2.2 化学平衡 第1课时（图文版知识清单）化学人教版选择性必修1

NH Pd 第二节化学平衡 Ds 第1课时化学平衡状态化学平衡常数 知识点一可逆反应 0 概念 温度 压力 在同一条件下，既能向正反应方 向进行又能向逆反应方向进行的 A B 反应。 2 表示方法 正反应 采用“二”连接，把从左向右进行 的反应称为正反应，把从右向左进行 的反应称为逆反应。 逆反应 A+B三C+D 3 特征 ①正、逆反应必须在同一条件下发生，在正反应进行的同时，逆反 应也在进行。 ②可逆反应不能进行到底，也就是可逆反应无论进行到何种程度， 反应物和生成物均并存，即任何物质的物质的量都不可能为0。 農 生成物 特别提醒 可逆反应的前提是正反应和逆反 应的反应条件相同，若条件不同 生成物 则不互为可逆反应。如电解水生 反应物 成氢气和氧气与氢气和氧气点燃 Np 时间 生成水不互为可逆反应。 2H20 电解， 2H2↑+02t 丰 2H2+02 点燃 2H20 化学平衡状态及其判定-知识清单 ◆知识点二 化学平衡状态及其判定 1.化学平衡状态 特别提醒 (1)概念 ①前提是“一定条件下的 化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反 可逆反应”；②实质是“ 应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应 正反应速率和逆反应速率 相等”；③标志是“反应 混合物中各组分的浓度保持不变的状态。-- 混合物中各组分的浓度保 (2)化学平衡状态的建立 持不变” ①速率一时间关系： 可逆反应mA(g+nB(g)≥pC(g+qD(g)o 开始时只有反应物没有生成物，此时A和B v(正 的浓度最大，因此V正最大和V逆为O。 v(正)=v(逆) 随着反应的进行，反应物不断减小而生成物 (逆) 不断增大，则V正逐渐减小而V逆逐渐 t平衡 时间) 增头。当反应进行到某一时刻时，V年=V逆 速率一时间图像 ,即达到了化学平衡状态。 10 0.9 ②可借助浓度—时间图像来理解化学 0 0.6 07 平衡的建立与反应过程中物质浓度间的关系。 02 02 (3)化学平衡状态的特征 0 12 3 4 2①逆：可逆反应； 浓度一时间图像 =②等：正反应速率与逆反应速率相等，即V(正)=V(逆)0； ③动：达到平衡时，化学反应始终在进行，所以是动态平衡； 亚④定：在一定条件下的平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应 物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保 持一定而不变。 ⑤变：任何化学平衡状态均是有条件的（与浓度、温度、压强等有关），条 件改变，化学平衡发生移动。 化学平衡状态的判定-知识清单 2.化学平衡状态的判定 (1)两看 观察内容 具体判断 一看 题干条件 恒温恒容或恒温恒压或绝热容器 广6化学反应特点 全部是气体参与：是等体积反应还是非等体积反应 二看 (物质状态、气体计量系数) 有固体或液体参与：是等体积反应还是非等体积反应 (2)两标志 判定依据 正、逆反应 同一物质表示的正、逆反应速率相等V正=V逆， 之速率相等) 或者不同物质表示的正、逆速率（或变化的物质的量、浓度）之比 等于化学计量数之比 题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量 座 (如某物质的质量、浓度、百分含量，n总（气体以、压 【特别提醒】 变量不变 强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等) 但“定量” 当“变量”不再变化（保持恒定)时，证明可逆反 应达到平衡 无法证明。 (3)常见判定模型 化学反应模型 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 在单位时间内消耗了m mol A的同时也生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时也消耗了o mol C 平衡 正、逆反应 速率的关系 VE(A):VE(B:V逆(C):V逆(D)=m:n:p:q 平衡 在单位时间内生成了n mol B的同时也消耗了qmol D,均指逆反应方向 不一定平衡 m+np+q,总压强一定（其他条件一定） 平衡 压强 m+n=p+q,总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡 C6+e→H0+e 化学平衡：分的相表-知道卡 2Cu+3H0→Cn+ mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g) 条件 调解 各物质的物质的量或 物质的量分数一定 ◇平衡 混合物体系 中各成分的 各物质的质量或质量分数一定 平衡 含量 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 混合气体的 M一定 平衡 m+n#p+q 平均相对分 0 子质量 M,一定 不一定平衡 m+n=p+q +2 温度 当体系温度一定时（其他条件不变） 平衡 36.09 R 只有气体参加的反应，密度保持 不一定平衡 密度 不变（恒容密闭容器中） m+n≠p+q时，密度保特不 平衡 变（恒压容器中） m+n=p+q时，密度保持不 不一定平衡 B 变（恒压容器中） 色彩 反应体系内有色物质的 平衡 颜色稳定不变 CH+2H,O→CH,+AC 化学平衡衡的标志总结-知识清单 速率标志 正、逆反应速率相等（即V正=V逆≠0）时，达到化学平衡 状态。V正=V逆的具体含义有两个方面： ≥ (1)用同一种物质表示反应速率时，该物质的生成速率与 V逆 消耗速率相等； (2）用不同种物质表示反应速率时，速率不一定相等，但 必须符合两个条件：一是表示两个不同的反应方向；二是 速率之比等于化学方程式中相应的化学计量数之比。 含量标志 混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分 含量（体积分数、质量分数）、转化率或产率等不随时间变化 而变化时达到化学平衡状态。 特殊标志 特别提醒 (1)混合气体的平均相对分子质量。反应物与 若有固体或液体纯物质 生成物均为气体时，若反应前后气体的物质的 参与，无论反应前后气 GAS 量不相等，平均相对分子质量不再发生变化时 体的物质的量是否相等， 达到平衡状态。 只要其平均相对分子质 量不再发生变化即达到 (2)混合气体的密度。等温等压下，反应前后 平衡状态（只有一种气 各成分均为气体，反应前后物质的量不等，当 体参与反应的除外)。 密度不变时达到平衡状态。 (3)混合气体的压强。恒温恒容条件下，反应 有固体或液体纯物质参 前后气体的物质的量不相等，压强不再发生变 与，无论等温等容还是 化时达到平衡状态。 等温等压，当密度不变 时达到平衡状态。 (4)总物质的量。反应前后物质的量发生变化 8 恒温恒容条件下，反应 的反应，当总物质的量不变时达到平衡状态。 前后气体的物质的量不 (5)体系的颜色。对于有颜色变化的体系，颜 相等，压强不再发生变 化时达到平衡状态。 色不再发生变化时达到平衡状态。 化学平衡常数 ◆知识点一 化学平衡常数 1.化学平衡状态时浓度数据分析 457.6℃ 分析457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)=2HI(g)中 各物质的浓度数据，可以发现以下规律： (1)无论反应从正向还是逆向进行，平衡时只 要温度一定， c2(HI) c(H2)小cl2) 的值近似相等。 H K近似 (2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平 衡时只要温度-定， 恒定 H2(g)+l2(g)=2Hl(g) c2(HI) 的值也近似相等。 2.化学平衡常数 (1)概念 ①条件：一定温度下，可逆反应达到化学平衡状态时。 ②叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值， 叫化学平衡常数。 ③符号：K。 (2)表达式 生成物浓度次幂之积 一般平衡反应应程式 K cP(C).c(D) ②单位：（molL-1)p+q)-(m*+n mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) cm(A)·cn(B) (一般不要求书写)。 反应物浓度次幂之积 3.意义 ①对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度； ②平衡常数的数值越大，反应物的转化率越大，说明反应进行得越完全。 K值 <105 10-5~105 >105 <10-510-5~105>105 > 反应程度 很难进行 反应可逆 进行完全 很难进行 反应可逆进行完全 4.影响因素 ①内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡 H2l2 常数的主要因素。 ②外因：化学方程式一定时，K只受温度影响， 与浓度、压强、催化剂无关。 易错提醒 1.固体和纯液体不列入平衡常数表达式 2.平衡常数只跟温度有关，温 (浓度视为常数，约去)。 度不变，则平衡常数不变。 化学平衡常数与浓度商知识卡片-高中化学 知识点一化学平衡常数（续） 3.浓度商与化学平衡常数的关系 (1)浓度商的定义 对于可逆反应mA(g+nB(g)三pC(g)+qD(g),任意时刻生成物浓 度系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比值称为浓度商， 常用Q表示，即： c(C)·c(D) Q= cmA)·cn(B) (2)Q与K的关系 当任意时刻的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 Q<K Q>K (正向进行) 平衡状态 (逆向进行) Q=K 4.化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的方向 >Q<K,反应向正反应方向进行； ④色Q=K,反应处于平衡状态； <Q>K,反应向逆反应方向进行。 (2）判断反应的热效应 ①温度升高： K值增大→ 正反应为吸热反应； K值减小→正反应为放热反应。 悲 ②温度降低： ↑ K值增大→正反应为放热反应； 吸热反应 放热反应 K值减小→正反应为吸热反应。 (K随T升高而增大) (K随T升高而减小) 化学平衡常数的计算：“三段式”法应用 ◆知识点二化学平衡常数的计算 “三段式”模式演示 常见计算公式 利用“三段式”法进行化学平衡的有关计算 61 对于可逆反应： B ①平衡常数：K= a-mx m b-nx mA(g)+nB(g)≥pC(g) +qD(g),在体积为V的恒容 【特别提醒】计算K时，各物质的浓度必须是平 0 密闭容器中，反应物A、B 衡时的浓度，固体和纯液体的浓度视为常数， 的初始加入量分别 不写入K的表达式中。 为amol、bmol,设计 ②平衡时A的物质的量浓度：cA=a-m mol.L-1 达到平衡时A转化的物质转 化的物质的量为mx mol。 ③平衡时A的转化率：a(A=匹xI00% 对于逆反应：mA(g+nB(g)=pC(g)+qD(g (特别提醒】转化率是针对反应物而言的。 三段式模式为： A、B的转化率之比：aA):aB)=m:匹_m a'b na 起始量/mol a b 0 0 ④平衡时A的体积分数： 转化量/mol mx nx px gx a-mx ×100% 平衡量/mola-mxb-x px qx @(A)=(a-mx)+(b-n)+px+qx ⑤恒温恒容下，平衡时和开始时的压强比： p(平) =(a-mx)+(b-nx)+px+qx p(始) a+b 核心关系 ⑤混合气体的密度 对于反应物： p混)=m总_aMA)+b:MB g.L-I n(平)=n(始)-n(转) ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量： 对于生成物： M=m(总) a·M(A)+b·MB) n(平总)(a-mx)+(b-nx)+px+qx g·molH n(平)=n(始)+n(转) ⑧生成物产率： A 该物质实际产量 产率 ×100% 该物质理论产量 三段式计算基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量（一般设某物质的转化量为x; 初始量 转化量 平衡量 ③确定平衡量。 2.根据盖斯定律进行化学平衡常数的有关计算 1.正逆反应平衡常数的关系： K正 若正反应平衡常数为K正，逆反应平衡 【特别提醒】 常数为K逆，正逆反应反应物生成物互 注意正逆反应 正反应 逆反应 物、 生成物互 个 换，因此： K逆 K正·K逆=1 换 2.化学计量数倍数改变的平衡常数： 若原反应平衡常数为K,反应所有化 【特别提醒】 Xn 新平衡 学计量数变为原来的n倍，则新平衡 n为倍数，可 常数 常数为： 为分数、整数 K'=Km 3.反应相加的组合： 反应①+反应②→反应③ 若反应③=反应①+反应②， 【特别提醒) 则焓变和平衡常数关系为： 焓变相加，平 衡常数相乘 △H3=△H1+△H2,K3=K1·K2 4.反应相减的组合： 反应①-反应②→反应③ 若反应③=反应①-反应②， 【特别提醒】 则焓变和平衡常数关系为： 焓变相减，平 K 衡常数相除 H3=△H1-△H2,K3= 5.系数乘除后的组合： ax反应① x反应回-→反应国 若反应国=a×反应0-1×反应②， 【特别提醒】 h 则焓变和平衡常数关系为： 注意系数对焓 变和平衡常数 AH,=AHA,:K,=K 指数的影响 b 化学平衡常数计算拓展（二) 压强平衡常数K的计算-知识清单 C2=H20 3.压强平衡常数(Kp)的有关计算 1.K的含义 在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算得到 特别提醒：固体 的平衡常数，叫压强平衡常数，符号为K。,书写规则和K。一致。 和纯液体不代入 表达式。 2.K的计算步骤和技巧 第一步：根据“三段式”法计算平衡 体系中各物质的物质的量或物质的 第二步：计算各气体组分的物质的 量浓度； 量分数或体积分数； 第三步：计算各气体的分压，分压计 第四步：按照平衡常数定义代入 算公式为： 公式计算，表达式形式和浓度平衡 某气体分压=体系总压强×该气体的物质 常数类似，仅将浓度换为对应分压 的量分数（或体积分数） 即可。 实例：合成氨反应 N2(g)+3H2(g)≥2NH3(g) 00 是 2NH3(g) p2(NH3) NH3(g) K,pN2)p】 PH2(g) 化学平衡常数的相关计算-知识清单 一、化学平衡常数的相关计算 1.“三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。 如可逆反应：mA(g)+nB(g)三pC(g)+qD(g),在体积为V的恒容密闭容 器中，反应物A、B的初始加入量分别为amol、bmol,达到化学平衡时，设A 物质转化的物质的量为nx mol。 (1)模式 mA(g)+nB(g) pC(g)+gD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a-mx b-nx px qx 对于反应物：n(平)=n(始)-n(转) 对于生成物：n(平)=n(始)+n(转) ①平衡常数K三 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)= a-mx mol-L-2。 ③平衡时A的转化率：a=mXxI0O%,A、B的转化率之比为a(A:a(B)=”:2 ab° ④平衡时A的体积分数：p(A)= a-mx ×100%。 a-mx+b-nx+px+qx ⑤平衡时和开始时的压强比：P始 P()_a-mx+b-nx+px+qx a+b ⑥混合气体的密度：p混}=O-mxM:+b-nxMs+pxMc+gxM。 gL-1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：M平)=O-mwM:+b-WMs+pxM:+qx a-mx+b-nx+px+qx gmo2。 ⑧生成物产率= 实际产量 理论产量 ×100%。 (2)基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量（一般设某物质的转化量为x; ③确定平衡量。