高中化学 化学平衡 知识精讲人教版第二册

高二化学化学平衡知识精讲人教版第二册

【本讲教育信息】

一.教学内容：

化学平衡

二.重点、难点

1.认识化学平衡是一定条件下，可逆反应进行的最终状态。

2.掌握化学平衡是动态平衡及化学平衡的特征。

3.结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育。

三.知识分析

（一）化学平衡的建立：

1.可逆反应

2.溶解平衡

3.化学平衡的建立

以CO+〃2（9（气+〃2为例，根据教材所述的内容填写：

反应刚开始时，反应物的浓度为，正反应速率；生成物的浓度

为，逆反应速率o

反应进行过程中，反应物浓度，正反应速率；生成物的浓

度,。

由教材提供的数据：反应无论进行多长时间，容器里混合气体中各种气体的浓度都不再

发生变化这一事实说明：此时单位时间内生成的浓度和消耗的浓度,正反应速率和

逆反应速率=（填＞、＜、=）

在直角坐标系中用图像表示出V正、V逆的变化与反应时间的关系。

如果外界条件不发生变化，化学反应进行到一定程度的时候，正反应速率和逆反应速率

相等，此时，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生

成物的混合物（简称反应混合物）就处于化学平衡状态，简称化学平衡。

实验证明，如果不是从CO和H2（D（g）开始反应，而是各取O.OlmolCCh和0.01molH2,

以相同的条件进行反应，生成CO和H2O（g）,当达到化学平衡状态时，反应混合物里CO、

H2O（g）、CO2＞H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同。即平衡的建立与途径无关。

（二）化学平衡状态：

化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合

物中各组分的浓度保持不变的状态。

研究对象：可逆反应

平衡前提：温度、压强、浓度一定

微观本质：v正=丫逆（同一种物质）

宏观表现：各组成成分的质量分数保持不变。

（三）化学平衡的特征：

逆（只有可逆反应才存在化学平衡状态）

等（正逆反应速率相等）

动（动态平衡）

定(浓度与质量分数恒定)

变(条件改变，平衡发生变化)

【典型例题】

［例1］在一定温度一定容积下反应4(g)+4(g)=2AB(g)达到平衡的标志是()

A.单位时间生成nmol4的同时生成nmolAB

B.容器内的压强不随时间变化

C.单位时间生成2nmolAB的同时生成nmolB2

D.单位时间生成nmol4的同时生成nmolB2

解析：反应达平衡时v(正)=v(逆)，选项A中v(正)卡饮逆)，说明反应未达到平衡状态,

因而选项C符合条件；不管反应是否达到平衡状态，每生成&必定同时生成

nmolB2,因此选项D错误；该化学反应，气体物质的量守恒，只要温度和容器容积不变,

不论平衡与否，反应前后压强始终不变，因此选项B也不正确。

答案：C

［例2］如图所示，密闭容器平放在光滑地面上，活塞可无摩擦滑动，现把3LX(g)和

2LT(g)放入容器内，压强恰好为一个大气压练，反应达到平衡时，容器内温度不变，为

了保持原体积不变，在活塞柄处以力F向左推活塞，使整体以a=5形//的加速度向西直

线滑行，此时反应达到平衡。X的浓度减少1/3。已知横截面积S=20a/,汽缸质量

m=2kg,°o=lxIO'已知在一定条件下可发生反应

4X(g)+3y(g)=2Q(g)+〃R(g),试求n。

解析：由于恒温，体积不变时达到了平衡，这时汽缸存在向左的加速度，则汽缸内气体

压强Pi必定比大气压Po要大，正反应为压强增大的反应。对汽缸进行受力分析，得

PiS-p0S=mao

即0=〃以2x5+1x1()5x20x10-4

+%s=1.05X105P«

s20x104

所以PI=LO5°o由于X减少了1/3,即反应了3xl/3=lL,由方程式

4X+3Y=2Q+nR

432n

10.750.50.25n

则剩余气体体积为(3—1)+(2—0.75)+0.5+0.25”，由巧=1.05%

根据同温同体积条件下气体殳=匹的关系可解出“=6。

%P2

答案：n=6

［例3］反应L(s)+aG(g)=4?(g),达到平衡，温度和压强对该反应的影响如图所示，图

中：压强Pi>°2。y轴表示平衡混合物中G的体积分数，据此可以判断()

A.上述反应是放热反应B.上述反应是吸热反应

C.a>bD.a<b

Pi

解析：由图给信息可知，随着温度的升高，平衡混合气体中G的体积分数减小，说明

该反应为吸热反应；在相同温度下，压强增大，说明平衡混合气中G的体积分数也增大，

说明该反应是气体分子数增大的反应，即。＜人。

答案:BD。

【模拟试题】(答题时间：40分钟)

一.选择题：

1.下列各起始条件下的反应达到平衡时，与A是同一平衡状态的是()

恒温、恒容时：N2+3H2=2NH3

A.Imol3molOmo

B.QmolOmol2mo

C.O.5moll.5molImol

D.Imo/3mo2mol

2.有一可逆反应：2A(g)+35(g)「^^xC(g)+4Q(g),若按下列两种配比在同温同

体积的密闭容器中进行反应

(1)0.8molA,1.2moIB,1.2molC,2AmolD

(2)1AmolA,2.lmoIB,0.6molC,l,2molD

达到平衡后，C的质量分数相等，则方程式中x值为()

A.1B.2C.3D.4

3.在一定条件下，可逆反应：X(g)+3Y(g)^一2Z(g),达到平衡时，有50%的Y

转化为Z,若X的转化率为25%,则起始时充入容器中的X与Y的物质的量之比为()

A.1:1B,1:3C.2:3D,3:2

4.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是()

A.反应混合物各组分含量发生改变

B.正、逆反应速率发生改变

C.反应物的转化率发生改变

D.反应混合物的浓度发生改变

5.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)=2Z(g),已知X2、Y2.Z的起始

浓度分别为0.加。/・广、0.3祖。/ZT、0.2m在一定条件下，当反应达到平衡时，各

物质的浓度有可能是()

A.X?为03moi■匚IB.七为0-357%。/・厂|

11

C.X2为0.2mol-£D.Z为04moi-£

*6.下列各组物质的颜色变化，可用勒沙特列原理解释的是()

①氯水在光照下颜色变浅

②“2、/2、印平衡混合气加压后颜色变深

③氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅

④氯化铁溶液加热后颜色变深

A.①②B.②③C.③④D.①④

7.在密闭容器中有可逆反应：nA(g)+mB(g)pC(g)(正反应吸热)处于平衡状

态，已知：m+n>p,则下列说法中正确的是()

①温度升高迫的比值变小；②降温时体系内混合气体平均相对分子质量变小；③

c(C)

加入B后，A的转化率增大；④加入催化剂，气体总的物质的量不变；⑤加入C,则A、

B的物质的量增大。

A.③④B.①②③C.②③⑤D.全部

8.反应加4(s)+718(g)=pC(g)(正反应放热)，在一定温度下B的体积分数(B%)

与压强变化的关系如图所示，下列叙述中正确的是：()

①m+n>p-,②x点表示该反应的正反应速率大于逆反应速率；③n>p-,④x

点比y点时的反应速率慢。

A.只有①B.只有②④

C.只有①③④D.只有①③

9.A和B在溶液中进行如下可逆反应：A+B^一-AB.反应开始时，溶液中只有A和

B,反应至t时刻时建立平衡，则A、B、AB的物质的量浓度随时间变化的图像正确的是()

10.如图所示，关于N2+3//22N“3，△”<()的平衡移动，影响该平衡移动的

原因是()

A.升高温度，同时加压

B.减小压强，同时降温

C.增大反应物浓度，使用催化剂

D.增大反应物浓度，同时减少生成物浓度

二.填空题：

11.在一定条件下反应2so2（g）+a（g）-―-2SO3（g）,达到平衡状态的标志

是：o

①含量不变；②转化率不变；③浓度不变；④恒容压强不变；⑤恒压体积不变；

⑥V正=v逆；⑦条件一定相对平均分子质量不变；⑧体积一定，密度不变

上述条件符合：“2+，2（g）―-2印反应的有。

上述条件符合：A（g）+B（l）i=C（g）反应的有o

12.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混和，发生如下反应：

•4+63^=;cC（固）+d£＞当反应进行一定时间后，测得A减少了〃%o/,B减少了

n3_

—mol,C增加了一“mo/,D增加了〃根o/,此时达到化学平衡：

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（1）该化学方程式中各物质的系数为a=,b=,c=,

d=；

（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集

状态A,B,Do

（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的量又达到相等，则该反应为一

反应（填放热或吸热）。

13.在一个容积为5L密闭容器中，通入而3和。2,它们的物质的量比为1：2,发生如

Pt

下反应4NH3+5O2/r-4NO+6H.O（气）。

°z、IWJ温乙

（1）上述反应在一定条件下2min后达到平衡,含NH32mol,已知NH3的转化率20%,

若以NO浓度变化表示该反应的平均反应速率为,。2的平衡浓度为o

（2）在达到平衡后，加入相当于原组成气体1倍的惰性气体，如果容器的容积不变，

则平衡移动；如果保持总压强不变，则平衡移动。

14.恒温下将87M/SO2和混合，在一个密闭容器里反应，达到平衡时SQ占混

合气总体积的40%,如果反应前密闭容器中的压强为3义1。5。。。求：

（1）平衡时SQ的物质的量。

（2）SQ的转化率。

（3）平衡时混合气的总压强（容积恒定）。

【试题答案】

一.选择题：

1.BC2.B3.C4.AC5,B

6.D7.D8.B9.D10.D

二.填空题：

11.①②③④⑤⑥⑦；①②③⑥；①②③⑥⑦⑧

12.（1）2、1、3、2；（2）气、固或液、气；（3）放热

13.（1）v（NO）=0.05mol/（L-min）

02平衡浓度为15molIL

（2）不移动；右移动

三.计算题：

14.(1)2SO2+O22SO3

初n：8moi4mol0

An：2xx2x

平n：8-2x4—x2x

Q_2x

-----------------X100%=40%

8—2x+4—x+2x

x=2mol

(2)

2x2mol

x100%=50%

8moi

（3）（同温、同容积时）气体的：

%_Pi12mol_3xl05Pa

n2p2lOmolp2

5

p2=2.5xlOPa

答案：（1）〃（SQ）平=2w/；（2）。（5。2）为50%；（3）总压强为2.5xl（）5尸

提示：

2.因C的质量分数相等，则属同一平衡状态，变化为A、B、C、D的物质的量之比为:

0.6:0.9:0.6:1.2=2:3:2:4。

6.③2匹eg+"=3"a2为氧化还原反应，不存在平衡移动问题。

△7,

④属