本資化學平衡1．復習重點建立化學平衡的觀點.理解化學平衡的特征.常識性介紹化學平衡常數.2．難點聚焦在化學研究和化工生產中,只考慮化學反應的速率是不夠的.例如:這是一個可逆反應?。ㄕ磻纳晌?，是逆反應的反應物。）特點：（二同）同一條件下；同時進行。顯然，可逆反應不能進行到底。（即：反應物不能全部轉化為生成物。）因此，對任一可逆反應來說，都有一個化學反應進行的程度問題。這就牽涉到化學平衡。化學平衡主要是研究可逆反應規律的。如：可逆反應進行的程度，以及各種條件對反應進行的程度的影響等?；瘜W平衡的建立：當我們把蔗糖不斷的溶入水中，直至蔗糖不能繼續溶解。此時，所得溶液為蔗糖的飽和溶液。在此溶液中,繼續加入蔗糖,蔗糖不再減少.(溫度等其它條件不變時.)蔗糖真的不能繼續溶解了嗎？我們做一個小實驗：用一塊中間有凹痕的蔗糖，放入蔗糖的飽和溶液中。過一段時間，我們會看到，凹痕不見了。取出蔗糖，小心稱量，質量未變！這是怎么回事呢？原來，在蔗糖的飽和溶液中，蔗糖并非不再溶解，而是蔗糖溶解的同時，已溶解的蔗糖分子又回到晶體表面。而且，溶解的速率和結晶的速率相同。所以，在蔗糖的飽和溶液中，加入蔗糖晶體。晶體的質量不會減少，但凹痕卻不見了。這種狀態，叫溶解－結晶平衡狀態。簡稱：溶解平衡狀態。顯然，溶解平衡狀態是動態平衡狀態?？赡娣磻那樾斡质窃鯓幽兀繉嶒炞C明:在一氧化碳和水蒸汽的反應中:如果溫度不變,反應無論進行多長時間,容器里混合氣體中各種氣體的濃度都不再發生變化.正反應,逆反應都在繼續進行!只是:正反應速率==逆反應速率這種狀態,稱化學平衡狀態.簡稱:化學平衡.化學平衡是動態平衡.當可逆反應達到平衡狀態時,正反應和逆反應都仍在繼續進行.只是由于在同一瞬間,正反應生成的CO2和H2,的分子數,和逆反應所消耗的CO2和H2,的分子數相等!即:正反應速率==逆反應速率反應混合物中,各組份的濃度不變!化學平衡:化學平衡狀態,是指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態.化學平衡常數：參見表2-1分析數據可知:在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,最后都能達到化學平衡.達到化學平衡后,反應物的濃度之積,比上生成物的濃度之積,是一個常數.---化學平衡常數.注意:1.對同一個化學反應來說,溫度不變,化學平衡常數不變!(但不一定是1)2.化學計量數為濃度的指數.3.K值越大,反應進行的程度越大.反應物的轉化率也越大.反之亦然.3．例題精講例1：H2(g)+I2(g)2HI(g)已經達到平衡狀態的標志。①c(H2)=c(I2)=c(HI)時②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2時③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變④單位時間內生成nmolH2的同時生成2nmolHI⑤單位時間內生成nmolH2的同時生成nmolI2⑥反應速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑦一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂⑧溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化⑾條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化[解析]①濃度相等，不能說明已達到平衡狀態；②濃度之比與平衡狀態無必然聯系；③濃度不變，說明已達平衡。注意不要把濃度不變與①、②兩種情況混淆；④“生成nmolH2”指逆反應，“生成2nmolHI”指正反應，且v正=v逆，正確；⑤“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反應，不能判斷；⑥無論是v正、v逆，用不同物質表示時，一定和化學計量數成正比，與是否達到平衡狀態無關。⑦從微觀角度表示v正=v逆，正確；⑧由于Δν(g)=0，壓強始終不改變；⑨顏色不變，說明I2(g)濃度不變，可以判斷；⑩由于Δν(g)=0，體積始終不變，且反應混合物總質量始終不變，密度不變，不能判斷是否達到平衡。⑾反應前后氣體的物質的量、質量均不變，所以平均分子量始終不變，不一定達到平衡狀態。解答：③④⑦⑨[點評]此題從多個角度分析平衡態或不平衡態各種相關物理量的變化情況，有助于加深對平衡特點的理解。[變式]若反應為：2NO2（g）2N2O4（g）呢？[方法提示]判斷是否達到平衡狀態式可抓住以下標志：①⑴直接標志②各組分的m、n不變（單一量）③通過濃度（或百分含量）：各組分的濃度（或百分含量）不變①通過總量：對Δn(g)0的反應，n總(或恒溫恒壓下的V總，恒溫恒容下的P總)不變；⑵間接標志②通過復合量：()、ρ()，需具體分析關系式中上下兩項的變化。③其它：如平衡體系顏色等（實際上是有色物質濃度）例2把6molA氣體和5molB氣體混合放入4L密閉容器中，在一定條件下發生反應：3A（氣）+B（氣）2C（氣）+（氣）經達到平衡，此時生成C為，測定D的平均反應速率為0.1mol/L?min，下列說法中錯誤的是（）A.x=2B.B的轉化率為20%C.平衡時A的濃度為0.8mol/LD.恒溫達平衡時容器內壓強為開始時的85%[解析]本題是一道有關化學平衡的基礎計算題，解題的關鍵是弄清各量的含義。因，所以。3A（氣）+B（氣）2C（氣）+2D（氣）起始量（mol）6500變化量（mol）3122平衡量（mol）3422B的轉化率為：平衡時A的濃度：，所以[答案]C、D例3一定條件下，可逆反應A2（g）+B2(g)2C(g)達到平衡時，各物質的平衡濃度為：c（A2）=0.5mol/L；c（B2）=0.1mol/L；c（C）=1.6mol/L。若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度（mol/L）,則：（1）a、b應滿足的關系是；（2）a的取值范圍是。[解析](1)設轉化過程中，A2（g）轉化濃度為xmol/L，則B2（g）轉化濃度也為xmol/L。平衡濃度：a–x=0.5b–x=0.1則有：a=b+0.4（2）考慮兩種極端情況：①A2、B2為起始物質；②A2、C為起始物質。A2（g）+B2(g)2C(g)物質的平衡濃度（mol/L）0.50.11.6①A2、B2為起始物質0.5+0.80.1+0.80②A2、C為起始物質0.5-0.101.6+0.2故a的取值范圍為0.4≤b≤1.3。[答案]（1）a=b+0.4(2)0.4≤b≤1.3[點評]本題重點考查可逆反應的特點，由此可得B2的取值范圍為：0<b≤0.9,C的取值范圍為：0<C≤1.8。[方法提示]有關化學平衡的基本計算：可逆反應mA＋nBpC+qD達到平衡時：用各物質表示的反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比．即：vA．∶vB．∶vC．∶vD．=m∶n∶p∶q②各物質的變化量（變化濃度）之比等于化學方程式中相應化學計量數之比③反應物的平衡量（或濃度）=起始量（或濃度）-消耗量（或濃度）生成物的平衡量（或濃度）=起始量（或濃度）+增加量（或濃度）⑤阿伏加德羅定律的兩個重要推論⑥混合氣體平均式量的計算（由A、B、C三種氣體混合）其中M(A)、M(B)、M(C)分別表示A、B、C的相對分子質量；a％、b％、c％分別表示這3種氣體的體積（或質量）分數．例4:某容積可變的密閉容器中放入一定量的A和B的混合氣體，在一定條件下發生反應：。若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時，容器的體積為V，此時氣體C的體積占40%，則下列判斷正確的是（）A.原混合氣體的體積為1.1VB.原混合氣體的體積為0.9VC.反應達到平衡時，氣體A消耗了0.2VD.反應達到平衡時，氣體B消耗了0.2V[解析]本題可直接結合反應方程式和題中給出的條件計算，方程式的特征是反應掉的A的量就是總體積的減少量。可由C直接求出氣體A消耗了0.2V，所以總體積為1.2V，氣體B消耗了0.4V。[答案]C[點評]本題可以改為考查某物質的轉化率、體積分數的計算等等。4．實戰演練一、選擇題1．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是： （）A．工業生產硫酸的過程中使用過量的氧氣，以提高二氧化硫的轉化率 B．合成氨工廠通常采用20MPa～50MPa壓強，以提高原料的利用率； C．在實驗室里,可用碳酸鈣粉末和稀硫酸制得二氧化碳氣體;D．實驗室用排飽和食鹽水的方法收集氯氣。2．在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g) 已知H2和I2的起始濃度均為0.10mol/L時，達平衡時HI的濃度為0.16mol/L。若H2和I2的起始濃度均變為0.20mol/L，則平衡時H2的濃度（mol/L）是 （） A．0.02 B．0.04 C．0.08 D．3．一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發生下列反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（） A．保持溫度和容器體積不變，充入1molSO2(g) B．保持溫度和容器內壓強不變，充入1molAr(g) C．保持溫度和容器內壓強不變，充入1molO2(g) D．保持溫度和容器內壓強不變，充入1molSO3(g)4．右圖曲線a表示放熱反應X（g）+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)進行過程中X的轉化率隨時間變化的關系。若要改變起始條件，使反應過程按b曲線進行，可采取的措施是（） A．升高溫度 B．加催化劑 C．增大體積 D．加大X的投入量5．某溫度下在密閉容器中發生如下反應：2M（g）+N(g)2G(g)若開始時只充入2molG(g),達平衡時，混合氣體的壓強比起始時增加20%，若開始時只充入2molM和1molN的混合氣體，達平衡時M的轉化率為 （）A．20% B．40% C．60%D．80%6．反應aX(g)+bY(g)cZ(g)；?H＜0（放熱反應），在不同溫度(T1和T2)及壓強(P1和P2)下，產物Z的物質的量(nz)與反應時間(t)的關系如圖所示.下列判斷正確的是：（） A．T1＜T2，P1＜P2,a+b＜c B．T1＜T2，P1＞P2,a+b＜c C．T1＞T2，P1＞P2,a+b＞c D．T1＞T2，P1＜P2,a+b＞c7．在一定溫度下，密閉容器中可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志是 （） A．C的生成速率與B的反應速率相等 B．單位時間內生成nmolA，同時生成3nmolB C．A、B、C的濃度不再變化 D．A、B、C的濃度之比為1:3:28．在容積固定的密閉容器中存在如下反應：A(g)+3B(g)2C(g)該反應正反應為放熱反應。某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，并根據實驗數據作出下列關系圖：下列判斷一定錯誤的是 （） A．圖Ⅱ研究的是溫度對反應的影響，且甲的溫度較高 B．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高 C．圖I研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高 D．圖I研究的是壓強對反應的影響，且乙的壓強較高.9．體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質的量的SO2和O2，在相同溫度下發生反應：2SO2+O22SO3，并達到平衡。在這過程中，甲容器保持壓強不變，乙容器保持體積不變，若甲容器中SO2的轉化率為P％，則乙容器中SO2的轉化率 （）A．等于P％B．小于P％ C．大于P％ D．無法判斷10． （）A．反應的化學方程式為：2MNB．t2時，正逆反應速率相等，達到平衡 C．t3時，正反應速率大于逆反應速率D．t1時，N的濃度是M濃度的2倍11．壓強變化不會使下列化學反應的平衡發生移動的是 （） A．H2(g)+I2(g)2HI(g) B．3H2(g)+N2(g)2NH3(s) C．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) D．C(s)+CO2(g)2CO(g)12．在兩個恒容容器中有平衡體系：A(g)2B(g)和2A(g)B(g)，X1和X2分別是A轉化率。在溫度不變情況下，均增加A的物質的量，下列判斷正確的是：（）A．X1降低，X2增大 B．X1、X2均降低C．X1增大，X2降低 D．X1、X2均增大13．在一定條件下，向5L密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，發生可逆反應：2A(g)+B(g)2C(g)，達到平衡時容器內B的物質的量濃度為0.1moL／L，則A的轉化率為 （） A．67％ B．50％ C．90％ D．10％14．在一定條件下發生反應：2A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g)，在2L密閉容器中，把4molA和2molB混合，2min后達到平衡時生成1.6molC，又測得反應速率VD=0.2mol/(L·min)，下列說法正確的是： （） A．B的轉化率是20% B．平衡時A的物質的量為2.8mol C．平衡時容器內氣體壓強比原來減小 D．x=415．在下列平衡2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙紅色)+H2O中，溶液介于黃和橙紅色之間，今欲增加溶液的橙紅色，則要在溶液中加入 （）A．H+ B．OH- C．K+ D．H2O第Ⅱ卷（非選擇題，共40分）二、填空題（共24分。把正確答案填寫在題中的橫線上，或按題目要求作答。）16．I.合成氨工業對化學的國防工業具有重要意義。寫出氨的兩種重要用途。II.實驗室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是。①固態氯化銨加熱分解 ②固體氫氧化鈉中滴加濃氨水③氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱 ④固態氯化銨與氫氧化鈣混合加熱III.為了在實驗室利用工業原料制備少量氨氣，有人設計了如下裝置（圖中夾持裝置均已略去）。[實驗操作]①檢查實驗裝置的氣密性后，關閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長頸漏斗注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣發生。在F出口處收集氫氣并檢驗其純度。②關閉彈簧夾c，放下截去底部的細口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經導管B驗純后點燃，然后立即罩上無底細口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示。氫氣繼續在瓶內燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。③用酒精燈加熱反應管E，繼續通氫氣，待無底細口瓶C內水位下降到液面保持不變時，打開彈簧夾b，無底細口瓶C內氣體經D進入反應管E，片刻后F中的溶液變紅?；卮鹣铝袉栴}：（1）檢驗氫氣純度的目的是。（2）C瓶內水位下降到液面保持不變時，A裝置內發生的現象是，防止了實驗裝置中壓強過大。此時再打開彈簧夾b的原因是，C瓶內氣體的成份是。 （3）在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是。反應管E中發生反應的化學方程式是。17．反應A(g)+B(g)C(g)在密閉容器中進行，△H＜0（放熱反應）。若存在三種情況：①200℃，無催化劑；②500℃無催化劑；③500℃有催化劑；情況①是曲線，情況②是曲線，情況③是曲線。三、計算題（1018．在固定容器的密閉容器中，有可逆反應nA(g)+mB(g)pC(g)處于平衡狀態(已知n+m