第二节　化学平衡

选择性必修1人教版高中化学第二节化学平衡必备知识清单破1|化学平衡状态知识点1.化学平衡状态的建立以合成氨反应(N2+3H2

2NH3)为例,分析化学平衡状态的建立过程。

从反应物开始建立(N2与H2的化

合反应)从生成物开始建立(NH3的分解

反应)

从反应物开始建立(N2与H2的化

合反应)从生成物开始建立(NH3的分解

反应)

特别提醒

化学平衡的建立与途径无关,即在相同条件下,若投料量相同,可逆反应不管从

正反应开始,还是从逆反应开始,也不管是一次性投料,还是分多次投料,最终达到的化学平

衡是相同的。2.化学平衡状态的概念一定条件下的可逆反应体系中,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均

保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这

时的状态称之为化学平衡状态。3.化学平衡状态的特征

4.化学平衡状态的判断方法【详见定点1】1.表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),当在一定达到平衡时,平衡常数K=

(固体和纯液体的浓度被视为常数,通常不列入化学平衡常数表达式中)。特别提醒

对于确定的化学反应,K只受响,与反应物或生成物的浓度无关。2|化学平衡常数知识点2.化学平衡常数与化学方程式的关系化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,化学方程式的书写不同,平衡常数的表达

式不同。如:化学方程式平衡常数关系式N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)K1=

K2=

(或

),K3=

N2(g)+

H2(g)

NH3(g)K2=

2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)K3=

3.应用(1)判断反应进行的程度:通常,K值越大,平衡时反应物的转化率越大,正反应进行的程度越

大。一般来说,当K>105时,认为反应进行完全。(2)判断反应是否达到平衡或进行的方向:对于化学反应aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商Q=

。①Q<K,化学平衡向正反应方向某著名企业;②Q=K,可逆反应处于平衡状态;③Q>K,化学平衡向逆反应方向某著名企业。(3)判断可逆反应的热效应:

(4)计算转化率:利用物质的起始浓度及平衡常数可计算平衡时各物质的转化率。4.平衡转化率(1)概念:平衡时已转化的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。常用α表示。(2)表达式对于可逆反应aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)来说:α(A)=

×100%=

×100%α(A)=

×100%=

×100%特别提醒

①平衡转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。②同一化学反应用不同的反应物表示的平衡转化率不一定相等。当各反应物的起始物质

的量之比等于化学方程式中各反应物的化学计量数之比时,各反应物的平衡转化率相等。5.“三段式”法突破平衡常数(K)、转化率等的相关计算【详见定点2】6.压强平衡常数(Kp)的计算【详见定点3】1.化学平衡的某著名企业

特别提醒

化学反应速率发生改变,化学平衡不一定发生某著名企业,化学平衡的某著名企业是由正、逆

反应速率改变程度不同引起的,若正、逆反应速率变化的趋势和程度都一样,则化学平衡不

某著名企业。3|影响化学平衡的因素知识点2.影响化学平衡的因素改变的外界条件(其他条件不变)化学平衡某著名企业的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向某著名企业减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向某著名企业压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强(减小容器的容积)向气体分子总数减小的方向某著名企业减小压强(增大容器的容积)向气体分子总数增大的方向某著名企业反应前后气体体积不变改变压强平衡不某著名企业升高向吸热反应方向某著名企业降低向放热反应方向某著名企业催化剂同等程度地改变v正、v逆,平衡不某著名企业特别提醒

(1)固体或纯液体的浓度被视为常数,故改变固体或纯液体的量,对化学平衡无

影响。(2)对同一可逆反应,若正反应为吸热反应,升高,v正、v逆都增大,但v正增大的程度更大,即

v正'>v逆',平衡向吸热反应方向某著名企业;降低,v正、v逆都减小,但v正减小的程度更大,即v正'<v逆',

平衡向放热反应方向某著名企业。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响:①恒温、恒容条件下,原平衡体系

体系总压强增大

体系中各组分的浓度不变

平衡不某著名企业。②恒温、恒压条件下,原平衡体系

容器容积增大,各反应气体的分压减小

体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)

。3.勒夏特列原理对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件(如参加反应的物质

的浓度、、压强),平衡就向着能够减弱这种改变的方向某著名企业。4.化学平衡图像的类型与解题原则【详见定点4】5.等效平衡【详见定点5】1.当c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)=2∶1∶2时,可逆反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)一定达到化学平衡状态,这种说法对吗?知识辨析2.化学反应速率改变,化学平衡一定发生某著名企业,这种说法对吗?3.对于一个平衡体系,改变条件后气体颜色加深,说明化学平衡一定发生某著名企业,这种说法对

吗?4.反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)在恒密闭容器中达平衡后,再充入一定量N2,平衡正移,平衡常数变大,这种说法对吗?5.可逆反应的平衡常数(K)越大,反应物的转化率越大,其化学反应速率越快,这种说法对吗?7.恒温、恒容条件下,反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)达到化学平衡状态,如果通入SO2气体,平衡向正反应方向某著名企业,则达到新的平衡状态时SO2的物质的量减少,O2和SO3的物质的量均

增多,这种说法对吗?6.反应A(g)+B(g)

C(g)达到平衡后,增加A的量使平衡向正反应方向某著名企业,则A、B的转化率均增大,这种说法对吗?一语破的1.不对。达到平衡状态时,各组分浓度保持不变,但其浓度之比不一定等于化学计量数之比。2.不对。平衡某著名企业的本质是v正≠v逆,所以化学平衡发生某著名企业,化学反应速率一定改变;如果

正、逆反应速率变化的趋势和程度都相同,化学平衡不发生某著名企业。3.不对。如H2(g)+Br2(g)

2HBr(g),压缩容器体积使压强增大,混合气体颜色加深,但化学平衡不某著名企业。4.不对。对于确定的反应,平衡常数只受响,变,平衡常数不变。5.不对。化学反应的平衡常数越大,表示化学反应进行的程度越大,其反应物的平衡转化率

越大,但化学反应速率不一定快。6.不对。A的转化率减小,B的转化率增大。7.不对。根据勒夏特列原理可知,达到新的平衡状态时SO2和SO3的物质的量均增多,O2的物

质的量减少。原则:正逆相等、变量不变关键能力定点破1|化学平衡状态的判断方法 定点1.动态标志:v正=v逆≠0(1)同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。(2)不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如对于反应aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),

=

时,反应达到平衡状态。2.静态标志:各种“变量”不变(1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。(2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)不变。(3)(绝热容器)、压强(恒,反应前后气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不

变。(4)反应前后气体的密度不变[恒,有固体(或液体)和气体参加的反应]。总之,若物理量由“变量”变成了“不变量”,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物

理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是

(

)①混合气体的密度不再发生变化②体系的再发生变化③A的转化率不再改变④各组分的百分含量不再改变⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q⑥qv正(A)=mv逆(D)A.②③④⑥B.①③⑥C.①③④⑥D.①②③④⑤典例A思路点拨

明确可逆反应体系所处的条件(绝热恒容)→分析各依据是否符合“正逆相

等、变量不变”→综合判断作答。解析

混合气体的密度一直不变,不能判断是否达到平衡状态,①错误;绝热恒容,体系的温

度不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,②正确;A的转化率不再改变,说

明A的消耗速率与生成速率相等,反应达到平衡状态,③正确;各组分的百分含量不再改变,

说明反应达到平衡状态,④正确;只要反应发生,就满足v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶

q,不能判断是否达到平衡状态,⑤错误;当qv正(A)=mv逆(D)时,正、逆反应速率相等,说明反应

达到平衡状态,⑥正确。结合上述分析可知,②③④⑥均能说明反应达到平衡状态。特别提醒

(1)化学平衡状态判断“三关注”:①关注反应条件,是恒、恒,还是绝热恒容;②关注反应特点,是反应前后气体

等体积反应,还是气体非等体积反应;③关注特殊情况,是否有固体(或纯液体)参与反应。(2)不能作为平衡“标志”的三种情况:①恒下的反应前后气体体积不变的反应,如2HI(g)

H2(g)+I2(g),体系的压强或气体总物质的量不再随时间而变化。②全是气体参加的气体体积不变的反应,如2HI(g)

H2(g)+I2(g),混合气体的平均摩尔质量不再随时间而变化。③全是气体参加的反应,恒容条件下混合气体的密度保持不变。|“三段式”法突破平衡常数(K)、转化率等的相关计算 定点1.分析三个量(物质的量或浓度):起始量、变化量、平衡量。2.明确三个关系(1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。(2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。(3)各物质变化量之比等于对应物质的化学计量数之比。23.计算模式对于反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为amol、bmol,达到平衡时,A的消耗量为mxmol,容器容积为VL。

mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)起始/mol

a

b

00变化/mol

mx

nx

px

qx平衡/mola-mx

b-nx

px

qx①K=

。②c平(A)=

mol·L-1。③平衡时A的转化率=

×100%。④平衡时C的物质的量分数=

×100%。⑤平衡时和开始时的压强之比:

=

。⑥混合气体的密度:ρ=

g·L-1。⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量:

=

g·mol-1。1.压强平衡常数(Kp)的含义对于有气体参加的反应,用各气体的平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数。如反应

aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),Kp=

。3|压强平衡常数(Kp)的计算 

定点2.四步骤计算压强平衡常数

在一体积可变的密闭容器中加入足量的Mn3C固体,并充入0.1molCO2,发生反应Mn3C

(s)+CO2(g)

3Mn(s)+2CO(g)。已知:CO与CO2平衡分压比的自然对数值[ln

]与温度的关系如图所示(已知:平衡分压=总压×物质的量分数,Kp是用平衡分压代替平衡浓度计

算所得的平衡常数)。下列说法正确的是

(

)

典例A.该反应的ΔH<0B.缩小容器体积有利于提高CO2的平衡转化率C.X点反应达到平衡时,CO2的转化率为66.6%D.假设1050K时,X点反应达到平衡时容器内的压强为akPa,则该Kp为0.5akPaD思路点拨

明确图像的含义→明确ln

与反应的关系→计算气体的分压和Kp→结合选项,综合判断。解析

据图可知,升高,ln

增大,说明升高,平衡正向某著名企业,故正反应为吸热反应,ΔH>0,A错误;缩小容器体积,导致体系压强增大,平衡逆向某著名企业,不利于提高CO2的平衡转

化率,B错误;X点反应达到平衡时,ln

=0,即p(CO)=p(CO2),n(CO)=n(CO2),设参加反应的CO2为xmol,则平衡时0.1-x=2x,解得x=

,则CO2的转化率为

×100%≈33.3%,C错误;1050K时,X点反应达到平衡时p(CO)=p(CO2),由于容器内的压强为akPa,则p(CO)=p(CO2)=0.5akPa,该Kp=

=0.5akPa,D正确。4|化学平衡图像的类型与解题原则  定点1.速率—时间图像(v-t图像)

解题原则:分清正、逆反应速率及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化

学平衡的某著名企业方向;熟记浓度、压强、、催化剂等对化学平衡某著名企业的影响规律。图Ⅰ

v'正突变,v'逆渐变,且v'正>v'逆,说明是增大了反应物的浓度,使v'正突变,且平衡正向某著名企业。图Ⅱ

v'正、v'逆都是突然减小的,且v'正>v'逆,说明平衡正向某著名企业,该反应的正反应可能是

放热反应或气体总体积增大的反应。图Ⅲ

v'正、v'逆都是突然增大且增大程度相同,说明该化学平衡没有发生某著名企业,可能是

使用了催化剂,也可能是反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(增大压强)所

致。2.百分含量(或转化率)—时间—(或压强)图像

解题原则——“先拐先平数值大”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

高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)。图Ⅰ表示T2>T1,正反应是放热反应,升高,平衡逆向某著名企业。图Ⅱ表示p2>p1,增大压强,反应物A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反

应,增大压强,平衡逆向某著名企业。图Ⅲ生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生某著名企业,但反应速率a>b,故可能是a使用

了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(减小容器的

容积)。3.百分含量—压强—像

解题原则——“定一议二”化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa,则生成物C

的百分含量随T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;若确定T不变,作横坐

标的垂线,与两个压强曲线出现交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,增

大压强,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应(同理,可分析图Ⅱ)。硝酸厂常用催化还原法处理尾气,CH4在催化剂作用下可以将NO2还原为N2,反应原理

为CH4(g)+2NO2(g)

CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)

ΔH<0,NO2(g)的平衡转化率[α(NO2)]随温度、压强变化如图所示(X、Y代表压强)。下列说法错误的是

(

)A.X代表压强B.Y1<Y2C.平衡常数:Ka>KcD.适当降低,NO2的平衡转化率增大典例A思路点拨

分析反应特点→确定X、Y所表示的物理量→结合平衡某著名企业原理综合分析作

答。解析

该反应是气体总体积减小的放热反应,升高,平衡逆向某著名企业,NO2的平衡转化率减

小;增大压强,平衡正向某著名企业,NO2的平衡转化率增大。由图可知,X增大,NO2的平衡转化率减

小,则X代表