2019-2020年高中化學(xué) 2.2化學(xué)平衡學(xué)案 舊人教版必修2一、化學(xué)平衡狀態(tài)及特征1化學(xué)平衡狀態(tài)是指 。2化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(1)“逆”：化學(xué)平衡研究的對象是 ，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率必小于 。(2)“動”：達(dá)到平衡時， ，即化學(xué)平衡是 ，正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍在進行。的具體含義有兩個方面：用同一種物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率 ，即單位時間內(nèi)生成與消耗反應(yīng)物（生成物）的量相等；用不同物質(zhì)來表示時，某一反應(yīng)物的速率與某生成物的速率之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的 。(3)“等”：是指 ，這是化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征。(4)“定”：由于，平衡混合物中各組分的濃度及體積（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 。(5)“變”：外界條件改變導(dǎo)致 ，原化學(xué)平衡被破壞，從而發(fā)生平衡移動直至建立新平衡。二化學(xué)平衡的標(biāo)志和判斷 1等速標(biāo)志 以N23H2 2NH3 反應(yīng)為例，單位時間、單位體積內(nèi)：若有1mol N2消耗，則有 N2生成若有1mol N2消耗，則有 H2生成若有1mol N2消耗，則有 NH3消耗若有1mol NN鍵斷裂,則有 N-H鍵斷裂 2百分含量不變標(biāo)志正因為v正v逆0，所以同一瞬間同一物質(zhì)的生成量等于消耗量.總的結(jié)果是混合體系中各組成成分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、各成分的百分含量、轉(zhuǎn)化率等 。3對于有氣體參與的可逆反應(yīng)（1）從反應(yīng)混合氣的平均相對分子質(zhì)量（）考慮：若各物質(zhì)均為氣體 當(dāng)ng0, 一定時，則標(biāo)志達(dá)平衡. 當(dāng)ng0，為恒值，不論是否達(dá)平衡.若有非氣體參與：不論ng是否等于0，則當(dāng)一定時，可標(biāo)志達(dá)平衡實例： H2(g)I2(g) 2HI(g) ng0 SO2(g)O2(g) 2SO3(g) ng0 C(s)O2(g) CO2(g) ng0 CO2(g)C(s) 2CO(g) ng0在實例反應(yīng)中，總為恒值.在反應(yīng)、中，只要反應(yīng)未達(dá)平衡，則不為定值反之當(dāng)為一定值，不隨時間變化而變化時，則標(biāo)志著達(dá)到平衡狀態(tài).（2）從氣體密度考慮： 恒容：總為恒值，不能作平衡標(biāo)志恒壓：當(dāng)各成分均為氣體時 ng0. 總為恒值，同上 ng0. 為一定值時，則可作為標(biāo)志當(dāng)有非氣體物質(zhì)參與時 恒容：為一定值時，可作標(biāo)志 恒壓：ng0. 為一定值時，可作標(biāo)志（3）從體系內(nèi)部壓強考慮： 恒容、恒溫n(g)越大,P越大 不論各成分是否均為氣體、只需考慮ng ng0則P為恒值，不能作標(biāo)志當(dāng) ng0則當(dāng)P一定時，可作標(biāo)志（4）從體系內(nèi)部溫度考慮當(dāng)化學(xué)平衡尚未建立或平衡發(fā)生移動時，反應(yīng)總要放出或吸收熱量若為絕熱體系，當(dāng)體系內(nèi)溫度一定時，則標(biāo)志達(dá)到平衡 三影響化學(xué)平衡的條件與平衡移動原理 條件的變化V正、V逆變化平衡移動的方向平衡移動的結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度減少生成物的濃度減少反應(yīng)物的濃度增大生成物的濃度壓強增大減小溫度升高降低結(jié)論（勒沙特列原理）要點解讀1判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)例舉反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物體系中各成分的濃度(1)各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定(2)各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定(3)各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定(4)總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定。(如反應(yīng)前后氣體體積機不變的反應(yīng))正逆反應(yīng)速率的關(guān)系(1)單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA,則v正=v逆(對于同一物質(zhì)而言)(2)在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC,則v正=v逆(3)v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q(v正不一定等于v逆)(4)在單位時間內(nèi)生成了molB,同時消耗了qmolD(因均指v逆)壓強(1)若m+np+q時,總壓力一定(其它條件一定)(2)若m+n=p+q時,總壓力一定(其它條件一定)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(Mr)(1),當(dāng)m+np+q)Mr=m(氣)/n(總) 一定(2)Mr一定時,但m+n=p+q時溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(其他不變)體系的密度()密度一定(固定容積時不變)其他如體系顏色不再變化時等 2等效平衡(1)在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)對同一可逆反應(yīng),無論反應(yīng)從何處開始均可達(dá)到平衡且任何同一個的組分的含量相同,這樣的平衡互稱為等效平衡。(2)等效平衡的規(guī)律對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的反應(yīng)A定溫、定容時.,改變起始加入情況,只要按化學(xué)計量數(shù)換算成平衡方程式左右兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等就可以建立等效平衡。B.定溫、定壓時,改變起始加入情況,只要按化學(xué)計量數(shù)換算成平衡方程式左右兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等的反應(yīng)不論定溫、定容時還是定溫、定壓時,改變起始加入情況,只要按化學(xué)計量數(shù)換算成平衡方程式左右兩邊同一物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等就可以建立等效平衡。(3)等效平衡的建立一般通過建立假想平衡狀態(tài)去比較分析新舊平衡,以下例來說明在一密閉容器中充入1molNO2建立如下平衡:,測得NO2的轉(zhuǎn)化率為a%。容積和溫度不變的條件下再充入1molNO2,待新平衡建立時,又測得NO2的轉(zhuǎn)化率為b%則a、b的大小關(guān)系為 解此類題一般建立如下思維模型:由于壓縮,平衡向右移動達(dá)到平衡時轉(zhuǎn)化率增大,必有a1%<b%,又由于相同條件下平衡與平衡等效,即轉(zhuǎn)化率相等a1%=a%,所以a%<b%,即a<b名題導(dǎo)思例1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。 c(H2)=c(I2)=c(HI)時c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2時c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolI2反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)=v(HI)一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 例2.一真空密閉容器中盛有molPCl5,加熱到200時發(fā)生反應(yīng).PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時,PCl5所占體積百分?jǐn)?shù)為M%.若在同一溫度和同一容器中,最初投入的是2molPCl5 ,反應(yīng)達(dá)平衡時,PCl5所占體積百分?jǐn)?shù)為N%,則M和N的正確關(guān)系是 AMN BM N CMN D無法比較 例3在一定溫度下將1 molCO和1mol水蒸氣放在密閉容器中反應(yīng)：COH2O CO2H2,達(dá)平衡后測得CO2為0.6mol，再通入4mol水蒸氣，達(dá)新平衡后CO2的物質(zhì)的量可能是（） A0.6mol B1mol C0.8mol D1.2mol 例4一定條件下，可逆反應(yīng)A2（g） + B2(g) 2 C(g)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)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(yīng)滿足的關(guān)系是 ；（2）a的取值范圍是 。例5 可逆反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時，C的體積分?jǐn)?shù)j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(P)的條件下隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是 ( )A達(dá)到平衡后，若使用催化劑，C的體積分?jǐn)?shù)將增大B當(dāng)平衡后，若溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動C化學(xué)方程式中，ne+f D達(dá)到平衡后，增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動 例6在一個固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進行以下反應(yīng)： H2（g）Br2（g）2HBr（g）已知加入1molH2和2molBr2時，達(dá)到平衡后生成 a mol HBr（見下表“已知”項）。在相同條件下，且保持平衡時各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，對下列編號（1）（3）的狀態(tài)，請?zhí)顚懕碇锌瞻祝壕幪柶鹗紶顟B(tài)平衡時HBr的物質(zhì)的量（mol）H2Br2HBr已知120a（1）240（2）10.5a（3）m隨堂演練1在固定體積的密閉容器內(nèi)，加入2molA、1molB，發(fā)生反應(yīng)：A（氣）+B（氣） 2C（氣）達(dá)到平衡時，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W。在相同條件下，按下列情況充入物質(zhì)達(dá)到平衡時C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為W的是（ ）A2molC B3molC C4molA、2molC D1molA、 2molC2一定溫度下，可逆反應(yīng)A（氣）3B（氣）2C（氣）達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）。AC的生成速率與C的分解速率相等 B單位時間內(nèi)生成nmolA，同時生成3nmolBCA、B、C的濃度不再發(fā)生變化 DA、B、C的分子數(shù)之比為1:3:23可以說明可逆反應(yīng)N23H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（ ）。A1個NN鍵斷裂，同時生成3個HH鍵B1個NN鍵斷裂，同時有3個HH鍵斷裂C1個NN鍵斷裂，同時有6個NH鍵斷裂D1個NN鍵斷裂，同時生成6個NH鍵4在等溫、等容條件下有下列氣體反應(yīng)： 2A（氣）+2B（氣） C（氣）+3D（氣）?，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡： A和B的起始濃度均為； C和D的起始濃度分別為和。下列敘述正確的是（ ）。A 和 兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)相同B 和 兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)不同C達(dá)到平衡時 途徑的反應(yīng)速率等于 途徑的反應(yīng)速率D達(dá)到平衡時 途徑混合氣體密度為 途徑混合氣體密度的1/25在一固定容積的密閉容器中，充入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A（氣）+B（氣） xC（氣），平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為。若維持容器容積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)也為，則的值可能為（ ）。A1 B2 C3 D46在一定溫度下，向容積固定不變的密閉容器里充入，發(fā)生如下反應(yīng)： ，達(dá)到平衡后，再向該容器充入，達(dá)平衡后與原平衡比較錯誤的是A平均相對分子質(zhì)量增大 B的轉(zhuǎn)化率提高C壓強為原來的2倍 D顏色變淺7對某一可逆反應(yīng)來說,使用催化劑的作用是（ ）。 A提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率 B以同等程度改變正、逆反應(yīng)速率C增大正反應(yīng)速率，減小逆反應(yīng)速率 D改變平衡混合物的組成8可逆反應(yīng)mA(氣)+nB pC(氣)+qD(其中A和C都是無色氣體)，當(dāng)達(dá)到平衡時，下列敘述正確的是（ ）。A增大壓強，平衡不移動，說明（mn）一定等于（pq）B升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C若增加B的量，平衡體系顏色加深，說明B必是氣體物質(zhì)D若B是氣體，增加A的量，A、B轉(zhuǎn)化率都一定增大9某體積可變的容器中，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：A3B2C，若維持溫度和壓強不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為VL，其中C氣體占10下列推斷正確的是（ ）。 原混合氣體的體積為1.2VL；原混合氣體的體積為1.1VL 反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗0.05VL；反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體B消耗0.05VL。 A B C D10恒容容器中，對于可逆反應(yīng)2SO2（氣）O2（氣） 2SO3（氣），SO2和O2起始時的物質(zhì)的量分別為20mol和10mol，達(dá)到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為80。若從SO3開始進行反應(yīng)，在相同條件下，欲使平衡時各成分的體積分?jǐn)?shù)與前者相同，則起始時SO3的物質(zhì)的量應(yīng)是_，SO3的轉(zhuǎn)化率是_。11373K時將0.5molN2O4氣體通入體積為5L的真空容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進行到2s時，NO2的濃度為0.02mol L-1，在60s時體系達(dá)到平衡。此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍。求（1）平衡體系內(nèi)N2O4的物質(zhì)的量。（2）2s內(nèi)體系內(nèi)壓強為開始時的多少倍？