第七单元 化学反应速率与化学平衡
第二课时 化学平衡状态
考纲解读：
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2．掌握化学平衡的特征。
3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
考点一 可逆反应与化学平衡状态
自主梳理：
1．可逆反应：2．化学平衡状态
(1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。
(2)建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
以上过程可用如图表示：
(3)特征：
【深度思考】在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应
(甲)2NO2(g) (乙)H2(g)＋I2(g) 现有下列状态：
①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于化学计量数之比 ②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比 ③速率之比等于化学计量数之比的状态 ④浓度之比等于化学计量数之比的状态 ⑤百分含量之比等于化学计量数之比的状态 ⑥混合气体的颜色不再改变的状态 ⑦混合气体的密度不再改变的状态
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑨体系温度不再改变的状态 ⑩压强不再改变的状态 ?反应物的浓度不再改变的状态
?反应物或生成物的百分含量不再改变的状态 其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是__________； 能表明(乙)达到化学平衡状态的是__________； 能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是__________。 【答案】②⑥⑧⑨⑩?? ②⑥⑨?? ②⑥⑨?? 例1、在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)
－
－
2NO(g)＋O2(g)
2HI(g)
2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L1、
－
0.3 mol·L1、0.2 mol·L1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( ) A．Z为0.3 mol·L1 B．Y2为0.4 mol·L1
－
－
C．X2为0.2 mol·L1 D．Z为0.4 mol·L1
－
－
【答案】A
【解析】假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)
－
2Z(g)
起始浓度(mol·L1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L1) 0.1 0.1 0.2
－
终态浓度(mol·L1) 0 0.2 0.4
－
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)
－
2Z(g)
起始浓度(mol·L1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L1) 0.1 0.1 0.2
－
终态浓度(mol·L1) 0.2 0.4 0
－
平衡体系中各物质的浓度范围为0 2Z(g)，若X、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·L1、0.3 mol·L1、0.08 mol·L1，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·L1 － － 【答案】D 【归纳总结】极端转化法确定各物质物理量的范围 可逆反应中各物质的物理量(浓度、物质的量、体积、质量等)，可运用极端假设法判断：假设反应正向或逆向进行彻底，求出各物质物理量的极大值和极小值，从而确定它们有关物理量的范围。 注意：反应物物理量范围的最小值对应生成物的最大值；反应物物理量范围的最大值对应生成物的最小值。 例2、将FeCl3溶液和KI溶液混合，发生反应：2Fe3(aq)＋2I(aq) ＋ － 2Fe2(aq)＋I2(aq)。下列各项能判 ＋ 断上述可逆反应达到平衡状态的是( ) A．溶液颜色不再变化 B．c(K)不再变化 C．c(Fe3)与c(Fe2)之和不再变化 ＋ ＋ ＋ D．v正(I)＝2v正(I2) 【答案】A 【解析】A项，溶液颜色不再变化，说明Fe3、Fe2及I2的浓度不再变化，反应达到平衡状态；B项，钾离 ＋ ＋ － 子浓度始终不变，因此c(K)不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；C项，由铁元素守恒知，铁离 ＋ 子和亚铁离子的浓度之和始终不变，因此c(Fe3)与c(Fe2)之和不变不能用于判断反应是否达到平衡状 ＋ ＋ 态；D项，v正(I)和v正(I2)同为正反应速率，v正(I)＝2v正(I2)不能用于判断反应是否达到平衡状态。 【发散类比2】一定温度下某容积固定的密闭容器中，对可逆反应A(g)＋B(g) 明反应已达到平衡的是 ( ) A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 1 C．消耗B的速率是生成C的速率的 2 D．单位时间内生成a mol B，同时生成2a mol C 【答案】D 【归纳总结】化学平衡状态的判定方法及注意事项 1．方法 2C(g)，下列叙述能说 －－ 2．注意事项 (1)化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 总之，要抓住“变量不变”即可——如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段内不变，就可以说明反应达到平衡状态；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断的依据。 考点二 化学平衡移动 自主梳理： 1．化学平衡的移动 一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示： 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 v正>v逆，平衡向正反应方向移动； v正＝v逆，反应达到平衡状态，平衡不发生移动； v正 若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：