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g)H0T1温度下的部分实验数据为：t/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列说法中，不正确的是()。A当反应体系内气体的平均相对分子质量不再发生变化时则该反应达到了平衡BT1温
7、度下的平衡常数为K1125,1 000 s时转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL1，则T1T2DT1温度下的平衡常数为K1，若维持T1温度不变，增加体系压强，达到新平衡时，平衡常数为K2，则K1K2方法归纳化学平衡常数及其计算一般有以下三种题型：(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率。(2)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数。来源:学|科|网Z|X|X|K(3)已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度和转化率。二、化学平衡状态的影响因素1化学平衡状态的影响因素影响平衡移动的因素有浓度、温度、压强。已达平衡的可逆反应，如果
8、改变影响平衡的一个条件，平衡就向着减弱这种改变的方向移动。2影响平衡移动的具体条件(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。(3)对于气体分子数无变化的反应，如：H2(g)I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。(4)恒容时，通入稀有气体，压强增大，但平衡不移动。恒压时，通入稀有气体，压
9、强虽不变，但体积必然增大，反应物和生成物的浓度同时减小，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。(5)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，可视为压强的影响。(6)在恒容的容器中，当改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强改变，但判断平衡移动的方向时，应仍从浓度影响的角度去考虑。3平衡移动的分析应用上述规律分析问题时应注意：(1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v(正)v(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，只会使另一种反应物的转化率提高，该反应物的转化
10、率反而降低。【例2】(双选)在一个不导热的密闭反应器中，只发生如下两个反应：a(g)b(g)2c(g)H10x(g)3y(g)2z(g)H20进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是()。A等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B等压时，通入z气体，反应器中温度升高C等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D等容时，通入x气体，y的物质的量浓度增大方法归纳稀有气体对反应速率和化学平衡的影响分析(1)恒温恒容时充入惰性气体体系总压强增大，但各反应成分分压不变，即各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。平衡不移动。(2)恒温恒压时充入惰性气体容器容积增大各反应成分浓度降低反应
11、速率减小，平衡向气体体积增大的方向移动。当充入与反应无关的其他气体时，分析方法与充入稀有气体时相同。三、等效平衡1等效平衡状态等效平衡状态简称等效平衡，指对某一可逆反应，在一定条件下，经过不同的途径建立平衡时各组分的百分含量(质量百分含量、体积分数、物质的量分数)对应相等的状态。2概念的理解(1)外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。(2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时，各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等，并且反应的速率、各组分的物质的量、浓度也相同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相
12、同，反应的速率、压强等可以不同。(3)同一反应的平衡状态只与始态有关，而与途径无关(如：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几次；反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程)，只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。3等效平衡规律(1)在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若根据可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原初始状态相同，则两平衡等效。(2)在定温、定容情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量的比值与原初始状态相
13、同，则两平衡等效。(3)在定温、定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量的比与原初始状态相同，则两平衡等效。【例3】一定条件下，向某容器中加入2 mol A、2 mol B，使反应2AmBnCD达到平衡时，气体A的浓度为w molL1、体积分数为V%。(1)若容积不变，且B为固体，达到平衡时再加入n mol C和1 mol D，气体A的浓度为2w molL1、体积分数仍为V%(假定n mol C是足量的)，则n_时，C、D均为气体；n_时，C为气体，D为固体或液体。(2)若容积不变，且A、B、C、D均为气体，当m2、n3时，在相同条件下的另一容器中要
14、使达到平衡时气体A的浓度仍为w molL1，则需在起始时加入C_ mol，加入D_ mol。(3)若压强不变，且A、B、C、D均为气体，当m2、n3时，在已达到平衡的容器中再加入C和D使达到新平衡时气体A的浓度仍为w molL1，则再加入的C、D的物质的量之比为n(C)n(D)_。方法归纳关于等效平衡的思想，主要包括以下几个方面：条件等效条件结果恒温恒容反应前后气体分子数不相等A(g)B(g)C(g)n(g)0投料换算成相同物质表示时量相同来源:高考资源网两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同恒温恒容反应前后气体分子数相等A(g)B(g) 2C(g)n(g)0投料换算成相同物质表示时等比例两次
15、平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化恒温恒压所有有气体参与的可逆反应投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化四、化学平衡图像1化学平衡图像题的分析思路(1)看懂图像：一看“面”(即看清纵、横坐标所代表的意义 )；二看“线”(即看清曲线的走向、变化趋势)；三看“点”(即看清起点、拐点、终点)；四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)；五看定量图像中有关量的多少。(2)联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律(如勒夏特列原理)。(3)作出判断：依据题意仔细分析，作出正确判断。2化学平衡图像的常见类型对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD
16、(g)H设初始加入的物质为A、B，有如下图像。(1)转化率时间关系图p一定时，H0 T一定时，mnpq T一定时，mnpq T一定时，mnpq(2)含量时间关系图：p一定时，H0p一定时，H0T一定时，mnpqT一定时，mnpq(3)转化率温度压强关系图：mnpq时，H0 mnpq时，H0(4)含量温度压强关系图：mnpq时，H0 mnpq时，H0mnpq时，H0 mnpq时，H0【例4】如下图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应：A(g)B(g)xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量(C%)和反应时间(t)的关系。 (1)若甲图中两条曲线分别代表有催化剂和无催化剂的情况，则_曲线表
17、示无催化剂时的情况，速率：a_b(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)若乙图表示反应达到平衡后，分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入He气后的情况，则_曲线表示恒温恒容的情况，此时恒温恒容中C%_(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)，计量数x的值_。(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中，上述可逆反应达到平衡后，某物理量随着温度(T)的变化情况，根据前面所获信息请分析，丁图的纵坐标可以是_(填序号)。C%A的转化率B的转化率压强c(A)c(B)升温平衡移动的方向_(填“左移”或“右移”)。方法归纳化学平
18、衡图像题的解答原则以可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)为例说明。(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系和确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。(2)“先拐先平，数值大”原则在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图1)或压强较大(如图2)。图1表示T2T1，升高温度，C%减小，说明正反应是放热反应。图2表示p1p2，增大压强反应物A的百分含量减小，说明正反应为气体体积缩小的反应，即abc。1在常温下，下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化，但颜色变化不受
19、压强变化影响的是()。A2NO2N2O4B2NO22NOO2C2HIH2I2DFeCl33KSCNFe(SCN)33KCl2对处于化学平衡的体系，关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是()。A化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动B只有在催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况C正反应进行的程度大，正反应速率一定大D化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化3下图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)H0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是()。A第6 min后，反应就终止了BX的平衡转化率为85%C若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D若降
20、低温度，v(正)和v(逆)将以同样倍数减小4在2 L密闭容器内，800 时反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：来源:Z.xx.k.Com时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0110.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：K_。(2)下图中表示NO2的变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v_。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_。av(NO2)2v(O2)b容器内压强保持不变cv逆(NO)2v正(O2)d容器内气体密度保持不变(4)某同学查阅资料得知，该反应K300 K350 ；25
21、时，生成1 mol NO2，热量变化为56.4 kJ。但是该同学由于疏忽，忘记注明“”“”。根据题目信息，该反应的热化学方程式为_。(5)使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a及时分离出NO2气体b适当升高温度c增大O2的浓度d选择高效催化剂参考答案基础梳理整合一、1大大温度2100%100%即时训练1C解析：本题考查了化学平衡状态的判断、反应条件对转化率的影响以及平衡常数的判断等知识。该反应的正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，A选项错误；增加氨气的浓度，氮氧化物的转化率增大，B选项错误；单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为12 时，表示正逆反应速率相等，
22、反应达到平衡状态，C选项正确；催化剂不能使化学平衡移动，不改变转化率，D选项错误。二、2(1)正向逆向(2)吸热反应放热反应(3)减小的增大的(4)不影响如果改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动即时训练2B解析：增大压强，平衡不移动，B、D既可以是气体，也可以不是气体。核心归纳突破【例1】D解析：该反应正向是一个体积增大的反应，体系内气体的平均相对分子质量不再发生变化说明各物质的物质的量不再发生变化，即达到平衡状态，A项正确。T1温度下，1 000 s时反应达到平衡状态，此时c(N2O5)2.50 molL1，转化率为50%，平衡常数为K1c4(NO2)c(O2)/c
23、2(N2O5)125，B项正确。T2温度下反应到1 000 s时N2O5(g)的浓度为2.98 molL1，大于2.50 molL1，说明经过相同的时间，T2条件下N2O5(g)正向转化的慢，所以应有T1T2，C项正确。化学平衡常数只与温度有关，增加体系压强，平衡常数不变，D项错误。【例2】AD解析：等压时充入惰性气体，体积增大，对于第二个反应而言平衡逆向移动，反应放热，温度升高，导致第一个反应逆向移动，c的物质的量减少，A项错误。恒容时，通入x气体，y的物质的量浓度减小，D项错误。【例3】答案：(1)12(2)31(3)31解析：(1)中容积不变，且B为固体，若达到平衡时再加入n mol C
24、和1 mol D，气体A的浓度为2w molL1、体积分数仍为V%，说明平衡不移动，加入的n mol C和1 mol D相当于再加入2 mol A和2 mol B，即该反应为气体体积前后不变的反应。C、D均为气体时，n1；C为气体、D为固体或液体时，n2。(2)中建立的平衡状态完全相同，且为等体积的气体反应。可采用“极端法”处理，在等温等容下建立等效平衡，只要加入的C、D的物质的量相当于2 mol A和2 mol B 即可。由可逆反应方程式可知，起始应加入3 mol C和1 mol D。(3)中反应为等体积的气体反应，要想在等温等压下建立等效平衡，只要投料比与原来相同即可。【例4】答案：(1)
25、b大于(2)a不变(3)吸热大于2(或大于等于3)(4)右移解析：这是关于化学平衡移动的试题。主要考查我们灵活应用勒夏特列原理解答实际问题的思维能力。使用催化剂可以加快化学反应速率，缩短达到化学平衡的时间。乙中恒温恒容通入He后，混合物中各组分浓度、压强均不变；但恒温恒压通入He后，组分压强减小。丙中图像显示，恒压升温C%增大，说明正反应为吸热反应，恒温加压，C%减小，平衡逆向移动，即x2。丁中该反应升温，平衡正向移动，则C%、A和B的转化率、体系内压强均增大；而c(A)和c(B)均减小。演练巩固提升1D解析：压强对液态、固态反应体系影响不大。2D解析：对于气体物质的量不变的反应，增大压强，反
26、应速率增大，但平衡不移动，故A、B错；反应进行的程度与反应速率无必然联系，故C错。3B解析：本题考查了化学平衡图像计算，同时又考查了化学平衡移动知识，可直接判断出只有B合理，解答本题应注意方法，不一定去计算，可用排除法。4答案：(1)(2)b1.5103 mol(Ls)1(3)bc(4)2NO(g)O2(g) 2NO2(g)H112.8 kJ(5)c解析：由题中表格可知，3 s时反应达到平衡，n(NO)0.013 mol，所以c(NO2)0.006 5 molL1，曲线b符合。2 s内该反应的平均速率v(O2)(0.012 mol2 L2)/2 s1.5103mol(Ls)1。a项未说明正逆反应速率；b项对前后气体体积不等的反应可以判定；c项转化为同一物质表示时v(逆)v(正)；对体积不变的均为气体物质的反应体系，密度不变不能说明反应已达到平衡，d项不可选。由K300 K350 可知温度升高，平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，即正反应的H为负。使反应速率增大的措施有：增大物质的浓度、升温、增压和使用催化剂等，但同时要使平衡正向移动，只能选择增大压强或增大反应物的浓度。- 10 - 版权所有高考资源网