2.2 化学平衡（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第二节 化学平衡 知识点 1 化学平衡状态 必备知识 清单破 1.化学平衡状态的建立 　　以合成氨反应(N2+3H2  2NH3)为例,分析化学平衡状态的建立过程。 从反应物开始建立(N2与H2的化合反应) 从生成物开始建立(NH3的分解反应)       第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 从反应物开始建立(N2与H2的化合反应) 从生成物开始建立(NH3的分解反应)       特别提醒    化学平衡的建立与途径无关,即在相同条件下,若投料量相同,可逆反应不管从正 反应开始,还是从逆反应开始,不管是一次性投料,还是分多次投料,最终达到的化学平衡是相 同的。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.化学平衡状态的概念 　　一定条件下的可逆反应体系中,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,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时 的状态称之为化学平衡状态。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 3.化学平衡状态的特征   4.化学平衡状态的判断方法【详见定点1】 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 2 化学平衡常数 1.表达式 对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g),当在一定温度下达到平衡时,平衡常数 K= (固体和纯液体的浓度被视为常数,通常不列入化学平衡常数表达式中)。 特别提醒    对于确定的化学反应,K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度无关。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.化学平衡常数与化学方程式的关系 (1)正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都变成原来的n倍或原来的 ,则化学平衡常数变为 原来的n次幂或 次幂。 (3)两化学方程式相加得到新的化学方程式,其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 3.平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度 K <10-5 10-5~105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 　　对于化学反应aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商Q= 。 ①Q<K,可逆反应向正反应方向进行; ②Q=K,可逆反应处于平衡状态; ③Q>K,可逆反应向逆反应方向进行。 (3)计算平衡转化率:利用物质的起始浓度和平衡常数可计算平衡时各物质的浓度,从而计算 反应物的平衡转化率。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 4.平衡转化率 (1)概念:平衡时已转化的某反应物的量占转化前该反应物的量的百分比。常用α表示。 (2)表达式 　　对于可逆反应aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD(g)来说: α(A)= ×100% α(A)= ×100% 特别提醒    ①平衡转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 ②同一化学反应用不同的反应物表示的平衡转化率不一定相等。当各反应物的起始物质的 量之比等于化学方程式中各反应物的化学计量数之比时,各反应物的平衡转化率相等。 5.“三段式”法突破平衡常数(K )、转化率等的相关计算【详见定点2】 6.压强平衡常数(Kp)的计算【详见定点3】 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 3 影响化学平衡的因素 1.化学平衡的移动   第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.影响化学平衡的因素 改变的外界条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有 气体参加的 反应) 反应前后气 体体积改变 增大压强(减小容器的容积) 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强(增大容器的容积) 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气 体体积不变 改变压强 平衡不移动 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 改变的外界条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    (1)固体或纯液体的浓度被视为常数,故改变固体或纯液体的量,对化学平衡无影响。 (2)对同一可逆反应,若正反应为吸热反应,升高温度,v正、v逆都增大,但v正增大的程度更大,即v正'> v逆',平衡向吸热反应方向移动;降低温度,v正、v逆都减小,但v正减小的程度更大,即v正'<v逆',平衡 向放热反应方向移动。 (3)充入与反应无关的气体与平衡移动的关系 ①恒温、恒容  p总增大  体系中参与反应的组分的浓度不变  平衡不移动。 ②恒温、恒压  容器容积增大  体系中参与反应的组分的浓度减小(等效于减压)  。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 3.勒夏特列原理 　　对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件(如参加反应的物质 的浓度、温度、压强),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.可逆反应2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)达到化学平衡状态时,c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)一定为2∶ 1∶2,这种说法对吗? 2.化学反应速率改变,化学平衡一定发生移动,这种说法对吗? 3.对于一个平衡体系,改变条件后气体颜色加深,说明化学平衡一定发生移动,这种说法对吗? 4.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在恒温恒容密闭容器中达平衡后,再充入一定量N2,平衡正移, 平衡常数变大,这种说法对吗? 5.可逆反应的平衡常数(K)越大,反应物的转化率越大,其化学反应速率越快,这种说法对吗? 6.反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡后,增加A的量使平衡向正反应方向移动,则A、B的转化 率均增大,这种说法对吗? 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不对。达到平衡状态时,各组分浓度保持不变,但其浓度之比不一定等于化学计量数之比。 2.不对。平衡移动的本质是v正≠v逆,所以化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;如果 正、逆反应速率变化的趋势和程度都相同,化学平衡不发生移动。 3.不对。如H2(g)+Br2(g)  2HBr(g),压缩容器体积使压强增大,混合气体颜色加深,但化学平 衡不移动。 4.不对。对于确定的反应,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变。 5.不对。化学反应的平衡常数越大,表示化学反应进行的程度越大,其反应物的平衡转化率越 大,但化学反应速率不一定快。 6.不对。A的转化率减小,B的转化率增大。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点 1 化学平衡状态的判断方法   　　原则:正逆相等、变量不变 1.动态标志:v正=v逆≠0 (1)同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。 (2)不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如对于反应aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD(g), = 时,反应达到平衡状态。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.静态标志:各种“变量”不变 (1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。 (2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)不变。 (3)温度(绝热容器)、压强(恒温恒容,反应前后气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 (4)反应前后气体的密度不变[恒温恒容,有固体(或液体)和气体参加的反应]。 　　总之,若物理量由“变量”变成了“不变量”,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理 量为“不变量”,则不能作为平衡标志。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 典例 在一个绝热的、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g) (m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是 (　    ) ①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变 ④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ⑥qv正(A)=mv逆(D) A.②③④⑥　　　　　B.①③⑥ C.①③④⑥　　　　　D.①②③④⑤ 思路点拨    明确可逆反应体系所处的条件(绝热、恒容)→分析各依据是否符合“正逆相 等、变量不变”→综合判断作答。 A 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 解析    混合气体的密度一直不变,不能判断是否达到平衡状态,①错误;绝热恒容,体系的温度 不再改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,②正确;A的转化率不再改变,说明A 的消耗速率与生成速率相等,反应达到平衡状态,③正确;各组分的百分含量不再改变,说明反 应达到平衡状态,④正确;只要反应发生,就满足v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,不能判 断是否达到平衡状态,⑤错误;当qv正(A)=mv逆(D)时,正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡 状态,⑥正确。结合上述分析可知,②③④⑥均能说明反应达到平衡状态。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    (1)化学平衡状态判断“三关注”: ①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容;②关注反应特点,是反应前后气体等 体积反应,还是气体非等体积反应;③关注特殊情况,是否有固体(或纯液体)参与反应。 (2)不能作为平衡“标志”的三种情况: ①恒温恒容下的反应前后气体体积不变的反应,如2HI(g)  H2(g)+I2(g),体系的压强或气体 总物质的量不随时间而变化。 ②全是气体参加的反应前后气体体积不变的反应,如2HI(g)  H2(g)+I2(g),混合气体的平均 摩尔质量不随时间而变化。 ③全是气体参加的反应,恒容条件下混合气体的密度保持不变。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 “三段式”法突破平衡常数(K )、转化率等的相关计算 1.分析三个量(物质的量或浓度):起始量、变化量、平衡量。 2.明确三个关系 (1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。 (2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。 (3)各物质变化量之比等于对应物质的化学计量数之比。 3.计算模式 　　对于反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达 到平衡时,A的消耗量为mx mol,容器容积为V L。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 起始/mol 　　    a　　    b　　　0　　　0 变化/mol 　     mx　　 nx　　 px　　 qx 平衡/mol　　 a-mx　    b-nx　　 px　　 qx ①K= 。②c平(A)=  mol·L-1。③平衡时A的转化率= ×100%。④平衡 时C的物质的量分数= ×100%。⑤平衡时和开始时的压强之比: =  。⑥混合气体的密度:ρ=  g·L-1。⑦平衡时混合气体的 平均摩尔质量: =  g·mol-1。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 定点 3 压强平衡常数(Kp)的计算  1.压强平衡常数(Kp)的含义 　　对于有气体参加的反应,用各气体的平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数。如反应 aA(g)+bB(g)  cC(g) +dD(g),Kp= 。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.四步骤计算压强平衡常数 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 典例 在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应:2MoS2(s)+7O2(g)  2MoO3(s)+ 4SO2(g)    ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示:   (1)p1、p2、p3的大小:　　　　　    。 (2)恒温下若初始时通入7.0 mol O2,p2为7.0 kPa,则A点平衡常数Kp=　　　    (用气体平衡分压 代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,写出计算式即可)。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    明确图像的含义→作等温线讨论压强对O2平衡转化率的影响→利用A点数据计 算分压和压强平衡常数。 解析    (1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,氧 气转化率增大,所以p1>p2>p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2,p2为7.0 kPa,A点氧气转化率为50%, 则A点n(O2)=3.5 mol,生成n(SO2)= ×4=2 mol,恒温恒容条件下气体压强之比等于 物质的量之比,所以A点压强为 ×7.0 kPa=5.5 kPa,p(O2)= ×5.5 kPa=3.5 kPa,p(SO2) =(5.5-3.5) kPa=2 kPa,则A点平衡常数Kp= =  (kPa)-3=  (kPa)-3。 答案    (1)p1>p2>p3    (2)  (kPa)-3 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 定点 4 化学平衡图像的类型与解题原则 1.速率—时间图像(v-t图像) 　　解题原则:分清正、逆反应速率及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断 化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 图Ⅰ    v'正突变,v'逆渐变,且v'正>v'逆,说明是增大了反应物的浓度,使v'正突变,且平衡正向移动。 　　图Ⅱ    v'正、v'逆都是突然减小的,且v'正>v'逆,说明平衡正向移动,该反应的正反应可能是放 热反应或气体总体积增大的反应。 　　图Ⅲ    v'正、v'逆都是突然增大且增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使 用了催化剂,也可能是反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(增大压强)所致。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 　　解题原则——“先拐先平数值大” 　　在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较 高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 　　图Ⅰ　表示T2>T1,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动。 　　图Ⅱ　表示p2>p1,增大压强,反应物A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反 应,增大压强,平衡逆向移动。 　　图Ⅲ　生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故可能是a使用 了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(减小容器的 容积)。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 3.百分含量—压强—温度图像 　　解题原则——“定一议二” 　　化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中 一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa,则生成物C的 百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;若确定温度T不变,作横坐标的 垂线,与两个压强曲线出现交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,增大压强, 生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应(同理,可分析图Ⅱ)。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 1.等效平衡的含义 　　在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆 反应开始,达到化学平衡状态时,同种物质的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数) 相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。 定点 5 等效平衡 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.等效平衡的类型和规律 等效平衡类型 全等效平衡 相似等效平衡 条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压 反应的特点 任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 任何可逆反应 起始投料 换算为化学方程式同一边物质,其“量”相同 换算为化学方程式同一边物质,其“量”符合同一比例 换算为化学方程式同一边物质,其“量”符合同一比例 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 等效平衡类型 全等效平衡 相似等效平衡   质量分数 相同 相同 相同 浓度 相同 成比例 相同(气体) 物质的量 相同 成比例 成比例 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 思维建模　不同条件下等效平衡的思维模式 (1)构建恒温、恒容平衡思维模式 　　新平衡状态可看作两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强,如图所示: (2)构建恒温、恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例) 　　新平衡状态可看作两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动,如图所示: 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 $$