高二化学《化学平衡》教学设计

2024年2月22日发(作者：如何表扬孩子)

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

自主学习

一、可逆反应与不可逆反应

1．可逆反应

(1)概念：在 下，既能向 方向进行同时又能向 方向进行的反应。

(2)表示方法：约定采用 （符号）表示，把从左向右的反应称作 ，从右向左的反应称作 。

(3)特征：可逆反应发生的条件 ，反应 进行到底，反应物 实现完全转化，反应体系中，与化学反应有关的各种物质 。

化学反应的可逆性非常普遍

2．不可逆反应

有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“ = ”表示。

二、化学平衡状态

1．化学平衡的建立

如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：

(1)反应开始时：v(正) ，v(逆)为 。

(2)反应进行时：反应物浓度 ―→v(正)逐渐 ；生成物浓度由零逐渐增大―→v(逆)从 开始逐渐 。

2．概念

在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率 ，反应体系中所有参加反应的物质的 或 保持恒定的状态。

构成化学平衡体系的基本要求是：反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件(如温度、压强等)保持不变

3．特征

研究对象必须是 反应。

化学平衡是 平衡，即当反应达到平衡时，

正反应和逆反应都仍在继续进行。

1

正反应速率和逆反应速率 ，即同一物质的消耗速率和

生成速率相等。

在平衡体系中，各组成成分的含量保持 。

改变影响平衡的条件，平衡会 ，达到新的平衡。

[练习1]在一定温度下，A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( )

A．单位时间内减少x mol A2，同时生成2x mol AB

B．单位时间内生成2x mol AB，同时生成x mol A2

C．单位时间内减少x mol B2，同时生成x mol AB

D．单位时间内1 mol A—A键断裂，同时生成2 mol A—B键

4.化学平衡状态的判断方法有哪些？

<1>.根本标志: (1)正反应速率 逆反应速率 0。 (2)各组分的浓度保持 。

<2>．其他标志

(1)各组分的百分含量保持 。(2)各组分的物质的量保持 。

(3)各气体的体积 时间的改变而改变。(4) 物质的消耗速率与生成速率 。

（5）有气体颜色变化的反应，混合气体的颜色 。

合作探究

以反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例，探讨反应达到平衡的条件

条件 是否达到平衡

①各物质的物质的量、质量或

物质的量分数、质量分数一定（不再改变）

混合物体系中各组分的含量

②各气体的体积或体积分数

一定（不再改变）

③总体积、总压强、总物质的

量一定（不再改变）

①在单位时间内消耗了m mol

A，同时也生成了m mol A，即v(正)＝v(逆)

②在单位时间内消耗了n mol

B的同时也消耗了p mol C，正、逆反应速率的关系

即v(正)＝v(逆)

③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)

＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)(平衡与否都成立)

④在单位时间内生成了n mol

2

B的同时消耗了q mol D，均指v(逆)

压强

①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)

②m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)

①

混合气体的平均相对分子质一定，当m＋n≠p＋q

(

②

量(

)

＝ )

一定，当m＋n

＝p＋q时

温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时(其他不变)

密度一定( ρ＝

气体的密度(ρ)

)

颜色 反应体系内有有色物质时，颜色稳定不变

【练习2】可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，ΔH≠0在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是 ( )

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

③ 用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态

④ 混合气体的颜色不再改变的状态

⑤ 混合气体的密度不再改变的状态

⑥ 混合气体的压强不再改变的状态

⑦ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部

（1）若反应2NO2(g)

平衡状态？

2NO(g)＋O2(g)在一绝热密闭容器中进行，温度不变时，能否说明反应一定达到(2)若把2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)变为反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，则④⑤⑥⑦中能说明反应达到平衡状态的标志是哪个？

(3)

化学平衡(2)

【学习目标】1了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。

2.了解化学平衡的移动。

【学习重点】理解化学平衡移动的影响因素

【学习难点】化学平衡移动的方向

自主学习

3

1.化学平衡的移动

化学反应体系的平衡状态是可以通过 而发生变化的，这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动

2. 化学平衡的移动的影响因素

阅读课本p26-27页，研究实验2-5、2-6，思考与交流，学与问，思考浓度如何影响平衡的移动

浓度： 反应物浓度或 生成物浓度，平衡向正反应方向移动； 反应物浓度或

生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。（注意：改变固体或纯液体的量，由于浓度不变，正逆反应速率都不变,所以化学平衡不移动。）

阅读课本p28页，研究实验2-7，思考温度如何影响平衡的移动

温度：其他条件不变，升温平衡向 移动，降温平衡向 移动

压强：对于有气体参加的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向

的方向移动，减小压强，平衡向 的方向移动

[注意] ①对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；

②平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动；

③压强的变化必须改变混合物浓度（即容器体积有变化）才能使平衡移动。

结论： 如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着

的方向移动(即勒夏特列原理)【注意】：“减弱”的含义：平衡移动后结果变化的方向不变，但程度减小。例如，增加反应物浓度平衡移动后该反应物浓度仍增加，只是增加的程度比没有平衡移动时要小。

另外，催化剂能 改变正、逆反应速率，对平衡移动 .

【练习】反应N2(g)+3H2

(g)(g)△H<0达到化学平衡，改变下列条件，根据反应体系中的变化填

2NH3

空：

①若N2的平衡浓度为a mol/L，其他条件不变时，充入N2使其浓度增大到b mol/L后平衡向

方向移动，达到新平衡后， N2的浓度为c mol/L，则a、b、c的大小为

；②若平衡体系的压强为P1

，之后缩小反应体系体积使压强增大到P2

，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的压强为P3

，则P1

、 P2、 P3

的大小为 ；③若平衡体系的温度为T1

，之后将温度升高到 T2

，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的温度为T3

，则T1

、 T2、 T3

的大小为

。

2.某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，若化学反应速率改变，化学平衡是否一定发生移动？若平衡发生移动，化学反应速率是否一定发生改变？

条件变化

速率变化 移动方向 移动结果

4

增大c(反) 或减小v(正)增大或v(逆)正反应方向

c(反)、c(生)均增大c(生) 减小，v(正)＞v(逆) 或c(反)、c(生)均减小

减小c(反) 或增大v(正)减小或v(逆)逆反应方向

c(反)、c(生)均减小c(生) 增大，v(正)＜v(逆) 或c(生)、c(反)均增大

增大压强（非充入稀v(减)、v(增)均增大，气体体积减小的方向 移动后体系压强下有气体的情况）

v(减)＞v(增) 降，但仍比未增大前的压强大

减小压强

v(减)、v(增)均减小，气体体积增大的方向 移动后体系压强增

v(减)＜v(增) 大，但仍比未减少前的压强小

升高温度

v(吸)、v(放)均增大，吸热反应方向 移动后体系温度降低

v(吸)＞v(放) 但仍比未升高前的温度高

降低温度

v(吸)、v(放)均减小，放热反应方向 移动后体系温度升高v(吸)＜v(放) 但仍比未降低前的温度低

体积不变时，v(正)、平衡 移动，但气体v(逆)

的体积分数

充入稀有气体

(稀有气体计入了总体积)

（或其他不参与反应压强不变时（充入稀的气体）

有气体的瞬间压强保气体物质的量 的持不变），v(正)、方向（或者说，气体与减小压强情况相同

v(逆)均 （相当于体积增大的方向）

减小气体分压强）

加（正）催化剂

v(正)、v(逆)均 ，平衡 移动， 达

v(正)

v(逆) 到平衡的时间

合作探究

用速率-时间图分析平衡移动，画出下列各种情况的速率-时间图

<1>浓度

a. 增加反应物的浓度 b. 减少生成物的浓度

平衡向正方向移动 平衡向 方向移动

c. 减少反应物的浓度 d. 增加生成物的浓度

5

平衡向 方向移动 平衡向 方向移动

<2>温度

a.升高温度 b.降低温度

平衡向吸热方向移动 平衡向 方向移动

<3>.压强

对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

a.若增大压强（非充入稀有气体的情况）

若m+n﹥p+q 若m+n﹤p+q 若m+n = p+q

平衡向正方向移动 平衡向 方向移动 平衡 移动

b.若减少压强（非充入稀有气体的情况）

若m+n﹥p+q 若m+n﹤p+q 若m+n = p+q

平衡向 方向移动 平衡向 方向移动 平衡 移动

<4>使用(正)催化剂

V（正）、V（逆）都增大，且增大的幅度相等

结论：催化剂不能使化学平衡发生移动；不能

改变反应混合物含量（右图）；但可以改变达到

平衡的时间

【学习反思】

【巩固练习】

1.某正反应放热的可逆反应，若反应开始经t1s后达平衡，在t2s时由于反应条件改变，使平衡破坏，到t3s时又达平衡，如下图所示：

1、 该反应的化学方程式为_ __

6

2、分析从t2到t3时曲线改变的原因是（ ）

A、增大了X或Y的浓度

B、使用了催化剂

C、缩小体积，使体系压强增大

D、升高了反应温度

2. 对已达平衡状态的可逆反应 X+Y列说法正确的是

A.Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体

B.Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体

C.Z、W、X、Y皆非气体

D.X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体

3.各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是 ( )

4.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：

Z+W，其它条件不变，增大压强，反应速率变化如图所示，则下

7

a.根据以上规律判断，下列结论正确的是 ( )

A．反应Ⅰ：ΔH>0，p2>p1

B．反应Ⅱ：ΔH<0，T1

C．反应Ⅲ：ΔH>0，T2>T1；或ΔH<0，T2

D．反应Ⅳ：ΔH<0，T2>T1

b. 改变压强，对上述四个平衡的移动分别有什么影响？

5.在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：

达到平衡后，为提高该反应的反应速率和NO的转化率，采取的正确措施是( )

A．加催化剂同时升高温度

B．加催化剂同时增大压强(减小体积)

C．升高温度同时充入N2

D．降低温度同时增大压强(减小体积)

6. 如图表示在密闭容器中反应：2SO2+O2

⇌ 2SO3 △H＜0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，a b过程中改变的条件可能是 ；b c过程中改变的条件可能是 ； 若增大压强时，反应速度变化情况画在c～d处

高二化学选修4第二章第三节化学平衡(1) 参考答案

自主学习

一、可逆反应与不可逆反应

1．(1) 相同条件 正反应 逆反应 （2）

（3）相同 不能 不能 共存

8

正反应 逆反应

二、化学平衡状态

1．(1) 最大 零 (2) 减小 变小 零 增大 2. 相等 质量 浓度

3. 可逆 动态 相等 不变 发生移动

4.<1>．根本标志 (1) ＝ ＞ (2) 不变。

<2>．其他标志 (1) 不变(2) 不变(3) 不随(4)同一物质 相等（5）不再改变

合作探究

条件 是否达到平衡

①各物质的物质的量、质量或平衡

物质的量分数、质量分数一定

（不再改变）

混合物体系中各组分的含量 ②各气体的体积或体积分数平衡

一定（不再改变）

③总体积、总压强、总物质的不一定平衡

量一定（不再改变）

正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol 平衡

A，同时也生成了m mol A，

即v(正)＝v(逆)

②在单位时间内消耗了n mol 平衡

B的同时也消耗了p mol C，

即v(正)＝v(逆)

③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)不一定平衡

＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定

等于v(逆)(平衡与否该式都成立)

④在单位时间内生成了n mol 不一定平衡

B的同时消耗了q mol D，均

指v(逆)

①m＋n≠p＋q时，总压强一平衡

压强

定(其他条件一定)

②m＋n＝p＋q时，总压强一不一定平衡

定(其他条件一定)

平衡

⑧

一定，当m＋n

混合气体的平均相对分子质≠p＋q

量( )

(

＝ )

不一定平衡

⑨

一定，当m＋n

＝p＋q时

温度 任何化学反应都伴随着能量平衡

变化，当体系温度一定时(其

9

他不变)

气体的密度(ρ)

密度一定( ρ＝

)

不一定平衡

平衡

颜色

反应体系内有有色物质时，颜色稳定不变

【练习1】解析：选B。A项中只提到了一种速率（都是正速率），故不正确；B项中，通过“生成2x mol AB”与“生成x mol A2”达到了A2的消耗速率与A2的生成速率相等，故正确；C项只表明了B2的消耗速率；D项中，只有A2的消耗速率。解题的关键点是能找到“同一物质的生成速率与消耗速率相等”的各种表达形式。

【练习2】【思路点拨】 解答本题时应注意以下两点：

(1)该反应的反应特点和反应条件：ΔH≠0、恒容。

(2)平衡的根本标志：①v(正)＝v(逆)，②各组分含量不变。

【答案】 A 解析：①中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，能说明反应达到平衡，②不能说明。③中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。⑤体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变。⑥反应前后可逆反应的压强不变，意味着各物质的含量不再变化。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应ΔV≠0，能说明反应达到平衡。

(1)能，任何反应都具有热效应，温度不变时，意味着正、逆反应速率相等，反应达到平衡。

(2)④。该反应前后体积不变，质量不变，物质的量不变，所以反应自始至终密度、压强、平均相对分子质量不变。

参考答案

自主学习

1.通过改变反应条件（温度、浓度、气体反应的压强）

2.浓度：增大 减少；减少 增大 温度：吸热方向 放热方向

压强：气体体积减小 气体体积增大 结论：能够减弱这种改变

催化剂：同等程度地 无影响

【练习】①正反应 a＜ c ＜ b ②正反应 P1

＜ P3＜ P2

③逆反应 T1

＜ T3＜ T2

10

2. 平衡不一定移动。若速率改变后，v(正)＝v(逆)，平衡不移动，若v(正)≠v(逆)，则平衡发生移动。若平衡发生移动，说明v(正)≠v(逆)，即化学反应速率一定发生改变。

小结：不变 不 减小

减小 增大

加快 ＝ 不 缩短

合作探究

【练习】

2. 用速率-时间图分析平衡移动

<1>浓度

<2>温度

其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

<3>.压强

对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

a.增大压强（非充入稀有气体的情况）

若m+n﹥p+q

平衡向 正 方向移动

若m+n﹤p+q

11

平衡向 逆 方向移动

若m+n=p+q

平衡不 移动

【思考】

12

<4>使用催化剂

[巩固练习]

1. X+Y Z D

2.A

3. 解析：选D。本题考查化学平衡图象知识。选项A，CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶体，增大了溶液中－＋的c(CH3COO)，CH3COOH电离平衡向左移动，溶液中的c(H)减小，pH增大，错误。选项B，加入KCl对平3＋衡无影响，c(Fe)不变。选项C，恒温恒压下加入稀有气体，平衡向着气体物质的量增大的方向(逆反应方向)移动，H2的转化率降低。选项D，该可逆反应的正反应为吸热反应，升温平衡向正反应方向移动，CH3OCH3转化率增大，正确。

4. a.【答案】 C 【解析】 由反应Ⅰ的图象可知，温度升高，A的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，由反应式得：压强越大A的转化率越大，故p2>p1，A不正确； 由反应Ⅱ的图象可得：先达平衡对应的温度高，即T1>T2，温度越高时n(C)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即ΔH<0，B选项错误；反应Ⅲ由于没有其他限制条件和提示，只能从两方面进行讨论，一方面若该反应的正反应是吸热反应，ΔH>0，则有T2>T1的关系，若该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，则可推出T2T1，则该反应正反应是吸热反应，即ΔH>0，D错误。

b. 增大压强可使反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡向正反应方向移动，减小压强可使反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡向逆反应方向移动；改变压强对反应Ⅳ的平衡移动无影响。

5. 解析：选B。对可逆反应来说，加入催化剂对平衡无影响，但能改变化学反应速率。升高温度可增大化学反应速率，而降低温度只能减小化学反应速率。该反应是放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动，使NO的转化率降低，A项错误。增大压强(减小体积)会使反应向体积减小的方向移动，能提高NO的转化率，且加催化剂能增大该反应的反应速率，B项正确。 升高温度同时向容器中充入N2会使平衡向逆反应方向移动，使NO的转化率降低，C项错误。由于降低温度会使反应速率减小，虽然增大压强(减小体积)可以一定程度上增大各物质的浓度，使反应速率增大，但化学反应速率是否一定增加还与降温及增压两者的关系有关。一般来说，温度对化学反应速率的影响大于压强对化学反应速率的影响，D项错误。

6. 升温 减小SO3浓度

13

化学平衡(3)

等效平衡

对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从正、逆反应同时开始)进行反应，只要达到平衡时各组分在混合物中的百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。

概念的理解：

1.平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关。

（如：①无论反应从什么方向开始②投料是一次还是分成几次）

2.达到等效平衡时，同一组分的体积分数相同，物质的量浓度相同，但各组分之间的物质的量、浓度可能不同。

<一>等效平衡的分类及分析方法

一、恒温、恒容下

a.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，其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则两次平衡等效。

平衡的结果：各组分百分含量、n、c（物质的量浓度）均相同-- 全等平衡

（见合作探究题1、2）

b.对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应的等效平衡的判断方法:

如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则两次平衡等效。

平衡的结果：各组分百分含量相同，n、c同比例变化 （合作探究题3、4）--相似平衡

14

二、恒温、恒压下(无论体积可变或不变)

等效平衡的判断方法是：

如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则两次平衡等效，则两次平衡等效。

平衡的结果：各组分百分含量、c相同，n同比例变化（合作探究题5、6）-----相似平衡

小结：

合作探究

1. 在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB ，发生下述反应：

2A（气）＋B（气） 3C（气）＋D（气） 达到平衡时， C的体积分数为a% 。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的体积分数为a%是 （ ）

15

A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B

2. 在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2＋O2

2SO3 当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：

（1）若a=0，b=0，则c=___________。

（2）若a=0.5，则b=_________，c= _________。

（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）：

_ ___，__ ___。

3. 对于H2+I2（g） 2HI，在恒温、恒容下，按下列不同量反应等效的有 。

4.在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：

A(气)+B(气) 2C(气)达到平衡时，C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是( )

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

5.在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入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m%。若维持温度压强不变，将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则X,Y的值分别为（ ）

A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2

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，对平衡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1mol

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7.向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应：

CO＋H2O(g) CO2＋H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是 ( )

A．0.5 mol CO＋2 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

B．1 mol CO＋1 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

C．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.4 mol CO2＋0.4 mol H2

D．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.5 mol CO2＋0.5 mol H2

8.在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)，达平衡是，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数( )

A、不变

C、减小

B、增大

D、无法判断

若改成恒压,又是那个答案 .

化学平衡(3) 参考答案

1. AB 2. （1）2 （2）0.25 1.5 （3）a+c=2 2b+c=2

3. 1和2

4. CD 6.C

7.答案B

解释：A选项，相当于向容器中充入1.5 mol CO和3 mol H2O(g)，与原始比例1∶2相同，构成等效平衡，CO体积分数不变。

B选项，相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，再充入1 mol CO，故前一步旨在建立等效平衡，再充入1 mol CO，虽使平衡正向移动，但移动是由CO的浓度增加引起的，故达平衡时CO的体积分数增大

C选项，相当于向容器中充入0.9 mol CO和1.8 mol H2O(g)(两者比值1∶2)，再充入0.1 mol H2O(g)，故加入H2O(g)而使平衡正向移动，CO体积分数减小

D选项，相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，与原平衡等效，CO体积分数不变

8. C ; A

化学平衡(4)

1.、化学平衡常数定义

在 下，当一个可逆反应达到 状态时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号 表示。

17

（以 为幂）

2. 表达式

对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，

K＝

3．意义

(1)K值越大，说明正反应进行的程度 ，反应物的转化率 ；反之反应物转化越 ，转化5率就 。一般的说K>10时，该反应进行的就基本完全。

(2)K只受 影响，与反应物或生成物的 无关。只要温度不变，对于一个具体的可逆反应的来说，它的平衡常数就是一个具体的常数值。

a.如果正反应为吸热反应，若升高温度，K值将 ；

b.如果正反应为放热反应，若升高温度，K值将 。

4．反应物的转化率

某个指定反应物的转化率 =

5. 注意：

（1）反应物或生成物中有 和 存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式。

（2）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数 。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会 。

6. 可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应（同一温度下）是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。

如：对于可逆反应

m A (g) + nB (g) p C (g) +qD(g)

在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度如下关系：

Qc ,叫做该反应的浓度商。

Qc K，反应向正反应方向进行

Qc K，反应处于平衡状态

Qc K，反应向逆方向进行

7.有关计算书写规范

18

在密闭容器中合成氨气,反应开始时N2的浓度为8mol/L,H2的浓度为20mol/L,反应5分钟后N2的浓度为6mol/L,试用N2、H2、NH3表示该反应的反应速率

N2

+ 3H2

2NH3

起始浓度（mol/L） 8 20 0

变化浓度（mol/L） 2 6 4

5分钟后（mol/L） 6 14 4

合作探究

1.阅读课本p29页例1和p30页例2，掌握计算规范，并派学生代表点评这两道例题。

2. 平衡向正反应方向移动，反应物的转化率是否一定增大？

3.(Ⅰ)已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)

H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为________；

反应H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数K3为________。

CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)

(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)数K和温度t的关系如下表所示：

t/℃

K

700

0.6

800

0.9

830

1.0

1000

1.7

1200

2.6

回答下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。

(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。

A．容器中压强不变

B．混合气体中c(CO)不变

C．v(H2)正＝v(H2O)逆

D．c(CO2)＝c(CO)

(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2) =

c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。

(5)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol/L，c(H2)为1.5

19

mol/L，c(CO)为1 mol/L，c(H2O)为3 mol/L，则下一时刻，反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。

[巩固练习]

1.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2

2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率( )

A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断

2.一定条件下，向5L密闭容器中充入2mol A气体和1mol B气体，发生可逆反应：2A(g)＋B(g)

2C(g)，达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1mol/L， A的转化率为（ ）

A．67% B．50% C．25% D．5%

3. 下列关于平衡常数的说法中，正确的是 ( )

A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度

B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值

C．平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关

D．从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度

4. 已知：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)；ΔH＜0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1

mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是 （ ）

A．甲、乙提高相同温度 B．甲中加入0.1 mol He，乙不变

C．甲降低温度，乙不变 D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

5. 汽车尾气净化中的一个反应如下：

NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ·mol

在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

－1

6. 一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

20

根据题意完成下列各题：

(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________，升高温度，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)在500 ℃时，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。

(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是________。

a．氢气的浓度减少

b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加

d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是______________________(用化学方程式表示)。

7. （广东2011）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为

CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，

CH4产量随光照时间的变化如图13所示。

（1）在0-30小时内，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从大到小的顺序为 ；

反应开始后的12小时内，在第 种催化剂的作用下，收集的CH4最多。

（2）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)△H=+206 kJ•mol

①画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）

②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率（结果保留两位有效数字）

（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) △H=－802kJ•mol

写出由CO2生成CO的热化学方程式

8. （广东2008）科学家一直致力研究常温、常压下“人工围氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、学照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0×10Pa、反应时间3 h）:

5-1-1CO(g)+3H2(g),该反应的T/K

NH3生成量/（10mol）

相应的热化学方程式如下：

-6303

4．8

313

5．9

323

6．0

353

2．0

21

N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+回答下列问题：

3-1

O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol2（1） 请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

（2） 与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提

高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。

（3） 工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)。设在容积为2.0L的密

闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为1.该条件下N2的平衡转化率；

2.该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。

9.（广东2010） 硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛．

（1）请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：

B2H6 + 6H2O=2H3BO3

+________。

（2）在其他条件相同时，反应H3BO3+3CH3OH

B(OCH3)3+3H2O中，H3BO 3的转化率（α）在不同

温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可

得出：①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影

响是 。

②该反应的△H_____0 (填“<”、“=”或“>”).

（3）H3BO 3溶液中存在如下反应：

-+-1 H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4](aq)+H(aq)。已知0.70 mol·L H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到+-5-1平衡时，c平衡(H)=2. 0 × 10mol·L，c平衡（H3BO 3） c起始（H3BO 3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）。

-10.（广东2013）大气中的部分碘源于O3对海水中I的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究

1）O3将Ⅰ-氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成：

-① I-(aq)+ O3(g) = IO(aq) + O2(g) △H1

-+② IO(aq)+ H(aq) HOI(aq) △H2

22

4。计算

7

③ HIO(aq) + I(aq) + H(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3

总反应的化学方程式为 ，

其总反应△H=

--（2）在溶液中存在化学平衡：I2(aq) + I(aq) I3(aq)，

其平衡常数表达式为_______。

化学平衡(4)参考答案

自主学习

1.化学平衡常数定义

一定温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 K

以生成物或反应物其化学计量数为幂

2.

-+K＝

3．(1)越大 越大 不完全 越小 (2) 温度 浓度变化 a.增大 b.减小

4．

=指定反应物的起始浓度-指定反应物的平衡浓度100%

指定反应物的起始浓度

5.

（1）固体 纯液体 （2）改变 改变

6. 〈 = >

合作探究

1.（1）k= 0.25 （2）c（H2）=c（I2）= 0.016mol/L c（HI）= 0.0080mol/L

2. 不一定。平衡正向移动时反应物的转化率如何变化，要根据具体反应及引起平衡移动的原因而定。如对于反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率都增大，若只增大N2的浓度，平衡正向移动，H2的转化率增大，而N2的转化率降低。

3(2)吸热 (3)BC (4) 830 (5)逆向

[巩固练习]

1. B 2. B 3. CD

4. 解析：选C。本题考查化学平衡移动、等效平衡。在相同条件下，甲、乙容器中达到平衡时是等效平衡。选项A，甲、乙提高相同温度时，平衡均向逆反应方向移动，且达平衡时二者等效，HI浓度相等。选项B，

23

加入稀有气体时，平衡不移动，二者HI浓度相等。选项C，甲降低温度平衡向正反应方向移动，达平衡时HI浓度增大，而乙中HI浓度不变，符合题意。选项D，甲、乙中分别增加等量的H2、I2，达平衡时HI浓度相等。

5. 选C。本题主要考查化学平衡图象的分析以及平衡常数的概念，意在考查学生分析图象的能力和实际运用知识的能力。该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A选项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B选项错误；平衡常数只与温度有关，C选项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D选项错误。

6. 答案：(1) 减小 (2)2nB/3tB mol·(L·min)－1

(3)bc

(4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2

2解析：(1)根据反应式和平衡常数的定义，该反应的平衡常数表达式K＝c(CH3OH)/c(CO)·c(H2)。从题给图象可以看出平衡后500 ℃时甲醇的物质的量小于300 ℃时的物质的量，说明该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值将减小。

(2)500 ℃时反应达到平衡，生成甲醇的物质的量为nB，

则消耗H2的物质的量为2nB，因此v(H2)＝＝2nB/3tB mol·(L·min)。

－1(3)在其他条件不变的情况下，处于E点的体系体积压缩到原来的 ，根据反应特点推知增大压强，正逆反应速率都增加，且平衡向正反应方向进行，甲醇的物质的量将增加，即选b、c。

(4)因Cu2O易被CO还原为Cu，因此通入CO2可以抑制此反应的发生，反应方程式为Cu2O＋CO7. （1）VⅢ>VⅡ> VⅠ（1分）；Ⅱ（1分）（2）①（2分）（有峰1分，△H正确标注1分）

2Cu＋CO2

△H

②（共8分）设CH4的初始物质的量为xmol，

则 CH4（g）+H2O（g）====CO（g）+3H2O（g）

初始浓度/mol·L x/1 x/1

平衡浓度/mol·L （x－0.10）/1 （x－0.10）/1 0.10/1 0.30/1

K= c（CO）c（H2） = 0.10×0.30 =27

c（CH4）·c（H2O） （x－0.10）

24

233-1-1

解得：x=0.11

转化率为：0.10/0.11×100%=91 %

(3) （共3分）CO2(g) ＋3H2O(g)

===2O2(g) ＋CO(g)+3H2(g) △H=+1008 kJ•mol

8. (1)画图略，

要点：

1.催化剂可降低反应的活化能，但对这各反应前后能量变化并不产生任何影响。

2.该反应为吸热反应，所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。

(2)请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：升高温度，增大反应物N2的浓度，不断移出生成物脱离反应体系。

解释：该反应正反应是吸热反应，升高温度，使化学平衡向正反应方向移动，从而增大NH3生成量，升高温度也能提高反应速率；增大反应N2浓度，加快反应速率，并使化学平衡向右移动；不断移出生成物脱离反应体系，使平衡向右移动，增大NH3生成量。

(3) ①该条件下N2的平衡转化率：66.7%

②该条件下反应2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常数为0.005

解释：由三行式法计算可知，起始时，c(N2)=0.3mol/l.平衡时，c(N2)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l;

c(NH3)=0.4mol/l 。

①所以N2的平衡转化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7%

②反应2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常数K= c(N2)* c(H2)^3/ c(NH3)^2=0.005

9. (1) 6H2

(2) ①升高温度，反应速率加快，平衡向正方向移动 ② >

(3) 依题意： H3BO3(aq)+H2O(l)起始时各物质浓度/ moL-1[B(OH)4](aq)+H(aq)

-+L-1

0.70 0 0

-5

平衡时各物质浓度/ moLL-+-1

0.70 2.0×102.0×10

-5K=c([B(OH)4])·c(H) / c(H3BO3)

= (2.0×10 moLL)×(2.0×10 moLL)/ 0.70moLL=5.7×10 moLL

-5-1-5-1-1-10-110.

25