1、 化学平衡状态化学平衡常数化学平衡状态化学平衡常数高考化学一轮总复习高考化学一轮总复习课堂互动讲练课堂互动讲练实验专项探究实验专项探究达标突破训练达标突破训练化化学学平平衡衡状状态态化化学学平平衡衡常常数数基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理化学平衡状态化学平衡状态自我诊断自我诊断1判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。A平衡混合气体的总质量不变，反应一定达到平衡混合气体的总质量不变，反应一定达到平衡状态。平衡状态。()B对于可逆反应对于可逆反应：X(g)2Y(g)2Z(g)当容器当容器内各物质的浓度不再随时间变化时，说明达到平内各物质的浓度不再随时间变化时，说明达到平衡状态
2、。衡状态。()。答案：答案：A.B基础回归基础回归1可逆反应可逆反应(1)定义定义_条件下，既能向条件下，既能向_方向进行，又能向方向进行，又能向_方向进行的化学反应。方向进行的化学反应。(2)特点特点相同条件，正、逆反应相同条件，正、逆反应_；反应物与生成物同时存在；反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率均任一组分的转化率均_100%。(3)表示表示化学方程式中的化学方程式中的“=”用用“”代替。代替。相同相同正反应正反应逆反应逆反应同时进行同时进行小于小于2化学平衡状态化学平衡状态(1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率与逆反应速
3、率_，反应体系中所有参加反应的，反应体系中所有参加反应的物质的物质的_保持不变的状态。保持不变的状态。(2)平衡特点平衡特点相等相等质量或浓度质量或浓度思考感悟思考感悟对可逆反应对可逆反应N23H22NH3，若某一时刻，若某一时刻，v正正(N2)v逆逆(NH3)。此时反应是否达平衡状态？。此时反应是否达平衡状态？3v正正(N2)v正正(H2)呢？呢？【提示提示】(1)第一种情况不是平衡状态。因为对于第一种情况不是平衡状态。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。与方程式中的各物质的化学计量数成正比。v
4、正正(N2)v逆逆(NH3)时，正、逆反应速率并不相等，而是正反应时，正、逆反应速率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为速率大于逆反应速率。平衡时应为2v正正(N2)v逆逆(NH3)。(2)第二种情况也不是平衡状态。因为第二种情况也不是平衡状态。因为N2和和H2都是反都是反应物，在反应的任何时段都会有应物，在反应的任何时段都会有3v正正(N2)v正正(H2)。若是若是3v正正(N2)v逆逆(H2)，才是平衡状态。，才是平衡状态。化学平衡常数化学平衡常数自我诊断自我诊断2判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。A改变温度可以改变反应的平衡常数。改变温度可以改变反应的平衡常数。(
5、)B平衡混合气体的颜色改变时，平衡一定发生平衡混合气体的颜色改变时，平衡一定发生移动。移动。()C化学平衡常数化学平衡常数K值越大，反应进行的程度越大。值越大，反应进行的程度越大。()答案：答案：A.BC基础回归基础回归1概念概念在一定在一定_下，一个可逆反应达到下，一个可逆反应达到_时，时，生成物生成物_与反应物与反应物_的比值的比值是一个常数，用符号是一个常数，用符号K表示。表示。2表达式表达式温度温度化学平衡化学平衡浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积3影响因素影响因素K仅是仅是_的函数，与反应物或生成物的浓度无的函数，与反应物或生成物的浓度无关。关。温度温度5注意注意化学平衡常数是
6、指某一具体反应方程式的平衡常化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。数。(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。正、逆反应的平衡常数互为倒数。(2)若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。小，平衡常数也会改变。(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作于其浓度可看作“1”而不代入公式。而不代入公式。课堂互动讲练课堂互动讲练化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断2间接判断依据间接判断依据以以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例为例 可逆反应：可逆反应：2NO2(g)2N
7、O(g)O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是是()单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO2单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO用用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为表示的反应速率的比为2 2 1的状态的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再
8、改变的状态ABC D全部全部【思路点拨思路点拨】化学平衡状态的根本标志是：化学平衡状态的根本标志是：v(正正)v(逆逆)，各组分百分含量不变。解答，各组分百分含量不变。解答该题时，要牢牢抓住两个根本标志，并明确气体该题时，要牢牢抓住两个根本标志，并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系，才能全面分析，顺利解答。与根本标志间的关系，才能全面分析，顺利解答。【解析解析】本题不仅考查了化学平衡的直接标志，本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断。也要求对化学平衡的间接标志进行分析、判断。中单位时
9、间内生成中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗的同时必消耗 2n mol NO2，而生成，而生成2n mol NO2时，必消耗时，必消耗n mol O2，能说明反应达到平衡，能说明反应达到平衡，不能说明。不能说明。中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于化学计量数之比。于化学计量数之比。有色气体的颜色不变，则有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变。不变。反应前后可逆反应压强不变，意味着各反应前
10、后可逆反应压强不变，意味着各物质的含量不再变化。物质的含量不再变化。由于气体的质量不变，由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应物质的物质的量不变，该反应V0，能说明反应，能说明反应达到平衡。达到平衡。【答案答案】A互动探究互动探究(1)若反应若反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在一绝热密闭容器中进行，温度不变时，能否说在一绝热密闭容器中进行，温度不变时，能否说明反应一定达到平衡状态？明反应一定达到平衡状态？(2)若把若把2NO2(g)2NO(g)O2(g)变为反应变为反应H2(g)I2(g)2HI
11、(g)，则，则中能说明反应达到中能说明反应达到平衡状态的标志是哪个？平衡状态的标志是哪个？【提示提示】(1)能，任何反应都具有热效应，温度能，任何反应都具有热效应，温度不变时，意味着正、逆反应速率相等，反应达到不变时，意味着正、逆反应速率相等，反应达到平衡。平衡。(2)。该反应前后体积不变，质量不变，物质的。该反应前后体积不变，质量不变，物质的量不变，所以反应自始至终密度、压强、平均相量不变，所以反应自始至终密度、压强、平均相对分子质量不变。对分子质量不变。跟踪训练跟踪训练1在一定温度下向在一定温度下向a L密闭容器中加入密闭容器中加入1 mol X气气体和体和2 mol Y气体发生如下反应：
12、气体发生如下反应：X(g)2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是，此反应达到平衡的标志是()A容器内压强随时间变化而变化容器内压强随时间变化而变化B容器内各物质的浓度不随时间变化容器内各物质的浓度不随时间变化C容器内容器内X、Y、Z的浓度之比为的浓度之比为1 2 2D单位时间内消耗单位时间内消耗0.1 mol X同时生成同时生成0.2 mol Z解析：解析：选选B。该反应不是等体积反应，只要压强。该反应不是等体积反应，只要压强不变，各物质的物质的量浓度也就不变，可证明不变，各物质的物质的量浓度也就不变，可证明平衡已建立，故平衡已建立，故A选项错误，选项错误，B选项正确；而平衡选项正确；而
13、平衡时，时，X、Y、Z的浓度之比并不一定是的浓度之比并不一定是1 2 2，C选项错误；单位时间内消耗选项错误；单位时间内消耗X和生成和生成Z，描述的是，描述的是同一反应方向，不存在同一反应方向，不存在v(正正)和和v(逆逆)的关系，故不的关系，故不能判断该反应平衡已建立。能判断该反应平衡已建立。化学平衡常数的应用及相关计算化学平衡常数的应用及相关计算1应用应用(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小判断、比较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；值越大，正反应进行的程度越大；K值越小，正反应进行的程度越小。值越小，正反应进行的程度越小。(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态判断可
14、逆反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：如下关系：(4)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。率。2相关计算相关计算(1)步骤步骤写出有关化学平衡的方程式。写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)方法方法如如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令，
15、令A、B起始起始物质的量浓度分别为物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平，达到平衡后消耗衡后消耗A的物质的量浓度为的物质的量浓度为mx mol/L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始起始(mol/L)a b00转化转化(mol/L)mx nx px qx平衡平衡(mol/L)amx bnx px qx(3)说明说明反应物：反应物：c(平平)c(始始)c(变变)生成物：生成物：c(平平)c(始始)c(变变)各物质的转化浓度之比等于化学方程式中各物各物质的转化浓度之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。质的化学计量数之比。【特别提醒特别提醒】1.K仅是温度的函数，是
16、常考点，仅是温度的函数，是常考点，常应用它考查平衡时物质的物质的量浓度和转化常应用它考查平衡时物质的物质的量浓度和转化率。率。2凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能按上述为物质的量的变化或气体的体积变化才能按上述方法进行计算。方法进行计算。已知已知CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的的平衡常数随温度变化如下表：平衡常数随温度变化如下表：t/70080085010001200K2.61.710.90.6请回答下列问题：请回答下列问题：(1)上述反应正向是上述反应正向是_反应反应(选填选填“放热放热”或或“吸热吸
17、热”)。(2)若达平衡后降温，则平衡向若达平衡后降温，则平衡向_移动，移动，CO2转化率转化率_，正反应速率，正反应速率_(填写填写“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。(3)在在850 发生上述反应，以表中的物质的量投发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向移动的有入恒容反应器中，其中向正反应方向移动的有_(选填选填A、B、C、D、E)。ABCDEn(CO2)31011n(H2)21012n(CO)1230.53n(H2O)52321(4)在在850 时，可逆反应：时，可逆反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，在该容器内各物质的浓度变化如，在该容
18、器内各物质的浓度变化如下：下：时间时间/minCO2(mol/L)H2(mol/L)CO(mol/L)H2O(mol/L)00.20.30020.1380.2380.0620.0623c1c2c3C34c1c2c3c3【解析解析】(1)由表可知温度升高，由表可知温度升高，K减小，说明减小，说明温度升高，平衡逆向进行，正反应为放热反应。温度升高，平衡逆向进行，正反应为放热反应。(2)平衡后降温，平衡正向移动，平衡后降温，平衡正向移动，K增大，增大，CO2转转化率增大，由于降温，正、逆反应速率都减小，化率增大，由于降温，正、逆反应速率都减小，但正反应速率大于逆反应速率。但正反应速率大于逆反应速率。
19、则则3 min4 min平衡后，平衡后，c3_，CO2的的转化率为转化率为_。由浓度商由浓度商QK反应正向进行推断，反应正向进行推断，A项向正反应方项向正反应方向进行。向进行。(4)850 时，时，K1，由，由 CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)起始起始(molL1)0.20.300转化转化(molL1)x x x x平衡平衡(molL1)0.2x 0.3x x x【答案答案】(1)放热放热(2)正反应方向增大减正反应方向增大减小小(3)A (4)0.1260%(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内炉内CO2和和CO的体积比值的体
20、积比值_，平衡常数，平衡常数K值值_。(填：填：“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。(2)1100 时测得高炉中时测得高炉中c(CO2)0.025 mol/L，c(CO)0.1 mol/L，在这种情况下，该反应是否，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态处于化学平衡状态_(填填“是是”或或“否否”)，此，此时化学反应速率是时化学反应速率是v(正正)_v(逆逆)(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)，其原因是，其原因是_。解析：解析：K只受温度的影响，和浓度、压强无关。只受温度的影响，和浓度、压强无关。(1)中温度升高，化学平衡向吸热反应方向移动，中温度升高，化学平衡向吸
21、热反应方向移动，即向正反应方向移动，高炉内即向正反应方向移动，高炉内CO2与与CO的体积的体积比值增大，结合比值增大，结合K的表达式，自然可以得到的表达式，自然可以得到K值值增大；增大；实验专项探究实验专项探究探究给定化学反应具有可逆性探究给定化学反应具有可逆性大多数化学反应都有一定的可逆性，只是可逆程大多数化学反应都有一定的可逆性，只是可逆程度大小不同而已。对于可逆反应而言，反应进行度大小不同而已。对于可逆反应而言，反应进行到最大限度到最大限度(化学平衡化学平衡)时，各种组分同时存在；对时，各种组分同时存在；对于不可逆反应而言，反应进行到最大限度时，量于不可逆反应而言，反应进行到最大限度时，
22、量不足的反应将全部转化为产物或反应物恰好完全不足的反应将全部转化为产物或反应物恰好完全转化为产物。利用化学实验可以确定给定化学反转化为产物。利用化学实验可以确定给定化学反应是否具有可逆性。应是否具有可逆性。【典例探究典例探究】甲、乙两研究小组决定用实验探甲、乙两研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到条件下会达到“平衡状态平衡状态”。()甲组：取甲组：取5 mL 0.1 molL1 KI溶液于试管中，溶液于试管中，滴加滴加0.1 molL1FeCl3溶液溶液2 mL，发生如下反应：，发生如下反应：2Fe32I=2Fe2
23、I2。为证明该反应具有可。为证明该反应具有可逆性且达到一定限度，他们设计了如下实验：逆性且达到一定限度，他们设计了如下实验：取少量反应液，滴加取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量溶液，发现有少量黄色沉淀黄色沉淀(AgI)，证明反应物没有反应完全；，证明反应物没有反应完全；再取少量反应液，加入少量再取少量反应液，加入少量CCl4，振荡，发现，振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到层显浅紫色，证明萃取到I2，即有，即有I2生成。生成。结合结合的结论，他们得出该反应具有一定的可的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。逆性，在一定条件下会达到反应限度。(1)老师指
24、出他们上述实验中老师指出他们上述实验中不合理，你认为是不合理，你认为是_；改进的方法是改进的方法是_。(2)有人认为步骤有人认为步骤适合检验生成适合检验生成I2较多的情况下，较多的情况下，还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是这种方法是_。()乙组：取乙组：取4 mL 1 molL1CaCl2溶液于试管中，溶液于试管中，发现滴入发现滴入1 molL1 Na2SO4溶液溶液6 mL后已经观察后已经观察不到有沉淀生成了，发生的反应是：不到有沉淀生成了，发生的反应是：CaCl2Na2SO4=CaSO42NaCl。请你设计一个简单。请你设计一个
25、简单实验，确证上述反应具有可逆性和反应限度，简实验，确证上述反应具有可逆性和反应限度，简要列出实验步骤和结论要列出实验步骤和结论_。【解析解析】()(1)反应具有可逆性且达到一定限反应具有可逆性且达到一定限度即反应不能进行到底，而建立化学平衡。通过度即反应不能进行到底，而建立化学平衡。通过化学方法应证明反应物与生成物共存，但应注意化学方法应证明反应物与生成物共存，但应注意反应物之间量的关系。反应物之间量的关系。对于反应对于反应2Fe32I=2Fe2I2，n(Fe3)n(I)1 1，而题给，而题给n(Fe3)n(I)2 5，I过量，过量，若所给反应不具有可逆性，反应后若所给反应不具有可逆性，反应
26、后I也有剩余，也有剩余，故实验不合理，改进的方法是检验故实验不合理，改进的方法是检验Fe3的存在，的存在，可选用可选用KSCN溶液作试剂。溶液作试剂。(2)验证验证I2的灵敏方法是选用淀粉溶液作检验试剂。的灵敏方法是选用淀粉溶液作检验试剂。()n(CaCl2)4 mol，n(Na2SO4)6 mol，对于反，对于反应应CaCl2Na2SO4=CaSO42NaCl，Na2SO4过过量，要证明所给反应具有可逆性和反应限度，需量，要证明所给反应具有可逆性和反应限度，需证明反应后存在证明反应后存在CaCl2，即溶液中存在，即溶液中存在Ca2。【答案答案】()(1)该反应中该反应中KI过量，故不能直接过量，故不能直接检验是否存在检验是否存在I取少量溶液滴加取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液，若出现红色，则证明还有若出现红色，则证明还有Fe3，未完全反应，未完全反应(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了则说明生成了I2()将混合物过滤，在滤液中加入将混合物过滤，在滤液中加入1 molL1 Na2CO3溶液，若出现白色沉淀，说明该反应具溶液，若出现白色沉淀，说明该反应具有一定的反应限度，不能完全进行到底有一定的反应限度，不能完全进行到底
