化学平衡 化学反应进行的方向
1、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
2、知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义，并能进行简单的计算。
3、知道转化率的表达式，并能进行简单的计算。
4、理解浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响
5、理解勒夏特列原理的涵义。
6、了解化学反应进行方向的简单判断依据。 重点难点：
化学平衡状态的特征；化学平衡状态判断；化学平衡的移动；化学平衡常数的意义 【知识要点梳理】
知识点一：可逆反应与不可逆反应
1、可逆反应：
可逆反应是指在同一条件下，一个同时向正逆两个方向进行的化学反应。
2、不可逆反应：
一个化学反应在一定的条件下，只能向一个反应方向进行。而有的反应可以向正反应方向进行，也可以向逆反应方向进行，但却是不可逆反应，比方“电解水的反应”和“氢气在氧气的燃烧”，因为它们不是在相同的条件下进行的，这个一定要注意。
说明：可逆反应和不可逆反应的区别
可逆反应可以在相同条件下同时向两个反应方向进行反应，且存在化学平衡，是动态的平衡，在改变反应条件和物质浓度及其他外部因素时，化学平衡会移动。 不可逆反应只能向一个反应方向进行，不存在化学平衡。 知识点二：化学平衡状态
1、化学平衡状态的概念：
一定条件下，可逆反应的正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 注意：
①化学平衡只研究可逆反应。
②化学平衡状态是在“一定条件”下建立的，学习化学平衡一定要树立“条件”意识。 ③化学平衡状态的实质是“正反应速率=逆反应速率”。
无论可逆反应从正反应方向开始［即v (正)>v(逆)］，还是从逆反应方向开始［即v(正)
④化学平衡状态的标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。
当然平衡时体系中各物质的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数也都不再变化。
2、化学平衡的特征以及判断依据
（1）化学平衡状态具有“等”、“定”、“动”、“变”四个基本特征。 （2）判断可逆反应达到平衡状态的根本依据是： ①正反应速率等于逆反应速率。 ②各组分的的浓度保持不变。 （3）化学平衡的移动
①概念：可逆反应中，旧化学平衡被破坏，新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的实质是外界因素改变了反应速率，使正、逆反应速率不再相等，通过反应，在新的条件下达到正、逆反应速率相等。可用下图表示：
平衡移动的方向与v(正)、v(逆)的相对大小有关，化学平衡向着反应速率大的方向移动。 ②外界条件与化学平衡移动的关系
● 浓度：在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。
● 压强：在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
● 温度：在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应方向移动。 注意：
A、固体及纯液体物质的浓度是一定值，反应速率不因其量的改变而改变，所以增加或减少固体及纯液体物质的量，不影响化学平衡。
B、改变压强是通过改变容器体积，进而改变气态物质浓度，进而改变反应速率影响化学平衡的。所以，压强对化学平衡的影响实质是浓度对化学平衡的影响。下列情况改变压强平衡不移动： (a).平衡体系中没有气体物质，改变压强不会改变浓度，平衡不移动。
(b).反应前后气体体积不变(即气态反应物和生成物的化学计量数之和相等)的可逆反应。如：
H2(g)+I2(g)2HI(g) 改变压强同等程度改变反应速率，平衡不移动。
(c).向固定容积的容器中充入不参加反应的气体(如惰性气体He、Ar)，压强虽然增大了，但气态物质的浓度不变，平衡不移动。
C、只要是升高温度，平衡一定移动，且新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。 D、催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的速率，改变后正、逆反应速率仍相等，所以它对化学平衡的移动没有影响。但它能改变达到平衡所需的时间。
③勒夏特列原理
浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理，又称勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 知识点三：化学平衡常数与转化率
1、化学平衡常数： (1)化学平衡常数的表示方法
对于一般的可逆反应：mA+ n B p C + q D。其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示为： K= 在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数（用K表示）叫该反应的化学平衡常数 (2)化学平衡常数的意义
①平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。 ②可以推断反应进行的程度。
K很大，反应进行的程度很大，转化率大
K的意义 K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。 K 很小，反应进行的程度小，转化率小
2、转化率： 可逆反应到达平衡时，某反应物的转化浓度(等于某反应物的起始浓度和平衡浓度的差)与该反应物的起始浓度比值的百分比。可用以表示可逆反应进行的程度。 知识点四：化学反应进行的方向
1、焓变和熵变的不同：
焓变（△H）指的是内能的变化值，常以热的形式表现出来。 熵变（△S）指的是体系的混乱程度。 S(g)>S(l)>S(s)
2、自发反应与否的判断依据
△H-T△S0 逆反应自发反应 【规律方法指导】
1、判断反应达到平衡状态的方法
以得出以下规律：
①改变一个影响因素，v正、v逆的变化不可能是一个增大，另一个减小的，二者的变化趋势是相同的，只是变化大小不一样（催化剂情况除外）；
②平衡向正反应方向移动并非v正增大，v逆减小，等等。
【经典例题透析】
类型一：化学平衡状态的判断
1对于可逆反应2HI(g) I2(g)+H2(g)。下列叙述能够说明已达平衡状态的是（ ）
A．各物质的物质的量浓度比为2∶1∶1
B．压强保持不变的状态
C．断裂2mol H-I键的同时生成1mol I-I键
D．混合气体的颜色不再变化时
解析：可逆反应在一定条件下达到平衡状态的标志是v正=v逆。从速度的角度看，可逆反应是否已达平衡状态，则必须给出正、逆两个速度或与其相关的条件。 A．项是错的，平衡状态各物质的百分含量保持不变，是v正=v逆的结果，并非含量相等，更不是浓度比与系数比相等的状态。同理可知D．项是正确的。对选项C．描述的均为正反应，非平衡状态
C．也不正确，而将C．项改为断裂2molH-I键的同时断裂1mol I-I键才是平衡状态的标志。
选项B．对该反应讲，不管是否达平衡状态，只要温度和体积不变，压强均不变，这是
由于该反应属气体体积不变的反应。对于合成氨反应 N2+3H2 2NH3，选项D．才是平衡状态的标志。
答案：D 变式练习1：在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应： A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g) 当下列物理量不再变化时，表明反应已达平衡的是( ) A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量
D．气体总物质的量
解析：该可逆反应的反应物和生成物的气体分子数相等。也就是说，无论反应是否达到平衡，气体的总物质的量始终不变。在温度和体积一定时，混合气体的压强与气体总物质的量成正比，所以混合气体的压强也始终不变。
反应物A是固体，其它物质都是气体。根据质量守恒定律，反应体系中固体和气体的总质量是不变的。若混合气体的质量不变，则固体A的质量也不变，可说明反应已达平衡。根据混合气体的密度公式：，混合气体的平均相对分子质量的公式：，因为v、n 都是定值，所以它们不变就是混合气体的质量不变。
答案：BC 强调：分析反应的特点，熟悉各种物理量的计算关系是解题的关键。
类型二： 化学平衡的有关计算
2在500℃ 1.01×105Pa条件下，将SO2与O2按2∶1体积比充入一密闭容器中，达平衡时SO3的体积百分含量为91％。求：
(1)平衡时SO2和O2的体积百分含量；
(2)若温度和容器的体积不变，求平衡时压强；
(3)平衡时SO2的转化率。
解析：设开始时有2mol SO
2、1mol O2，平衡时有SO3 2x (2)在容积、温度不变时
(3)SO2%（转化率）＝(2x/2)×100%=93.8%
4 答案：6% ；7×10Pa；93.8% 变式练习2：(广东高考题)在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：
2A(g) + B(g) 2C(g)达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6，则A 的转化率为( ) A.67％ B.50％ C.25％ D.5％
解析：根据阿伏加德罗定律的推论，同温同体积时，气体压强之比等于物质的量之比，平衡时气体的物质的量为×(2+1) mol=2.5mol。
设达平衡时，B反应了xmol，根据
则 (2-2x)+(1- x)+ 2x=2.5，x=0.5 α(A)=×100％=50％ 答案：B 强调：将题给条件中的压强关系转化成气体物质的量关系是解题的基础；本题利用了“三段式”（起始量、变化量、平衡量）的化学平衡计算的基本模式。
3 （2007山东高考）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大
气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 某温度下，SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。
根据图示回答下列问题：
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，
体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
解析：化学平衡常数是重要考点。用来表示化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系。注意化学平衡常数的大小只与温度有关。
－1 答案：①800L·mol ②＝
类型三：外界条件变化与平衡移动的关系
4 (上海高考题)可逆反应：3A(气)3B(?)+C(?)(正反应吸热)，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是 ( ) A.B和C可能都是固体 B.B和C一定都是气体
C.若C为固体，则B一定是气体
D.B和C可能都是气体
解析：由于正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动。若B和C都不是气体，则反应体系中只有气体A，相对分子质量不变。
根据分别讨论：
若B、C都气体，根据质量守恒定律，气体总质量m(g)不变，而正反应使气体体积增大，即气体总物质的量n(g)增大，所以气体平均相对分子质量将减小。
若C为固体，B为气体，则反应前后气体物质的量n(g)不变，气体总质量m(g)因为生成固体C而减少，
答案：CD 也将减小。所以C、D选项正确。
5： (全国高考题)在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60％，则 ( ) A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数增加了
D.a>b 解析：平衡后将容器体积增加一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50％，达到新平衡后，B的浓度是原来的60％，说明减压使平衡向正反应方向移动，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数都增大了。正反应是气体体积增加的反应，所以b > a，应选A、C。
答案：AC 强调：将压强对B的浓度的影响理解为两部分：①减压的一瞬间，体积变为原来的一倍，浓度变为原来的50％，这时不考虑平衡移动。
②平衡移动使B的浓度从原来的50％增加到原来的60％，并据此分析压强对平衡的影响。
变式练习3：（08广东卷）将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应
H2（g）+Br2(g) 2HBr（g） △H＜0。平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是（ ）
A．a＞b B．a=b C．a＜b D．无法确定
解析：正反应为放热反应，前者恒温，后者相对前者，温度升高。使平衡向左移动，从而使Br2的转化率降低。所以b
6：已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t 时，温度T和压强P与生成物C在混合物中的体积百分含量
的关系曲线。
由曲线分析，下列判断正确的是 ( ) A.T1＜T2，P1＞P2，m+n＞p，正反应放热
B.T1＞T2，P1＜P2，m+n＞p，正反应放热
C.T1＜T2，P1＞P2，m+n＜p，正反应放热 D.T1＞T2，P1＜P2，m+n＜p，正反应吸热
解析：分析图像可知，每条曲线的起点到拐点表示C随时间不断增加，是建立平衡的过程；拐点后的水平线表示C的体积分数不随时间变化而变化，说明从拐点处巳达到平衡。用建立平衡所需时间长短判断T
1、T2和P
1、P2的大小，再根据T
1、T2和P
1、P2的大小及不同条件下平衡时C的体积分数，用勒夏特列原理判断反应前后化学计量数的关系及反应的热效应。
分析T
1、P2和T
2、P2两条曲线，在压强相同时，T1温度下反应速率快，先达到平衡，所以T1＞T2。根据平衡后T2温度下生成物C的体积分数比T1温度下大，判断升温平衡正向移动，说明正反应放热。
同理，由T
1、P1和T
1、P2两条曲线可得P1＜P2，m+n＞p。
答案：B 强调：本题是不同温度、压强下，生成物的体积分数随时间变化的图像问题，这种图像能反映反应速率、化学平衡与温度、压强的关系。在分析时，既要独立分析温度、压强对反应速率和化学平衡的影响，又要注意两者的内在联系。
变式练习4：（08全国Ⅰ卷）已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g).△H=-1025kJ/mol该
反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( ) 解析：此题结合化学平衡图像考查外界条件对化学平衡的影响。根据“先拐先平数值大”的原则，选项A、B正确；根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动（即逆反应方向移动），可确定A、B正确；根据使用催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动无影响，所以选项D正确。
答案：C。
