化学平衡

第三节化学平衡

一、化学平衡的建立

1、化学平衡的建立

例1.某温度下，将2 mol N2和2 mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器，发生反应

(g)+ 3H2 (g) 2NH3(g)，△H＜0。2 h后达到平衡，N2的转化率为20％。

N

（1）分析反应过程中各物质的浓度随时间的变化情况，在下图1中画出N2、H2和NH3的c－t图，并进行标注。

（2）在图2中画出H2的转化率－t图

图1 图2

2、化学平衡的本质特征

宏观：。

微观：。

二、化学平衡状态的判断

例2.恒温恒容条件下分别进行下列的反应，能说明反应一定已经达到平衡状态的有哪些。

（1）C(s) + H2O(g) CO(g) +H2(g)，。

（2）CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，。

①单位时间内生成了1molH2的同时也生成了1molH2O

②单位时间内生成了1molH2的同时也生成了1molCO

③N A个H－O键的断裂的同时有N A个H－H键的生成

④反应速率v(H2O)=v(H2)

⑤反应体系中各气体的浓度相等

⑥CO的浓度不再变化

⑦容器内水蒸气的质量分数不再变化

⑧容器内气体的总物质的量不再变化

⑨容器内气体的压强不再变化

⑩容器内混合气体的密度不再变化

例3.一定温度下，可逆反应2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是

①单位时间内生成n molO2同时生成2n molNO2

②单位时间内生成n molO2同时生成2n molNO

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1

④混合气体的压强不再改变

⑤混合气体的颜色不再改变

⑥混合气体的密度不再改变

⑦混合气体中NO2、NO、O2的物质的量浓度相等

例4.在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，进行下列化学反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，不．能．确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是

A．1 mol N≡N键断裂的同时断裂6 mol N—H键

B．2v正(H2)＝3v逆(NH3)

C．消耗3n mol H2的同时生成2n mol NH3

D．体系的压强不再发生变化

三、化学平衡的移动

1、浓度

增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向反应方向移动；

减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向反应方向移动。

2、温度

升高温度，平衡向反应方向移动；降低温度，平衡向反应方向移动。

3、压强

增大压强，平衡向反应方向移动；

减小压强，平衡向反应方向移动。

对于反应前后气体体积不变的反应[如：H2(g)+I2(g)2HI(g)]，改变压强，平衡移动。

4、催化剂

加入催化剂，平衡移动。

勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

例5.已知在5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中存在如下平衡：

Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H+（其中Cr2O72－为橙色，CrO42－为黄色）

（1）若往试管中滴加3～10滴浓H2SO4，现象是，原因是

。

（2）若往试管中滴加10～20滴6mol/LNaOH溶液，现象是，原因是

。

例6.已知反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。下图所示的三个烧瓶中分别充满NO2气体，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向(1)中加入适量CaO，(2)中不加其他任何物质，(3)中加入适量NH4NO3晶体；可观察到的现象是，原因是。

例7.在一定条件下建立的平衡状态，其他条件不变，增大压强，判断下列平衡移动的方向。

（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

（2）4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g)

（3）CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g)

（4）2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

（5）Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)

例8.某温度时，在恒容的密闭容器中充入二氧化碳和氢气，发生如下反应：

2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H>0

反应达到化学平衡状态后，改变下列条件，判断平衡移动的方向以及H2的转化率的变化。

例9.碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W(s)+I2(g) WI2(g) △H<0，该反应达到化学平衡后，其它条件不变，改变下列条件，判断平衡移动的方向。

（1）恒容条件下充入更多的I2（2）恒容条件下加入更多的W

（3）升高温度（4）增大压强

例10.COCl2俗名光气，是无色有毒气体，在一定条件下，可发生化学反应：

COCl2(g) CO(g) +Cl2(g)。实验测得，升高温度，混合气体颜色加深。

（1）该反应是（填“放热”或“吸热”）反应。

（2）增大压强，该反应的速率（填“增大”“减小”或“不变”，下同），反应物的平衡转化率。

（3）加入催化剂，该反应的速率，反应物的平衡转化率。

（4）当反应达到平衡时，恒温恒容条件下通入Ar，COCl2(g)的转化率。

（5）当反应达到平衡时，恒温恒压条件下通入Ar，COCl2(g)的转化率。

例11.25℃时，在含有Na2CO3的某溶液中，加入过量CaSO4粉末，发生反应：CaSO4(s)+CO32－(aq)CaCO3(s) + SO42－(aq)，反应达到平衡后，改变下列条件，下列判断正确的是

A．往平衡体系中加入CaCO3固体，c(CO32－)增大

B．往平衡体系中加入少量Na2CO3固体后，c(SO42－)增大

C．升高温度，平衡体系中c(CO32－)增大，说明该反应△H>0

D．增大压强，该反应速率增大，平衡不移动