2.2.1化学平衡状态

选修四——第二章——第二节（1）——化学平衡状态

【要点梳理】

要点一、可逆反应

1.定义：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反应叫做可逆反应，用“”表示。

2.可逆反应的特征：

①正、逆反应再同一条件下同时发生，方向相反

②反应物和生成物共存于同一体系中

③反应物、生成物不可能全部转化，即任意一种反应物、生成物的转化率均小于100%

要点二、化学平衡状态

1.化学平衡状态

在一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。

注意：

（1）可逆反应是前提，速率相等是实质，浓度保持不变是标志

（2）v正=v逆≠0，正反应和逆反应仍在进行

（3）百分含量指各组分的质量百分含量、物质的量百分含量、气体物质的体积百分含量等

2.化学平衡的特征

化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”“同”的特征

（1）逆：研究的对象是可逆反应

（2）等：化学平衡状态简历的条件是正、逆反应速率相等，即v (正)=v (逆)≠0

（3）动：化学平衡从表面上或宏观上看好像反应停止了，但从本质上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等，即v (正)=v (逆)≠0。所以化学平衡是一种动态平衡

（4）定：在平衡混合物中，各组成成分的百分含量保持一定，不再随时间的改变而改变

（5）变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态就会发生改变

（6）同：在其他条件不变时，可逆反应不论是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是从正反应和逆反应同时开始，途径虽然不同，但只要起始浓度相同，就可以达到相同的平衡状态，所建立的平衡是等效的

3.化学平衡的标志

（1）本质标志（等）：v(正)=v(逆)≠0

（2）等价标志（定）：变量不变达平衡

（3）反应类型分析

对于密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，根据对化学平衡状态概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡

可能的情况举例是否已达平衡

混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡

各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡

各气体的体积或体积分数一定平衡

总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡

正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v(正)=v(逆) 平衡

在单位时间内消耗了nmolB，同时生成pmolC 不一定平衡v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q 不一定平衡在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD 不一定平衡

压强

压强不再变化，当m+n≠p+q 平衡

压强不再变化，当m+n=p+q 不一定平衡

混合气体的平均相对分子质量（）一定，当m+n≠p+q 平衡

一定，当m+n=p+q 不一定平衡

温度

任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温

度一定

平衡

气体的密度密度一定不一定平衡

颜色反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的浓度不变平衡

要点三、化学平衡常数

1．定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。

如：对于可逆反应m A (g)+n B (g)p C (g)+q D (g)，在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达到平

衡状态后，总有：

()()

()()

p q

m n

c C c D

K

c A c B

⋅

=

⋅

。

注意：

（1）K只受温度影响，与反应物、生成物的浓度无关.温度一定时，对于一个反应来说，K是定值（2）由于固体、纯液体的浓度可视为常数，所以在平衡常数表达式中不写出。

如： CaCO3 (s)CaO (s)+CO2 (g) K=c (CO2)

（3）在稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度可视为常数，所以在平衡常数表达式中不写出。 如：CO 32―

+H 2O

HCO 3―

+OH ―

323(HCO )(OH )

(CO )

c c K c -

--

⋅= （4）在非水溶液中进行的反应，如有水参加或生成，则应出现在平衡常数表达式中。

（5）平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同。如：

H 2 (g)+I 2 (g)

2HI (g) 222(HI)

(H )(I )

c K c c =

1/2H 2 (g)+1/2I 2 (g)

HI (g) 112

2

22(HI)'(H )(I )

c K c c =

⋅

2HI (g)

H 2 (g)+I 2 (g) 222

(H )(I )

''(HI)

c c K c ⋅=

（6）对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，即：1''

K K = 2．化学平衡常数的应用

（1）判断可逆反应进行程度的大小

K 值越大→正反应进行的程度越大→反应物的转化率越大 K 值越小→正反应进行的程度越小→反应物的转化率越小

要点诠释：

一般地说，K ＞105

时，该反应就基本进行完全了。

10－5

＜K ＜105

时，典型的可逆反应，改变条件反应进行的方向就会变化。 K ＜10－5时，反应进行的程度很小，转化率极小，其逆反应会进行趋于完全。，

（2）判断可逆反应是否平衡及不平衡时反应进行的方向 对于可逆反应：m A (g)+n B (g)

p C (g)+q D (g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关

系：c ()()()()

p

q

m n

c C c D Q c A c B ⋅=⋅，Q C 叫该反应的浓度商

c c c

,;,;

,Q K Q K Q K <⎧⎪=⎨⎪>⎩反应向正反应方向进行反应处于平衡状态反应向逆反应方向进行. （3）判断反应的热效应

若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应 若降低温度，K 值增大，则正反应为放热反应；若降低温度，K 值减小，则正反应为吸热反应 3．平衡转化率