2.2 化学平衡 讲义- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学平衡（答案） 学习要点： 考点01 可逆反应 考点02 可逆反应的相关计算（初步） 考点03 化学平衡状态的判断 考点04 化学平衡常数的书写 考点05 化学平衡常数的意义及影响因素 考点06 多重平衡的相关计算【拓展】 考点07 压强平衡常数及其应用【拓展】 考点08 影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 【重点题型】不能用勒夏特列原理解释的问题 考点09 化学平衡v-t图（重点） 考点10 等效平衡【拓展】 考点11 平衡转化率（重点） 新旧平衡转化率的比较（重点）【拓展】 考点12 化学平衡图像综合（重点） 类型一：百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 类型二：百分含量(或转化率)—压强—温度图像 类型三：特殊图像 【拓展】特殊图像的简答题（重点） 考点01 可逆反应 1.可逆反应的特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件，正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率小于100% 2.典型的可逆反应 H2+I22HI， N2＋3H22NH3 2SO2+O22SO3， SO2+H2OH2SO3， CO2+H2OH2CO3， Cl2+H2OHCl+HClO， NH3+H2ONH3·H2O， 2Fe3++22Fe2++I2 考点02 可逆反应的相关计算（初步） 类型一：一边倒 【例1】（双选）在一定条件下，在2SO2+O22SO3，开始时，各物质的浓度分别是2.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、2.0 mol·L-1，则平衡时氧气的浓度可能是 A、0 　　　B、2 mol·L-1 C、1.4 mol·L-1 　　 D、0.8 mol·L-1 类型二：转化率、产率、体积分数、压强、平均摩尔质量 反应方程式 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) 始 a b 0 0 转 mx nx px qx 平 a－mx b－nx px qx mol/L ①对于同一反应物，平衡量＝起始量－变化量。 ②对于同一生成物，平衡量＝起始量＋变化量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）计算公式 ①关于反应物转化率的计算 转化率＝ × 100%，如α(A)＝ × 100%。 ②关于生成物产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝ × 100%。 ③关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝ × 100%。 即百分含量：φ(A)＝ × 100%。 ④关于体系的压强计算 恒温恒容，混合气体的压力之比等于混合气体的物质的量之比 平衡前后的压强之比：＝。 ⑤关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：＝++ g/mol。 【例2】恒温恒容条件下，发生以下反应 反应方程式 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) 始 1 3 0 转 0.1 0.3 0.2 平 0.9 2.7 0.2 mol/L 计算以下过程H2的转化率、NH3的产率、平衡时H2的百分含量、平衡时压强与起始压强的比值、平均摩尔质量。 H2转化率= ×100% 10% NH3的产率= ×100% 10% = ×100% 71.1% ＝ 0.95:1 ＝282 8.95 g/mol 考点03 化学平衡状态的判断 1．化学平衡状态的建立 （1）化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，达到一种表面静止（动态平衡）的状态。 （2）化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像（v-t图） v(净反应速率) = v(正反应速率) v(逆反应速率) 平衡时，v(正) = v(逆) ≠ 0，v(净) = 0 2．化学平衡状态的判断（重点） 基本判据： （1）正逆相等 ①有无正逆 ②是否满足化学计量数 项目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡 A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡 v正(A)=v逆(B) 不平衡 v正(A)∶v逆(B)＝m∶n 平衡 v(A)∶v(B)＝m∶n 不一定平衡 v正(A)=v逆(A) 平衡 （2）变量不变（压强P、平均摩尔质量M 、 密度ρ 、 温度T 、颜色等） ①注意观察有无固体参与反应！ ②在给定条件下，需要判断参数是不是变量！ 项目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) [假设A为有色气体] 是否平衡 压强 恒温恒容，m＋n≠p＋q，若总压强一定 平衡 恒温恒容，m＋n=p＋q，若总压强一定 不一定平衡 平均摩尔质量 = m＋n ≠ p＋q，气体的一定时 平衡 m＋n = p＋q，气体的一定时 不一定平衡 气体的密度 恒温恒容，密度一定时 不一定平衡 恒温恒压，m＋n ≠ p＋q，密度一定时 平衡 恒温恒压，m＋n = p＋q，密度一定时 不一定平衡 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 温度 绝热条件下，体系温度一定时 平衡 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡 项目 mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 恒温恒容，当n≠p＋q时，总压强一定 平衡 恒温恒容，当n＝p＋q时，总压强一定 不一定平衡 平均摩尔质量 = 当n≠p＋q时，气体的一定时 平衡 当n＝p＋q时，气体的一定时 平衡 气体的密度 恒温恒容，气体的密度一定时 平衡 【例3】一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( ) A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【例4】已知：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是( ) 【答案】B 【例5】(2023·辽宁鞍山高二期中)如图所示是用计算机制作的在不同条件下、同一密闭容器中进行的反应Y(g)X(g)的进程图解，图中的“”代表X，“”代表Y。已知：起始时n(X)＋n(Y)＝2 mol。下列说法错误的是(　　) A．①、②的交点处，v(X)＝v(Y) B．③中的重合线既表示X和Y的物质的量相等，又表示该反应达到了平衡状态 C．达到平衡时，：②>③>① D．③中达到平衡状态时，n(X)＝1 mol 无答案 【例6】一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)，ΔH=akJ/mol，下列说法正确的是（ ） A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1:1 B．达到平衡时，且反应放出0.1akJ的热量 C．达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化 D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 【例7】一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2＋3H22NH3。下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。 ①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 ②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 ③2v正(H2)＝3v正(NH3) ④v正(H2) ＝ v逆(NH3) ⑤v正(H2) ＝ v逆(H2) ⑥2v正(H2)＝3v逆(NH3) ⑦1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂 ⑧H2的百分含量保持不变 ⑨NH3的体积分数保持不变 【例8】（多选）恒温恒压密闭容器中，N2O4(g)2NO2(g),下列可以说明该反应达到平衡的是( DFG ) A. c(N2O4):c(NO2)=1:2 B. v正(N2O4)=2v逆(NO2) C. v正(N2O4)=v逆(NO2) D. 容器内气体的颜色不再变化 E. 混合气体的压强不再变化 F. 容器内气体的平均密度不再变化 G. 容器内气体的平均摩尔质量不再变化 【例9】（多选）恒温恒容密闭容器中，N2O4(g)2NO2(g),下列可以说明该反应达到平衡的是( DEG ) A. c(N2O4):c(NO2)=1:2 B. v正(N2O4)=2v逆(NO2) C. v正(N2O4)=v逆(NO2) D. 容器内气体的颜色不再变化 E. 混合气体的压强不再变化 F. 容器内气体的平均密度不再变化 G. 容器内气体的平均摩尔质量不再变化 考点04 化学平衡常数的书写 1．化学平衡常数 (1)表达式：对于一般的可逆反应，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为 ． 注意： ①平衡常数计算中各物质中的浓度均为平衡状态时的浓度； ②化学平衡常数表达式中不出现固体或纯液体的浓度； ③浓度的单位为mol·L-1，K的单位为(mol·L-1)(c+d-a-b)；本书不考虑平衡常数KC的单位。 ④化学平衡常数(K)与化学方程式的书写有关，化学平衡常数需要指明具体的化学方程式。 【例10】写出下列化学方程式的平衡常数表达式。 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2(g)N2O4(g) 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) Br2＋H2O＋＋HBrO 【例11】根据平衡常数的定义，请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。 化学方程式 平衡常数表达式 N2+3H22NH3 2NH3N2+3H2 N2 + H2NH3 K1、K2、K3的关系是 【例12】已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝___________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 【答案】ΔH1＋ΔH2 K1·K2 【补充】平衡常数K和反应热（ΔH）的变化关系(重点) 平衡常数K ①若方程式的系数扩大n倍，平衡常数变为 ； ②若正反应为K，逆反应的平衡常数为 ； ③多重平衡时，若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ④多重平衡时，若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝ 。 反应热（ΔH） ①若方程式的系数扩大n倍，反应热变为 nΔH； ②若正反应为ΔH，逆反应的反应热为 ΔH； ③多重平衡时，若两反应相加，则总反应的反应热ΔH＝ΔH1 +ΔH2。 ④多重平衡时，若两反应相减，则总反应的反应热ΔH＝ΔH1 ΔH2。 考点05 化学平衡常数的意义及影响因素 一、化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。K越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大，K越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 一般来说，当K＞105时，某反应正反应方向基本完全反应了， 反之，当K<时，某反应逆反应方向基本完全反应了（正反应完全不反应）， 当 < K <105时，某反应为可逆反应。 注：K值不能预示反应达到平衡所需要的时间。 二、化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响， 而其它外界条件，如浓度、压强、催化剂等变化对其无影响。 【例13】判断正误 (1)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变(　　) (2)K值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大(　　) (3)K值越大，该可逆反应的速率越快(　　) (4)K值越大，反应越容易进行(　　) (5)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响(　　) (6)温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数(　　) ×√×√√√ 【例14】在密闭容器中将NO2加热到某温度时，进行如下的反应：2NO22NO+O2，反应5分钟后达平衡，测得平衡时各组分的浓度分别为：c(NO2)=0.06 mol/L，c(NO)=0.24 mol/L。 列式计算： (1)NO2的转化率为多少？ (2)该温度下反应的平衡常数 (3)在这5分钟内，用O2来表示的平均反应速率是多少？ 【答案】(1) 80% (2)1.92 (3)0.024 mol·L-1·min-1 考点06 【拓展】多重平衡的相关计算 解题思路（重点记忆） 1.列①三段式 2.将①平抄到②作起始 3.列②三段式 4.将②平抄到① 5.联立方程，求平衡常数 【例15】将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应。 ①NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ②2HI(g)H2(g)+I2(g) 达到平衡时 c(H2)= 0.5 mol/L，c(HI)= 4 mol/L。 分别计算此温度下反应①和②的平衡常数K1和K2。 【答案】K1 = 20和K2 = 【例16】加热N2O5依次发生的分解反应为 ①N2O5N2O3＋O2， ②N2O3N2O＋O2； 在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol， 则t ℃时反应①的平衡常数为 则t ℃时反应②的平衡常数为 【答案】K1 = 8.5和K2 =3.7 考点07 【拓展】压强平衡常数及其应用 对恒温、恒压条件下的可逆反应，用压强平衡常数分析解决问题往往比较简单。 1.分压 (1)定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。 (2)计算公式： (3)分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 即p总＝pA＋pB＋pC＋… 2.压强平衡常数（Kp） 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示。 Kp的表达式：Kp＝ 注：本书不考虑平衡常数KC的单位，但Kp单位必须写出。 【例17】在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 【答案】 M或 【例18】 650 ℃时，一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，CO的体积分数为40%，总压强为p总。 则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_________ 【答案】 p总 【例19】保持体系总压为105 Pa，500 ℃时，在体积可变的密闭容器中加入10 mol SO2，24.4 mol O2，70 mol N2，进行反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，达平衡时，SO2转化率为88%，求该温度下该反应的Kp。 【答案】5.2 【例20】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) (慢反应)　ΔH＜0 2NO2(g)N2O4(g) (快反应)　ΔH＜0 体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示。 (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·)，则t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa， v＝________ kPa·(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ k(Kp为以分压表示的平衡常数)。 【答案】乙 28.2 3.38 0.05 考点08 影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 一、勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理 如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。 一般而言，平衡移动是为了阻碍条件变化，但不是阻止，最终变化还是发生了。 例如：A(g)＋2B(g) 2C(g) 加压，平衡正移 A(g)＋2B(g) 2C(g) 减压，平衡逆移 A(g)＋B(g) 2C(g) 加压，平衡不移动 A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH>0 升温，平衡正移 A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH>0 降温，平衡逆移 (2)化学平衡移动的方向判断（Q和K的关系） 浓度商Q：任意时刻的浓度代入K表达式 平衡常数K：反应时间无限长，达平衡时各物质的的浓度代入K表达式 当Q＝K时：可逆反应处于平衡状态，v正=v逆； 当Q＜K时：化学平衡向正反应方向移动，v正>v逆； 当Q＞K时：化学平衡向逆反应方向移动，v正<v逆。 二、实验 【实验2-1】浓度对化学平衡的影响 离子方程式： + 3 Fe(SCN)3 黄色 无色 红色或血红色 ①加入铁粉，发生 + 2=== 3， 浓度减小，Q＞K， 平衡向逆反应方向移动 ②加入1 mol· KSCN溶液， 浓度增大，Q＜K， 平衡向正反应方向移动 【例21】某温度下，aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) 条件改变 Q与K的关系 移动方向 增大反应物浓度 Q＜K 向正反应方向移动 减小生成物浓度 Q＜K 向正反应方向移动 增大生成物浓度 Q＞K 向逆反应方向移动 减小反应物浓度 Q＞K 向逆反应方向移动 结论： 增大反应物浓度（或减小生成物浓度），化学平衡向正反应方向移动； 减小反应物浓度（或增大生成物浓度），化学平衡向逆反应方向移动。 【实验2-2】实验探究压强对化学平衡的影响 化学方程式：2NO2(g) N2O4(g) 红棕色 无色 条件改变 现象 结论 增大压强 先变深后变浅 比起始深 正反应方向 （体积减小方向） 减小压强 先变浅后变深 比起始浅 逆反应方向 （体积增大方向） 【例22】某温度下，aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) Q与K的关系 移动方向 增大压强 a+b>c+d Q＜K 向正反应方向移动 a+b<c+d Q＞K 向逆反应方向移动 a+b=c+d Q=K 不移动 减小压强 a+b>c+d Q＞K 向逆反应方向移动 a+b<c+d Q＜K 向正反应方向移动 a+b=c+d Q=K 不移动 结论： 增大压强，化学平衡向着气体体积减小的方向移动； 减小压强，化学平衡向着气体体积增大的方向移动； 增大或减小压强，对于等体积变化的反应，化学平衡平衡不移动 注意：(1)压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。(2)压强能否使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变（本质），从而使Q≠K，平衡状态发生变化。 【例23】在恒温、恒容条件下,当 N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡后，再充入一定量的Ar，压强增大，则N2O4的转化率 （填“增大、减小或不变”） 【答案】不变【解析】Q=K，平衡不移动 【拓展】向平衡充入“惰性”气体对化学平衡的影响 【例24】在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题： (1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡____移动。 (3)若保持总压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为________。 (4)若x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡_____移动。 【答案】(1)正反应 (2)不 (3)x＋y<z (4)不 【例24变式】在10 ℃和2×105 Pa的条件下，反应aA(g) dD(g)＋eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强(温度不变)。下表列出了不同压强下平衡时物质D的浓度。 压强/Pa 2×105 5×105 1×106 浓度/(mol·L－1) 0.085 0.20 0.44 根据表中数据，回答下列问题： (1)压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡移动方向是__逆向移动______(填“正向移动”或“逆向移动”)，理由是假设平衡不移动，压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，物质D浓度应从0.085 mol·L－1增加到0.2125 mol·L－1，现平衡时物质D的浓度为0.20 mol·L－1，故平衡逆移。 (2)压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时，平衡移动的方向是___正向移动_____(填“正向移动”或“逆向移动”)，理由是假设平衡不移动，压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时，物质D浓度应从0.20 mol·L－1增加到0.40 mol·L－1，现平衡时物质D的浓度为0.44 mol·L－1，故E发生相变，因此a>d，平衡正移。 【实验2-3】实验探究温度对化学平衡的影响 化学方程式：2NO2(g) N2O4(g) △H＜0 红棕色 无色 现象 移动方向 结论 升温 加深 逆反应方向 升温，平衡向吸热方向移动 降温 变浅 正反应方向 降温，平衡向放热方向移动 注：绝大多数化合反应放热，绝大多数分解反应吸热 补充结论：催化剂加快反应速率，但是不影响平衡 【例25】一定温度下，在密闭容器中发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0，反应达到平衡时，下列说法不正确的是( ) A.若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平衡颜色深 B.若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，再次达到平衡时，各种物质的百分含量改变 C.若温度、体积不变，向容器中再加入一定量的NO2，待反应达到平衡后，新平衡和旧平衡相比， D.若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深 小结：影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 改变反应条件 平  衡  移  动 ① 增大反应物浓度 正反应方向移动 减小反应物浓度 逆反应方向移动 ② 增大压强 向气体体积缩小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 增大或减小压强 平衡不移动(等体积变化的反应) ③ 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 ④ 使用催化剂 平衡不移动 【例26】判断正误 (1)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动(　　) (2)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大(　　) (3)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动(　　) (4)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小 (　　) (5)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的平衡转化率(　　) ××√×× 【重点题型】不能用勒夏特列原理解释的问题 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释， 常见的有： (1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动； (2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； (3)发生的化学反应本身不是可逆反应； (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 【例27】下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。【答案】BE 考点09 化学平衡v-t图（重点） 已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 催化剂 加压（m+n=p+q） 减压（m+n=p+q） 平衡不移动 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 ①先判断谁发生突变（只有一种） ②再判断移动方向 升温（ΔH>0） 降温（ΔH>0） 升温（ΔH<0） 降温（ΔH<0） ①先判断速率同时变大还是变小 ②再判断移动方向 加压（m+n>p+q） 减压（m+n>p+q） 加压（m+n<p+q） 减压（m+n<p+q） ①先判断速率同时变大还是变小 ②再判断移动方向 【例28】(多选)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，下列操作可以加快反应速率的是 AC A．增大压强 B．恒压条件下充入惰性气体 C．升高温度 D. 液化NH3并分离 【例29】某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是(　A　) A．t2时加入了催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t3～t4时间内反应物转化率最低 考点10 【拓展】等效平衡 等效平衡：在相同条件下，按照不同的投料方式进行投料，“一边倒”后，若物质的物质的量相同，则两个反应达到平衡时的平衡状态就完全相同。 1.恒温、恒压 2.恒温、恒容（去隔板，再压缩） 【例30】 2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应： PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，达平衡时，PCl5为0.40 mol，如果此时再充入1.0 mol PCl3和0.50 mol Cl2， 在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是( ) A．0.40 mol         B．0.60 mol C．大于0.60 mol       D．大于0.40 mol，小于0.60 mol 考点11 平衡转化率（重点） 【课本例1】在某温度下，将含有H2和I2各0.10 mol的气体混合物充入容积为10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080 mol/L。 (1)计算该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 (3)求两次反应H2的平衡转化率。 (1)的平衡转化率为20% (2)的平衡转化率为20% 【课本例1改编】在某温度下，容积为10 L的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) K=0.25 (1)在上述温度下，若起始时通入H2(g)和I2(g)各0.10 mol，试求达到化学平衡时H2的平衡转化率。 (2)在上述温度下，若起始时通入0.20 mol H2(g)和0.10 mol I2(g)，试求达到化学平衡时H2的平衡转化率。 【答案】(1)20% (2)14% 规律：增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而自身的转化率减小。 【拓展】新旧平衡转化率的比较（重点） 比较平衡转化率（α）的解题技巧： ①反应物只加一部分（常识） 只加A，α(A)减小，α(B)增大 只加B，α(B)减小，α(A)增大 ②反应物全加（等效平衡） 判断平衡移动方向，α可大可小可不变 【例31】(1)若反应物不只一种气体，如aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。 ①若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定 相同 。 ②在其他条件不变时，只增加A的量，平衡正向移动，A的转化率减小，B的转化率增大。 ③在恒温恒容条件下，若按原比例(投料比)同倍数增加A和B(相当于加压)，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。 【答案】 ①相同 ②正向 减小 增大 ③不变、增大、减小 【例32】甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。工业合成甲胺原理： CH3OH(g)＋NH3(g) CH3NH2(g)＋H2O(g)　ΔH＝－12 kJ·mol－1。 一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如下： 容器 NH3(g)/mol CH3OH(g)/mol 反应条件 甲 1 1 498 K，恒容 乙 1 1 598 K，恒容 丙 1 1 598 K，恒压 丁 2 3 598 K，恒容 达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为______________。 【答案】甲>乙＝丙>丁 【例33】（多选）可逆反应2NO2(g) N2O4(g) △H<0。在密闭容器中进行，当达到平衡时欲通过改变条件，达到新平衡后使NO2（g）百分含量减小，应采取的措施是（ ） A.增大容器体积 B.温度体积不变，充入NO2(g) C.温度压强不变，充入NO2(g) D.温度体积不变，充入N2O4(g) 考点12 化学平衡图像综合（重点） 类型一：不同温度(或压强)下，百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 mA(g)＋nB(g) pC(g)　ΔH 【解题技巧】 ①先根据拐点判断反应速率，先出现拐点的反应先达到平衡，说明反应速率大→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)。 ②再根据平衡段判断平衡移动方向：①根据反应物/生成物百分含量变化；②反应物的转化率；③化学反应的热效应与温度变化；④v正和v逆的关系。 【解析】 Ⅰ.T2＞T1，温度升高，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 Ⅱ.p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，说明m+n<p Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂； 若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大压强(压缩体积)。 【例34】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数φ(B)的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（ ） A.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 类型二：百分含量(或转化率)—压强—温度图像 【解题技巧】定一议二 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 【解析】 T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应； 105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 【例35】对于反应mA(s)＋nB(g) eC(g)＋f D(g)，当其他条件不变时，C的百分含量φ(C)与温度和压强p的关系如图所示，下列叙述正确的是（ ） A.化学方程式中n<e＋f B.达到平衡后，若升温，v正减小，v逆增大 C.恒温恒容条件下，反应达到平衡后，增加B的量，B的转化率增大 D.若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积， 重新达平衡后与原平衡比较，气体颜色变浅 类型三：特殊图像（横轴代表温度，隐藏条件t） aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，百分含量先大后小或先小后大，所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。 【解析】前半段，反应未平衡，温度升高，反应速率增大，A转化率增大(动力学问题/反应速率) 后半段，反应达平衡，温度升高，平衡逆移，A平衡转化率减小(热力学问题/平衡移动) 【拓展】特殊图像的简答题（重点） 类型一：无催化剂参与 ①若aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 前半段：反应未平衡，温度升高，反应速率增大，C%增大(反应速率) 后半段：反应达平衡，温度升高，平衡逆移，C%减小(平衡移动) 类型二：有催化剂参与 ②若aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 前半段：反应未平衡，温度升高，反应速率增大，C%增大(反应速率) 后半段：反应未平衡，温度升高，催化剂活性降低，C%减小(反应速率); 反应达平衡，温度升高，平衡逆移，C%减小(平衡移动) ③aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH>0 前半段：反应未平衡，温度升高，反应速率增大，C%增大(反应速率) 后半段：反应未平衡，温度升高，催化剂活性降低，C%减小(反应速率) 【例36】在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应： 2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得某一时刻混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是（ ） A.M点时，Y的转化率最大 B.升高温度，平衡常数减小 C.W点时v正＝v逆 D.W、M两点Y的正反应速率相同 类型四：特殊图像 其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。 图中标出的1、2、3、4四个点， 点2、4表示v正＝v逆。 点3表示v正＞v逆 点1表示v正＜v逆 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 28 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 化学平衡（学案） 学习要点： 考点01 可逆反应 考点02 可逆反应的相关计算（初步） 考点03 化学平衡状态的判断 考点04 化学平衡常数的书写 考点05 化学平衡常数的意义及影响因素 考点06 多重平衡的相关计算【拓展】 考点07 压强平衡常数及其应用【拓展】 考点08 影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 【重点题型】不能用勒夏特列原理解释的问题 考点09 化学平衡v-t图（重点） 考点10 等效平衡【拓展】 考点11 平衡转化率（重点） 新旧平衡转化率的比较（重点）【拓展】 考点12 化学平衡图像综合（重点） 类型一：百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 类型二：百分含量(或转化率)—压强—温度图像 类型三：特殊图像 【拓展】特殊图像的简答题（重点） 考点01 可逆反应 1.可逆反应的特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件，正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率 2.典型的可逆反应 考点02 可逆反应的相关计算（初步） 类型一：一边倒 【例1】（双选）在一定条件下，在2SO2+O22SO3，开始时，各物质的浓度分别是2.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、2.0 mol·L-1，则平衡时氧气的浓度可能是( ) A、0 　　　B、2 mol·L-1 C、1.4 mol·L-1 　　 D、0.8 mol·L-1 类型二：转化率、产率、体积分数、压强、平均摩尔质量 反应方程式 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) 始 a b 0 0 转 mx nx px qx 平 a－mx b－nx px qx mol/L ①对于同一反应物，平衡量＝ 。 ②对于同一生成物，平衡量＝ 。 ③各转化量之比等于各反应物的 之比。 （3）计算公式 ①关于 转化率的计算 转化率＝ × 100%，如α(A)＝ × 100%。 ②关于 产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝ × 100%。 ③关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝ × 100%。 即百分含量：φ(A)＝ × 100%。 ④关于体系的压强计算 恒温恒容，混合气体的 等于混合气体的 平衡前后的压强之比：＝。 ⑤关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：＝++ g/mol。 【例2】恒温恒容条件下，发生以下反应 反应方程式 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) 始 1 3 0 转 0.1 0.3 0.2 平 0.9 2.7 0.2 mol/L 计算以下过程H2的转化率、NH3的产率、平衡时H2的百分含量、平衡时压强与起始压强的比值、平均摩尔质量。 H2转化率= NH3的产率= = ＝ ＝ 考点03 化学平衡状态的判断 1．化学平衡状态的建立 （1）化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率 时，反应物的浓度和生成物的浓度不再 ，达到一种 的状态。 （2）化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像（v-t图） 平衡时， 2．化学平衡状态的判断（重点） 基本判据： （1）正逆相等 ① ② 项目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D v正(A)=v逆(B) v正(A)∶v逆(B)＝m∶n v(A)∶v(B)＝m∶n v正(A)=v逆(A) （2）变量不变（压强P、平均摩尔质量M 、 密度ρ 、 温度T 、颜色等） ①注意观察有无 参与反应！ ②在给定条件下，需要判断参数 ！ 项目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) [假设A为有色气体] 是否平衡 压强 恒温恒容，m＋n≠p＋q，若总压强一定 恒温恒容，m＋n=p＋q，若总压强一定 平均摩尔质量 = m＋n ≠ p＋q，气体的一定时 m＋n = p＋q，气体的一定时 气体的密度 恒温恒容，密度一定时 恒温恒压，m＋n ≠ p＋q，密度一定时 恒温恒压，m＋n = p＋q，密度一定时 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 各物质的质量或质量分数一定 各气体的体积或体积分数一定 温度 绝热条件下，体系温度一定时 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 项目 mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 压强 恒温恒容，当n≠p＋q时，总压强一定 恒温恒容，当n＝p＋q时，总压强一定 平均摩尔质量 = 当n≠p＋q时，气体的一定时 当n＝p＋q时，气体的一定时 气体的密度 恒温恒容，气体的密度一定时 【例3】一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( ) A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【例4】已知：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是( ) 【例5】(2023·辽宁鞍山高二期中)如图所示是用计算机制作的在不同条件下、同一密闭容器中进行的反应Y(g)X(g)的进程图解，图中的“”代表X，“”代表Y。已知：起始时n(X)＋n(Y)＝2 mol。下列说法错误的是(　　) A．①、②的交点处，v(X)＝v(Y) B．③中的重合线既表示X和Y的物质的量相等，又表示该反应达到了平衡状态 C．达到平衡时，：②>③>① D．③中达到平衡状态时，n(X)＝1 mol 【例6】一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)，ΔH=akJ/mol，下列说法正确的是（ ） A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1:1 B．达到平衡时，且反应放出0.1akJ的热量 C．达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化 D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 【例7】一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2＋3H22NH3。下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。 ①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 ②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 ③2v正(H2)＝3v正(NH3) ④v正(H2) ＝ v逆(NH3) ⑤v正(H2) ＝ v逆(H2) ⑥2v正(H2)＝3v逆(NH3) ⑦1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂 ⑧H2的百分含量保持不变 ⑨NH3的体积分数保持不变 【例8】（多选）恒温恒压密闭容器中，N2O4(g)2NO2(g),下列可以说明该反应达到平衡的是( ) A. c(N2O4):c(NO2)=1:2 B. v正(N2O4)=2v逆(NO2) C. v正(N2O4)=v逆(NO2) D. 容器内气体的颜色不再变化 E. 混合气体的压强不再变化 F. 容器内气体的平均密度不再变化 G. 容器内气体的平均摩尔质量不再变化 【例9】（多选）恒温恒容密闭容器中，N2O4(g)2NO2(g),下列可以说明该反应达到平衡的是( ) A. c(N2O4):c(NO2)=1:2 B. v正(N2O4)=2v逆(NO2) C. v正(N2O4)=v逆(NO2) D. 容器内气体的颜色不再变化 E. 混合气体的压强不再变化 F. 容器内气体的平均密度不再变化 G. 容器内气体的平均摩尔质量不再变化 考点04 化学平衡常数的书写 1．化学平衡常数 (1)表达式：对于一般的可逆反应，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数的表达式为 ． 注意： ①平衡常数计算中各物质中的浓度均为 ； ②化学平衡常数表达式中不出现 或 的浓度； ③浓度的单位为mol·L-1，K的单位为 ；本书不考虑平衡常数KC的单位。 ④化学平衡常数(K)与化学方程式的书写有关，化学平衡常数需要 。 【例10】写出下列化学方程式的平衡常数表达式。 化学方程式 平衡常数表达式 2NO2(g)N2O4(g) 3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) Br2＋H2O＋＋HBrO 【例11】根据平衡常数的定义，请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。 化学方程式 平衡常数表达式 N2+3H22NH3 2NH3N2+3H2 N2 + H2NH3 K1、K2、K3的关系是 【例12】已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝___________，K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 【补充】平衡常数K和反应热（ΔH）的变化关系(重点) 平衡常数K ①若方程式的系数扩大n倍，平衡常数变为_________； ②若正反应为K，逆反应的平衡常数为_________； ③多重平衡时，若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝_________。 ④多重平衡时，若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝_________ 。 反应热（ΔH） ①若方程式的系数扩大n倍，反应热变为 _________； ②若正反应为ΔH，逆反应的反应热为_________； ③多重平衡时，若两反应相加，则总反应的反应热ΔH＝_________。 ④多重平衡时，若两反应相减，则总反应的反应热ΔH＝_________。 考点05 化学平衡常数的意义及影响因素 一、化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的_______(也叫 )。K越大，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 ，K越小，表示反应进行得越 ，平衡时反应物的转化率越 。 一般来说，当K＞105时，某反应正反应方向基本 了， 反之，当K<时，某反应逆反应方向基本完全反应了（正反应 ）， 当 < K <105时，某反应为 。 注： 。 二、化学平衡常数的影响因素 (1)内因： 及化学方程式的 是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K 影响， 而其它外界条件，如浓度、压强、催化剂等变化对其 。 【例13】判断正误 (1)浓度、温度变化时，平衡常数都会改变(　　) (2)K值越大，表明可逆反应正向进行的程度越大(　　) (3)K值越大，该可逆反应的速率越快(　　) (4) K值越大，反应越容易进行(　　) (5)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响(　　) (6)温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数(　　) 【例14】在密闭容器中将NO2加热到某温度时，进行如下的反应：2NO22NO+O2，反应5分钟后达平衡，测得平衡时各组分的浓度分别为：c(NO2)=0.06 mol/L，c(NO)=0.24 mol/L。 列式计算： (1)NO2的转化率为多少？ (2)该温度下反应的平衡常数 (3)在这5分钟内，用O2来表示的平均反应速率是多少？ 考点06 【拓展】多重平衡的相关计算 解题思路（重点记忆） 1.列①三段式 2.将①平抄到②作起始 3.列②三段式 4.将②平抄到① 5.联立方程，求平衡常数 【例15】将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应。 ①NH4I(s)NH3(g)+HI(g) ②2HI(g)H2(g)+I2(g) 达到平衡时 c(H2)= 0.5 mol/L，c(HI)= 4 mol/L。 分别计算此温度下反应①和②的平衡常数K1和K2。 【例16】加热N2O5依次发生的分解反应为 ①N2O5N2O3＋O2， ②N2O3N2O＋O2； 在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol， 则t ℃时反应①的平衡常数为 则t ℃时反应②的平衡常数为 考点07 【拓展】压强平衡常数及其应用 对恒温、恒压条件下的可逆反应，用压强平衡常数分析解决问题往往比较简单。 1.分压 (1)定义：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。 (2)计算公式： (3)分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 即p总＝pA＋pB＋pC＋… 2.压强平衡常数（Kp） 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示。 Kp的表达式：Kp＝ 注：本书不考虑平衡常数KC的单位，但Kp单位 。 【例17】在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 【例18】 650 ℃时，一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，CO的体积分数为40%，总压强为p总。 则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_________ 【例19】保持体系总压为105 Pa，500 ℃时，在体积可变的密闭容器中加入10 mol SO2，24.4 mol O2，70 mol N2，进行反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，达平衡时，SO2转化率为88%，求该温度下该反应的Kp。 【例20】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) (慢反应)　ΔH＜0 2NO2(g)N2O4(g) (快反应)　ΔH＜0 体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示。 (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·)，则t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa， v＝________ kPa·(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ k(Kp为以分压表示的平衡常数)。 考点08 影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 一、勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理 如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。 一般而言，平衡移动是为了________条件变化，但________，最终变化还是发生了。 例如：A(g)＋2B(g) 2C(g) 加压，平衡________ A(g)＋2B(g) 2C(g) 减压，平衡________ A(g)＋B(g) 2C(g) 加压，平衡________ A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH>0 升温，平衡________ A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH>0 降温，平衡________ (2)化学平衡移动的方向判断（Q和K的关系） 浓度商Q： 代入K表达式 平衡常数K：反应时间无限长， 时各物质的的 代入K表达式 当Q＝K时：可逆反应处于 状态，v正=v逆； 当Q＜K时：化学平衡向 方向移动，v正>v逆； 当Q＞K时：化学平衡向 方向移动，v正<v逆。 二、实验 【实验2-1】 对化学平衡的影响 离子方程式： ①加入铁粉，发生 ， 浓度 ，Q＞K， 平衡向 方向移动 ②加入1 mol· KSCN溶液， 浓度 ，Q＜K， 平衡向 方向移动 【例21】某温度下，aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) 条件改变 Q与K的关系 移动方向 增大反应物浓度 向 反应方向移动 减小生成物浓度 向 反应方向移动 增大生成物浓度 向 反应方向移动 减小反应物浓度 向 反应方向移动 结论： ，化学平衡向正反应方向移动； ，化学平衡向逆反应方向移动。 【实验2-2】实验探究 对化学平衡的影响 化学方程式： 条件改变 现象 结论 增大压强 减小压强 【例22】某温度下，aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) Q与K的关系 移动方向 增大压强 a+b>c+d 向 反应方向移动 a+b<c+d 向 反应方向移动 a+b=c+d 减小压强 a+b>c+d 向 反应方向移动 a+b<c+d 向 反应方向移动 a+b=c+d 结论： 增大压强，化学平衡向着气体体积 的方向移动； 减小压强，化学平衡向着气体体积 的方向移动； 增大或减小压强，对于 的反应，化学平衡平衡 注意：(1)压强对平衡移动的影响：只适用于有 参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。(2)压强能否使化学平衡发生移动，要看 （本质），从而使Q≠K，平衡状态发生变化。 【例23】在恒温、恒容条件下,当 N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡后，再充入一定量的Ar，压强增大，则N2O4的转化率 （填“增大、减小或不变”） 【拓展】向平衡充入“惰性”气体对化学平衡的影响 【例24】在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题： (1)若x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡____移动。 (3)若保持总压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为________。 (4)若x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡_____移动。 【例24变式】在10 ℃和2×105 Pa的条件下，反应aA(g) dD(g)＋eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强(温度不变)。下表列出了不同压强下平衡时物质D的浓度。 压强/Pa 2×105 5×105 1×106 浓度/(mol·L－1) 0.085 0.20 0.44 根据表中数据，回答下列问题： (1)压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡移动方向是________(填“正向移动”或“逆向移动”)， 理由是 (2)压强从5×105 Pa增加到1×106 Pa时，平衡移动的方向是________(填“正向移动”或“逆向移动”)，理由是 【实验2-3】实验探究 对化学平衡的影响 化学方程式： 现象 移动方向 结论 升温 降温 注：绝大多数化合反应 ，绝大多数分解反应 补充结论： 加快反应速率，但是 【例25】一定温度下，在密闭容器中发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0，反应达到平衡时，下列说法不正确的是( ) A.若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平衡颜色深 B.若体积不变，向容器中再加入一定量的N2O4，再次达到平衡时，各种物质的百分含量改变 C.若温度、体积不变，向容器中再加入一定量的NO2，待反应达到平衡后，新平衡和旧平衡相比， D.若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深 小结：影响化学平衡的因素（浓度、压强、温度、催化剂） 改变反应条件 平  衡  移  动 ① 增大反应物浓度 正反应方向移动 减小反应物浓度 逆反应方向移动 ② 增大压强 向气体体积 的方向移动 减小压强 向气体体积 的方向移动 增大或减小压强 ( 变化的反应) ③ 升高温度 向 反应方向移动 降低温度 向 反应方向移动 ④ 使用催化剂 【例26】判断正误 (1)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动(　　) (2)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大(　　) (3)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动(　　) (4)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小 (　　) (5)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的平衡转化率(　　) 【重点题型】不能用勒夏特列原理解释的问题 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释， 常见的有： (1)使用 不能使化学平衡发生移动； (2)反应前后 的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； (3)发生的化学反应本身 ； (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求 的反应。 【例27】下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。 考点09 化学平衡v-t图（重点） 已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 催化剂 加压（m+n=p+q） 减压（m+n=p+q） 平衡不移动 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 ①先判断谁发生突变（只有一种） ②再判断移动方向 升温（ΔH>0） 降温（ΔH>0） 升温（ΔH<0） 降温（ΔH<0） ①先判断速率同时变大还是变小 ②再判断移动方向 加压（m+n>p+q） 减压（m+n>p+q） 加压（m+n<p+q） 减压（m+n<p+q） ①先判断速率同时变大还是变小 ②再判断移动方向 【例28】(多选)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，下列操作可以加快反应速率的是 A．增大压强 B．恒压条件下充入惰性气体 C．升高温度 D. 液化NH3并分离 【例29】某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是(　　) A．t2时加入了催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t3～t4时间内反应物转化率最低 考点10 【拓展】等效平衡 等效平衡：在相同条件下，按照不同的投料方式进行投料，“一边倒”后，若物质的物质的量相同，则两个反应达到平衡时的平衡状态就完全相同。 1.恒温、恒压 2.恒温、恒容（去隔板，再压缩） 【例30】 2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应： PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，达平衡时，PCl5为0.40 mol，如果此时再充入1.0 mol PCl3和0.50 mol Cl2， 在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是( ) A．0.40 mol         B．0.60 mol C．大于0.60 mol       D．大于0.40 mol，小于0.60 mol 考点11 平衡转化率（重点） 【课本例1】在某温度下，将含有H2和I2各0.10 mol的气体混合物充入容积为10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)=0.0080 mol/L。 (1)计算该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2(g)和I2(g)各0.2mol，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 (3)求两次反应H2的平衡转化率。 【课本例1改编】在某温度下，容积为10 L的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) K=0.25 (1)在上述温度下，若起始时通入H2(g)和I2(g)各0.10 mol，试求达到化学平衡时H2的平衡转化率。 (2)在上述温度下，若起始时通入0.20 mol H2(g)和0.10 mol I2(g)，试求达到化学平衡时H2的平衡转化率。 规律： 【拓展】新旧平衡转化率的比较（重点） 比较平衡转化率（α）的解题技巧： ①反应物只加一部分（ ） 只加A，α(A)减小，α(B)增大 只加B，α(B)减小，α(A)增大 ②反应物全加（ ） 判断平衡移动方向，α可大可小可不变 【例31】(1)若反应物不只一种气体，如aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。 ①若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定 。 ②在其他条件不变时，只增加A的量，平衡 移动，A的转化率 ，B的转化率 。 ③在恒温恒容条件下，若按原比例(投料比)同倍数增加A和B(相当于加压)，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为 的影响。 【例32】甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。工业合成甲胺原理： CH3OH(g)＋NH3(g) CH3NH2(g)＋H2O(g)　ΔH＝－12 kJ·mol－1。 一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如下： 容器 NH3(g)/mol CH3OH(g)/mol 反应条件 甲 1 1 498 K，恒容 乙 1 1 598 K，恒容 丙 1 1 598 K，恒压 丁 2 3 598 K，恒容 达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为______________。 【例33】（多选）可逆反应2NO2(g) N2O4(g) △H<0。在密闭容器中进行，当达到平衡时欲通过改变条件，达到新平衡后使NO2（g）百分含量减小，应采取的措施是（ ） A.增大容器体积 B.温度体积不变，充入NO2(g) C.温度压强不变，充入NO2(g) D.温度体积不变，充入N2O4(g) 考点12 化学平衡图像综合（重点） 类型一：不同温度(或压强)下，百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 mA(g)＋nB(g) pC(g)　ΔH 【解题技巧】 ①先根据 判断反应速率，先出现拐点的反应先达到平衡，说明 → (如图Ⅰ中T2＞T1)、 (如图Ⅱ中p2＞p1)或使用了 (如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)。 ②再根据 判断平衡移动方向：①根据反应物/生成物百分含量变化；②反应物的转化率；③化学反应的热效应与温度变化；④v正和v逆的关系。 【解析】 Ⅰ.T2 T1，温度升高，平衡向 方向移动，正反应是 反应。 Ⅱ.p2 p1，压强增大，A(反应物)的转化率 ，平衡向 方向移动，说明m+n p Ⅲ.生成物C的百分含量 ，说明平衡 移动，但反应速率a b，故a可能使用了 ； 若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是 。 【例34】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数φ(B)的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（ ） A.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 类型二：百分含量(或转化率)—压强—温度图像 【解题技巧】 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 【解析】 T1温度下，A→B压强 ，C% ，平衡 移动，则正反应是气体体积 的反应； 105 Pa时，A→C温度升高，C% ，平衡 移动，则正反应是 反应。 【例35】对于反应mA(s)＋nB(g) eC(g)＋f D(g)，当其他条件不变时，C的百分含量φ(C)与温度和压强p的关系如图所示，下列叙述正确的是（ ） A.化学方程式中n<e＋f B.达到平衡后，若升温，v正减小，v逆增大 C.达到平衡后，增加B的量，B的转化率增大 D.若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积， 重新达平衡后与原平衡比较，气体颜色变浅 类型三：特殊图像（横轴代表温度，隐藏条件t） aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，百分含量先大后小或先小后大，所以最高点(最低点)及以后为 状态受条件的影响情况，前面为 的情况。 【解析】前半段， ，温度升高， ，A转化率增大( ) 后半段， ，温度升高， ，A平衡转化率减小( ) 【拓展】特殊图像的简答题（重点） 类型一： 参与 ①若aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 前半段：反应 ， ，C%增大( ) 后半段：反应 ， ，C%减小( ) 类型二： 参与 ②若aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＜0 前半段：反应 ， ，C%增大( ) 后半段：反应 ， ，C%减小( ) 或反应 ， C%减小( ) ③aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH>0 前半段：反应 ， ，C%增大( ) 后半段：反应 ， ，C%减小( ) 【例36】在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应： 2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得某一时刻混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是（ ） A.M点时，Y的转化率最大 B.升高温度，平衡常数减小 C.W点时v正＝v逆 D.W、M两点Y的正反应速率相同 类型四：特殊图像 其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。 图中标出的1、2、3、4四个点， 点 表示v正＝v逆。 点 表示v正＞v逆 点 表示v正＜v逆 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 28 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$