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1、化学平衡一、平衡的概念及判断1定义：是指在一定条件下的_反应，正反应和逆反应的速率_，反应混合物中各组分的浓度保持_的状态。化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大限度，即该反应进行的限度。2特征：“逆、等、动、定、变”(1)逆：指研究对象为可逆反应。(2)等：本质，即(正) = (逆)，对同一物质而言，消耗速率和生成速率相等。(3)动：动态平衡。(即化学反应仍在进行)(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变。(5)变：化学平衡是一定条件下的平衡，若外界条件发生改变，则化学平衡状态可能随之发生改变，即可能发生化学平衡移动。3可逆反应达到化学平衡状态
2、的标志绝对标志（1）本质标志：对同一物质：(正) = (逆)，对于不同物质：反向速率比=化学计量数比。例1对于可逆反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )A3正(N2) = 正(H2) B正(N2) = 逆(NH3)C2正(H2) = 3逆(NH3) D正(N2) = 3逆(H2)例2 在合成氨反应中，下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是( )A当有1 mol NN键断裂的同时，有3 mol HH键断裂B当有1 mol NN键断裂的同时，有6 mol NH键形成C当有3 mol HH键形成的同时，有6 mol NH键断裂D当有1 mol
3、NN键断裂的同时，有6 mol NH键断裂（2）特征标志体系中各组分的浓度保持不变。各组分的百分含量不变（指质量分数、物质的量分 数、同温同压下气体的体积分数等）；n(各组分)；N(各组分) 。例3在一定温度下，反应A2(g)B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2C单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B2DA、B、C的浓度不再变化EA、B、C的分子数之比为112相对标志对整个体系而言，n(混)、N(混)、m(混)、平均摩尔质量或平均相对分子质量、压强、混合气体密度、体
4、系的颜色等能否用作达到平衡的标志则应作具体分析分析该量在该条件下是否为变量。例4在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应 2NO2(g) N2O4(g)已经达到平衡状态的是_An(混气) B平均摩尔质量 C体系的颜色 Dm(混气) E恒容下的混合气体密度 F恒温恒容下体系的压强 GN(混气) 变式1对于： H2(g) + I2(g) 2HI(g)这一可逆反应在上述标志中，能作为平衡判断标志的是_变式2在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(s)+2B(g) C(g) +D(g)已经达到平衡状态的是混合气体的压强 混合气体的密度 B的物质的
5、量浓度 气体总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与v(D)的比值A B C D4化学平衡的基础计算例1在溶积可变的密闭容器中，2mol N2和8mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于_。例2在一定条件下，将2mol NO和2mol O2混合，发生如下反应：2NO + O2 = 2NO2，2NO2N2O4(g)，平衡时，所得混合气体中NO2的体积分数为40%，则混合气体的平均相对分子质量为_。例3在一定容积的密闭容器中进行反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1
6、 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是AN2为0.2 mol/L，H2为0.6 mol/L BN2为0.15 mol/LCN2、H2均为0.18 mol/L DNH3为0.4 mol/L二、平衡移动1.概念：可逆反应中旧化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程。2.过程：若(正) (逆)时，化学平衡向_反应方向移动。若(正) zC气体C的体积分数降低 D反应物B的转化率提高(3)温度对化学平衡的影响规律：在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。速率时间图像：【练习】1在一定
7、条件下，下列可逆反应达到化学平衡。H2(g) + I2(g) 2HI(g)；H 0。达平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是( )A增大压强 B减小压强 C减小C物的浓度 D降低温度4.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。提示（1）平衡移动的结果是“减弱”这种改变，而不是“消除(或抵消)”。（2）催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，它对化学平衡的移动没有影响。也就是说，催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是使用催化剂，能够改变反应达到平衡所需的时间。 【练习】1已知某可逆反应在密闭容器
8、中进行。A(g) + 2B(g) 3C(g) + D(s)；H 0。图中曲线a代表一定条件下该反应的过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是( )A增大A的浓度 B扩大容器的容积 C加入催化剂 D升高温度2在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使化学平衡向正反应方向移动的是( )A2SO2 + O2 2SO3 H 0BSO2 + NO2 NO + SO3(g) H 0C2NH3 N2 + 3H2 H 0D4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O(g) H 0【综合练习1】1两个易导热的密闭容器A和B，容器A容积恒定，容器B容积可变，在温度压强和起始体积相同的条件下往A和B中分别充入等物
9、质的量的NO2，发生反应2NO2 N2O4 H0，以下说法正确的是A应起始时，两容器中的反应速率关系是v（A）v（B）B应过程中，两容器内的反应速率关系为v（A）v（B）C容器内的反应达到平衡所需时间一定相同D应达到平衡时，两容器内的压强关系是p（A）p（B）2对于平衡体系mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g) H0。下列结论中错误的是A若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.1倍，则mnpqB若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为mnC若mn=pq，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B，达到新平衡时，气体的总物质的
10、量等于2aD若温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原来的1/2要小3对于反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H0，下列研究目的和示意图相符的是4在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：2NO2(g)O2(g)+2NO(g) H0，达到平衡。当改变其中一个条件X时，Y随X的变化符合图中曲线的是A X表示温度时，Y表示O2的物质的量 BX表示压强时，Y表示NO2的转化率C X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度DX表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量5在一定条件下，对于反应mA(g)+nB(g) cC(g)+dD(g)，C物质的质量分数w（C）与温度、压强的
11、关系如图所示，下列判断正确的是AH0，m+n0，m+nc+dCH0，m+nc+d DHc+d三、化学平衡常数1对化学平衡常数的理解(1)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。(2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。(3)对于一给定的可逆反应，化学平衡常数K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (4)K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物的转化率越大。反之，反应就越不完全，转化率就越
12、小。一般地说，K 105时，该反应进行得就基本完全了。2平衡常数的应用(1)可用来判断反应的热效应：吸热反应，升高温度，K会变大；放热反应，升高温度，K会变小。(2)利用化学平衡常数可以判断一个化学反应是否达到平衡状态。对于一般的可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)任何状态的= Qc，称为浓度商(Qc)Qc K，反应向逆反应方向进行。【练习】已知化学反应：Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应：Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g)，其平衡常数为K2。在温度973K和1173K情况下，K1、K2的值分别
13、如下：温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67（1）通过表格中的数值可以推断：反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。（2）现有反应：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)，请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：K3 。（3）根据反应与，可推导出K1、 K2 与K3之间的关系式_。据此关系式及上表数据，也能推断出反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有 (填写序号)。A缩小反应容器容积 B扩大反应容器容积 C降低温度D升高温度 E使用合适的催化剂 F设法减少CO的量（4）图甲、乙分别表示反应在
14、t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况： 图甲中t2时刻发生改变的条件是 。 图乙中t2时刻发生改变的条件是 。四、等效平衡1、 概念：在一定条件(恒温恒压或恒温恒容)下，可逆反应不管从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或从正、逆反应两个方向同时开始，当达到平衡状态时，各组分的(百分)含量(物质的量分数、质量分数、同温同压下的气体体积分数)均相同，这样的平衡互称为等效平衡。 2、常见等效平衡的类别（1）恒T、恒P条件下的等效平衡只要按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，对应组分物质的量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。（2）对于恒T、恒V条件下的非等体
15、积反应如果按方程式的化学计量数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完全相同(必定为等效平衡)，此时也称为“全等平衡”。（3）对于恒T、恒V条件下的等体积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对应组分物质的量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。【练习】1在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知 kJmol）容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3NH3的浓度（molL）c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收
16、bkJ吸收ckJ体系压强（Pa）p1p2p3反应物转化率下列说法正确的是( )A B C D2(2013江苏卷15)一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在中充入1 mol CO2和1 mol H2，在中充入2 mol CO和2 mol H2O,700条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A容器、中正反应速率相同B容器、中反应的平衡常数相同C容器中CO的物质的量比容器中的多D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于13(201
17、3哈尔滨市质检12)某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，反应A(g)B(g)C(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表，下列说法正确的是( )t/s05152535n(A)/mol1.00.850.810.800.80A.反应在前5 s的平均速率v(A)0.17 molL1s1B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)0.41 molL1，则反应的H0C相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%D相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应
18、达到平衡前v(正)v(逆)4一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，到达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断不合理的是（ ）Ac1c213 B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率相等 Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL15两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，对此反应，下述不正确的是（ ）
19、A反应速率BA BSO2的转化率BA C平衡时O2的物质的量浓度B AD平衡时容器的压强BA 6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和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平行混合物中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1mol D均减少1mol7一定温度下，在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2，建立如下平衡： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)相同条件下，若向容器中再通入1 mol H2和，1 molN2又达到平衡。则下列说法正确的（ ） AN
20、H3的百分含量不变 BN2的体积分数增大 CN2的转化率增大 DNH3的百分含量增大五、化学平衡图像1分析图像型问题一般从下列方面入手：看清各坐标轴所代表的量的意义，弄清曲线所表示的是哪些量的关系；弄清曲线上点的意义，特别是某些特殊点（如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等）；弄清曲线“平”与“陡”的意义，即斜率大小的意义；弄清曲线函数的增减性。2.解题技巧：“先拐先平，数值大”：在含量时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大；“定一议二”：在含量T/P曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。即确定横坐标所表示的量后，讨论纵
21、坐标与曲线的关系或确定纵坐标的量后（通常可做一垂线），讨论横坐标与曲线的关系。【练习】1反应L(s)+aG(g)=bR(g)达到平衡时，温度和压强对该反应 速率的影响如图所示，图中P1P2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。有下列判断：正反应是放热反应； 正反应是吸热反应；ab；ab。其中正确的是 （ ）A. B. C. D. 2在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g) 2C(g)；（正反应放热）某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图： 下列判断一定错误的是（ ）A图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的
22、催化剂效率较高B图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高3（08全国卷）已知：4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) +6H2(g). H= -1025kJ/mol该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）4(2013高考名校联考信息优化卷)在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应：2M(g)N(g) W(？)4Q(g)H0，起始投料只有M和N。下列示意图正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是()【综合练习2】1对于反应CO(g)H2O(g
23、) CO2(g)H2(g)H 0，在其他条件不变的情况下()A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变2(2013全国大纲7)反应X(g)Y(g)2Z(g)H 0，xM(g)N(g) 3Q(g)H2。反应中各物质与反应中各物质均不发生反应。在某容器里只进行反应，M的转化率与温度、压强的关系如图所示。下列对W容器中进行的反应推断合理的是()A反应一定是自发反应，反应一定是非自发反应B若容器内温度保持不变，则v正(B):v逆(C)2:3C若恒压条件下，充入N，则C
24、的物质的量减小D升高温度，两个反应的平衡常数都减小5在一定条件下，反应CO(g)2H2(g) CH3OH(g)在一密闭容器中达到平衡。充入适量氢气，增大容器的体积，维持H2的浓度和容器的温度不变，跟原平衡相比较达到新平衡时CO的转化率将()A增大 B减小 C不变 D无法判断6下列叙述及解释正确的是()A2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)H0，在平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅BH2(g)I2(g) 2HI(g)H0，在平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变CFeCl33KSCNFe(S
25、CN)3(红色)3KCl，在平衡后，加少量KCl，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅D对于N23H22NH3，平衡后，压强不变，充入O2，平衡左移7现有mA(s)nB(g) qC(g)H0的可逆反应，在一定温度下达平衡时，B的体积分数(B)和压强p的关系如图所示，则有关该反应的下列描述正确的是()AmnqCx点的混合物中v正v逆Dx点比y点的混合物的正反应速率小8右图是关于反应A2(g)B2(g) 2C(g)D(g)H0的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是()A升高温度，同时加压B压强不变，降低温度C压强、温度不变，充入一些与之不反应的惰性气体D温度 、压强不变，充入一些A2(g)9
26、下列各图是温度(或压强)对2A(s)2B(g) 2C(g)D(g)H0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是()10向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)I2(g) 2HI(g)H0，当达到平衡后，t1时刻改变反应的某一条件(混合气体总物质的量不变)，造成容器内压强增大，则下列说法正确的是()A容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大B平衡不发生移动CI2(g)转化率增大，HI平衡浓度变小D改变条件前后，速率图像如图所示【连接高考】1（2015天津）下列说法不正确的是ANa与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B饱和Na2SO4溶
27、液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同CFeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同DMg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液2（2015天津）某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：X（g）+m Y（g）3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是Am=2 B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为1:1
28、 D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL13（2015四川）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）体积分数。下列说法正确的是A550时，若充入惰性气体，v正，v逆均减小，平衡不移动B650时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总4（2015重庆）羰基硫(COS)可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和的危害。在恒容密闭容器
29、中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1，反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，下列说法正确的是A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7molDCO的平衡转化率为80%5（2015安徽）汽车尾气中，产生NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是A温度T下，该反应的平衡常数K=B温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H06（2015上海）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( ) 多选A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大