考点28化学平衡1．复习重点1. 建立化学平衡的观点.2. 理解化学平衡的特征.3. 常识性介绍化学平衡常数.2．难点聚焦在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的.例如:——青夏教育精英家教网—

考点28化学平衡

1．复习重点

1. 建立化学平衡的观点.

2. 理解化学平衡的特征.

3. 常识性介绍化学平衡常数.

2．难点聚焦

在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的.

例如:

这是一个可逆反应！（正反应的生成物，是逆反应的反应物。）

特点：（二同）同一条件下；同时进行。

显然，可逆反应不能进行到底。（即：反应物不能全部转化为生成物。）

因此，对任一可逆反应来说，都有一个化学反应进行的程度问题。

这就牵涉到化学平衡。

化学平衡主要是研究可逆反应规律的。

如：可逆反应进行的程度，以及各种条件对反应进行的程度的影响等。

（一）化学平衡的建立：

当我们把蔗糖不断的溶入水中，直至蔗糖不能继续溶解。

此时，所得溶液为蔗糖的饱和溶液。

在此溶液中,继续加入蔗糖,蔗糖不再减少.(温度等其它条件不变时.)

蔗糖真的不能继续溶解了吗？

我们做一个小实验：用一块中间有凹痕的蔗糖，放入蔗糖的饱和溶液中。过一段时间，我们会看到，凹痕不见了。取出蔗糖，小心称量，质量未变！

这是怎么回事呢？

原来，在蔗糖的饱和溶液中，蔗糖并非不再溶解，而是蔗糖溶解的同时，已溶解的蔗糖分子又回到晶体表面。而且，溶解的速率和结晶的速率相同。

所以，在蔗糖的饱和溶液中，加入蔗糖晶体。晶体的质量不会减少，但凹痕却不见了。

这种状态，叫溶解－结晶平衡状态。简称：溶解平衡状态。

显然，溶解平衡状态是动态平衡状态。

可逆反应的情形又是怎样呢？

实验证明:

在一氧化碳和水蒸汽的反应中:

如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化.

正反应,逆反应都在继续进行!

只是:

正反应速率==逆反应速率

这种状态,称化学平衡状态.简称:化学平衡.

化学平衡是动态平衡.

当可逆反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行.只是由于在同一瞬间,正反应生成的CO₂和H₂,的分子数,和逆反应所消耗的CO₂和H₂,的分子数相等!

即: 正反应速率==逆反应速率

反应混合物中,各组份的浓度不变!

化学平衡:

化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态.

（二）化学平衡常数：

参见表2-1

分析数据可知:

1. 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,最后都能达到化学平衡.

2. 达到化学平衡后,反应物的浓度之积,比上生成物的浓度之积,是一个常数.---化学平衡常数.

注意:

1.对同一个化学反应来说,温度不变,化学平衡常数不变!(但不一定是1)

2.化学计量数为浓度的指数.

3.K值越大,反应进行的程度越大.反应物的转化率也越大.反之亦然.

3．例题精讲

例1： H₂(g)+ I₂(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志。

①c(H₂)=c(I₂)=c(HI)时

②c(H₂):c(I₂):c(HI)=1:1:2时

③c(H₂)、c(I₂)、c(HI)不再随时间而改变

④单位时间内生成nmolH₂的同时生成2nmolHI

⑤单位时间内生成nmolH₂的同时生成nmolI₂

⑥反应速率v(H₂)=v(I₂)=v(HI)

⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

⑾条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

[解析]

①浓度相等，不能说明已达到平衡状态；

②浓度之比与平衡状态无必然联系；

③浓度不变，说明已达平衡。注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆；

④“生成nmolH₂”指逆反应，“生成2nmolHI”指正反应，且v_正=v_逆，正确；

⑤“生成nmolH₂”、“生成nmolI₂”都指逆反应，不能判断；

⑥无论是v_正、v_逆，用不同物质表示时，一定和化学计量数成正比，与是否达到平衡状态无关。

⑦从微观角度表示v_正=v_逆，正确；

⑧由于Δν(g) = 0，压强始终不改变；

⑨颜色不变，说明I₂(g)浓度不变，可以判断；

⑩由于Δν(g) = 0，体积始终不变，且反应混合物总质量始终不变，密度不变，不能判断是否达到平衡。

⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变，所以平均分子量始终不变，不一定达到平衡状态。解答：③④⑦⑨

[点评] 此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关物理量的变化情况，有助于加深对平衡特点的理解。

[变式] 若反应为：2NO₂（g）2N₂O₄（g）呢？

[ 方法提示]

1．判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志：

①

⑴直接标志 ②各组分的m、n不变（单一量）

③通过浓度（或百分含量）：各组分的浓度（或百分含量）不变

①通过总量：对Δn(g) 0的反应，n_总(或恒温恒压下的V_总，恒温恒容下的P_总)不变；

⑵间接标志 ②通过复合量：()、ρ()，需具体分析关系式中上下两项的变化。

③其它：如平衡体系颜色等（实际上是有色物质浓度）

例2 把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：

3A（气）+B（气） 2C（气）+（气）经达到平衡，此时生成C为，测定D的平均反应速率为0.1mol/L•min，下列说法中错误的是（）

A.x = 2 B. B的转化率为20%

C. 平衡时A的浓度为0.8mol/L D. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%

[解析]

本题是一道有关化学平衡的基础计算题，解题的关键是弄清各量的含义。

因

，所以。

3A（气）+B（气） 2C（气）+2D（气）

起始量（mol） 6 5 0 0

变化量（mol） 3 1 2 2

平衡量（mol） 3 4 2 2

B的转化率为：

平衡时A的浓度：

，所以

[答案]C、D

例3一定条件下，可逆反应A₂（g） + B₂(g) 2 C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为：

c（A₂）= 0.5mol/L；c（B₂）= 0.1mol/L； c（C）= 1.6mol/L。若用a、b、c分别表示A₂、B₂、C的初始浓度（mol/L）,则：

（1）a、b应满足的关系是；

（2）a的取值范围是。

[解析] (1)设转化过程中，A₂（g）转化浓度为xmol/L，则B₂（g）转化浓度也为xmol/L。平衡浓度： a?x = 0.5 b?x = 0.1 则有：a = b +0.4

（2）考虑两种极端情况：①A₂、B₂为起始物质；②A₂、C为起始物质。

A₂（g） + B₂(g) 2 C(g)

物质的平衡浓度（mol/L） 0.5 0.1 1.6

①A₂、B₂为起始物质 0.5+0.8 0.1+0.8 0

②A₂、C为起始物质 0.5-0.1 0 1.6+0.2

故a的取值范围为0.4≤ b ≤1.3。

[答案] （1）a = b +0.4 (2) 0.4≤ b ≤1.3

[点评]

本题重点考查可逆反应的特点，由此可得B₂的取值范围为：0<b≤0.9,C的取值范围为： 0< C ≤1.8。

[ 方法提示]

有关化学平衡的基本计算：

　　可逆反应mA＋nBpC+qD达到平衡时：

① 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比．

即：vA．∶vB．∶vC．∶vD．=m∶n∶p∶q

　　②各物质的变化量（变化浓度）之比等于化学方程式中相应化学计量数之比

　　③反应物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）-消耗量（或浓度）

　　生成物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）+增加量（或浓度）

　　⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论

　　⑥混合气体平均式量的计算（由A、B、C三种气体混合）

　　其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量；a％、b％、c％分别表示这3种气体的体积（或质量）分数．

例4:某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时气体C的体积占40%，则下列判断正确的是（）

A. 原混合气体的体积为1.1V

B. 原混合气体的体积为0.9V

C. 反应达到平衡时，气体A消耗了0.2V

D. 反应达到平衡时，气体B消耗了0.2V

[解析] 本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算，方程式的特征是反应掉的A的量就是总体积的减少量。可由C直接求出气体A消耗了0.2V，所以总体积为1.2V，气体B消耗了0.4V。

[答案] C

[点评] 本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。

4．实战演练

一、选择题

1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是：（）

A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率　

B．合成氨工厂通常采用20MPa～50MPa压强，以提高原料的利用率；

C．在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体;

D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。

练习册

高中

初中

小学