化学平衡知识点总结

化学平衡一、化学平衡1、可逆反应⑴定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。用“”代替“==”。⑵可逆反应中所谓的正反应、逆反应是相对的，一般把向右进行的反应叫做正反应，向左进行的反应叫做逆反应。⑶在不同条件下能向两个方向进行的反应不叫可逆反应。如：2H2+O22H2O；2H2O2H2↑+O2↑⑷可逆反应不能进行到底，在一定条件下只能进行到一定程度后达到平衡状态。2、化学反应的限度⑴化学反应的限度就是研究可逆反应在一定条件下所能达到的最大限度。⑵反应的转化率反应物的转化率：α=3、化学平衡⑴化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。①化学平衡的微观标志（即本质）：v正=v逆②化学平衡的宏观标志：反应混合物中各组分的浓度和体积分数保持不变，即随时间的变化，保持不变。③可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或正、逆反应同时开始，都能达到化学平衡。⑵化学平衡的特征①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。②动：化学平衡是动态平衡，反应处于平衡态时，化学反应仍在进行，反应并没有停止。③等：化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，且都不等于零。④定：化学反应处于化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定。对反应物，有一定的转化率，对生成物，有一定的产率。⑤变：化学平衡是有条件的平衡，当外界条件变化，原有的化学平衡被破坏，在新的条件下，平衡发生移动，最终又会建立新的化学平衡。二、判断可逆反应达到平衡的标志以可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例1、直接标志⑴v正=v逆。具体可以是：①A、B、C、D中任一种在单位时间内的生成个数等于反应掉的个数。②单位时间内生成mmolA(或nmolB)，同时生成pmolＣ(或qmolD)。⑵各物质的质量或物质的量不再改变。⑶各物质的百分含量（物质的量分数、体积分数、质量分数）不再改变。⑷各物质的浓度不再改变。2、间接标志⑴若某一反应物或生成物有颜色，颜色稳定不变。⑵当m+n≠p+q时，恒容下总压强不再改变。（m+n=p+q时，总压强不能作为判断依据）三.等效平衡(1)、等效平衡原理：相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物，建立起的平衡状态都是相同，这就是等效平衡的原理。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、浓度、压强等）完全相同，则可形成等效平衡。(2)、等效平衡规律①在定温、定容的条件下，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，如通过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平衡相同，则两平衡等效。②在定温、定容的条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡等效。（主要是指转化率相同）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之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。练习：1、可逆反应：2NO2=2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡的标志是（）①单位时间生成nmolO2的同时，生成2nmolNO2②单位时间生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化来表示的反应速率的比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再发生改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A①④⑥B②③⑤C①③④D①②③④⑤⑥2、在一个固定容积的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)当加入4molA和2molB，达到化学平衡时，C的物质的量的浓度为nmol/L。若维持温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到平衡后，C仍未nmol/L的是（）A2molA+1molBB6molC+2molDC3molC+1molDD4molA+2molB+3molC3、（2004年北京）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)=2HI(g)。已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度增大为0.20mol/L时，则平衡时H2的浓度(mol/L)是（）A0.16B0.08C0.04D0.024、一定温度下,反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)达平衡时,n(SO2):n(O2):n(SO2)=2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时,n(O2)=0.08mol,n(SO3)=1.4mol。此时SO2的物质的量应为（）A0.4molB0.6molC0.8molD1.2mol5、（2003年高考）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)=2C(g)达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中的三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（）A均减半B均加倍C均增加1molD均减少1mol6、（2004年高考）恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)（1）若反应进行到某时刻t时，n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,计算a的值。（2）反应达平衡时，混合气体体积为716.8L（标准情况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH3的物质的量。（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），N始:N平=（4）原混合气体中，a:b=（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比为（6）平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)=7、（2003年高考）Ⅰ.恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)=C(g)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为mol若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为mol若开始时放入xmolA,2molB和1molC,达到平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x=mol,y=mol.平衡时，B的物质的量为甲.大于2mol乙.等于2mol丙小于2mol丁.可能大于等于或小于2mol作出此判断的理由是（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，带再次达到平衡后，C的物质的量得分数是。Ⅱ.若维持温度不变，在一个与（Ⅰ）反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。（5）开始时放入1molA和1molB，达到平衡后生成bmolC。将b与（1）小题中的a进行比较。甲.a<b乙.a>b丙a=b丁.不能比较a和b的大小作出此判断的理由是四．影响化学平衡的条件合成氨工业1、化学平衡的移动以及影响化学平衡的因素（1）化学平衡的移动①移动过程表示一定条件下的化学平衡（V正=V逆各组分的含量保持一定）→条件改变平衡破坏（V正≠V逆各组分含量发生变化）→一定时间后新条件下的新平衡（V正’=V逆’）②化学平衡移动的概念达到化学平衡的反应，在条件改变后，平衡状态被破坏，然后在新的条件下达到新的平衡状态的过程，叫平衡移动。（2）影响化学平衡的条件及平衡移动的原理①以一般反应mA(g)+nB(g)==pC(g)+q(g);△H=Q，为例来总结温度、浓度、压强和催化剂对反应速率以及化学平衡的影响。其规律如下表所示：外界条件措施正反应速率逆反应速率V正、V逆的关系平衡移动情况温度升温增大增大Q<0V正<V逆向逆反应方向移动降温减小减小Q>0V正>V逆向正反应方向移动浓度增大反应物浓度增大增大V正>V逆向正反应方向移动减小生成物浓度减小减小V正>V逆增大生成物浓度增大增大V正<V逆向逆反应方向移动减小生成物浓度减小减小V正<V逆压强增大压强增大增大M+n>p+qV正>V逆向正反应方向移动减小压强减小减小M+n>p+qV正<V逆向逆反应方向移动催化剂正催化剂增大增大V正=V逆平衡无移动负催化剂减小减小V正=V逆②勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓度、压强或温度等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动对勒夏特列原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：升高温度时，平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，平衡向体积缩小的方向移动。2、有关正、逆反应速率和化学平衡的图像（1）化学平衡种常见的几种图像①v-t图：既能表示反应速率变化，又能表示平衡移动的速率-时间图像。如图所示的A、B、C所示：A图：t=0时，V正>V逆=0，表示反应由正反应开始；t=t1时，V正’>V逆’=V逆,表明改变条件的瞬间，V正变大，V逆不变，是加入了一种反应物；t>t1时，V正’>V逆’，表明平衡向正反应方向移动，随后又达到新的平衡。B图：a.反映由正反应开始。b.V正、V逆在改变条件时同时增大。c.平衡向逆反应方向移动了。C图：a.反映由正反应开始。b.V正、V逆在改变条件时同时倍数增大。c.平衡未移动。②转化率-时间图，如图A、B所示A图：先出现拐点的先达平衡，即“先拐先平”，说明T2>T1B图：同理说明P1>P2（先拐先平数值大）③物质的含量-压强-温度图，如图所示中A、B对于上述图形，采用“定一议二”法，先确定一个量不变，讨论另外两个量的关系。3、合成氨适宜条件的选择（1）目的：尽可能加快反应速率和提高反应进行度。（2）依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律，结合合成氨反应的特点：正反映是体积缩小的放热反应，选择合成条件。（3）原则：①既要注意外界条件对二者影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。②既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性而对温度的限制。③既要注意理论生产，又要注意实际可能性。适宜条件：500℃，铁触媒，2×107～5×107Pa，循环操作过程（N2与H2体积比为1：3）习题：1、（2005年天津卷）在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)+CO(g)=0.5N2(g)+CO2(g);△H=-373.2kJ/mol,达到平衡后，为了提高该反应速率和NO的转化率，采取的争取措施是（）A加催化剂同时升高温度B加催化剂同时增大压强C升高温度同时充入N2D降低温度同时增大压强2、（2005年北京卷）在一定温度不同压强（P1<P2）下，可逆反应2X(g)=2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在反应混合物中体积分数与反应时间关系有以下图示，正确的是（）3、一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)=3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB，平衡后A的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a的是（）A2molCB2molA1molB和1molHe（不参加反应）C1molB和1molCD2molA,3molB和3molC4、对于如下反应：mA(g)+nB(g)=pC(g)+q(g)，当其他条件不变，温度分别为T1和T2时，反应物B的百分含量与反应时间的关系如图所示，据此下列正确的是AT1>T2B正反应是吸热反应CT1<T2D逆反应是吸热反应5、如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)=Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（）A升高温度B加大X的投入料C加催化剂D增大体积6、在体积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立的化学平衡：aA(g)+bB(g)=xC(g)，符合如图所示的关系（C%表示平衡混合气体中产物C的百分含量，T表示温度，P表示压强）。在图Ⅱ中，y轴是指（）A反应物A的转化率B平衡混合气体中物质B的百分含量C平衡混合气体的密度D平衡混合气体的的平均摩尔质量7、某温度下的恒容密闭容器中发生入夏反应：2Z(g)=2X(g)+Y(g)开始时只充入1molX和0.5molY的混合气体，达到平衡时，混合气体的压强比开始时减少了20%。若开始只充入1molZ的气体，达到平衡时，Z的分解率为（）A20%B40%C60%D80%答案：1B；2B；3AB；4AD；5C；6AD化学平衡常数概念在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数。用符号K示。对于一般可逆反应：mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),在一定温度下K==cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B)，K为常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。平衡表达式K的意义①判断可逆反应进行的方向②表示可逆反应进行的程度六．熵：1、概念：描述体系混乱度的物理量2、符号：S3、单位：J•mol-1•K-14、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的