2013步步高化学大一轮复习讲义第七章 第2讲化学平衡状态
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第2讲
本 课 栏 目 开 关
第2讲
[考纲解读]
化学平衡状态
1.了解可逆反应的定义。2.理解化学平衡的定
义。3.理解影响化学平衡的因素。4.理解化学平衡常数的定 义并能进行简单计算。
基础再现·深度思考
第2讲
基础再现〃深度思考
考点一 可逆反应
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正 可逆反应的概念：在同一条件下，既能向___反应方向进
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基础再现·深度思考
第2讲
考点二 1．概念
化学平衡状态
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率
相等 质量或浓度 _____，反应体系中所有参加反应的物质的___________
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保持不变的状态。 2．建立过程 在一定条件下， 0.3 mol CO 和 0.2 mol H2O(g)通入 2 L 将 密闭容器中，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g) ＋H2(g)。 (1)反应刚开始时，_______浓度最大，正反应速率最大； 反应物 _______浓度为 0，___反应速率为 0。 生成物 逆
－ － － －
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0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.2
0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.4
0.2 0.2 0.4 0.2 0.2 0
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，
3．意义 (1)K 值越大，反应物的转化率_____，正反应进行的程度 越大 _____。 越大
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温度 (2)K 只受_____影响， 与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 若反应方 向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍 扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
第2讲
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答案
A
解达到平衡状态标志的题目时，关键是看给定
规范指导 变化。
的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生
基础再现·深度思考
第2讲
6．向一密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2，在一定条件 下使反应 N2＋3H2 正确的是 A．达到化学平衡时，N2 将完全转化为 NH3 B．达到化学平衡时，N2、H2 和 NH3 的物质的量浓度一 定相等 C．达到化学平衡时，N2、H2 和 NH3 的物质的量浓度不 再变化 D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
( B．Y2 为 0.4 mol· L
－1
)
C．X2 为 0.2 mol· －1 L
D．Z 为 0.4 mol· －1 L
基础再现·深度思考
第2讲
解析 根据极端假设法，假设反应正向或逆向进行到底，求出 各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) 起始浓度(mol· 1) L 改变浓度(mol· 1) L 终态浓度(mol· 1) L 起始浓度(mol· 1) L 改变浓度(mol· －1) L 终态浓度(mol· －1) L Z∈(0,0.4)。
1∶3，A、C 不正确；
平衡时 Y 生成表示逆反应， 生成表示正反应且 vY(生成)∶vZ(生成) Z 应为 3∶2，B 不正确；由可逆反应的特点可知 0<c1<0.14 mol· －1。 L
－ －1
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( D )
解析 平衡浓度之比为 1∶3，转化浓度亦为 1∶3，故 c1∶c2＝
基础再现·深度思考
第2讲
5．可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的 密闭容器中进行，达到平衡状态的标志的是 ( ) ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 ②单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO ③用 NO2、NO、O2 表示的反应速率的比为 2∶2∶1 的 状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体 的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的
解析 可逆反应不可能进行到底，A错； 此反应中的任何时刻N2、H2浓度都不可能相等，B错；
达到化学平衡时正、逆反应速率相等但不为零，D错。
2NH3 发生，有关说法 ( C )
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基础再现·深度思考
第2讲
7． 一定条件下， 对于可逆反应 X(g)＋3Y(g) 2Z(g)， X、 若 Y、 Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、 Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol· －1、0.3 mol· －1、0.08 mol· －1， L L L 则下列判断正确的是 A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 2∶3 C．X、Y 的转化率不相等 D．c1 的取值范围为 0 mol· 1<c1<0.14 mol· L L
深度思考 3．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol· －1、0.3 mol· －1、 L L 0.2 mol· －1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物 L 质的浓度有可能是 A．Z 为 0.3 mol· L
－1
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数，用符号___表示。 K 2．表达式 对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， cpC·qD c cmA·nB (固体和纯液体的浓度视为常数， c K＝_____________ 通常 不计入平衡常数表达式中)。
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基础再现·深度思考
第2讲
行，又能向___反应方向进行的化学反应。 逆
基础再现·深度思考
第2讲
深度思考 1．反应 2H2O
答案
2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？
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不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。
2．向含有 2 mol 的 SO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2＋ O2 2SO3 ， 充分 反 应 后 生 成 SO3 的 物 质 的 量
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基础再现·深度思考
第2讲
cCO2· 2 cH 11．已知某化学反应的平衡常数表达式为 K＝ ， cCO· 2O cH 在不同的温度下该反应的平衡常数如下表： t℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 ( ) CO2(g) 下列有关叙述不正确的是 A．该反应的化学方程式是 COLeabharlann Baidug)＋H2O(g) ＋H2(g) B．上述反应的正反应是放热反应
答案 A
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第2讲
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4．对于N2＋3H2
2NH3，(1)若N2、H2、NH3
的浓度不再随时间的改变而改变，是否达到平衡状态？ 平衡状态的达到是否意味反应停止了？(2)若某一时刻， v正(N2)＝v逆(NH3)，此时是否达到平衡状态？若3v正(N2) ＝v正(H2)呢？
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基础再现·深度思考
第2讲
10．如何由化学平衡常数判断一个化学反应是否达到化学平 衡状态？
答案 对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在 一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系： ccC·dD c ＝Q caA·bB c <K 反应向正反应方向进行，v正>v逆 Q＝K 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆 >K 反应向逆反应方向进行，v <v 。 正 逆
______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，O2 的物 质的量________0 mol，转化率________100%。
答案 < > <
基础再现·深度思考
第2讲
反思归纳 (1)可逆反应的可逆是指同一反应条件下，正、逆反应同 时进行，不同条件下的反应不是可逆反应。 (2)可逆反应中任一物质的浓度都不能为零，而是介于完 全正向转化与逆向转化之间。 (3)参与反应的物质的转化率不等于 100%。
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第2讲
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C．若在 1 L 的密闭容器中通入 CO2 和 H2 各 1 mol,5 min 后 温度升高到 830 ℃，此时测得 CO2 为 0.4 mol，该反应达 到平衡状态 cCO2 cH2O D． 若平衡浓度符合关系式 ＝ ， 则此时的温度为 3cCO 5cH2 1 000 ℃
基础再现·深度思考
第2讲
答案
(1)是达到平衡状态，达到平衡状态反应并未停止。
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(2)v正(N2)＝v逆(NH3)时未达到平衡状态。因为对于同一反应 用不同反应物表示反应速率时，反应速率与方程式中的各物 质的化学计量数成正比。v正(N2)＝v逆(NH3)时，正、逆反应速 率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为 2v正(N2)＝v逆(NH3)。3v正(N2)＝v正(H2)时也未达到平衡状态。 因为N2和H2都是反应物，在反应的任何时段都会有3v正(N2) ＝v正(H2)。若3v正(N2)＝v逆(H2)，才是平衡状态。
基础再现·深度思考
第2讲
减小 (2)随着反应的进行，反应物浓度逐渐_____，正反应速率逐 减小 增大 增大 渐_____；生成物浓度逐渐_____，逆反应速率逐渐_____， 相等 最终正、逆反应速率_____，达到平衡状态，此时反应体系 保持不变 中各物质的浓度均_________。
(3)依据以上叙述画出的反应的 v－t 图像如下：
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基础再现·深度思考
第2讲
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(3)当两种反应物按化学计量数之比投料时， 二者任意时刻的 转化率都相等。 反之根据不同投料比例时的两种物质的转化 率，亦可确定二者的化学计量数之比。
基础再现·深度思考
考点三 1．概念 化学平衡常数
第2讲
化学平衡 在一定温度下，当一个可逆反应达到_________时，生成 浓度幂之积 浓度幂之积 物____________与反应物____________的比值是一个常
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状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ C．①③④⑤ B．②③⑤⑦ D．全部
基础再现·深度思考
第2讲
解析 ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2， 能说明达到平衡状态，
②描述的都是正反应方向的速率，无法判断是否达到平衡状 态；
③无论达到平衡与否，同向的速率之比总是符合化学方程式 中化学计量数之比； ④混合气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡状态；
因容器体积固定，密度是一个常数，所以⑤不能说明反应达 到平衡状态；
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该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积 又固定，所以⑥⑦均能说明达到平衡。
基础再现·深度思考
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(4) 由 v － t 图 像 可 以 看 出 化 学 平 衡 是 动 态 平 衡 ， 因 为
v 正＝v 逆≠0 ___________，即反应仍在进行着。
基础再现·深度思考
第2讲
3．平衡特点
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正反应速率=逆反应速率 质量 （或浓度）
基础再现·深度思考
第2讲
基础再现·深度思考
第2讲
深度思考 8．对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什 么关系？
答案 正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。
9．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数 是增大还是减少？
答案 温度升高化学平衡常数不一定增大或减小，若正反应 是吸热反应，则温度升高 K 值增大，反之则减小。
基础再现·深度思考 反思归纳
第2讲
(1)v 正＝v 逆≠0 表明反应体系中同一物质的消耗速率和生 成速率相等，即各物质的物质的量、质量不再发生变化， 可逆反应达到平衡状态，但反应仍在进行。对不同的两 种物质则必须是一个为正反应速率，另一个为逆反应速 率且二者之比等于化学计量数之比。 (2)可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正 反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成 分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定 反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化 的物理量如果不变了， 即说明可逆反应达到了平衡状态。 解达到平衡状态标志的题目，关键是看给定的条件能否 推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
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[考纲解读]
化学平衡状态
1.了解可逆反应的定义。2.理解化学平衡的定
义。3.理解影响化学平衡的因素。4.理解化学平衡常数的定 义并能进行简单计算。
基础再现·深度思考
第2讲
基础再现〃深度思考
考点一 可逆反应
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正 可逆反应的概念：在同一条件下，既能向___反应方向进
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考点二 1．概念
化学平衡状态
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率
相等 质量或浓度 _____，反应体系中所有参加反应的物质的___________
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保持不变的状态。 2．建立过程 在一定条件下， 0.3 mol CO 和 0.2 mol H2O(g)通入 2 L 将 密闭容器中，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g) ＋H2(g)。 (1)反应刚开始时，_______浓度最大，正反应速率最大； 反应物 _______浓度为 0，___反应速率为 0。 生成物 逆
－ － － －
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0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.2
0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.4
0.2 0.2 0.4 0.2 0.2 0
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，
3．意义 (1)K 值越大，反应物的转化率_____，正反应进行的程度 越大 _____。 越大
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温度 (2)K 只受_____影响， 与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 若反应方 向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍 扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
第2讲
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答案
A
解达到平衡状态标志的题目时，关键是看给定
规范指导 变化。
的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生
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第2讲
6．向一密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2，在一定条件 下使反应 N2＋3H2 正确的是 A．达到化学平衡时，N2 将完全转化为 NH3 B．达到化学平衡时，N2、H2 和 NH3 的物质的量浓度一 定相等 C．达到化学平衡时，N2、H2 和 NH3 的物质的量浓度不 再变化 D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
( B．Y2 为 0.4 mol· L
－1
)
C．X2 为 0.2 mol· －1 L
D．Z 为 0.4 mol· －1 L
基础再现·深度思考
第2讲
解析 根据极端假设法，假设反应正向或逆向进行到底，求出 各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) 起始浓度(mol· 1) L 改变浓度(mol· 1) L 终态浓度(mol· 1) L 起始浓度(mol· 1) L 改变浓度(mol· －1) L 终态浓度(mol· －1) L Z∈(0,0.4)。
1∶3，A、C 不正确；
平衡时 Y 生成表示逆反应， 生成表示正反应且 vY(生成)∶vZ(生成) Z 应为 3∶2，B 不正确；由可逆反应的特点可知 0<c1<0.14 mol· －1。 L
－ －1
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( D )
解析 平衡浓度之比为 1∶3，转化浓度亦为 1∶3，故 c1∶c2＝
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5．可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的 密闭容器中进行，达到平衡状态的标志的是 ( ) ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 ②单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO ③用 NO2、NO、O2 表示的反应速率的比为 2∶2∶1 的 状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体 的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的
解析 可逆反应不可能进行到底，A错； 此反应中的任何时刻N2、H2浓度都不可能相等，B错；
达到化学平衡时正、逆反应速率相等但不为零，D错。
2NH3 发生，有关说法 ( C )
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7． 一定条件下， 对于可逆反应 X(g)＋3Y(g) 2Z(g)， X、 若 Y、 Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、 Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol· －1、0.3 mol· －1、0.08 mol· －1， L L L 则下列判断正确的是 A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 2∶3 C．X、Y 的转化率不相等 D．c1 的取值范围为 0 mol· 1<c1<0.14 mol· L L
深度思考 3．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol· －1、0.3 mol· －1、 L L 0.2 mol· －1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物 L 质的浓度有可能是 A．Z 为 0.3 mol· L
－1
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数，用符号___表示。 K 2．表达式 对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， cpC·qD c cmA·nB (固体和纯液体的浓度视为常数， c K＝_____________ 通常 不计入平衡常数表达式中)。
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第2讲
行，又能向___反应方向进行的化学反应。 逆
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第2讲
深度思考 1．反应 2H2O
答案
2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？
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不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。
2．向含有 2 mol 的 SO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2＋ O2 2SO3 ， 充分 反 应 后 生 成 SO3 的 物 质 的 量
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基础再现·深度思考
第2讲
cCO2· 2 cH 11．已知某化学反应的平衡常数表达式为 K＝ ， cCO· 2O cH 在不同的温度下该反应的平衡常数如下表： t℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 ( ) CO2(g) 下列有关叙述不正确的是 A．该反应的化学方程式是 COLeabharlann Baidug)＋H2O(g) ＋H2(g) B．上述反应的正反应是放热反应
答案 A
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4．对于N2＋3H2
2NH3，(1)若N2、H2、NH3
的浓度不再随时间的改变而改变，是否达到平衡状态？ 平衡状态的达到是否意味反应停止了？(2)若某一时刻， v正(N2)＝v逆(NH3)，此时是否达到平衡状态？若3v正(N2) ＝v正(H2)呢？
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10．如何由化学平衡常数判断一个化学反应是否达到化学平 衡状态？
答案 对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在 一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系： ccC·dD c ＝Q caA·bB c <K 反应向正反应方向进行，v正>v逆 Q＝K 反应处于化学平衡状态，v正＝v逆 >K 反应向逆反应方向进行，v <v 。 正 逆
______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，O2 的物 质的量________0 mol，转化率________100%。
答案 < > <
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反思归纳 (1)可逆反应的可逆是指同一反应条件下，正、逆反应同 时进行，不同条件下的反应不是可逆反应。 (2)可逆反应中任一物质的浓度都不能为零，而是介于完 全正向转化与逆向转化之间。 (3)参与反应的物质的转化率不等于 100%。
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C．若在 1 L 的密闭容器中通入 CO2 和 H2 各 1 mol,5 min 后 温度升高到 830 ℃，此时测得 CO2 为 0.4 mol，该反应达 到平衡状态 cCO2 cH2O D． 若平衡浓度符合关系式 ＝ ， 则此时的温度为 3cCO 5cH2 1 000 ℃
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答案
(1)是达到平衡状态，达到平衡状态反应并未停止。
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(2)v正(N2)＝v逆(NH3)时未达到平衡状态。因为对于同一反应 用不同反应物表示反应速率时，反应速率与方程式中的各物 质的化学计量数成正比。v正(N2)＝v逆(NH3)时，正、逆反应速 率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为 2v正(N2)＝v逆(NH3)。3v正(N2)＝v正(H2)时也未达到平衡状态。 因为N2和H2都是反应物，在反应的任何时段都会有3v正(N2) ＝v正(H2)。若3v正(N2)＝v逆(H2)，才是平衡状态。
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减小 (2)随着反应的进行，反应物浓度逐渐_____，正反应速率逐 减小 增大 增大 渐_____；生成物浓度逐渐_____，逆反应速率逐渐_____， 相等 最终正、逆反应速率_____，达到平衡状态，此时反应体系 保持不变 中各物质的浓度均_________。
(3)依据以上叙述画出的反应的 v－t 图像如下：
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(3)当两种反应物按化学计量数之比投料时， 二者任意时刻的 转化率都相等。 反之根据不同投料比例时的两种物质的转化 率，亦可确定二者的化学计量数之比。
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考点三 1．概念 化学平衡常数
第2讲
化学平衡 在一定温度下，当一个可逆反应达到_________时，生成 浓度幂之积 浓度幂之积 物____________与反应物____________的比值是一个常
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状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ C．①③④⑤ B．②③⑤⑦ D．全部
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第2讲
解析 ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2， 能说明达到平衡状态，
②描述的都是正反应方向的速率，无法判断是否达到平衡状 态；
③无论达到平衡与否，同向的速率之比总是符合化学方程式 中化学计量数之比； ④混合气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡状态；
因容器体积固定，密度是一个常数，所以⑤不能说明反应达 到平衡状态；
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该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积 又固定，所以⑥⑦均能说明达到平衡。
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(4) 由 v － t 图 像 可 以 看 出 化 学 平 衡 是 动 态 平 衡 ， 因 为
v 正＝v 逆≠0 ___________，即反应仍在进行着。
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第2讲
3．平衡特点
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正反应速率=逆反应速率 质量 （或浓度）
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第2讲
深度思考 8．对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什 么关系？
答案 正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。
9．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数 是增大还是减少？
答案 温度升高化学平衡常数不一定增大或减小，若正反应 是吸热反应，则温度升高 K 值增大，反之则减小。
基础再现·深度思考 反思归纳
第2讲
(1)v 正＝v 逆≠0 表明反应体系中同一物质的消耗速率和生 成速率相等，即各物质的物质的量、质量不再发生变化， 可逆反应达到平衡状态，但反应仍在进行。对不同的两 种物质则必须是一个为正反应速率，另一个为逆反应速 率且二者之比等于化学计量数之比。 (2)可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正 反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成 分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定 反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化 的物理量如果不变了， 即说明可逆反应达到了平衡状态。 解达到平衡状态标志的题目，关键是看给定的条件能否 推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。