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第二节化学平衡状态化学平衡的移动全局性掌控全局性掌控本节重要知识有化学平衡的概念、特征、化学平衡状态的判断、影响化学平衡移动的因素、勒夏特列原理，主要考查化学平衡的移动、有关化学平衡的图象、化学平衡的计算．由于化学平衡是“四大平衡”的理论基础，因此成为每年高考的必考内容，预测2012年高考仍将通过图表(或图象)的分析，判断化学平衡移动的方向，将化学平衡的移动与化工生产、化学实验、化学计算等方面结合设计成综合试题考查.选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.反应aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加(2010·四川高考T13－A)×2.反应2NH3(g)＋NO(g)＋NO22N2(g)＋3H2O(g)ΔH＜0，其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大(2010·安徽高考T10－D)180℃催化剂选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”√3.反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，充入大量CO2气体可提高H2的转化率(2010·上海高考T17－C)√4.反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率(2010·上海高考T17－D)√5.常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH＞0(2010·江苏高考T8－B)一、可逆反应1．定义在条件下，既可以向反应方向进行，同时又可以向反应方向进行的化学反应．相同正逆2．特点反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都100%.3．表示在方程式中用“”表示．小于二、化学平衡状态1．概念在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持的状态．相等恒定2．特征(1)逆：研究对象必须是反应．(2)动：化学平衡是平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍都在进行．(3)等：v(正)v(逆)0.(4)定：反应混合物中，各组分的或保持一定．(5)变：化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的，改变影响平衡的条件，平衡会被，直至达到新的平衡．可逆动态＝＞质量浓度破坏1．2molSO2和2molO2放在密闭容器中反应，反应达到平衡时，O2的物质的量在什么范围？提示：1mol＜n(O2)＜2mol三、影响化学平衡移动的因素1．外界条件对化学平衡的影响在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)ΔH＜0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：(1)浓度①增大A(B)的浓度或减小C的浓度，平衡向方向移动；②增大C的浓度或减小A(B)的浓度，平衡向方向移动．逆反应正反应(2)压强①若a＋b≠m增大压强，平衡向的方向移动；减小压强，平衡向的方向移动；②若a＋b＝m改变压强，平衡移动．气体体积减小气体体积增大不(3)温度升高温度，平衡向方向移动；降低温度，平衡向方向移动．(4)催化剂使用催化剂，因其能同等倍数地改变正、逆反应速率，平衡移动．吸热反应放热反应不2．勒夏特列原理(1)内容如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡将向着的方向移动．(2)适用①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡．②这种减弱并不能消除外界条件的变化．能够减弱这种改变2．某一可逆反应，一定条件下达到平衡，若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？提示：正、逆反应速率同等倍数改变，平衡不移动，不同等倍数改变，平衡发生移动．平衡发生移动，化学反应速率一定改变．1．(2011·潍坊模拟)在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A．体系的压强不再发生变化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同时生成nmolH2D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键答案：B解析：由于反应前后气体的物质的量可变，故压强不变时，反应达到平衡，不论反应达到平衡，还是未达到平衡，生成nmolCO的同时都会生成nmolH2，C项错误．2．对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)＋nY(s)pZ(g)ΔH＜0，达化学平衡后，改变条件，下列表述不．正确的是()A．增大压强，化学平衡不一定发生移动B．通入氦气，化学平衡不发生移动C．增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动D．其它条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动解析：A项，若m＝p，增大压强，平衡不移动．B项，保持体积不变，通入氦气，平衡不移动．C项，Y为固体，增加Y的量平衡不移动．D项，升高温度，化学平衡一定发生移动．答案：C3．在一容积可变的密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器容积压缩为原来的12倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的2.3倍，则下列说法不．正确的是()A．平衡向正反应方向移动B．物质A的转化率增大C．平衡混合物的摩尔质量增大D．化学计量数a＜b解析：若平衡不移动，B的浓度应为原来的2倍，题中为2.3倍，说明增大压强，平衡正向移动，故a＞b.答案：D4．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)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0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率相等D．c1的取值范围为0.04mol/L＜c1≤0.14mol/L解析：参加反应的X、Y分别为(c1－0.1)mol/L、(c2－0.3)mol/L，所以有(c1－0.1)mol/L∶(c2－0.3)mol/L＝1∶3，整理得：c2＝3c1.平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2.答案：C5．将2mol碘蒸气和1molH2置于体积为2L的密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH＜0.当反应达到平衡的过程中，HI的体积分数φ(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示：(1)达到平衡后，若升高温度，平衡混合物的颜色________(填“变深”或“变浅”)；在恒容条件下，加入一定量的氢气，化学平衡________移动(填“正向”或“逆向”)．(2)若改变反应条件，在甲条件下φ(HI)的变化如图曲线(Ⅰ)所示，在乙条件下φ(HI)的变化如图曲线(Ⅲ)所示．则甲条件可能是________(填入下列条件的序号，下同)，乙条件可能是__________．①恒温条件下，扩大反应容器体积②恒容条件下，降低温度③恒温条件下，缩小反应容器体积④恒容条件下，升高温度⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂解析：(1)升高温度，平衡逆向移动，碘蒸气的浓度升高，混合物颜色加深；加入氢气，因为容器体积不变，所以氢气浓度增大，平衡正向移动．(2)对比三个反应，达到平衡时混合物中HI的体积分数相同，所以不可能是温度的变化，故排除②④，而条件甲(即曲线Ⅰ)导致的结果是反应速率加快，故提供的条件可能是缩小反应容器体积导致的混合物浓度增加，或使用催化剂；条件乙(即曲线Ⅲ)的反应速率减慢，则可能的原因是因为扩大反应容器体积而导致的混合物浓度降低．答案：(1)变深正向(2)③⑤①1．直接判断依据①v正A＝v逆A＞0②各物质浓度保持不变⇒达到化学平衡状态2．间接判断依据以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡类型判断依据平衡状态正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，则v(正)不一定等于v(逆)不一定③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定④在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，因二者变化均表示v(逆)，所以v(正)不一定等于v(逆)不一定类型判断依据平衡状态①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)平衡压强②m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)不一定①m＋n≠p＋q时，Mr一定平衡平均相对分子质量(Mr)②m＋n＝p＋q时，Mr一定不一定类型判断依据平衡状态气体密度①m＋n≠p＋q，恒温恒压时，密度保持不变平衡②m＋n＝p＋q时，密度保持不变不一定温度体系温度一定(其他不变)平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡[例1]可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部[名师精析]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．①中单位时间内生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成2nmolNO2时，必消耗nmolO2，能说明反应达到平衡，②不能说明．③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．④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．⑤体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变．⑥反应前后气体体积不相等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化．⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应反应前后气体体积不相等，能说明反应达到平衡．[答案]A运用密度和平均相对分子质量判断化学平衡状态时，先明确ρ和M的含义：ρ＝mV，M＝mn，如固定容积时，若气体的密度不变，判断反应是否达到平衡，取决于是否有固体或液体参与反应．全部是气体时，反应过程密度始终不变，有非气体参加或生成时，密度不变，则气体质量不变，反应达到平衡状态．1．一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2＋3H22NH3.该反应达到平衡的标志是()A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)B．单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2C．混合气体的密度不再随时间变化D．单位时间内N－H键的形成和断开的数目相等解析：A项：若达到平衡时，v正(NH3)＝v逆(NH3)即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，A项不正确．B项：不论是否平衡，单位时间生成mmolN2的同时，必然生成3mmolH2，B项不正确．C项：容器体积固定、气体总质量不变，所以在任何情况下，混合气体的密度不变，C项不正确．D项：由题意：v正(NH3)＝v逆(NH3)，反应达到平衡，D正确．答案：D2．在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不．能说明反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡状态的是()A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．B的物质的量浓度D．气体的平均相对分子质量解析：解答该题，首先明确：反应条件——定温、定容，反应特点——A为固体，气体体积不变．气体的体积不变，则反应过程中压强不变，A不能说明反应已达平衡状态；气体的密度ρ＝mV，气体的相对分子质量M＝mn，V、n不变，反应未达平衡时气体的m发生变化，ρ、M随之发生变化，平衡时m不变，ρ、M不变，B、D能说明反应已达平衡状态；C项反应B的物质的量浓度不变，能说明反应已达平衡状态．答案：A1．分析化学平衡移动的一般思路2．特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增