化学四大平衡

中学化学平衡理论体系及勒夏特列原理的应用

中学化学教材中，有一个平衡理论体系，包括溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等。化学平衡是这一平衡理论体系的核心。系统掌握反应速率与化学平衡的概念、理论及应用对于深入认识其他平衡，重要的酸、碱、盐的性质和用途，化工生产中适宜条件的选择等，具有承上启下的作用；对于深入掌握元素化合物的知识，具有理论指导意义。正因为它的重要性，所以，在历年高考中，这一部分向来是考试的热点、难点。

一、化学平衡理论

1、化学平衡定义：

2、勒夏特列原理：

3、勒夏特列原理的应用：

生产生活实例涉及的平衡根据勒原理所采取的措施或原因

解释

1.接触法制硫酸2SO2+O22SO3通入过量的空气

2.合成氨工业N2+3H22NH3高压（20MPa-50MPa），及时分离

液化氨气

3.金属钠从熔化的氯化钾中置换金属钾Na + KCl NaCl + K↑控制好温度使得钾以气态形式逸

出。

4.候氏制碱法NH3+CO2+H2O==NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl NaHCO3↓+NH4

Cl

先向饱和食盐水中通入足量氨气

5.草木灰和铵态氮肥不能混合使用

CO32-+H2O HCO3-+ OH-

NH4++H2O NH3·H2O + H+

两水解相互促进，形成更多的

NH3·H2O，损失肥效

6.配置三氯化铁溶液应在浓盐酸中进行Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+在强酸性环境下，Fe3+的水解受到

抑制

7.用热的纯碱水洗油

污或对金属进行表面

处理

CO32-+H2O HCO3-+OH-加热促进水解，OH-离子浓度增大

1、下列事实中不能用勒夏特列原理来解释的是（）

A.往硫化氢水溶液中加碱有利于S2-的增加

B.加催化剂有利于合成氨反应

C.合成氨时不断将生成的氨液化，有利于提高氨的产率。

D.合成氨时常采用500℃的高温

2、已知工业上真空炼铷(熔融)原理如下：2RbCl +Mg == MgCl2 +2Rb(g)，对于此反应的进行能给予正确解释的是（）

A.铷的金属活动性不如镁强，故镁可置换铷。

B.铷的沸点比镁低，把铷蒸气抽出时平衡右移。

C.氯化镁的稳定性不如氯化铷强。

D.铷的单质状态较化合态更稳定。

3、在加热条件下，KCN 溶液中会挥发出剧毒的HCN ，从平衡移动的角度来看，挥发出HCN 的原因是 。为了避免产生HCN ，应采取的措施是向KCN 溶液中加入 。

4、把FeCl 3溶液蒸干并灼烧，最后得到的主要固体产物是 其原因是 。

5、把Al 2(SO 4)3溶液蒸干，最后得到的主要固体产物是 其原因是 。

6、在泡沫灭火剂中放入的两种化学药品是NaHCO 3溶液与Al 2(SO 4)3溶液，其灭火原理是什么？

7、请解释：为什么生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。 解释：碳酸型饮料中未溶解的二氧化碳与溶解的二氧化碳存在平衡：CO 2(g)

CO 2(aq)，打开

瓶盖时，二氧化碳的压力减小，根据勒夏特列原理，平衡向释放二氧化碳的方向移动，以减弱气体的压力下降对平衡的影响。因此，生活中饮用的碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫。

二 、中学化学常见四大平衡

1、[讨论、归纳] 常见化学平衡体系

化学平衡体系

化学平衡 溶解平衡 电离平衡

水解平衡

对象 有气体参加的可逆

反应 气体或固体的水

溶液 弱酸或弱碱溶液 水解的盐溶液

表达

aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD （g ）

AmBn(s)

mAn++nBm-

H2A HA-+H+ A-+H 2O HA+OH-

平衡时特征

v(正)=v(逆)； 转化率最大； c 、a 、n%保持不变。 v(溶)=v(结)；

溶液饱和；浓度最大且为

S/(S+100)

电离度最大， pH 值不变。 水解度最大，pH 值不变。 体系中相关物质的浓度关系与平衡常数（K ）相符合

平衡常数（K ）

性质

反应吸（放）热，温度升高 K 增大（减小） 溶解吸（放）热，温度升高K 增大（减小） 温度升高 K 值大 温度升高 K 值大

意义

K 大转化率大，反应完全 K 大溶解度大，浓度大。 K 大电离度大，酸性强

K 大水解度大。 平衡的移动 使体系中相关物质的浓度向等于平衡常数的方向移动

举例

[练习] 写出下列反应的平衡常数表达式： 1）Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq)+2OH -(aq) 2)HAc(aq) H +(aq)+Ac -(aq)

3)21CO+2

1

Cu 2O Cu+

2

1

CO 2 4)CH 3COOH+CH 3CH 2OH CH 3COOCH 2CH 3+H 2O

Fe

还原

反应室

燃烧室

催化

反应室

合成其

他产品

CH4

高温尾气

(CO2+H2O)

铁矿(Fe

2

O3)

合成气(CO+H

2

)

混合气(CH

4

+O2 ,其体积比为1:2)

5)C(s)+H2

O(g) CO(g)+H2(g) 6)HCO3-(aq) H+(aq)+CO32-(aq)

2、常见四大平衡研究对象及举例

A. 化学平衡：可逆反应。如：；加热不利于氨的生成，增大压强有利于氨的生成。

例1.竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分

氧化，并在特殊的燃烧器中使氧气和天然气燃烧

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)，催化反应室发生

的反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

∆H1=+216kJ/mol；CH4(g)+ CO2(g)2CO(g) +

2H2(g) ∆H2=+260kJ/mol（不考虑其他平衡的存

在），下列说法正确的是AD

A．增大催化反应室的压强，甲烷的转化率减小

B．催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率

C．设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应

D．若催化反应室中，达到平衡时，容器中n(CH4)=amol，n(CO)=bmol，n(H2)=cmol,则通入催化反应室的CH4的物质的量为a+(b+c)/4

例2：一定条件下，向密闭容器中投入3mol H2和1mol N2，发生如下反应：N2+3H22NH3

1）完成v-t图

①1min 时达到平衡；②第2分钟时加入N2，3分钟时重新达到平衡；

③第4分钟时升温，第5分钟时重新达到平衡；

④第6分钟时扩大容器体积，第7分钟时达到新的平衡

⑤第8分钟时加入催化剂；⑥第9分钟时降温，第10分钟时重新达到平衡；

⑦第11分钟时移走NH3，第12分钟时重新达到平衡

2）反应正方向移动的时间段：_____________________________________；

3）反应逆方向移动的时间段_____________________________________；

4）达到平衡的时间段_____________________________________；