2019年上海高一化学·同步讲义 第06讲 反应物如何尽可能转变成生成物

第06讲反应物如何尽可能转变成生成物

一、知识梳理：

2NH3，怎样才能使N2、H2尽可能多地转变工业上合成氨的化学反应方程式为N 2 + 3H2高温、高压

催化剂

成生成物？

(一)可逆反应中的化学平衡：

1．可逆反应：

当一个化学反应发生后，它的生成物在同一条件下又能重新生成原来的反应物，这种化学反应称为可逆反应。

【注意】可逆反应的特点是反应不能进行到底，常用符号“”表示。

2．化学平衡：

(1)化学平衡的建立：

①如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应情况如下：

a．反应开始时：v(正)最大，v(逆)为零。

b．反应进行时：反应物浓度减小→v(正)逐渐变小。生成物由无到有逐渐增多→v(逆)从零开始逐渐增大。

c．反应达到平衡时，v(正) = v(逆)，反应混合物各组分的浓度不再发生变化。

以上过程可用下图表示：

②如果把某一可逆反应的生成物装入密闭容器，其化学平衡的建立过程如图所示：

(2)化学平衡状态的定义：

如果外界条件不发生变化，任何可逆反应进行到一定程度的时候，正反应和逆反应的反应速率相等。反应物和生成物的含量不变，这时反应物和生成物的混合物（简称反应混合物）就处于化学平衡状态。

(3)化学平衡的特征：

①逆：研究的对象是可逆反应

②动：是指动态平衡，反应达到平衡状态时，反应没有停止

③等：平衡时正反应速率等于逆反应速率，但不等于零

④定：反应混合物中各组分的百分含量保持一个定值

⑤变：外界条件改变、原平衡破坏，建立新的平衡

(4)化学平衡的实质：v(正) = v(逆)。

(5)平衡的标志：各组分的浓度保持不变。

(二)影响化学平衡的因素：

1．化学平衡的移动：

化学平衡状态是一定条件下的化学平衡，当外界条件发生变化后，平衡状态也将被破坏。平衡

发生移动的原因是外界条件的改变，使得正、逆反应速率发生变化，因而，v(正)≠v（逆）是化学

平衡移动的根本原因，而平衡移动的结果是平衡混合物中各成分的浓度、各组分的组成发生了变化，移动过程可表示如下：

2．影响化学平衡的外界因素：

(1)浓度对化学平衡的影响：

操作：

现象：加入少量1 mol/L FeCl3溶液的试管和加入少量1 mol/LKSCN溶液的试管中溶液颜色都比原

来深。

原理：FeCl 3与KSCN反应生成红色的Fe(SCN)3和KCl ：FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl。

结论：增大任何一种反应物浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，化学平衡向正反应方向移动。

规律：其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方

向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动。

(2)压强对化学平衡的影响：

反应类型

平衡移动方向

压强改变

无气体参与

的化学平衡

增大压强向气体体积减小的方向移动不移动不移动

减小压强向气体体积增大的方向移动不移动不移动

(3)温度对化学平衡的影响：

操作：

现象：烧瓶中的气体颜色在热水中比常温时深，在冷水中比常温时浅。

原理：2NO2(g)N2O4 (g)（正反应为放热反应）

（红棕色）（无色）

结论：升高温度，NO2浓度变大，说明平衡向逆反应方向即吸热反应方向移动；降低温度，NO2

浓度变小，说明平衡向正反应方向即放热反应方向移动。

规律：在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热的方向移动；降低温度，会

使化学平衡向着放热的方向移动。

3．勒夏特列原理：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。【注意】(1)对勒夏特列原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：从定性角度看，升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物时，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，平衡向体

积缩小的方向移动。从定量角度看，平衡移动的结果只能适当降低条件改变的变化，而不能完全抵

消外界条件变化的能量。例如：压强由2. 02×105 Pa增加到4.04×105 Pa，平衡移动后，压强为

2.02×105 Pa至4.04×105 Pa之间。

(2)勒夏特列原理又称平衡移动原理，它不仅适用于化学平衡的体系，也适用于溶解平衡等动态

平衡体系。

(三)广泛存在的化学平衡：

1．酸碱指示剂中存在的化学平衡：

酸碱指示剂石蕊试液的颜色变化中就存在着化学平衡。如果用HZ 表示石蕊分子，它存在着以下平衡： HZ

H + + Z -

（红色） （蓝色）

在接近中性的溶液中：c(HZ)≈c(Z -)，溶液呈紫色；

在酸性溶液中：由于c(H +)增大，平衡向左移动，溶液呈红色； 在碱性溶液中：由于OH -和H +生成水，平衡向右移动，溶液呈蓝色。 2．血液中的化学平衡： 血液中存在如下平衡：CO 2 + H 2O

H 2CO 3

H + + HCO 3- ，当有酸性物质进入血液时，平

衡向生成CO 2的方向移动，通过加深呼吸排出CO 2，减少的HCO 3由肾脏调节补充；当碱性物质进入血液时，平衡向生成HCO 3-的方向移动，过多的HCO 3由肾脏调节吸收。血液中HCO 3-与H 2CO 3的物质的量之比维持在20 : 1左右，其pH 值保持稳定。 3．膳食与人体血液的平衡：

人们的生活离不开饮食。对膳食要有如下基本认识：

(1)食品的酸碱度并不是指食品本身汁液的酸碱性。例如，食醋里面含有醋酸，但它却是碱性食品；柑橘汁液的pH 值小于7，可它也是碱性食品。

(2)食品的营养成分中，影响血液pH 值的是食品中的矿物质。 (3)注意酸、碱性食品的平衡，不偏食才能身体健康。

二、例题分析：

【例1】下列反应属于可逆反应的是 ( )（A ）NH 4Cl 受热分解，在试管口又生成NH 4Cl

(B) 2H 2 +O 2−−−→点燃

2H 2O ，2H 2O −−−→电解2H 2↑+O 2↑ (C)2HI ∆−−

→H 2 + I 2，H 2 + I 2 ∆

−−→2HI (D)工业上用SO 2制SO 3的反应

【例2】在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)

2C(g)达到平衡的标志是 ( )

( A)C 生成的速率与C 分解的速率相等 (B)单位时间生成n mol A ，同时生成3n mol B (C)A 、B 、C 的浓度不再变化 (D)A 、B 、C 的分子数比为1:3:2 【例3】下列各组数据能反映可逆反应2A

B+3C 处于平衡状态的是 ( )