河北省临漳县第一中学高考化学复习学案：第五讲化学反应限度和化学平衡

第五讲化学反应的限度和化学平衡的移动
【学习目标】
1、理解化学平衡常数的含义，并掌握判断化学平衡状态的标志。

2、掌握有关化学平衡常数进行简单计算以及影响化学平衡的因素.
【课前导学】
一、化学平衡状态
【练习1】（1)下列方法可以证明2HI（g）H2（g）+I2（g）已达平衡状态的是____
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n molHI；
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；
③百分组成w（HI）=w（I2）时;
④反应速率v（H2）=v（I2）=1/2v（HI）;
⑤c（HI)︰c（H2）︰c(I2）=2︰1︰1；
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化;
⑨温度和体积一定时，混合气体的密度不再变化；
⑩温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
（2）在上述⑥-⑩的说法中能说明2NO2（g）N2O4(g）达到平衡状态的是_______
(3）在上述⑥—⑨的说法中能说明C（s）+ H2O（g)H2(g) +CO(g）达到平衡状态的是__
二、化学平衡常数及应用
1、化学平衡常数
(1)对于反应aA（g）+bB(g) cC（g）+dD(g）△H<0
平衡常数K=____________________ 浓度商Q=_________________
注意：①对于参加反应的__________、__________不列入平衡常数表达式.
②求K代入______________浓度，求Q代入______________浓度。

2、化学平衡常数的应用
（1)判断反应的热效应：如升温，K值增大，正反应_____。

K值减小，正反应______
（2）判断反应进行的程度：平衡常数的大小反映了___________________________,平衡常数的数值越大，说明_________________________________________。

（3）利用浓度商Q和平衡常数K的关系判断反应进行方向的依据：
【练习2】200℃时测得H2（g)+CO2（g）H2O(g)+CO(g）的平衡常数K=2.25。

某时刻时各物质的浓度如下表
某时刻时的浓度（mol/L）
H2CO2H2O CO
第1组0.00400。

00400.00600.0060
第2组0.00500.00500.00500.0050
通过计算回答：第1组、第2组反应是否达到平衡状态？若没有达到平衡状态,反应向哪个方向进行？（写出计算步骤）
第一组____________________________________
第二组
（4）计算反应物的转化率：
【练习3】在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O
混合加热到800℃，达到下列
催化
平衡：CO(g）+H2O(g）CO2（g）+H2（g）K=1.0
①该反应的平衡常数表达式是：______
②CO转化为CO2的转化率为：______．
三、化学平衡移动——勒夏特列原理
（1）将充有二氧化氮的烧瓶放入热水中,发现烧瓶内气体的颜色，请从平衡常数角度分析颜色变化的原因:
（2）将盛有NO2气体的针筒活塞向里推动一段距离，现象是：请从平衡常数角度分析颜色变化的原因
(3）将0。

01mol/LFeCl3溶液与0.03mol/L KSCN溶液等体积混合后，再加入少量1mol/L KSCN溶液，现象是：,请从平衡常数角度分析颜色变化的原因；若加入少量KCl固体，现象是，请从平衡常数角度分析颜色变化的原因___________________
结论:在________体系中，如果只改变平衡系统的一个条件时,平衡将_______。

【练习4】下列说法不正确的是（）
A. 在其他条件不变时，改变浓度使Q>K，则平衡向左移动
B。

在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能使平衡发生移动
C。

在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动
D。

在其他条件不变时,增大压强一定会破坏气体的平衡状态四、化学平衡图象
解平衡图象要注意识图方法，总的来说有以下几点：
一看面（即横坐标和纵坐标)；二看线(即看线的走向、变化的趋势）；
三看点（看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点）（重点理解）；
四看辅（要不要作辅助线，如等温线、等压线）；
五看数（定量图像中有关数值的多少大小）。

[练习5］已知：4NH3(g)+ 5O2(g)=4NO(g）+6H2(g)。

△H=—1025kJ/mol 该反应是一个可逆反应.若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（)
五、等效平衡规律
1．在定温（T）、定容（V）条件下的等效平衡
① 在定T、V条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量，则两平衡等效.
②在定T、V条件下,对于反应前后气体分子数不改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,只要反应物（或生成物)的物质的量的比值，则两平衡等效.
2．在下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。

[练习6］向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反
%100⨯a
mx
%
100⨯++--+++-qx
px nx mx d c b a nx
b 应：CO+H 2O
（
g)
CO 2 +H 2.当反应达到平衡时,CO 的体积分数为x 。

若维持容
器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO 的体积分数大于x 的是
A ．0.5molCO+2molH 2O(g ）+1molCO 2+1molH 2
B ．1molCO+1molH 2O （g ）+1molCO 2+1molH 2 。

C ．0.5molCO+1.5molH 2O(g)+0.4molCO 2+0.4molH 2
D ．0.5molCO+1。

5molH 2O （g)+0。

5molCO 2+0.5molH 2
六、 化学平衡计算“三段式” “起”、“转"、“平”三步骤计算的技巧（一般表示如下：）
mA （（g ）+qD(g ）
“起”始浓度： a b
c d
“转"化浓度： mx nx px qx
“平”衡浓度： a －mx b －nx c+px d+qx
此三种浓度中，只有“转”化浓度之比等于计量数之比，常常要用平衡时候的数据求其他的值:
(1）如求A 物质的平衡转化率α（A) α（A ）＝
（2） 在恒温、等容的条件下,反应前后的压强比等于物质的量比。

(3） 求B 物质平衡时的体积分数ϕ（B),
ϕ
（B ）＝
催化高温
[练习7]X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于（）
A．33% B．40％C．50% D．65%
［练习8]某温度下，将2molA和3molB充入一密闭
容器中,发生反应：aA（g)+B（g）C（g）+D(g），
5min后达到平衡．已知该温度下其平衡常数K=1，
若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A
的转化率不发生变化，则( ）
A．a=3B．a=2C．B的转化率为40％D．B的转化率
为60%
A
B
P /MP
0.50 0.10 0.80
0.85 α 第五讲化学反应的限度和化学平衡的移动 课下练习
1、硫酸生产中，SO 2催化氧化生成SO 3：
2SO 2（g ）＋O 2（g) 2SO 3（g ）
某温度下，SO 2的平衡转化率(a ）与体系总压强(p)的关系如右图所示。

根据图示回答下列问题：
①将2.0mol SO 2和1。

0mol O 2置于10L 密闭容器中，反应达平衡后, 体系总压强为0.10MPa 。

该反应的平衡常数等于_____。

②平衡状态由A 变到B 时．平衡常数K （A)_______K(B ）（填“＞"、“＜"或“＝”）。

2、在2L 的密闭容器中，把4molA 和2molB 混合，在一定条件下发生反应:
3A （g)＋2B （g ）4C （g ）＋2D （g ），该反应达到化学平衡状态
时，生成1.6molC,计算此条件下该反应的化学平衡常数和A 的转
化率。

3、关于化学平衡常数的叙述正确的是（ ）
A 。

温度一定,一个化学反应的平衡常数是一个常数 B. 浓度商Q 〈K ，则V 正<V 逆
C. 对同一化学反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变
D. 温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
4、在25℃时,密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
下列说法错误的是： （ )
A ．反应达到平衡时，X 的转化率为50%
B ．反应可表示为X+3Y 2Z ，其平衡常数为1600
C ．增大压强使平衡向生成Z 的方向移动,平衡常数增大
D ．改变温度可以改变此反应的平衡常数
5、高炉炼铁中发生的基本反应之一如下）
+CO 2(g)（正反应为吸热反应），已知1100℃时,K=0。

263。

（1）该反应的平衡常数表达式为______________________。

温度升高， 达到新的平衡,平衡常数K 值__________(填“增大”或“减小”或“不变")
（2）1100℃时测得高炉中c （CO 2)=0.025mol·L —1, c （CO)=0.1mol·L —1，在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态______________,此时化学反应速度是v 正_______v 逆。

(填“大
于”或“小于”或“等于”）其原因____________________。

6、可逆反应 CO （g ）+ H 2O （g ）
2(g)+CO 2 (g ）在密闭容器
中建立了平衡。

当温度为749K 时，K=1.00
①当CO 起始浓度为2mol/L, H 2O 的起始浓度为2mol/L ，CO 的转化率为_______________
②当CO 起始浓度仍为2mol/L, H 2O 的起始浓度为6mol/L ，CO 的转化率为_____________
7、高温下，某反应达到平衡,平衡常数K ＝ 恒容时，温度升高,H 2浓度减小下列说法正确的是
（ )
A ．该反应是焓变为正值
B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小
C ．升高温度,逆反应速率减小
D ．该反应化学方程式为CO ＋H 2
O 2＋H 2
8、合成氨反应N 2 （g)+3H 2（
g)
3(g ），若在恒温、恒压条
件下向平恒体系中通入氩气,则平衡移动(填“向左”“向右"或“不"）；使用催化剂反应的△H （填“增大” “减小” 或“不改变”）。

9、对可逆反应A 2（g ）＋B 2
2AB （g) 在一定条件下，达到平
衡状态的标志是
A 、平衡时容器内各物质的物质的量比为1∶1∶2
B 、平衡时容器内的总压强不随时间而变化
C 、单位时间内生成2n mol AB 的同时，生成n mol 的B 2
)
()()()(222H c CO c O H c CO c ⋅⋅
D、单位时间内,生成n mol A2的同时，生成n mol的B2
10、对平衡CO2(g）CO2（aq）；△H= —19.75kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（）
A．升温增压B．降温减压C．升温减压
D．降温增压
第五讲化学反应的限度和化学平衡的移动【课前导学】答案
一、化学平衡状态
【练习1】(1)②⑦⑩（2）⑥⑦⑧⑩(3）⑥⑦⑧⑨
二、化学平衡常数
1、（1）K=[C]c[D］d/[A]a[B]b Q=c c（C）c d (D）/ c a（A）
c b（B) ① 固体、溶剂（或纯液体）②平衡任意时刻
2、（1）吸热放热
（2）化学反应可能进行的程度（即反应限度) 反应进行得越完全
（3)①Q>K反应逆向进行; ②Q=K 反应达到平衡状态；③Q 〈K 反应正向进行
【练习2】
第1组：Q=c(H2O）·c（CO)/c(H2）·c(CO2)=（0。

0060mol/l）2/(0.0040mol/l)2=2。

25
Q=K 达平衡状态
第2组：Q= c（H2O）·c(CO）/c（H2)·c（CO2)=（0.005mol/l）
2/（0.005mol/l）2=1
Q＜K 未达平衡状态反应正向进行
三、化学平衡移动——勒夏特列原理
(1）加深；升高温度时，反应2NO2N2O4的平衡常数K减小，平衡逆向移动。

（2）先变深后变浅但比原来要深；增大压强，NO2浓度增大，颜色变深；反应2NO2N2O4
的浓度商Q＜K，平衡右移，NO2浓度减小,颜色变浅，但NO2浓度比最初大。

（3）颜色加深，温度一定时,平衡常数是一个定值,增大反应物的浓度时Q＜K，平衡右移，；颜色无变化，加入KCl固体不影响平衡体系中各组分的浓度，Q=K，平衡不移动。

结论：封闭，向减弱这个改变的方向移动。

【练习3】①平衡常数表达式k=c(CO2）•c(CO2)/ c
（CO2）•c（CO2）②83。

3%．
【练习4】D 【练习5】C 【练习6】B【练习7】D 【练习8】C
第五讲化学反应的限度和化学平衡的移动课下练习参考答案
1、①800L/mol ②=
2、解：3A（g）＋2B（g）4C（g）＋2D （g)
初始浓度/mol/L 2 1 0 0
变化浓度/mol/L 0.6 0。

4 0。

8 0.4
平衡浓度/mol/L 1.4 0.6 0。

8 0。

4
K=[C]4·[D]2/[A]3·[B］2=（0。

8mol/L）4×（0。

4mol/L)2/(1。

4mol/L)3×(0.6mol/L）2=0。

066mol/L
а（A)=0.6 mol·L—1/2 mol·L-1×100%=30％
【小结】做这类题的步骤和注意事项：（1) 步骤：
①写出相应的方程式；
②在相应的物质下面标记起始量，变化量,平衡量用浓度表示；、
③用各物质的平衡浓度写出平衡常数的表达式并代入计算
（2)注意事项：①注意平衡常数K的单位
②计算时用平衡浓度表示；
③转化率α是一个百分数
3、D
4、B C
5、(1）K=［CO2]/［CO］增大
（2）否大于
Q=c(CO2）/c（CO)=(0。

025mol/L)/（0.1mol/L)=0。

25 Q＜K 反
应正向进行，所以v正大于v逆
6、①50% ②75%
7、A
8、向左不改变
9、C 10、D。