化学平衡理论

化学平衡理论第一页，共四十六页，2022年，8月28日高考考点1、化学反应速率的概念，化学反应速率的表示方法；2、外界条件（浓度、温度、压强、催化剂）对化学速率的影响；3、化学平衡的概念、特征4、理解勒夏特列原理，掌握外界条件的改变对化学平衡的影响5、工业合成氨适宜条件的选择。第二页，共四十六页，2022年，8月28日高考命题趋势1、化学反应速率是高考的常考题目其类型（1）根据化学方程式，确定用不同物质表示的化学反应速率（2）通过化学反应速率测定方法的方法考查数学处理能力；2、化学平衡是必考内容，题型以选择、填空题为主，考点主要集中（1）化学平衡特征的含义，在某种情况下，化学反应是否建立平衡；第三页，共四十六页，2022年，8月28日（2）勒夏特列原理在各类平衡（电离平衡、溶解平衡、水解平衡）中的应用；（3）用图象表示外界条件对化学平衡的影响，或者根据图象推测外界条件的变化；（4）根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、消耗量、气体体积的变化等。化学平衡移动与化学实验、工农业生产、环境保护、日常生活等有联系，它将成为理综名题的热点。第四页，共四十六页，2022年，8月28日一、化学反应速率P136（一）化学反应速率的表示方法及特点1、表示方法：化学反应的特点；随时间的变化，反应物不断减少，生成物不断增加；化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少，生成物浓度的增加来表示；

表达式：υ＝Δc/t

单位：mol·(L.S)-1，mol·(L.min)-1等2、特点第五页，共四十六页，2022年，8月28日例题分析：1、反应4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率（表示反应物的消耗速率或生成物质的生成速率）为：A． B．C． D．2、可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在四种不同情况下反应速率如下，其中反应速率最大的是（）AυA=0.15mol/L·minBυB=0.6mol/L·minCυC=0.3mol/L·minDυD=0.1mol/L·minBCD第六页，共四十六页，2022年，8月28日3、某温度时，在3L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析： （1）该反应的化学方程式：

； （2）反应开始至2min末，X的反应速率为

； （3）该反应是由

开始反应的。（正反应逆反应正逆反应同时。）2Z＋Y3X0.067mol/（L·min）

第七页，共四十六页，2022年，8月28日(二）、影响化学反应速率的因素P136内因：反应物本身的性质是反应速率的决定因素。

外因：（1）浓度：增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→反应速率增大（发生有效碰撞的条件、活化分子）①固体物质改变用量对反应速率无影响。②溶液中参加的离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度才能改变速率。第八页，共四十六页，2022年，8月28日（2）压强：若容积可变时：加压→容积缩小→反应物浓度增大→速率加快容积不变：

充入与反应有关的气体→浓度增大→速率加快充入与反应无关的气体→参加反应的物质浓度不变→速率不变注：必须是有气体参与的反应。第九页，共四十六页，2022年，8月28日（3）温度升高温度→反应物分子能量增加→普通分子转化为活化分子→单位体积内活化分子百分数增多→有效碰撞次数增多→速率加快（温度升高，分子运动加快，单位时间内碰撞机会增多也是速率加快的原因之一，但不是主要原因）第十页，共四十六页，2022年，8月28日（4）催化剂使用正催化剂能改变化学反应途径→降低反应所需的能量→使更多的分子成为活化分子→大大增加了单位体积内活化分子的百分数→有效碰撞次数大大增加→成千成万倍的增大了反应速率。①催化剂在未指明正负时，一般当作正催化剂。②催化剂的特点及使用注意：1、增加反应物浓度或增大压强，增大单位体积活化分子的数目，活化分子百分数没有变化；2、升高温度、使用催化剂，活化分子百分数增多第十一页，共四十六页，2022年，8月28日例题分析：1．下列说法正确的是A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子百分数，从而使有效碰撞次数增大B.有气体参加的化学反应，若增大压强，可增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率C.升高温度能使反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子百分数，从而成千上万倍地增大化学反应速率2、在室温下，反应速率最慢的反应是A．H2+F2HFB．H2+Br2HBrC．Ag++Cl－AgCl D．H++OH－H2OCDB第十二页，共四十六页，2022年，8月28日3、某化学反应的速率，温度每升高10℃，增加为原来的3倍。问当温度升高50℃时，该反应的速率增加了几倍？4、下列说法错误的是（）

A旧键的断裂和新键的形成必须通过反应物分子（或离子）的相互接触、碰撞来实现

B化学反应得以发生的重要条件是活化分子发生有效碰撞

C增加反应物浓度会增大活化分子的百分数

D增大反应物浓度会增大单位体积内的活化分子数第十三页，共四十六页，2022年，8月28日

5、反应：进行的时间(t)和反应混合气中SO3的百分含量的关系如图所示。曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图象可知，催化剂可以

，但不能

。加快反应速率、提高SO3%

第十四页，共四十六页，2022年，8月28日

6、

把稀硫酸倒在亚硫酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是（ ）A．增大亚硫酸钠粉末的量。B．硫酸浓度增大一倍，用量减少到原来的1/2。C．硫酸浓度不变，用量增大一倍。D．使反应在较高温度下进行。7、下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2SO4中解释图象的成因。（纵坐标为H2的生成速率）BD锌与硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，反应前半程，温度升高反应速率加快；一定时间后，硫酸的浓度下降因而氢气的生成速率随时间减慢第十五页，共四十六页，2022年，8月28日

8、.对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件中哪些能加快该反应的反应速率（假定温度不变）（）

A缩小体积使压强增大

B体积不变充入氮气使压强增大

C体积不变充入氦气使压强增大

D减小压强使体积增大9、下列说法正确的是（）A增大压强，活化分子数增加，化学反应速率增大B升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定增大C加入催化剂，使活化分子百分数大大增加，化学反应速率大大加快D活化分子间发生碰撞时，一定发生化学反应BA第十六页，共四十六页，2022年，8月28日（三）外界条件对处于化学平衡状态的反应速率的影响1、浓度：改变与平衡有关的物质的浓度，最终会引起正、逆反应都发生变化；在改变反应物浓度的瞬间，正反应速率改变，逆反应速率不变；如：2S02(g)+O2(g)2S02(g)2、压强：改变压强，正、逆反应都变化，但对于△V≠0的可逆反应，正、逆反应速率影响程度不同，对于气体体积缩小方向的反应影响大；第十七页，共四十六页，2022年，8月28日3、温度：

改变压强，吸热、放热反应都影响，但对吸热反应影响大4、催化剂：

等同程度的影响正、逆反应速率。例：有如下反应，mA(g)nB(g),当加压后，反应速率变化如图推断m与n的关系A：m＞nB:m＜nC:m=nD：无法确定V正V逆A第十八页，共四十六页，2022年，8月28日二、影响化学平衡的条件1．

概念：

P1392．

化学平衡状态的特征：P139逆、等、动、定、变。“等”：正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的生成速率和消耗速率相等。“定”：在平衡混合物中，各组分含量保持不变，即不再随时间的改变而改变。注意理解“含量”的范围。第十九页，共四十六页，2022年，8月28日2、化学平衡状态的标志：P140以xA(g)+yB(g)zC(g)(x+y≠z)为例直接的（1）V（正）=V（逆）（2）各组分百分含量保持不变间接的（1）各物质的浓度不随时间变化（2）各物质的物质的量不随时间变化（3）反应物的转化率不随时间变化（4）生成物的产率不随时间变化（5）反应混合物的平均分子量不随时间变化（6）反应混合物的密度不随时间变化(恒温恒压）（7）反应混合物的总压强不随时间变化(恒温恒容）

第二十页，共四十六页，2022年，8月28日注意（1）对于H2

(g)+I2

(g)=2HI(g)反应混合物的总压强、总体积、总物质的量、密度不随时间变化，故不能用它们不变来判断反应已达平衡（2）对于xA(s)+yB(g)zC(g)反应常用p=m\vM=m\n

进行判断，具体问题具体分析第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日例题分析：1.：在一定温度下，反应2NO2N2O4达平衡的标志是（A）混合气颜色不随时间的变化（B）数值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）（C）单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数（D）压强不随时间的变化而变化（E）混合气的平均分子量不变2、在一密闭容器中充入NO2，在一定条件下进行反应：2NO22NO+O2。达到平衡状态的标志是

A．NO2的消耗速率与NO的生成速率相等B．容器内压强不随时间变化而变化C．NO2和O2的消耗速率之比为2∶1D．单位时间内生成2nmolNO,同时生成nmolO2CBCADE第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日3、在一定恒温、恒容下2NO(g)+O2

(g)2NO2(g)达到平衡的标志是A反应混合物中各组分物质的浓度相等

B混合气体的颜色不再变化C混合气体的平均相对分子质量不变

D混合气体的密度不发生变化

4：在一定温度下的密闭容器中，反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达到平衡的标志是：A.混合气体的压强不再改变B.混合气体的密度不再改变C.单位时间内生成2nmolB的同时消耗nmolCD.A、B、C、D的速率之比等于1：2：1：1BCB第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日三、化学平衡的移动1、化学平衡的移动（1）概念P144（2）实质

P144第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日

条件改变

平衡移动方向

原因

结果增大反应物浓度

正反应方向

v正＞v逆消

耗反应物减小反应物浓度逆

反应方向

v正＜v逆

补充反应物增大生成物浓度逆

反应方向

v正＜v逆

消耗生成物减小生成物浓度正

反应方向

v正＞v逆

补充生成物

对于固体或纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动。例：对于平衡体系CO（气）＋H2O（气）CO2（气）＋H2（气）（放热），当其他条件不变时，增大某一反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，则下列说法一定正确的是（

）。（A）生成物浓度一定增大（B）反应物的浓度一定减小（C）任一生成物的体积分数一定增大（D）反应物转化率一定增大2、影响化学平衡的条件P144（1）

浓度、温度、压强改变时平衡移动的规律：浓度A第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日

温度例：在下列反应中，升高温度能使混合气平均分子量减小同时能使反应物转化率增大的是（

）。（A）CO（g）＋H2O（g）CO2＋H2；△H＜0（B）2SO3（气）2SO2（g）＋O2；△H＞0（C）2HClH2＋Cl2；△H＜0（D）CaO（s）＋CO2CaCO3（s）；△H＞0B升高温度，V吸＞V放，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，V放＞V吸，平衡向放热反应方向移动；第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日压强：增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动；注意：①改变压强时，只对反应式两边气体物质系数不等的反应才有影响②改变压强时，必须改变反应混合物中各成分的浓度才能使平衡移动【例】：在一个固定容积的密闭容器中，当反应N2O4(g)2NO2(g)达到平衡后，向容器中充入一定量的N2,虽然容器内的压强增大，但是c(N2O4)、c（NO2）并没有改变，因而平衡不一移动。催化剂：使用催化剂，化学平衡不移动；催化剂等同程度地增大正、逆反应速率化学平衡不移动，只能缩短反应达平衡的时间

第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日

(2)

勒夏特勒原理（即平衡移动原理）：

如果改变平衡的一个条件（如温度、压强、浓度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。【例1】：下列事实能用勒夏特勒原理解释的是：A.加入催化剂有利于SO2生成SO3

B.温度控制在500℃有利于合成氨C.往硫化氢水溶液中加碱有利于S2—的增多D.充入过量氮气有利于合成氨【例2】：用勒夏特勒原理解释以下现象：①排饱和食盐水收集氯气②向浓氨水中加入生石灰快速制取氨气③向饱和食盐水中通入HCl有少量固体析出第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日(3)化学平衡移动的原因：速率不变：

容积不变时充入与反应无关的气体条件改变改变程度同使用催化剂速率改变（υ正＝υ逆）对气体体积无变化平衡不动的反应改变压强改变程度不同压强平衡移动（移动方浓度向取决（υ正≠υ逆）温度于改变后的速率的相对大小改变程度不同压强平衡移动（移动方向取决于改变后的

改变程度不同压强平衡移动（移动方向取决于改变后的

第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日【例】1：下列措施不能使FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡发生移动的是A.加少量KClB.加少量（NH4）SO4

C.加NaOH固体D.加AgNO3【例】2：对反应N2+3H22NH3△H＜0的有关叙述正确的是：A容器体积不变充入N2，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动。B

使用催化剂，正、逆反应速率不变，平衡不移动。C加压，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动。D

降温，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动。第三十页，共四十六页，2022年，8月28日3、化学平衡移动原理的应用P146

例：1、

Cl2气体中经常混有HCl气体，若除去HCl可将该混合气体通入饱和NaCl溶液。一段时间后，溶液中可看到有少量晶体析出，该晶体是____，其产生的原因是____。NaCl晶体

在饱和食盐水中存在NaCl的溶解、结晶平衡，当HCl被水吸收时Cl-浓度增大平衡向结晶方向移动，NaCl晶体析出。

第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日2、Mg（OH）2难溶于水，但在Mg（OH）2悬浊液中滴加NH4Cl或CH3COONH4浓溶液，悬浊液可变澄清，解释原因____。3、FeCl3溶液中滴加少量NaHCO3可观察到有少量气体逸出，溶液变为浅棕红色，试解释其原因在Mg（OH）2悬浊液中存在Mg（OH）2的溶解、结晶平衡，当滴加NH4Cl或NH4Ac浓溶液后又建立的电离平衡，使溶液中OH-的浓度减小，促进Mg（OH）2的溶解，使溶液澄清。FeCl3在溶液中发生水解，使溶液呈酸性，当加入NaHCO3时HCO3-与H+反应降低了H+浓度使水解程度加大。

第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日4、化学反应速率与化学平衡图象解题思路：条件改变→纵坐标的变化趋势→联系方程式判断平衡移动的方向→作出结论。（当多个条件时，应逐一解决）

P144第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日5、等效平衡P140（1）

等温等容：对反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要起始量换算后相等，则两平衡等效（2）

等温等容：对反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要起始量均成比例（相同倍数变化），则两平衡等效。（3）等温等压：只要起始量均成成比例变化，则两平衡等效。第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日例题分析：1．在恒压容器a和恒容容器b中，分别充入体积比为1∶3的N2和H2。若开始时两容器的体积相等，且在相同的条件下达到平衡时，两容器中的N2的转化率应当是（

）。（A）a中大

（B）b中大（C）a、b中一样大

（D）无法判断A第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日2、某温度恒压容器中充入3LA和2LB发生如下反应：3A（气）+2B（气）xC（气）+yD（气），达到平衡时C的体积分数为w％，维持温度不变，压强不变，将0.6LA、0.4LB、0.4LC、0.8LD作为起始物质充入该容器内，若达平衡时C的体积分数仍为w％，x、y值可以是____。分析：①恒压容器，说明反应前后压强不变；②反应初始状态A与B物质的量之比为3∶2，C、D为零；③将0.6LA、0.4LB、0.4LC、0.8LD作为起始物质充入该容器内，只要C、D能完全转化为A与B，且A与B物质的量之比为3∶2就能达到同一平衡状态，其原因是化学反应达平衡时反应体系的温度压强均相同，各物质的浓度相同。x∶y=a∶2a

第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日5、化学平衡有关计算（1）

格式：平衡三段式mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始浓度转化浓度平衡浓度（2）有关公式：浓度：反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度转化率：平均分子量：第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日速率：υ＝Δc/t

单位：mol·(L.S)-1，mol·(L.min)-1等温等容时：等温等压时：第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日1、在一定温度、压强和有催化剂存在条件下，将N2和H2按1：3的体积比混合，当反应达平衡时，混合气中含有mmol的NH3，且NH3的体积分数量为a%，求起始时N2、H2的物质的量。设起始状态N2为xmol，则H2为3xmolN2＋3H22NH3n起(mol)x3x0n转(mol)m/23m/2mn平(mol)

m由题给条件知a%=例题选讲第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日2、合成氨的反应在一定条件下达到平衡，测得体系中NH3为4mol，起始与平衡时的压强之比为13：8，且[H2]始：[H2]平＝4：1，求N2和H2的转化率。

解：设N2、H2的起始物质的量分别为x、yN2+3H22NH3

总量

n始xy0x+yn变264

n平x-2y-64x+y-4∴N2的转化率×100%=83.3%H2的转化率第四十页，共四十六页，2022年，8月28日3、1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9：1，求SO2的转化率。

体积与密度为反比关系，反应前后气体的密度比为0.9：1，则前后体积比为1：0.9，即气体总体积减少了10%（0.4体积）。这样就将已知的密度比转换成了气体体积差量，利用差量法进行计算：2SO2+O2=2SO3△V21x0.4X=0.8，即SO2的转化率为80%第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日4、某可逆反应A(气)＋B(气)=C(气)，在两个完全相同密闭容器中分别加入A、B各1摩，第一个容器温度为400℃，达到