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1、2021/8/8 星期日11理理解解化化学学平平衡衡常常数数的的含含义义，能能够够利利用用化化学学平平衡衡常常数数进进行行简单简单的的计计算。算。2了解等效平衡的含了解等效平衡的含义义、类类型和分析方法。型和分析方法。3了了解解化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡的的调调控控在在生生活活、生生产产和科学研究和科学研究领领域中的重要作用。域中的重要作用。2021/8/8 星期日2化学平衡常数化学平衡常数1定义定义在在_下下，当当一一个个可可逆逆反反应应达达到到_状状态态时时，生生成成物物_与与反反应应物物_的的比比值值是是一个常数一个常数(简称平衡常数简称平衡常数)，用符号，用符号_表示
2、。表示。2表达式表达式对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下，在一定温度下，K_。2021/8/8 星期日33意义意义(1)K值值越越大大，说说明明正正反反应应进进行行的的程程度度_，反反应应物物的的转转化化率率_；反反之之反反应应物物转转化化越越_，转转化化率率就就_。(2)K只只受受_影影响响，与与反反应应物物或或生生成成物物的的_无关。无关。答案：答案：1一定温度化学平衡浓度幂之积浓度幂之积一定温度化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K3(1)越大越大不完全越小越大越大不完全越小(2)温度浓度变化温度浓度变化2021/8/8 星期日4化学平衡状化
3、学平衡状态态的建立与反的建立与反应应途径有没有关系？途径有没有关系？提提示示：化化学学平平衡衡状状态态的的建建立立与与反反应应途途径径无无关关。无无论论可可逆逆反反应应是是从从正正反反应应方方向向开开始始，还还是是从从逆逆反反应应方方向向开开始始，或或从从中中间间状状态态开开始始，只只要要起起始始投投入入的的物物质质的的量量相相当当，则则均均可可达达到到等等效平衡状效平衡状态态。2021/8/8 星期日5定定义义一定温度下，可逆反一定温度下，可逆反应应达到化学平衡达到化学平衡时时，生成物，生成物浓浓度度幂幂之之积积与反与反应应物物浓浓度度幂幂之之积积的比的比值值符号符号K表达式表达式对对于反于
4、反应应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)K意意义义K值值越大，反越大，反应进应进行的越完全，反行的越完全，反应应物物转转化率越大化率越大2021/8/8 星期日6应应用用判断平衡移判断平衡移动动的方向：若用任意状的方向：若用任意状态态的的浓浓度度幂幂之之积积的比的比值值，称，称为浓为浓度商，即度商，即Qc表示，与表示，与K比比较较，当，当判断反判断反应应的的热热效效应应，若升高温度，若升高温度，K值值越大，越大，则则正反正反应为应为吸吸热热反反应应；反之，；反之，K值值减小，减小，则则正反正反应为应为放放热热反反应应用于用于计计算平衡算平衡浓浓度，物度，物质质的量分数、的量分数、转转化
5、率等化率等2021/8/8 星期日7说说明明：对对于于一一个个可可逆逆反反应应，浓浓度度平平衡衡常常数数的的表表达达式式不不是是唯唯一一的的，它它与与化化学学反反应应方方程程式式的的书书写写有有关关。化化学学反反应应方方程程式式的的书书写写不不同同，各各反反应应物物、生生成成物物的的化化学学计计量量数数不不同同，平平衡衡常数的表达式就不同。常数的表达式就不同。对对于于有有固固体体、水水参参加加或或生生成成的的反反应应来来说说，固固体体、水水的的浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。K只只受受温温度度影影响响，当当温温度度不不变变时时，K
6、值值不不变变；温温度度升升高高时时，对对H0的的反反应应，K值值变变小小；H0的的反反应应，K值值增增大大。如如果果由由于于浓浓度度、压压强强的的改改变变而而引引起起化化学学平平衡衡的的移移动动，但但温温度度恒定，则恒定，则K值一定不变。值一定不变。2021/8/8 星期日8案例精析案例精析【例例 1】()已已 知知 在在 448时时，反反 应应 H2(g)I2(g)2HI(g)的的 平平 衡衡 常常 数数 K1为为 49，则则 该该 温温 度度 下下 反反 应应2HI(g)H2(g)I2(g)的的 平平 衡衡 常常 数数 K2为为 _；反反 应应 H2(g)I2(g)HI(g)的平衡常数的平
7、衡常数K3为为_。()在在一一定定体体积积的的密密闭闭容容器器中中，进进行行如如下下化化学学反反应应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其其化化学学平平衡衡常常数数K和和温温度度t的关系如下表所示：的关系如下表所示：t/70080083010001200K0.60.91.01.72.62021/8/8 星期日9回答下列回答下列问题问题：(1)该该反反应应的化学平衡常数表达式的化学平衡常数表达式为为K_。(2)该该反反应为应为_反反应应(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)。(3)能判断能判断该该反反应应达到化学平衡状达到化学平衡状态态的依据是的依据是_。A容器中容器中压压强强不不变变
8、B混合气体中混合气体中c(CO)不不变变C(H2)正正(H2O)逆逆Dc(CO2)c(CO)2021/8/8 星期日10(4)某某温温度度下下，平平衡衡浓浓度度符符合合下下式式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试试判断此判断此时时的温度的温度为为_。(5)在在800时时，发发生生上上述述反反应应，某某一一时时刻刻测测得得容容器器内内各各物物质质的的浓浓度度分分别别为为c(CO2)为为2 mol/L，c(H2)为为1.5 mol/L，c(CO)为为1 mol/L，c(H2O)为为3 mol/L，则则下下一一时时刻刻，反反应应向向_(填填“正向正向”或或“逆向逆向”)进进行。行。20
9、21/8/8 星期日11解解析析()第第2个个反反应应与与第第1个个反反应应互互为为正正逆逆反反应应，平平衡衡常常数数互互为为倒倒数数关关系系，第第3个个反反应应的的化化学学计计量量数数与与第第1个个相相比比，缩小为一半，平衡常数也会发生变化得缩小为一半，平衡常数也会发生变化得K3K1。()通通过过表表中中K和和温温度度t的的关关系系可可知知，温温度度越越高高，K值值越越大大，反反应应向向正正向向进进行行的的程程度度越越大大，说说明明正正向向反反应应为为吸吸热热方方向向。当当c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)时时，K1，此此时时温温度度由由表表中中数数据据可可知知为为830。判判断断
10、反反应应进进行行的的方方向向时时，可可根根据据Q与与K的的大小关系判断，此时刻下，大小关系判断，此时刻下，所以反应向逆反应方向进行。所以反应向逆反应方向进行。2021/8/8 星期日122021/8/8 星期日13合合成成氨氨反反应应N2(g)3H2(g)2NH3(g)在在某某温温度度下下达达平平衡衡时时，各各物物质质的的物物质质的的量量浓浓度度是是c(N2)3 molL1，c(H2)9 molL1，c(NH3)4 molL1，求求该该温温度度时时的的平平衡衡常常数数和和N2、H2的起始的起始浓浓度。度。2021/8/8 星期日14解解析析由由题题意意知知：由由平平衡衡时时各各物物质质的的浓浓
11、度度可可求求出出该该温温度度时时的的平平衡衡常常数数，再再根根据据合合成成氨氨反反应应方方程程式式和和反反应应起起始始浓浓度度可求出可求出N2、H2的起始浓度。的起始浓度。N2(g)3H2(g)2NH3(g)c起始起始/molL1xy0c转化转化/molL1a3a2ac平衡平衡/molL13942021/8/8 星期日15解得解得a2，x5，y15。答答案案 该该温温度度下下K7.3210 3 起起始始时时c(N2)5 molL1，c(H2)15 molL12021/8/8 星期日16在在密密闭闭容容器器中中，将将2.0 mol CO与与10 mol H2O混混合合加加热热到到800，达到下列
12、平衡：，达到下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)K1.0。求求CO转转化化为为CO2的的转转化率。化率。2021/8/8 星期日17解析解析设设CO转化为转化为CO2的转化率为的转化率为。CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)n起始起始/mol2.010 0 0n转化转化/mol2.02.02.02.0n平衡平衡/mol2.0(1)102.02.02.0由题意知：由题意知：解得解得83%答案答案CO转转化化为为CO2的的转转化率化率为为83%。2021/8/8 星期日18(2008宁宁夏夏高高考考卷卷，12)将将固固体体NH4I置置于于密密闭闭容容器器中中，在在一定温度
13、下一定温度下发发生下列反生下列反应应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)；2HI(g)H2(g)I2(g)。达达到到平平衡衡时时，c(H2)0.5 molL1 c(HI)4 molL1，则则此此温温度下反度下反应应的平衡常数的平衡常数为为()A9B16C20D252021/8/8 星期日19解解析析本本题题考考查查平平衡衡常常数数的的计计算算。由由H2和和HI的的平平衡衡浓浓度度可可推推算算出出反反应应生生成成的的HI和和NH3的的浓浓度度都都为为0.5245 molL1，由由于于NH3没没有有转转化化，其其平平衡衡浓浓度度仍仍为为5 molL1，而而HI的的平平衡衡浓浓度度由由题题意意可可
14、知知为为4 molL1，则则的的平平衡衡常常数数K1NH3平平HI平平5420，C正确。正确。答案答案C 2021/8/8 星期日201.概念概念在在一一定定条条件件(恒恒温温恒恒容容或或恒恒温温恒恒压压)下下，同同一一可可逆逆反反应应体体系系，不不管管是是从从正正反反应应开开始始，还还是是从从逆逆反反应应开开始始，在在达达到到化化学学平平衡衡状状态态时时，任任何何相相同同组组分分的的百百分分含含量量(体体积积分分数数、物物质质的的量量分数等分数等)均相同，均相同，这样这样的化学平衡互称的化学平衡互称为为等效平衡。等效平衡。2021/8/8 星期日212概念的理解：概念的理解：(1)只只要要是
15、是等等效效平平衡衡，平平衡衡时时同同一一物物质质的的百百分分含含量量(体体积积分数、物分数、物质质的量分数等的量分数等)一定相同。一定相同。(2)外外界界条条件件相相同同：通通常常可可以以是是恒恒温温恒恒容容；恒恒温温恒恒压压。(3)平平衡衡状状态态只只与与始始态态有有关关，而而与与途途径径无无关关，如如：无无论论反反应应从从正正反反应应方方向向开开始始，还还是是从从逆逆反反应应方方向向开开始始；投投料料是是一一次次还还是是分分成成几几次次；反反应应容容器器是是经经过过扩扩大大缩缩小小还还是是缩缩小小扩扩大大的的过过程程，在在比比较较时时都都运运用用“一一边边倒倒”的的方方法法回回到到起起始始
16、的状的状态进态进行比行比较较。2021/8/8 星期日223等效平衡的分等效平衡的分类类第第一一类类：对对于于恒恒温温、恒恒容容条条件件下下反反应应前前后后气气体体体体积积改改变变的可逆反的可逆反应应如如果果按按方方程程式式的的化化学学计计量量关关系系转转化化为为方方程程式式同同一一半半边边的的物物质质，其其物物质质的的量量与与对对应应组组分分的的起起始始加加入入量量相相同同，则则建建立立的的化学平衡状化学平衡状态态是等效的。是等效的。2021/8/8 星期日23例如，恒温恒容下的可逆反例如，恒温恒容下的可逆反应应：2SO2 O2 2SO32 mol1 mol0 mol0 mol0 mol2
17、mol0.5 mol0.25 mol1.5 mol上上述述三三种种配配比比，按按方方程程式式的的计计量量关关系系均均转转化化为为反反应应物物，则则SO2均均为为2 mol、O2均均为为1 mol，三三者者建建立立的的平平衡衡状状态态完完全全相同。相同。2021/8/8 星期日24案例精析案例精析【例例2】在在一一定定温温度度下下，把把2 mol SO2和和1 mol O2通通入入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O2 2SO3，当当此此反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时，反反应应混混和和物物就就处处于于化化学学平平衡衡状状态态。现现在
18、在该该容容器器中中，维维持持温温度度不不变变，令令a、b、c分分别别代代表表初初始始加加入入的的SO2、O2和和SO3的的物物质质的的量量(mol)。如如果果a、b、c取取不不同同的的数数值值，它它们们必必须须满满足足一一定定的的相相互互关关系系，才才能能保保证证达达到到平平衡衡时时，反反应应混混合合物物中中三三种种气气体体的的百百分分含含量量仍仍跟跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白：上述平衡时完全相同，请填写下列空白：2021/8/8 星期日25(1)若若a0，b0，则则c_。(2)若若a0.5，b_和和c_。(3)a、b、c取取值值必必须须满满足足的的一一般般条条件件是是(请请用用两两个
19、个式式子子表表示，其中一个只含示，其中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c)：_。2021/8/8 星期日26解解析析方方法法一一：化化学学平平衡衡特特点点之之一一：只只要要条条件件不不变变(温温度度、压压强强或或体体积积、浓浓度度)，无无论论反反应应是是从从正正反反应应开开始始，还还是是从从逆逆反反应应开开始始，也也无无论论反反应应物物的的量量是是一一次次加加入入还还是是多多次次加加入入，达达到到平平衡衡时时，体体系系中中各各物物质质的的百百分分含含量量与与原原平平衡衡状状态态时时完全相同，抓住这个特点，此题就迎刃而解。完全相同，抓住这个特点，此题就迎刃而解。设设反反应应在在题题
20、设设条条件件(2 mol SO2和和1 mol O2为为起起始始反反应应物物)达化学平衡时达化学平衡时SO3的物质的量为的物质的量为x mol,则则2SO2 O2 2SO3起始起始(mol)210平衡平衡(mol)2x10.5xx2021/8/8 星期日27设设以以a mol SO2和和b mol O2、c mol SO3为为起起始始反反应应物物达到化学平衡时生成达到化学平衡时生成SO3的物质的量为的物质的量为y mol，则，则2SO2O22SO3起始起始(mol)abc平衡平衡(mol)ayb0.5ycy由于上述两个平衡是等价的，那么可知：由于上述两个平衡是等价的，那么可知：2021/8/8
21、 星期日28若若a0，b0，代代入入上上式式，可可得得c2。若若a0.5，代代入入上式，可得上式，可得c1.5，b0.25。方方法法二二：可可从从原原子子守守恒恒角角度度来来分分析析，在在一一定定条条件件下下，对对于于同同一一可可逆逆反反应应，要要达达到到相相同同的的平平衡衡状状态态，尽尽管管起起始始加加入入的的物物质质的的量量不不同同，但但起起始始时时物物质质中中所所含含各各种种原原子子的的总总物物质质的的量量一定相同。一定相同。2SO2O2 2SO3初始状态初始状态(mol)210状态状态(1)(mol)00 c状态状态(2)(mol)0.5 b c状态状态(3)(mol)ab c2021
22、/8/8 星期日29(1)由由硫硫原原子子守守恒恒可可得得：c2。或或由由氧氧原原子子守守恒恒，得得3c2212。(2)由由硫硫原原子子守守恒恒可可得得：0.5c2，c1.5；由由氧氧原原子子守恒可得：守恒可得：0.522b3c2221，b0.25。(3)由由硫硫原原子子守守恒恒可可得得：ac2；由由氧氧原原子子守守恒恒可可得得：2a2b3c2221，得，得2bc2。答答案案(1)c2(2)b0.25c1.5(3)ac22bc22021/8/8 星期日30一一定定温温度度下下，在在恒恒容容密密闭闭容容器器中中发发生生如如下下反反应应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，若若反反应应开开始始时
23、时充充入入2 mol A和和1 mol B，达达到到平平衡衡时时C的的浓浓度度为为 a molL1。若若维维持持容容器器体体积积和和温温度度不不变变，按按下下列列四四种种配配比比作作为为起起始始物物质质，达达到到平平衡衡后后，C的的浓浓度仍度仍为为a molL1的是的是()A4 mol A2 mol BB2 mol A1 mol B3 mol C1 mol D C3 mol C1 mol D1 mol BD3 mol C1 mol D2021/8/8 星期日31解解析析对对于于一一般般可可逆逆反反应应，在在恒恒温温恒恒容容积积条条件件下下，只只改改变变起起始始加加入入的的情情况况，只只要要通通
24、过过可可逆逆反反应应的的化化学学计计量量数数比比换换算算成成平平衡衡式式左左右右两两边边同同一一边边物物质质的的物物质质的的量量与与原原平平衡衡相相同同，则二平衡等效。则二平衡等效。假假设设2 mol A和和1 mol B能能够够完完全全反反应应，则则应应生生成成3 mol C1 mol D，所所以以如如果果维维持持容容器器体体积积和和温温度度不不变变，开开始始时时向向容容器器中中加加入入3 mol C1 mol D，达达到到平平衡衡时时，与与原原平平衡衡是是等等效效平衡，则平衡，则C的浓度仍为的浓度仍为a molL1。所以正确答案为。所以正确答案为D。答案答案D2021/8/8 星期日32第
25、第二二类类：对对于于恒恒温温、恒恒容容条条件件下下为为反反应应前前后后气气体体体体积积不不变变的可逆反的可逆反应应如如果果按按方方程程式式的的化化学学计计量量关关系系转转化化为为方方程程式式同同一一边边的的物物质质，其其物物质质的的量量比比与与对对应应组组分分的的起起始始加加入入量量比比相相同同，则则建建立立的化学平衡是等效的。的化学平衡是等效的。例如，恒温恒容条件下，例如，恒温恒容条件下，对对于可逆反于可逆反应应：H2(g)I2(g)2HI(g)1 mol1 mol0 mol2 mol2 mol1 mol2021/8/8 星期日33上上述述两两种种配配比比，按按方方程程式式中中化化学学计计量
26、量关关系系均均转转化化为为反反应应物物，两两种种情情况况下下H2与与I2(g)的的物物质质的的量量比比均均为为11，因因此此上上述述两种情况建立的化学平衡状两种情况建立的化学平衡状态态是等效的。是等效的。2021/8/8 星期日34案例精析案例精析【例例3】在在一一个个固固定定容容积积的的密密闭闭容容器器中中，保保持持一一定定温温度度进进行行以以下下反反应应：H2(g)Br2(g)2HBr(g)，已已知知加加入入1 mol H2和和2 mol Br2时时，达达到到平平衡衡后后生生成成a mol HBr(见见表表已已知知项项)在在相相同同条条件件下下，且且保保持持平平衡衡时时各各组组分分的的体体
27、积积分分数数不不变变，对下列编号对下列编号的状态，填写表中的空白。的状态，填写表中的空白。2021/8/8 星期日35解解析析本本题题中中的的反反应应式式左左右右两两边边气气体体的的分分子子数数相相等等，压压强强变变化化，平平衡衡不不移移动动。因因此此只只要要保保持持“等等价价转转换换”后后物物质质的的物物质质的的量量之之比比相相等等，就就可可以以使使平平衡衡时时各各组组成成成成分分的的百百分分含含量量保持不变，明确该思路就容易推出此题的答案。保持不变，明确该思路就容易推出此题的答案。编编号号起始状起始状态态/mol平衡平衡时时HBr的物的物质质的量的量/molH2Br2HBr已知已知120a
28、(1)240(2)10.5a(3)mn(n2m)2021/8/8 星期日36(1)按按题题设设，此此时时H2和和Br2作作为为起起始始反反应应物物，即即反反应应从从正正反反应应开开始始，H2和和Br2的的物物质质的的量量都都是是“已已知知”条条件件起起始始量量的的2倍倍，因因此此平平衡衡时时HBr的的物物质质的的量量也也应应为为“已已知知”平平衡衡状状态态的的2倍，即倍，即2a mol。(2)状状态态(2)题题目目给给出出此此状状态态平平衡衡时时HBr物物质质的的量量为为0.5a mol，因因此此如如果果起起始始反反应应物物只只有有H2和和Br2，它它们们的的物物质质的的量量应应分分别别为为0
29、.5 mol和和1 mol，就就与与“已已知知”条条件件相相当当。但但事事实实状状态态(2)并并不不是是由由H2和和Br2起起始始的的，而而是是由由H2、Br2和和HBr的的混混合合气气体体起起始始的的，其其中中 n(HBr)1 mol。这这就就相相当当于于反反应应向向正正反反应应方方向向进进行行，H2和和Br2都都减减少少了了0.5 mol，因因此此起起始始时时，n(H2)0.5 mol0.5 mol0，n(Br2)1 mol0.5 mol0.5 mol。2021/8/8 星期日37(3)状状态态(3)按按“已已知知”状状态态，若若由由H2和和Br2作作起起始始反反应应物物，则则物物质质的的
30、量量之之比比为为12，平平衡衡后后各各组组分分的的质质量量分分数数与与“已已知知”状状态态相相当当。设设(3)起起始始时时HBr为为x mol，平平衡衡时时HBr为为y mol，则则状状态态(3)起起始始时时相相当当于于H2的的物物质质的的量量为为：(m0.5x)mol，Br2的的物物质质的的量量为为(n0.5x)mol，HBr为为0 mol，得得如如下下关系式：关系式：2021/8/8 星期日38答案答案(1)2a(2)0；0.5(3)2(n2m)；(nm)a点点评评此此题题为为等等效效平平衡衡题题，是是在在一一定定T、V的的条条件件下下的的等等效效平平衡衡，只只要要符符合合按按化化学学计计
31、量量数数转转化化后后，起起始始量量成成比比例例即即可可(因因为为反反应应为为：H2Br22HBr，反反应应前前后后气气体体的的总总体体积不变积不变)。2021/8/8 星期日39(2005江江苏苏，18)一一定定温温度度下下，在在恒恒容容密密闭闭容容器器中中发发生生如如下下反反应应：2A(g)B(g)3C(g)，若若反反应应开开始始时时充充入入2 mol A和和2 mol B，达达平平衡衡后后A的的体体积积分分数数为为a%。其其他他条条件件不不变变时时，若若按按下下列列四四种种配配比比作作为为起起始始物物质质，平平衡衡后后A的的体体积积分分数数大大于于a%的是的是()A2 mol CB2 mo
32、l A、1 mol B和和1 mol He(不参加反不参加反应应)C1 mol B和和1 mol CD2 mol A、3 mol B和和3 mol C2021/8/8 星期日40解解析析本本题题主主要要考考查查有有关关化化学学平平衡衡的的相相关关问问题题。由由于于在在等等温温等等容容的的条条件件下下，对对于于气气体体总总体体积积不不变变的的反反应应2A(g)B(g)3C(g)，充充入入任任意意物物质质的的量量的的C，按按化化学学计计量量关关系系转转化化为为反反应应物物A和和B后后，只只有有n(A)n(B)1 1，反反应应达达平平衡衡后后，A的的体体积积数数等等于于a%；若若n(A)n(B)1
33、1，则则反反应应达达到到平平衡衡后后，A的的体体积积分分数数大大于于a%；若若n(A)n(B)1 1，则则反反应应达达到平衡后，到平衡后，A的体积分数小于的体积分数小于a%。答案答案AB2021/8/8 星期日41第第三三类类：对对于于恒恒温温、恒恒压压条条件件下下的的任任何何气气体体参参加加的的可可逆逆反反应应(无无论论反反应应前后气体体前后气体体积积可可变变或不或不变变)。如如果果按按方方程程式式的的化化学学计计量量关关系系转转化化为为方方程程式式同同一一边边的的物物质质，其其物物质质的的量量比比与与对对应应组组分分的的起起始始加加入入量量比比相相同同，则则建建立立的化学平衡是等效的。的化
34、学平衡是等效的。例如，恒温、恒例如，恒温、恒压压条件下，条件下，对对于可逆反于可逆反应应：2021/8/8 星期日42 N2 3H2 2NH31 mol3 mol0 mol2 mol6 mol1 mol0 mol0 mol0.5mol上上述述三三种种配配比比，按按方方程程式式中中化化学学计计量量关关系系均均转转化化为为反反应应物物，三三种种情情况况下下，N2与与H2的的物物质质的的量量比比均均 1 3，因因此此上上述述三三种情况建立的化学平衡状种情况建立的化学平衡状态态是等效的。是等效的。2021/8/8 星期日43案例精析案例精析【例例4】在在一一个个盛盛有有催催化化剂剂、容容积积可可变变的
35、的密密闭闭容容器器中中，保保持持恒恒温温恒恒压压，发发生生反反应应N23H22NH3，已已知知加加入入1 mol N2和和4 mol H2时时，达达到到平平衡衡后后生生成成a mol NH3。若若在在恒恒温温恒恒压压下保持平衡时各组分的体积分数不变，请完成下表：下保持平衡时各组分的体积分数不变，请完成下表：起始起始n(mol)平衡平衡时时n(NH3)(mol)N2H2NH3已知已知140a1.560a0210.5amg(g4m)2021/8/8 星期日44解解析析起起始始状状态态n(N2)n(H2)1 4，且且n(N2)1 mol，平平衡衡时时n(NH3)a mol，状状态态中中n(N2)n(
36、H2)1 4，但但此此时时n(N2)1.5 mol，故故平平衡衡时时n(NH3)1.5a mol。状状态态中中将将1 mol NH3极极端端转转化化，得得0.5 mol N2和和1.5 mol H2，因因平平衡衡时时n(NH3)0.5a mol，则则起起始始状状态态n(N2)0，又又需需满满足足n(N2)n(H2)1 4，故故起起始始状状态态n(H2)0.5 mol。状状态态中中要要注注意意m g1 4，所所以以由由起起始始状状态态 n(NH3)0得得平平衡衡时时n(NH3)m a mol为为错错误误答答案案。正正确确解解法法为为：设设起起始始NH3的的物物质质的的量量为为x，极极端端转转化化
37、为为N2和和H2分分别别为为0.5x、1.5x，此此时时应应满满足足：(0.5xm)(1.5xg)1 4，解解得得x2(g4m)，因因此平衡时此平衡时n(NH3)(g3m)a mol。2021/8/8 星期日45答案答案1.5a0,0.52(g4m)，(g3m)a由由此此可可见见，恒恒温温恒恒压压条条件件下下，对对于于同同一一可可逆逆反反应应，由由极极端端假假设设法法按按化化学学计计量量数数换换算算成成同同一一边边的的物物质质的的物物质质的的量量，若若比值与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。比值与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。2021/8/8 星期日46.恒恒温温、恒恒压压下下，在
38、在一一个个可可变变容容积积的的容容器器中中发发生生如如下下反反应应：A(g)B(g)C(g)(1)若若开开始始时时放放入入1 mol A和和1 mol B，到到达达平平衡衡后后，生生成成a mol C，这时这时A的物的物质质的量的量为为_ mol。(2)若若开开始始时时放放入入3 mol A和和3 mol B，到到达达平平衡衡后后，生生成成C的物的物质质的量的量为为_mol。2021/8/8 星期日47(3)若若开开始始时时放放入入x mol A、2 mol B和和1 mol C，到到达达平平衡衡后后，A和和C的的物物质质的的量量分分别别是是y mol 和和3a mol，则则x_，y_。平衡平
39、衡时时，B的物的物质质的量的量_(选选填一个填一个编编号号)。(甲甲)大于大于2 mol(乙乙)等于等于2 mol(丙丙)小于小于2 mol(丁丁)可能大于、等于或小于可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是作出此判断的理由是_。(4)若若在在(3)的的平平衡衡混混合合物物中中再再加加入入3 mol C，待待再再次次到到达达平衡后，平衡后，C的物的物质质的量分数是的量分数是_。.若若维维持持温温度度不不变变，在在一一个个与与(1)反反应应前前起起始始体体积积相相同同、且容且容积积固定的容器中固定的容器中发发生上述反生上述反应应。2021/8/8 星期日48(5)开开始始时时放放入入1
40、mol A和和1 mol B到到达达平平衡衡后后生生成成b mol C。将。将b与与(1)小小题题中的中的a进进行比行比较较_(选选填一个填一个编编号号)。(甲甲)ab(乙乙)ab(丙丙)ab(丁丁)不能比不能比较较a和和b的大小的大小作出此判断的理由是作出此判断的理由是_。2021/8/8 星期日49解解析析.(1)由由反反应应A(g)B(g)C(g)知知，反反应应达达到到平平衡衡后后，若若有有a mol 的的C生生成成，则则必必有有a mol 的的A物物质质消消耗耗，此时剩余此时剩余A的物质的量为的物质的量为(1a)mol。(2)在在恒恒温温、恒恒压压下下，若若投投放放3 mol A和和3
41、 mol B，则则所所占占有有的的体体积积为为(1)中中体体积积的的3倍倍，由由于于A、B的的投投放放比比例例与与(1)相相同同，所所达达到到的的平平衡衡状状态态与与(1)相相同同，C的的物物质质的的量量为为(1)的的3倍即倍即3a mol。2021/8/8 星期日50(3)由由于于达达平平衡衡时时C的的物物质质的的量量为为3a mol，说说明明所所达达到到的的平平衡衡状状态态与与(2)中中平平衡衡为为同同一一平平衡衡，则则若若把把C的的起起始始量量完完全全转化为转化为A和和B，A、B的物质的量应与的物质的量应与(2)完全相等。完全相等。A(g)B(g)C(g)起始：起始：x 2 mol 1
42、mol将将C完转化为完转化为A、Bx1 mol 3 mol 0平衡后：平衡后：y(33a)mol 3a mol2021/8/8 星期日51根根据据题题意意有有：x1 mol3 molx2 mol y(33a)mol，显显然然平平衡衡时时，B的的物物质质的的量量亦亦为为(33a)mol，若若投投入入A、B、C三三种种物物质质后后，平平衡衡不不移移动动，C的的物物质质的的量量不不变变，即即3a1 mol时时，B的的物物质质的的量量为为(33a)mol2 mol；若若平平衡衡向向右右移移动动，则则3a1 mol，B的的平平衡衡量量小小于于2 mol；若若平平衡衡向左移动，则向左移动，则3a1 mol
43、，B的平衡量大于的平衡量大于2 mol。2021/8/8 星期日52(4)在在(3)的的平平衡衡中中，再再加加入入3 mol C，所所达达到到的的平平衡衡状状态与态与(1)(2)(3)皆为等效状态，因此皆为等效状态，因此C的物质的量分数为：的物质的量分数为：.(5)因因此此时时容容器器的的容容积积不不变变，而而(1)中中容容器器的的容容积积缩缩小小，(5)小小题题中中容容器器相相当当于于在在(1)的的基基础础上上减减小小压压力力，使使所所给给平平衡衡向逆反应移动，故反应达到平衡后向逆反应移动，故反应达到平衡后ab。2021/8/8 星期日53答案答案.(1)(1a)(2)3a(3)233a(丁
44、丁)若若3a1，B的的物物质质的的量量小小于于2 mol；若若3a1，B的的物物质质的的量量等等于于2 mol；若若3a1，B的的物物质质的的量大于量大于2 mol.(5)(乙乙)因因为为(5)小小题题中中容容器器容容积积不不变变，而而(1)小小题题中中容容器器的的容容积积缩缩小小，所所以以(5)小小题题的的容容器器中中的的压压力力小小于于(1)小小题题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab2021/8/8 星期日54有关化学平衡的基本计算及规律有关化学平衡的基本计算及规律1可逆反应达到平衡后各物质浓度的变化关系可逆反应达到平衡后各物质
45、浓度的变化关系例如例如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)(1)反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度(2)生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度(3)各各物物质质的的转转化化浓浓度度之之比比等等于于它它们们的的化化学学方方程程式式中中相相应应的的化化学学计计量量数数之之比比即即c(A):c(B):c(C):c(D)m:n:p:q2021/8/8 星期日552反反应应物的物的转转化率化率2021/8/8 星期日564反反应应物的物的转转化率与化率与浓浓度度变变化的关系化的关系(1)对对于于多多种种物物质质参参加加的的反反应应，如如：X(g
46、)2Y(g)Z(g)3W(g)，增增大大X(g)的的浓浓度度，Y的的转转化化率率一一定定增增大大，X(g)的的转转化率一般是减小。化率一般是减小。(2)对对于于分分解解反反应应，要要具具体体分分析析反反应应前前后后各各物物质质的的化化学学计计量量数数的的关关系系。对对于于反反应应前前后后化化学学计计量量数数的的和和不不变变的的反反应应，如如2HI(g)H2(g)I2(g)，不不论论如如何何改改变变HI的的浓浓度度，HI的的转转化化率率都都不不变变，对对于于反反应应前前后后化化学学计计量量数数的的和和不不相相等等的的反反应应，如如2NH3(g)N2(g)3H2(g)，增增加加氨氨的的浓浓度度，氨
47、氨的的转转化化率率减小。减小。2021/8/8 星期日575平衡混合气体平均相平衡混合气体平均相对对分子分子质质量的量的计计算算 (平平)M(A)a%M(B)b%M(C)c%M(D)d%，(其其中中M(A)、M(B)为为各各组组分分气气体体相相对对分分子子质质量量，a%、b%为为各各组组分气体体分气体体积积百分百分组组成成)或或根根据据质质量量守守恒恒由由 (平平)m(总总)/n(总总)式式中中m(总总)为为总总质质量，量，n(总总)为为平衡混合气平衡混合气总总物物质质的量的量2021/8/8 星期日58由此可由此可导导出下列三种情况：出下列三种情况：(均均为为气体气体时时)2021/8/8
48、星期日596计计算模式算模式2021/8/8 星期日60说说明明：计计算算中中在在建建立立了了模模式式，找找出出相相应应的的三三个个量量后后，据据题意列方程，要联想运用阿佛加德罗定律。常用的关系有：题意列方程，要联想运用阿佛加德罗定律。常用的关系有：2021/8/8 星期日61【例例1】如如右右图图所所示示，当当关关闭闭K时时，向向A中中充充入入4 mol X、14 mol Y，向向B中中充充入入2 mol X、7 mol Y，起起始始时时VAVBaL，在在相相同同温温度度和和有有催催化化剂剂存存在在的的条条件件下下，两两 容容 器器 各各 自自 发发 生生 下下 列列 反反 应应：2X(g)
49、2Y(g)Z(g)2W(g)；H0，达达到到平平衡衡()时时，B中中密密度度为为原原来来的的 。试试回回答：答：2021/8/8 星期日62(1)B中中X的的转转化化率率(X)B为为_，Y的的转转化化率率(Y)B为为_。(2)A中中 Z和和 B中中 W的的 物物 质质 的的 量量 的的 大大 小小 比比 较较：n(Z)A_n(W)B(填填“”“”或或“”)。(3)打打开开K，过过一一段段时时间间重重新新达达平平衡衡()时时，B的的体体积积为为_L(用含用含a的代数式表示，的代数式表示，连连通管中气体体通管中气体体积积不不计计)。(4)按按(3)打打开开K达达到到平平衡衡后后，在在温温度度不不变
50、变的的情情况况下下，要要使使 B容容 器器 恢恢 复复 原原 来来 反反 应应 前前 的的 体体 积积，可可 采采 取取 的的 措措 施施 是是_。2021/8/8 星期日63解解析析(1)A容容器器容容积积不不变变，B容容器器压压强强不不变变，平平衡衡()时时，B的的容容积积为为0.9a，B中中共共有有气气体体8.1 mol。B中中反反应应的的X、Y均为均为1.8 mol。则。则(X)B90%，(Y)B25.7%。(2)平平衡衡()时时，n(W)B1.8 mol，n(Z)B0.9 mol。假假设设将将A中中加加入入4 mol X、14 mol Y是是在在相相同同温温度度和和有有催催化化剂剂的