【开学大礼包】2012高二化学课件：2.3.1化学平衡状态（人教版选修4）

(共56张PPT)
1.2H2O 2H2↑+O2↑与2H2+O2 2H2O属于可逆反
应吗？
提示：不属于。原因是可逆反应是在相同条件下发生的，而上述两反应不同时发生，且条件不同。
点燃
====
电解
====
2.可逆反应：2SO2+O2 2SO3进行到一定程度后，
向体系中充入18O2，一段时间后，18O都存在于哪些物
质中？
提示：因为可逆反应中，正、逆反应同时发生，SO2和
O2不断化合，同时SO3也不断分解，故18O会存在于SO2、
O2和SO3中。
催化剂
△
3.在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应N2+3H2
2NH3，当c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2时，能
说明该反应到达平衡状态吗？
提示：不能。当c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再随时间变化
时，即说明反应到达平衡；且N2、H2、NH3的物质的量
浓度之比不一定等于其化学计量数之比。
【典例1】（2010·拉萨高二检测）一定条件下反应
2AB（g） A2（g）+B2（g）达到平衡状态的标志是
A.单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB
B.容器内，3种气体AB、A2、B2共存
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D.容器中各组分的体积分数不随时间变化
【思路点拨】平衡时v（正）=v（逆）；各物质百分含量不变。
【自主解答】选D。不论该反应是否达到平衡状态，A项和B项中的情况都有可能存在；C项AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能表明该反应到达平衡状态；D项，容器中各组分体积分数保持不变，表明
v（正）=v（逆），反应到达平衡状态。
1.某一可逆反应，一定条件下达到了平衡状态，若化学反应速率改变，化学平衡是否一定发生移动？若平衡发生移动，化学反应速率是否一定发生改变？
提示：化学反应速率改变平衡不一定移动，若速率改变后，v′（正）=v′（逆），平衡不移动，若v′（正）≠v′（逆），则平衡发生移动。若平衡发生移动，说明v′（正）≠v′（逆），即化学反应速率一定发生改变。
2.对于A(g)+2B(g) 3C(g)增大压强，对化学平衡
有什么影响？
提示：对于反应前后气体体积不变的反应（Δn=0），
增大压强，化学平衡不发生移动。
3.改变温度，是否所有的化学平衡都会发生移动？
提示：都会移动。因为任何化学反应都伴随着能量的变化（放热或吸热），在可逆反应中，一个反应为放（吸）热反应，则其逆反应必为吸（放）热反应。
【典例2】（2010·金华四校联考）将等物质的量的X、
Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反
应并达到平衡：X（g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0。当
改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中
关于新平衡与原平衡的比较正确的是
【思路点拨】改变外界条件→平衡移动方向→分析选项
【自主解答】选A。A项，升温，平衡逆向移动，X的转化率减小；B项，加压时，平衡正向移动，但X的浓度增大；C项，充入Y,c(Y)增大，Y的转化率减小；D项，使用催化剂，平衡不移动，X的体积分数不变。
知识点一：化学平衡状态
1.14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2+C
2CO，达到平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有（ ）
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C D.14CO
【解析】选C。14CO2与C反应生成14CO的同时，逆反应
14CO的分解（生成14C和14CO2）也在进行，故平衡时混
合物中含14C的粒子有：14CO2、14CO、14C。
2.（2010·淄博高二检测）模型法是化学中把微观问
题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g) H2(g)+
Br2(g）的反应。下列四幅图中可以表示该反应在一定
条件下达到平衡状态的是( )
【解析】选C。反应在一定条件下达到平衡状态时，平衡体系中应该同时存在且只存在三种微粒HBr、H2、Br2。
知识点二：外界条件对化学平衡的影响
3.可确认发生化学平衡移动的是（ ）
A.化学反应速率发生了改变
B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C.由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变
D.可逆反应达到平衡后，使用催化剂
【解析】选C。A项如催化剂可以改变化学反应速率，但平衡不移动；B项对于反应前后气体体积不变的可逆反应，增大压强，化学反应速率增大，但平衡不移动，所以A、B、D不正确。
4.有一处于平衡状态的反应X（s)+3Y(g) 2Z(g)
（正反应是放热反应）。为了使平衡向生成Z的方向移
动，应选择的条件是( )
①升高温度 ②降低温度 ③增大压强
④降低压强 ⑤加入正催化剂 ⑥分离出Z
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②③⑥ D.②④⑥
【解析】选C。对于正反应为放热反应、气体分子总数减小的可逆反应来说，降温、加压均能使平衡向正反应方向移动；分离出Z，就是减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，答案为C。
5.在200 ℃，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体
积为V L的密闭容器中，发生反应：I2（g）+H2(g)
2HI(g)。
（1）反应刚开始时，由于c(H2)=_____,c(I2)=_____,
而c(HI)=_____,所以化学反应速率_____最大，而
_____最小（为零）；
（2）随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变
化趋势为c(H2)_____,c(I2)_____,而c(HI)_____，从
而化学反应速率v（正）_____，而v（逆）_____；
（3）当反应进行到v（正）与v（逆）______时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强（或各组分的分压）都将_____。
【解析】由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)
最大，分别为 、 ，而c(HI)为0，故
v（正）最大，v（逆）=0；随着反应的进行，H2和I2
不断消耗，其浓度逐渐减小，故v（正）减小，而HI的
浓度逐渐增大，v（逆）增大，当v（正）=v（逆）时
即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中
各种量都将保持不变。
答案：(1) 0 v（正） v（逆）
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
知识点三：化学平衡图像分析
6.反应2X（g)+Y(g) 2Z(g)在
不同温度下（T1和T2）产物Z的物
质的量n（Z）与反应时间t的关系
如图所示。下列判断正确的是( )
A.T1B.T1>T2，正反应为吸热反应
C.T1>T2，逆反应为吸热反应
D.T1【解析】选C。由题中图示可知，T1时先达到平衡，而无论正反应是放热反应还是吸热反应，升高温度都会增大反应速率，因此T1>T2，产物Z的物质的量在高温T1时比低温T2时小，说明降低温度平衡向正反应方向移动，即正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应。
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.下列说法中错误的是( )
A.可逆反应在一定条件下可建立化学平衡状态
B.处于化学平衡状态的可逆反应，v（正）=v（逆）≠0
C.可逆反应建立平衡状态时，与反应起始方向无关
D.一定温度下，可逆反应达到平衡时，其反应物和生成物的总量相等
【解析】选D。可逆反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度及物质的量分数保持不变。
2.下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )
A.使用催化剂有利于合成氨的反应
B.由H2（g)、I2（g)和HI（g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C.500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应
D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
【解析】选D。催化剂对化学平衡无影响；选项B中体系颜色加深是因为I2的浓度增大，而平衡并未移动；由于合成氨反应的正反应是放热反应，故如从平衡移动分析低温比高温更有利于合成氨，而采用500 ℃是考虑到反应速率和催化剂的活性问题。将混合气体中的氨液化相当于减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，有利于氨的合成。
3.可逆反应mA（g）+nB（g） xC（g）+yD（g），
能够改变反应速率，同时能使平衡一定发生移动的条
件是（ ）
A.浓度 B.催化剂 C.压强 D.温度
【解析】选D。本题考查外界因素的改变对反应速率和平衡的影响。由于方程式的计量数未知，所以不知该反应是否为等体积反应。如果是等体积反应，浓度的改变、压强的改变影响速率的变化，但不一定影响平衡的变化。催化剂改变速率，不改变平衡。任何反应都伴随能量变化，所以只要温度变化，速率就变化，同时平衡移动。所以只有D正确。
4.已知反应A2（g）+2B3（g） 2AB3（g） ΔH<0，
下列说法正确的是（ ）
A.升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡
的时间
C.达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应
平衡正向移动
D.达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应
平衡正向移动
【解析】选B。从反应方程式分析，正反应是气体体积减小的放热反应。升高温度，正、逆反应速率均增大，A错误；温度升高反应速率增加，达到平衡的时间缩短，B正确；增大压强，平衡正向移动，温度升高，平衡向逆反应方向进行，C错误；降低温度平衡向右移动，而减小压强平衡向逆反应方向移动，D错误。
5.（2010·上海高考）据报道，在300 ℃、70 MPa下
由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是( )
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【解析】选B。A项，多数催化剂能提高化学反应速率；B项，判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化；C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，H2的转化率提高；D项，平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率。
二、非选择题（本题包括1小题，共10分）
6.在密闭容器中进行如下反应：CO2（g）+C(s)
2CO(g) ΔH>0,达到平衡后，若改变下列条件，则指
定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加C，平衡_____，c(CO2)_____。
（2）缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡
_____，c(CO2)_____。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平
衡_____,c(CO2)_____。
高温
（4）保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_____，c(CO)_____。
【解析】（1）C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。
（2）缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体总体积减小的方向移动，即向左移动，c(CO2)比原来增大。
（3）T、V不变，通入惰性气体N2，各物质的浓度未变，平衡不移动,c(CO2)不变。
（4）V不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡正移，c(CO)增大。
答案:（1）不移动 不变
（2）向左移动 增大
（3）不移动 不变
（4）向右移动 增大
1.（5分）（2010·龙岩高二
检测）如图所示是温度和压
强对X+Y 2Z反应影响的
示意图。图中横坐标表示温
度，纵坐标表示平衡混合气
体中Z的体积分数。下列叙述正确的是（ ）
A.上述可逆反应的逆反应是吸热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态，Z为气态
D.上述反应的ΔH<0
【解析】选C。依图可知，其他条件不变，当升高温度时，Z的体积分数增大，平衡正移，说明正反应为吸热反应，其ΔH>0,故A、D错。其他条件不变，当增大压强时，Z的体积分数减小，平衡逆向移动，即向气体体积减小的方向移动，说明Z为气态，X和Y中只有一种为气态，故C正确，B错误。
2.（15分）（2010·中山高二检测）将2 mol SO2和
1 mol O2混合置于体积可变，压强恒定的密闭容器中，在一定温度下发生如下反应：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3（g) ΔH<0
当反应进行到时间t1时达到平衡状态，测得混合气体总物质的量为2.1 mol。试回答下列问题：
（1）反应进行到t1时，SO2的体积分数为_____。
（2）若在t1时充入一定量的氩气(Ar)，SO2的物质的量将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
催化剂
（3）若在t1时升温，重新达到平衡状态，新平衡混合物中气体的总物质的量_____2.1 mol（填“<”、“>”或“=”），并简单说明原因：____________。
【解析】（1）2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始（mol) 2 1 0
转化（mol） 2x x 2x
平衡（mol） 2-2x 1-x 2x
即：2-2x+1-x+2x=2.1
所以：x=0.9
催化剂
平衡时n(SO2)=2 mol-0.9×2 mol=0.2 mol
所以SO2的物质的量分数为 。
（2）t1时充入氩气，由于保持压强不变，容器扩张，
等效于减压，平衡逆向移动，n(SO2)增大。
（3）t1时升温，平衡逆向移动，因此新平衡体系中气
体总物质的量大于2.1 mol。
答案：（1）9.5% （2）增大
（3）> t1时升温，平衡逆向移动