2.2 化学平衡-【题型分类归纳】2023-2024学年高二化学同步讲与练(人教2019选择性必修1)

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 『知识梳理』 一、化学平衡状态 〖化学平衡状态〗 ◆定义：在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系组成不随时间而改变的状态，简称化学平衡。此时表明该反应中物质的转化达到了“限度”。 ◆化学平衡的建立：化学平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 〖判断可逆反应达到平衡状态的方法〗 ◆直接判断法 ①v(正)=v(逆)≠0(化学平衡的本质) a.同一种物质的生成速率等于消耗速率。 b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于相应物质的化学计量数之比。 c.化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于相应物质的化学计量数之比。 ②各组分的浓度保持一定(化学平衡的现象) a.各组分的浓度不随时间的改变而改变。 b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 ◆间接判断法——“变量不变” ①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于有气体参与且反应前后气体的体积不等的可逆反应)。 ②混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于a.恒压且反应前后气体的体积不等的可逆反应；b.恒容且有固体、液体参与或生成的可逆反应)。 ③对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系的颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 ④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。 ◆不能作为判断的条件——定量不能作为判据 ①恒容容器中，对于全部是气体的反应体系，密度不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。 ②恒容容器中，对于化学方程式两边气态物质的化学计量数之和相等的反应，压强不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。 ③对于全部是气体的反应体系，若反应物和生成物的化学计量数之和相等，则气体的平均相对分子质量不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。 二、化学平衡常数 〖化学平衡常数〗 ◆表示方法：对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),任意时刻时, Q称为浓度商。平衡时， K称为化学平衡常数，简称平衡常数。 ◆注意：化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式密切相关。对于同一化学反应，若化学方程式的书写方式不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的表达式就不同。 (1)若化学方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 (2)对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 ◆书写规则 ①在平衡常数表达式中，物质的浓度是指平衡时的浓度，而不是任意时刻物质的浓度。 ②由于固体或纯液体浓度视为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。 ③稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中。 ④非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。 ◆影响因素 通常情况下，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。只要温度一定，对于已达平衡的可逆反应，即使改变其他条件使平衡破坏，建立新的平衡后，K也不变。 ◆意义 ①化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值。通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 ②一般来说，当K>10⁵时，该反应就进行得基本完全了。 〖化学平衡常数的应用〗 ◆判断、比较可逆反应进行的程度：一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K 正反应进 行的程度 平衡时生 成物浓度 平衡时反应 物的浓度 反应物 转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 ◆判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向：对于可逆反应：mA( g) + nB( g)pC(g)+qD(g),若浓度商 则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 ◆判断可逆反应的反应热：升高温度，若K增大，则正反应为吸热反应；若K减小，则正反应为放热反应。 三、影响化学平衡的因素 〖平衡转化率〗 ◆表示方法:对于反应:aA+bBcC+dD，反应物A的转化率可以表示为： 。 α(A)是反应物A的平衡转化率或最高转化率，是该反应达到化学平衡时反应物A转化为产物的百分数。 ◆意义：平衡转化率是某一化学反应在一定条件下该反应物的最大转化率，因此平衡转化率也可以定量地描述化学反应进行的程度。 ◆在化学反应中，增大某一反应物的用量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物的转化率反而降低。 〖化学平衡的移动〗 ◆定义：由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程。 ◆原因：平衡移动的根本原因是v(正)≠v(逆)