高二化學《化學平衡》教學設計

2024年2月22日發(作者：如何表揚孩子)

第二章 化學反應速率和化學平衡

第三節 化學平衡

自主學習

一、可逆反應與不可逆反應

1．可逆反應

(1)概念：在 下，既能向 方向進行同時又能向 方向進行的反應。

(2)表示方法：約定采用 （符號）表示，把從左向右的反應稱作 ，從右向左的反應稱作 。

(3)特征：可逆反應發生的條件 ，反應 進行到底，反應物 實現完全轉化，反應體系中，與化學反應有關的各種物質 。

化學反應的可逆性非常普遍

2．不可逆反應

有些反應的逆反應進行程度太小因而可忽略，把幾乎完全進行的反應叫不可逆反應，用“ = ”表示。

二、化學平衡狀態

1．化學平衡的建立

如果把某一可逆反應的反應物裝入密閉容器，其反應過程如下：

(1)反應開始時：v(正) ，v(逆)為 。

(2)反應進行時：反應物濃度 ―→v(正)逐漸 ；生成物濃度由零逐漸增大―→v(逆)從 開始逐漸 。

2．概念

在一定條件下的可逆反應里，當正、逆兩個方向的反應速率 ，反應體系中所有參加反應的物質的 或 保持恒定的狀態。

構成化學平衡體系的基本要求是：反應物和所有產物均處于同一反應體系中，反應條件(如溫度、壓強等)保持不變

3．特征

研究對象必須是 反應。

化學平衡是 平衡，即當反應達到平衡時，

正反應和逆反應都仍在繼續進行。

1

正反應速率和逆反應速率 ，即同一物質的消耗速率和

生成速率相等。

在平衡體系中，各組成成分的含量保持 。

改變影響平衡的條件，平衡會 ，達到新的平衡。

[練習1]在一定溫度下，A2(g)＋B2(g) 2AB(g)達到平衡的標志是( )

A．單位時間內減少x mol A2，同時生成2x mol AB

B．單位時間內生成2x mol AB，同時生成x mol A2

C．單位時間內減少x mol B2，同時生成x mol AB

D．單位時間內1 mol A—A鍵斷裂，同時生成2 mol A—B鍵

4.化學平衡狀態的判斷方法有哪些？

<1>.根本標志: (1)正反應速率 逆反應速率 0。 (2)各組分的濃度保持 。

<2>．其他標志

(1)各組分的百分含量保持 。(2)各組分的物質的量保持 。

(3)各氣體的體積 時間的改變而改變。(4) 物質的消耗速率與生成速率 。

（5）有氣體顏色變化的反應，混合氣體的顏色 。

合作探究

以反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例，探討反應達到平衡的條件

條件 是否達到平衡

①各物質的物質的量、質量或

物質的量分數、質量分數一定（不再改變）

混合物體系中各組分的含量

②各氣體的體積或體積分數

一定（不再改變）

③總體積、總壓強、總物質的

量一定（不再改變）

①在單位時間內消耗了m mol

A，同時也生成了m mol A，即v(正)＝v(逆)

②在單位時間內消耗了n mol

B的同時也消耗了p mol C，正、逆反應速率的關系

即v(正)＝v(逆)

③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)

＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)(平衡與否都成立)

④在單位時間內生成了n mol

2

B的同時消耗了q mol D，均指v(逆)

壓強

①m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)

②m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)

①

混合氣體的平均相對分子質一定，當m＋n≠p＋q

(

②

量(

)

＝ )

一定，當m＋n

＝p＋q時

溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時(其他不變)

密度一定( ρ＝

氣體的密度(ρ)

)

顏色 反應體系內有有色物質時，顏色穩定不變

【練習2】可逆反應：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，ΔH≠0在體積固定的密閉容器中，達到平衡狀態的標志是 ( )

①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2

②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO

③ 用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態

④ 混合氣體的顏色不再改變的狀態

⑤ 混合氣體的密度不再改變的狀態

⑥ 混合氣體的壓強不再改變的狀態

⑦ 混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態

A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部

（1）若反應2NO2(g)

平衡狀態？

2NO(g)＋O2(g)在一絕熱密閉容器中進行，溫度不變時，能否說明反應一定達到(2)若把2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)變為反應H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，則④⑤⑥⑦中能說明反應達到平衡狀態的標志是哪個？

(3)

化學平衡(2)

【學習目標】1了解化學反應的可逆性，了解可逆反應的概念、特點。

2.了解化學平衡的移動。

【學習重點】理解化學平衡移動的影響因素

【學習難點】化學平衡移動的方向

自主學習

3

1.化學平衡的移動

化學反應體系的平衡狀態是可以通過 而發生變化的，這種現象稱作平衡狀態的移動，簡稱平衡移動

2. 化學平衡的移動的影響因素

閱讀課本p26-27頁，研究實驗2-5、2-6，思考與交流，學與問，思考濃度如何影響平衡的移動

濃度： 反應物濃度或 生成物濃度，平衡向正反應方向移動； 反應物濃度或

生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。（注意：改變固體或純液體的量，由于濃度不變，正逆反應速率都不變,所以化學平衡不移動。）

閱讀課本p28頁，研究實驗2-7，思考溫度如何影響平衡的移動

溫度：其他條件不變，升溫平衡向 移動，降溫平衡向 移動

壓強：對于有氣體參加的反應，其他條件不變，增大壓強，平衡向

的方向移動，減小壓強，平衡向 的方向移動

[注意] ①對于反應前后氣體總體積相等的反應，改變壓強對平衡無影響；

②平衡混合物都是固體或液體的，改變壓強不能使平衡移動；

③壓強的變化必須改變混合物濃度（即容器體積有變化）才能使平衡移動。

結論： 如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著

的方向移動(即勒夏特列原理)【注意】：“減弱”的含義：平衡移動后結果變化的方向不變，但程度減小。例如，增加反應物濃度平衡移動后該反應物濃度仍增加，只是增加的程度比沒有平衡移動時要小。

另外，催化劑能 改變正、逆反應速率，對平衡移動 .

【練習】反應N2(g)+3H2

(g)(g)△H<0達到化學平衡，改變下列條件，根據反應體系中的變化填

2NH3

空：

①若N2的平衡濃度為a mol/L，其他條件不變時，充入N2使其濃度增大到b mol/L后平衡向

方向移動，達到新平衡后， N2的濃度為c mol/L，則a、b、c的大小為

；②若平衡體系的壓強為P1

，之后縮小反應體系體積使壓強增大到P2

，此時平衡向——————方向移動，達到新平衡后 體系的壓強為P3

，則P1

、 P2、 P3

的大小為 ；③若平衡體系的溫度為T1

，之后將溫度升高到 T2

，此時平衡向——————方向移動，達到新平衡后 體系的溫度為T3

，則T1

、 T2、 T3

的大小為

。

2.某一可逆反應，一定條件下達到了平衡，若化學反應速率改變，化學平衡是否一定發生移動？若平衡發生移動，化學反應速率是否一定發生改變？

條件變化

速率變化 移動方向 移動結果

4

增大c(反) 或減小v(正)增大或v(逆)正反應方向

c(反)、c(生)均增大c(生) 減小，v(正)＞v(逆) 或c(反)、c(生)均減小

減小c(反) 或增大v(正)減小或v(逆)逆反應方向

c(反)、c(生)均減小c(生) 增大，v(正)＜v(逆) 或c(生)、c(反)均增大

增大壓強（非充入稀v(減)、v(增)均增大，氣體體積減小的方向 移動后體系壓強下有氣體的情況）

v(減)＞v(增) 降，但仍比未增大前的壓強大

減小壓強

v(減)、v(增)均減小，氣體體積增大的方向 移動后體系壓強增

v(減)＜v(增) 大，但仍比未減少前的壓強小

升高溫度

v(吸)、v(放)均增大，吸熱反應方向 移動后體系溫度降低

v(吸)＞v(放) 但仍比未升高前的溫度高

降低溫度

v(吸)、v(放)均減小，放熱反應方向 移動后體系溫度升高v(吸)＜v(放) 但仍比未降低前的溫度低

體積不變時，v(正)、平衡 移動，但氣體v(逆)

的體積分數

充入稀有氣體

(稀有氣體計入了總體積)

（或其他不參與反應壓強不變時（充入稀的氣體）

有氣體的瞬間壓強保氣體物質的量 的持不變），v(正)、方向（或者說，氣體與減小壓強情況相同

v(逆)均 （相當于體積增大的方向）

減小氣體分壓強）

加（正）催化劑

v(正)、v(逆)均 ，平衡 移動， 達

v(正)

v(逆) 到平衡的時間

合作探究

用速率-時間圖分析平衡移動，畫出下列各種情況的速率-時間圖

<1>濃度

a. 增加反應物的濃度 b. 減少生成物的濃度

平衡向正方向移動 平衡向 方向移動

c. 減少反應物的濃度 d. 增加生成物的濃度

5

平衡向 方向移動 平衡向 方向移動

<2>溫度

a.升高溫度 b.降低溫度

平衡向吸熱方向移動 平衡向 方向移動

<3>.壓強

對于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

a.若增大壓強（非充入稀有氣體的情況）

若m+n﹥p+q 若m+n﹤p+q 若m+n = p+q

平衡向正方向移動 平衡向 方向移動 平衡 移動

b.若減少壓強（非充入稀有氣體的情況）

若m+n﹥p+q 若m+n﹤p+q 若m+n = p+q

平衡向 方向移動 平衡向 方向移動 平衡 移動

<4>使用(正)催化劑

V（正）、V（逆）都增大，且增大的幅度相等

結論：催化劑不能使化學平衡發生移動；不能

改變反應混合物含量（右圖）；但可以改變達到

平衡的時間

【學習反思】

【鞏固練習】

1.某正反應放熱的可逆反應，若反應開始經t1s后達平衡，在t2s時由于反應條件改變，使平衡破壞，到t3s時又達平衡，如下圖所示：

1、 該反應的化學方程式為_ __

6

2、分析從t2到t3時曲線改變的原因是（ ）

A、增大了X或Y的濃度

B、使用了催化劑

C、縮小體積，使體系壓強增大

D、升高了反應溫度

2. 對已達平衡狀態的可逆反應 X+Y列說法正確的是

A.Z、W均為氣體，X、Y中有一種是氣體

B.Z、W中有一種是氣體，X、Y皆非氣體

C.Z、W、X、Y皆非氣體

D.X、Y均為氣體，Z、W中有一種為氣體

3.各可逆反應達平衡后，改變反應條件，其變化趨勢正確的是 ( )

4.某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學平衡的影響，得到如下變化規律(圖中p表示壓強，T表示溫度，n表示物質的量)：

Z+W，其它條件不變，增大壓強，反應速率變化如圖所示，則下

7

a.根據以上規律判斷，下列結論正確的是 ( )

A．反應Ⅰ：ΔH>0，p2>p1

B．反應Ⅱ：ΔH<0，T1

C．反應Ⅲ：ΔH>0，T2>T1；或ΔH<0，T2

D．反應Ⅳ：ΔH<0，T2>T1

b. 改變壓強，對上述四個平衡的移動分別有什么影響？

5.在密閉容器中，一定條件下進行如下反應：

達到平衡后，為提高該反應的反應速率和NO的轉化率，采取的正確措施是( )

A．加催化劑同時升高溫度

B．加催化劑同時增大壓強(減小體積)

C．升高溫度同時充入N2

D．降低溫度同時增大壓強(減小體積)

6. 如圖表示在密閉容器中反應：2SO2+O2

? 2SO3 △H＜0達到平衡時，由于條件改變而引起反應速度和化學平衡的變化情況，a b過程中改變的條件可能是 ；b c過程中改變的條件可能是 ； 若增大壓強時，反應速度變化情況畫在c～d處

高二化學選修4第二章第三節化學平衡(1) 參考答案

自主學習

一、可逆反應與不可逆反應

1．(1) 相同條件 正反應 逆反應 （2）

（3）相同 不能 不能 共存

8

正反應 逆反應

二、化學平衡狀態

1．(1) 最大 零 (2) 減小 變小 零 增大 2. 相等 質量 濃度

3. 可逆 動態 相等 不變 發生移動

4.<1>．根本標志 (1) ＝ ＞ (2) 不變。

<2>．其他標志 (1) 不變(2) 不變(3) 不隨(4)同一物質 相等（5）不再改變

合作探究

條件 是否達到平衡

①各物質的物質的量、質量或平衡

物質的量分數、質量分數一定

（不再改變）

混合物體系中各組分的含量 ②各氣體的體積或體積分數平衡

一定（不再改變）

③總體積、總壓強、總物質的不一定平衡

量一定（不再改變）

正、逆反應速率的關系 ①在單位時間內消耗了m mol 平衡

A，同時也生成了m mol A，

即v(正)＝v(逆)

②在單位時間內消耗了n mol 平衡

B的同時也消耗了p mol C，

即v(正)＝v(逆)

③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)不一定平衡

＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定

等于v(逆)(平衡與否該式都成立)

④在單位時間內生成了n mol 不一定平衡

B的同時消耗了q mol D，均

指v(逆)

①m＋n≠p＋q時，總壓強一平衡

壓強

定(其他條件一定)

②m＋n＝p＋q時，總壓強一不一定平衡

定(其他條件一定)

平衡

⑧

一定，當m＋n

混合氣體的平均相對分子質≠p＋q

量( )

(

＝ )

不一定平衡

⑨

一定，當m＋n

＝p＋q時

溫度 任何化學反應都伴隨著能量平衡

變化，當體系溫度一定時(其

9

他不變)

氣體的密度(ρ)

密度一定( ρ＝

)

不一定平衡

平衡

顏色

反應體系內有有色物質時，顏色穩定不變

【練習1】解析：選B。A項中只提到了一種速率（都是正速率），故不正確；B項中，通過“生成2x mol AB”與“生成x mol A2”達到了A2的消耗速率與A2的生成速率相等，故正確；C項只表明了B2的消耗速率；D項中，只有A2的消耗速率。解題的關鍵點是能找到“同一物質的生成速率與消耗速率相等”的各種表達形式。

【練習2】【思路點撥】 解答本題時應注意以下兩點：

(1)該反應的反應特點和反應條件：ΔH≠0、恒容。

(2)平衡的根本標志：①v(正)＝v(逆)，②各組分含量不變。

【答案】 A 解析：①中單位時間內生成n mol O2的同時必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2時，必消耗n mol O2，能說明反應達到平衡，②不能說明。③中無論達到平衡與否，化學反應速率之比都等于化學計量數之比。④有色氣體的顏色不變，則表示物質的濃度不再變化，說明反應已達到平衡。⑤體積固定、氣體質量反應前后守恒，密度始終不變。⑥反應前后可逆反應的壓強不變，意味著各物質的含量不再變化。⑦由于氣體的質量不變，氣體的平均相對分子質量不變時，說明氣體中各物質的物質的量不變，該反應ΔV≠0，能說明反應達到平衡。

(1)能，任何反應都具有熱效應，溫度不變時，意味著正、逆反應速率相等，反應達到平衡。

(2)④。該反應前后體積不變，質量不變，物質的量不變，所以反應自始至終密度、壓強、平均相對分子質量不變。

參考答案

自主學習

1.通過改變反應條件（溫度、濃度、氣體反應的壓強）

2.濃度：增大 減少；減少 增大 溫度：吸熱方向 放熱方向

壓強：氣體體積減小 氣體體積增大 結論：能夠減弱這種改變

催化劑：同等程度地 無影響

【練習】①正反應 a＜ c ＜ b ②正反應 P1

＜ P3＜ P2

③逆反應 T1

＜ T3＜ T2

10

2. 平衡不一定移動。若速率改變后，v(正)＝v(逆)，平衡不移動，若v(正)≠v(逆)，則平衡發生移動。若平衡發生移動，說明v(正)≠v(逆)，即化學反應速率一定發生改變。

小結：不變 不 減小

減小 增大

加快 ＝ 不 縮短

合作探究

【練習】

2. 用速率-時間圖分析平衡移動

<1>濃度

<2>溫度

其他條件不變時，溫度升高，會使化學平衡向著吸熱反應的方向移動；溫度降低，會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。

<3>.壓強

對于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

a.增大壓強（非充入稀有氣體的情況）

若m+n﹥p+q

平衡向 正 方向移動

若m+n﹤p+q

11

平衡向 逆 方向移動

若m+n=p+q

平衡不 移動

【思考】

12

<4>使用催化劑

[鞏固練習]

1. X+Y Z D

2.A

3. 解析：選D。本題考查化學平衡圖象知識。選項A，CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶體，增大了溶液中－＋的c(CH3COO)，CH3COOH電離平衡向左移動，溶液中的c(H)減小，pH增大，錯誤。選項B，加入KCl對平3＋衡無影響，c(Fe)不變。選項C，恒溫恒壓下加入稀有氣體，平衡向著氣體物質的量增大的方向(逆反應方向)移動，H2的轉化率降低。選項D，該可逆反應的正反應為吸熱反應，升溫平衡向正反應方向移動，CH3OCH3轉化率增大，正確。

4. a.【答案】 C 【解析】 由反應Ⅰ的圖象可知，溫度升高，A的轉化率減小，說明該反應的正反應是放熱反應，ΔH<0，由反應式得：壓強越大A的轉化率越大，故p2>p1，A不正確； 由反應Ⅱ的圖象可得：先達平衡對應的溫度高，即T1>T2，溫度越高時n(C)越小，說明該反應的正反應是放熱反應，即ΔH<0，B選項錯誤；反應Ⅲ由于沒有其他限制條件和提示，只能從兩方面進行討論，一方面若該反應的正反應是吸熱反應，ΔH>0，則有T2>T1的關系，若該反應的正反應是放熱反應，ΔH<0，則可推出T2T1，則該反應正反應是吸熱反應，即ΔH>0，D錯誤。

b. 增大壓強可使反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡向正反應方向移動，減小壓強可使反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡向逆反應方向移動；改變壓強對反應Ⅳ的平衡移動無影響。

5. 解析：選B。對可逆反應來說，加入催化劑對平衡無影響，但能改變化學反應速率。升高溫度可增大化學反應速率，而降低溫度只能減小化學反應速率。該反應是放熱反應，升高溫度使平衡向逆反應方向移動，使NO的轉化率降低，A項錯誤。增大壓強(減小體積)會使反應向體積減小的方向移動，能提高NO的轉化率，且加催化劑能增大該反應的反應速率，B項正確。 升高溫度同時向容器中充入N2會使平衡向逆反應方向移動，使NO的轉化率降低，C項錯誤。由于降低溫度會使反應速率減小，雖然增大壓強(減小體積)可以一定程度上增大各物質的濃度，使反應速率增大，但化學反應速率是否一定增加還與降溫及增壓兩者的關系有關。一般來說，溫度對化學反應速率的影響大于壓強對化學反應速率的影響，D項錯誤。

6. 升溫 減小SO3濃度

13

化學平衡(3)

等效平衡

對于同一可逆反應，在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，以不同投料方式(即從正反應、逆反應或從正、逆反應同時開始)進行反應，只要達到平衡時各組分在混合物中的百分數(體積分數、物質的量分數或質量分數)相等，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。

概念的理解：

1.平衡狀態（終態）只與始態有關，而與途徑無關。

（如：①無論反應從什么方向開始②投料是一次還是分成幾次）

2.達到等效平衡時，同一組分的體積分數相同，物質的量濃度相同，但各組分之間的物質的量、濃度可能不同。

<一>等效平衡的分類及分析方法

一、恒溫、恒容下

a.如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量與對應組分的起始加入量相同,則兩次平衡等效。

平衡的結果：各組分百分含量、n、c（物質的量濃度）均相同-- 全等平衡

（見合作探究題1、2）

b.對于氣態物質反應前后分子數不變化的可逆反應的等效平衡的判斷方法:

如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一邊的物質，其物質的量之比與對應組分的起始加入量之比相同，則兩次平衡等效。

平衡的結果：各組分百分含量相同，n、c同比例變化 （合作探究題3、4）--相似平衡

14

二、恒溫、恒壓下(無論體積可變或不變)

等效平衡的判斷方法是：

如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一邊的物質，其物質的量之比與對應組分的起始加入量之比相同，則兩次平衡等效，則兩次平衡等效。

平衡的結果：各組分百分含量、c相同，n同比例變化（合作探究題5、6）-----相似平衡

小結：

合作探究

1. 在一個1L的密閉容器中，加入2molA和1molB ，發生下述反應：

2A（氣）＋B（氣） 3C（氣）＋D（氣） 達到平衡時， C的體積分數為a% 。維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的體積分數為a%是 （ ）

15

A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B

2. 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器里，發生如下反應： 2SO2＋O2

2SO3 當此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態?，F在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質的量（mol）。如果a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請填寫下列空白：

（1）若a=0，b=0，則c=___________。

（2）若a=0.5，則b=_________，c= _________。

（3）a、b、c取值必須滿足的一般條件是（用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）：

_ ___，__ ___。

3. 對于H2+I2（g） 2HI，在恒溫、恒容下，按下列不同量反應等效的有 。

4.在固定體積的密閉容器內，加入2mol A、1mol B，發生反應：

A(氣)+B(氣) 2C(氣)達到平衡時，C的質量分數為W。在相同(T、V)條件下，按下列情況充入物質達到平衡時C的質量分數仍為W的是( )

A.2mol C B.3mol C C.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol C

5.在恒溫、恒壓的條件下，向可變容積的密閉容器中充入3LA和2LB，發生如下反應： 3A（氣）+2B（氣） xC（氣）+yD(氣），達到平衡時，C的體積分數為m%。若維持溫度壓強不變，將0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質充入密閉容器中,達到平衡時C的體積分數仍為m%,則X,Y的值分別為（ ）

A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2

6. 某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A(g)＋B(g) 2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整，可使平衡右移的是

A．均減半 B．均加倍 C．均增加1mol D．均減少1mol

16

7.向某密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，發生反應：

CO＋H2O(g) CO2＋H2。當反應達到平衡時，CO的體積分數為x。若維持容器的體積和溫度不變，起始物質按下列四種配比充入該容器中，達到平衡時CO的體積分數大于x的是 ( )

A．0.5 mol CO＋2 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

B．1 mol CO＋1 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

C．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.4 mol CO2＋0.4 mol H2

D．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.5 mol CO2＋0.5 mol H2

8.在恒溫時，一固定容積的容器內發生如下反應：2NO2(g) N2O4(g)，達平衡是，再向容器內通入一定量的NO2(g)，重新達到平衡后，與第一次平衡時相比，NO2的體積分數( )

A、不變

C、減小

B、增大

D、無法判斷

若改成恒壓,又是那個答案 .

化學平衡(3) 參考答案

1. AB 2. （1）2 （2）0.25 1.5 （3）a+c=2 2b+c=2

3. 1和2

4. CD 6.C

7.答案B

解釋：A選項，相當于向容器中充入1.5 mol CO和3 mol H2O(g)，與原始比例1∶2相同，構成等效平衡，CO體積分數不變。

B選項，相當于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，再充入1 mol CO，故前一步旨在建立等效平衡，再充入1 mol CO，雖使平衡正向移動，但移動是由CO的濃度增加引起的，故達平衡時CO的體積分數增大

C選項，相當于向容器中充入0.9 mol CO和1.8 mol H2O(g)(兩者比值1∶2)，再充入0.1 mol H2O(g)，故加入H2O(g)而使平衡正向移動，CO體積分數減小

D選項，相當于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，與原平衡等效，CO體積分數不變

8. C ; A

化學平衡(4)

1.、化學平衡常數定義

在 下，當一個可逆反應達到 狀態時，生成物 與反應物 的比值是一個常數(簡稱平衡常數)，用符號 表示。

17

（以 為冪）

2. 表達式

對于一般的可逆反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，在一定溫度下，

K＝

3．意義

(1)K值越大，說明正反應進行的程度 ，反應物的轉化率 ；反之反應物轉化越 ，轉化5率就 。一般的說K>10時，該反應進行的就基本完全。

(2)K只受 影響，與反應物或生成物的 無關。只要溫度不變，對于一個具體的可逆反應的來說，它的平衡常數就是一個具體的常數值。

a.如果正反應為吸熱反應，若升高溫度，K值將 ；

b.如果正反應為放熱反應，若升高溫度，K值將 。

4．反應物的轉化率

某個指定反應物的轉化率 =

5. 注意：

（1）反應物或生成物中有 和 存在時，由于其濃度可看做常數“1”而不代入公式。

（2）化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數。若反應方向改變，則平衡常數 。若方程式中各物質的系數等倍擴大或縮小，盡管是同一個反應，平衡常數也會 。

6. 可以利用平衡常數的值做標準，判斷正在進行的可逆反應（同一溫度下）是否平衡及不平衡時向何方進行建立平衡。

如：對于可逆反應

m A (g) + nB (g) p C (g) +qD(g)

在一定溫度的任意時刻，反應物與生成物的濃度如下關系：

Qc ,叫做該反應的濃度商。

Qc K，反應向正反應方向進行

Qc K，反應處于平衡狀態

Qc K，反應向逆方向進行

7.有關計算書寫規范

18

在密閉容器中合成氨氣,反應開始時N2的濃度為8mol/L,H2的濃度為20mol/L,反應5分鐘后N2的濃度為6mol/L,試用N2、H2、NH3表示該反應的反應速率

N2

+ 3H2

2NH3

起始濃度（mol/L） 8 20 0

變化濃度（mol/L） 2 6 4

5分鐘后（mol/L） 6 14 4

合作探究

1.閱讀課本p29頁例1和p30頁例2，掌握計算規范，并派學生代表點評這兩道例題。

2. 平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率是否一定增大？

3.(Ⅰ)已知在448 ℃時，反應H2(g)＋I2(g)

H2(g)＋I2(g)的平衡常數K2為________；

反應H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常數K3為________。

CO(g)＋H2O(g)，其化學平衡常HI(g)的平衡常數K1為49，則該溫度下反應2HI(g)

(Ⅱ)在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)＋H2(g)數K和溫度t的關系如下表所示：

t/℃

K

700

0.6

800

0.9

830

1.0

1000

1.7

1200

2.6

回答下列問題：

(1)該反應的化學平衡常數表達式為K＝________。

(2)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

(3)能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是______。

A．容器中壓強不變

B．混合氣體中c(CO)不變

C．v(H2)正＝v(H2O)逆

D．c(CO2)＝c(CO)

(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2) =

c(CO)·c(H2O)，試判斷此時的溫度為________℃。

(5)在800 ℃時，發生上述反應，某一時刻測得容器內各物質的濃度分別為c(CO2)為2 mol/L，c(H2)為1.5

19

mol/L，c(CO)為1 mol/L，c(H2O)為3 mol/L，則下一時刻，反應向________(填“正向”或“逆向”)進行。

[鞏固練習]

1.體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質的量的SO2和O2，在相同溫度下發生反應：2SO2+O2

2SO3，并達到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中SO2的轉化率為p%，則乙容器中SO2的轉化率( )

A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、無法判斷

2.一定條件下，向5L密閉容器中充入2mol A氣體和1mol B氣體，發生可逆反應：2A(g)＋B(g)

2C(g)，達到平衡時容器內B的物質的量濃度為0.1mol/L， A的轉化率為（ ）

A．67% B．50% C．25% D．5%

3. 下列關于平衡常數的說法中，正確的是 ( )

A．在平衡常數表達式中，反應物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度

B．在任何條件下，化學平衡常數是一個恒定值

C．平衡常數的大小只與溫度有關，而與濃度、壓強、催化劑等無關

D．從平衡常數的大小可以推斷一個反應的進行程度

4. 已知：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)；ΔH＜0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1

mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應采取的措施是 （ ）

A．甲、乙提高相同溫度 B．甲中加入0.1 mol He，乙不變

C．甲降低溫度，乙不變 D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

5. 汽車尾氣凈化中的一個反應如下：

NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ·mol

在恒容的密閉容器中，反應達平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是

－1

6. 一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

20

根據題意完成下列各題：

(1)反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝________，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)在500 ℃時，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝________。

(3)在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是________。

a．氫氣的濃度減少

b．正反應速率加快，逆反應速率也加快

c．甲醇的物質的量增加

d．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大

(4)據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是______________________(用化學方程式表示)。

7. （廣東2011）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉化為

CH4和O2。紫外光照射時，在不同催化劑（I,II,III）作用下，

CH4產量隨光照時間的變化如圖13所示。

（1）在0-30小時內，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ從大到小的順序為 ；

反應開始后的12小時內，在第 種催化劑的作用下，收集的CH4最多。

（2）將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發生反應：CH4(g)+H2O(g)△H=+206 kJ?mol

①畫出反應過程中體系的能量變化圖（進行必要的標注）

②將等物質的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應達到平衡，平衡常數K=27，此時測得CO的物質的量為0.10mol，求CH4的平衡轉化率（結果保留兩位有效數字）

（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) △H=－802kJ?mol

寫出由CO2生成CO的熱化學方程式

8. （廣東2008）科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法。曾有實驗報道：在常溫、常壓、學照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發生反應，生成的主要產物為NH3。進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數據見下表（光照、N2壓力1.0×10Pa、反應時間3 h）:

5-1-1CO(g)+3H2(g),該反應的T/K

NH3生成量/（10mol）

相應的熱化學方程式如下：

-6303

4．8

313

5．9

323

6．0

353

2．0

21

N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+回答下列問題：

3-1

O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol2（1） 請畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標注。

（2） 與目前廣泛使用的工業合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢。請提出可提

高其反應速率且增大NH3生成量的建議： 。

（3） 工業合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)。設在容積為2.0L的密

閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反應在一定條件下達到平衡時，NH3的物質的量分數（NH2的物質的量與反應體系中總的物質的量之比）為1.該條件下N2的平衡轉化率；

2.該條件下反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數。

9.（廣東2010） 硼酸（H3BO3）在食品、醫藥領域應用廣泛．

（1）請完成B2H6氣體與水反應的化學方程式：

B2H6 + 6H2O=2H3BO3

+________。

（2）在其他條件相同時，反應H3BO3+3CH3OH

B(OCH3)3+3H2O中，H3BO 3的轉化率（α）在不同

溫度下隨反應時間（t）的變化見圖12，由此圖可

得出：①溫度對該反應的反應速率和平衡移動的影

響是 。

②該反應的△H_____0 (填“<”、“=”或“>”).

（3）H3BO 3溶液中存在如下反應：

-+-1 H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4](aq)+H(aq)。已知0.70 mol·L H3BO 3溶液中，上述反應于298K達到+-5-1平衡時，c平衡(H)=2. 0 × 10mol·L，c平衡（H3BO 3）? c起始（H3BO 3），水的電離可忽略不計，求此溫度下該反應的平衡常數K（H2O的平衡濃度不列入K的表達式中，計算結果保留兩位有效數字）。

-10.（廣東2013）大氣中的部分碘源于O3對海水中I的氧化。將O3持續通入NaI溶液中進行模擬研究

1）O3將Ⅰ-氧化成Ⅰ2的過程由3步反應組成：

-① I-(aq)+ O3(g) = IO(aq) + O2(g) △H1

-+② IO(aq)+ H(aq) HOI(aq) △H2

22

4。計算

7

③ HIO(aq) + I(aq) + H(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3

總反應的化學方程式為 ，

其總反應△H=

--（2）在溶液中存在化學平衡：I2(aq) + I(aq) I3(aq)，

其平衡常數表達式為_______。

化學平衡(4)參考答案

自主學習

1.化學平衡常數定義

一定溫度 化學平衡 濃度冪之積 濃度冪之積 K

以生成物或反應物其化學計量數為冪

2.

-+K＝

3．(1)越大 越大 不完全 越小 (2) 溫度 濃度變化 a.增大 b.減小

4．

=指定反應物的起始濃度-指定反應物的平衡濃度?100%

指定反應物的起始濃度

5.

（1）固體 純液體 （2）改變 改變

6. 〈 = >

合作探究

1.（1）k= 0.25 （2）c（H2）=c（I2）= 0.016mol/L c（HI）= 0.0080mol/L

2. 不一定。平衡正向移動時反應物的轉化率如何變化，要根據具體反應及引起平衡移動的原因而定。如對于反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若增大壓強，平衡正向移動，反應物的轉化率都增大，若只增大N2的濃度，平衡正向移動，H2的轉化率增大，而N2的轉化率降低。

3(2)吸熱 (3)BC (4) 830 (5)逆向

[鞏固練習]

1. B 2. B 3. CD

4. 解析：選C。本題考查化學平衡移動、等效平衡。在相同條件下，甲、乙容器中達到平衡時是等效平衡。選項A，甲、乙提高相同溫度時，平衡均向逆反應方向移動，且達平衡時二者等效，HI濃度相等。選項B，

23

加入稀有氣體時，平衡不移動，二者HI濃度相等。選項C，甲降低溫度平衡向正反應方向移動，達平衡時HI濃度增大，而乙中HI濃度不變，符合題意。選項D，甲、乙中分別增加等量的H2、I2，達平衡時HI濃度相等。

5. 選C。本題主要考查化學平衡圖象的分析以及平衡常數的概念，意在考查學生分析圖象的能力和實際運用知識的能力。該反應為氣體計量數減小的放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，生成物濃度減小，反應物濃度增大，平衡常數減小，A選項錯誤；同理，升高溫度，平衡逆向移動，CO的轉化率減小，B選項錯誤；平衡常數只與溫度有關，C選項正確；增加氮氣的物質的量，平衡逆向移動，NO的轉化率減小，D選項錯誤。

6. 答案：(1) 減小 (2)2nB/3tB mol·(L·min)－1

(3)bc

(4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2

2解析：(1)根據反應式和平衡常數的定義，該反應的平衡常數表達式K＝c(CH3OH)/c(CO)·c(H2)。從題給圖象可以看出平衡后500 ℃時甲醇的物質的量小于300 ℃時的物質的量，說明該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，K值將減小。

(2)500 ℃時反應達到平衡，生成甲醇的物質的量為nB，

則消耗H2的物質的量為2nB，因此v(H2)＝＝2nB/3tB mol·(L·min)。

－1(3)在其他條件不變的情況下，處于E點的體系體積壓縮到原來的 ，根據反應特點推知增大壓強，正逆反應速率都增加，且平衡向正反應方向進行，甲醇的物質的量將增加，即選b、c。

(4)因Cu2O易被CO還原為Cu，因此通入CO2可以抑制此反應的發生，反應方程式為Cu2O＋CO7. （1）VⅢ>VⅡ> VⅠ（1分）；Ⅱ（1分）（2）①（2分）（有峰1分，△H正確標注1分）

2Cu＋CO2

△H

②（共8分）設CH4的初始物質的量為xmol，

則 CH4（g）+H2O（g）====CO（g）+3H2O（g）

初始濃度/mol·L x/1 x/1

平衡濃度/mol·L （x－0.10）/1 （x－0.10）/1 0.10/1 0.30/1

K= c（CO）c（H2） = 0.10×0.30 =27

c（CH4）·c（H2O） （x－0.10）

24

233-1-1

解得：x=0.11

轉化率為：0.10/0.11×100%=91 %

(3) （共3分）CO2(g) ＋3H2O(g)

===2O2(g) ＋CO(g)+3H2(g) △H=+1008 kJ?mol

8. (1)畫圖略，

要點：

1.催化劑可降低反應的活化能，但對這各反應前后能量變化并不產生任何影響。

2.該反應為吸熱反應，所以反應物的總能量要低于生成物的總能量。

(2)請提出可提高其反應速率且增大NH3生成量的建議：升高溫度，增大反應物N2的濃度，不斷移出生成物脫離反應體系。

解釋：該反應正反應是吸熱反應，升高溫度，使化學平衡向正反應方向移動，從而增大NH3生成量，升高溫度也能提高反應速率；增大反應N2濃度，加快反應速率，并使化學平衡向右移動；不斷移出生成物脫離反應體系，使平衡向右移動，增大NH3生成量。

(3) ①該條件下N2的平衡轉化率：66.7%

②該條件下反應2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常數為0.005

解釋：由三行式法計算可知，起始時，c(N2)=0.3mol/l.平衡時，c(N2)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l;

c(NH3)=0.4mol/l 。

①所以N2的平衡轉化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7%

②反應2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常數K= c(N2)* c(H2)^3/ c(NH3)^2=0.005

9. (1) 6H2

(2) ①升高溫度，反應速率加快，平衡向正方向移動 ② >

(3) 依題意： H3BO3(aq)+H2O(l)起始時各物質濃度/ moL?-1[B(OH)4](aq)+H(aq)

-+L-1

0.70 0 0

-5

平衡時各物質濃度/ moL?L-+-1

0.70 2.0×102.0×10

-5K=c([B(OH)4])·c(H) / c(H3BO3)

= (2.0×10 moL?L)×(2.0×10 moL?L)/ 0.70moL?L=5.7×10 moL?L

-5-1-5-1-1-10-110.

25