课时2.4 化学平衡状态-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

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课时 2.4 化学平衡状态

【学习目标】

1、通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡

2、熟知化学平衡状态的特征，掌握化学平衡状态的判断方法

【主干知识梳理】

一、化学平衡的研究对象——可逆反应

1、可逆反应的概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应

2、表示方法

可逆反应方程式常用“ ”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应

3、特点

(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应——正反应和逆反应

(2)双同性：同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在

(3)共存性：反应不能进行到底，反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于 100%。

(4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热

【对点训练 1】

1、下列反应中，不属于可逆反应的是(　　)

A．2NO2===N2O4与N2O4===2NO2 B．H2＋I22HI 与2HI H2＋I2

C．CO2＋H2O===H2CO3与H2CO3===CO2↑＋H2O D．CaO＋CO2===CaCO3与CaCO3=====CaO＋CO2↑

2、14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含 14C的粒子有(

)

A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO

二、化学平衡状态

1、化学平衡的建立

(1)从浓度对速率的影响的角度分析

对于可逆反应 N2＋3H22NH3，在一定温度下，将 1 mol N2和3 mol H2通入一定体积的密闭容器中

浓度速率变化 v正、v逆关系

反应开始

反应物浓度最大 v正最大

v正＞v逆

生成物浓度为 0v逆为0

反应进行中

反应物浓度逐渐减小 v正逐渐减小

v正＞v逆

生成物浓度逐渐增大 v逆增大

反应一段时间(t1)后反应物浓度不再改变 v正不变 v正＝v逆≠0

(2)利用速率—时间(vt)图像分析

(3)从建立的途径(物质的投料方式)角度分析

从反应物投料

N2与H2发生反应，随着反应的进行，体系中 NH3的浓度逐渐增大，而

N2与H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变

从生成物投料

NH3发生分解反应，随着反应的进行，体系中 N2与H2的浓度逐渐增

大，而 NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变

2、化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的

浓度和生成物的浓度都不再改变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限

度”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡

【微点拨】

①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，即该反应进行的限度。化学反应的

限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率

②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度

3、化学平衡状态的特征

(1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应

(2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质)

(3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡

(4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合

气体的平均摩尔质量( )、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定

(5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动

【对点训练 2】

1、下列关于化学平衡状态的理解正确的是(　　)

A．所有反应都存在平衡状态 B．反应物与生成物的浓度相等

C．正反应与逆反应停止进行 D．正反应和逆反应的速率相等

2、有关化学平衡状态的特征，下列说法正确的是(　　)

A．所有的化学反应都存在化学平衡状态 B．平衡时反应已达到最大限度，反应停止了

C．平衡时各组分的浓度相等 D．化学平衡状态是一种动态平衡

3、在一定条件下，气体参与的某正反应方向 ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是(　　)

A．反应物的浓度一定等于生成物的浓度 B．反应体系中压强恒定

C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．反应体系中温度不变

4、一定条件下，向密闭容器中充入 1 mol NO 和1 mol CO 进行反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，测

得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　)

A．d点 B．b点 C．c点 D．a点

5、在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g) ＋O2(g) 2SO3(g) ，已知反应过程中某一时刻

SO2、O2、SO3浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，达到平衡时浓度可能是(　　)

A．SO2、O2分别为 0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1

C．SO2、SO3均为 0.15 mol·L－1 D．SO2为0.24 mol·L－1，SO3为0.14 mol·L－1

6、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 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，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·L－1<c1<0.14 mol·L－1

7、在密闭容器中进行反应： X2(g) ＋Y2(g) 2Z(g) ，已知 X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1 mol/L 、0.3

mol/L、0.2 mol/L，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/L　　　 B．Y2为0.4 mol/L

C．X2为0.2 mol/L D．Z为0.4 mol/L

三、化学平衡状态的判断方法

可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：① v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量

外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量”达“定量”)，以上两个特征可作

为判断可逆反应达平衡的标志

1、直接标志

(1)正、逆反应速率相等

①同种物质：v正＝v逆≠0，(同一种物质的生成速率等于消耗速率)

②不同种物质：＝

a.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比

b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比

(2)各组分的浓度保持一定

①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变

②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变

③反应物的转化率、产物的产率保持不变

2、常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例

类型判断依据是否是平衡状态

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的分数一定平衡

②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡

③各气体的体积或体积分数一定平衡

④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡

正、逆反应

速率的关系

①在单位时间内消耗了 m molA 同时生成 m molA，即 v(正)

=v(逆)平衡

②在单位时间内消耗了 n molB 同时消耗了 p molC，则 v(正)

=v(逆)平衡

③在单位时间内生成 n molB，同时消耗了 q molD，因均指

v(逆)不一定平衡

④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v(正)不一定等于 v(逆)不一定平衡

压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定)平衡

②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定)不一定平衡

混合气体平均相

对分子质量

① 一定时，只有当 m＋n≠p＋q时平衡

② 一定时，但 m＋n=p＋q时不一定平衡

温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡

颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡

体系的密度

恒温恒容时，密度一定不一定平衡

恒温恒压时，若 m＋n≠p＋q，则密度一定时平衡

恒温恒压时，若 m＋n==p＋q，则密度一定时不一定平衡

【微点拨】

①对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态

②对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态

③若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态

mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，若 A为固体或液体，则是否是平衡状态

混合气体的平均摩尔质量一定平衡

混合气体的密度一定平衡

【对点训练 3】

1、在一定温度下，可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )

A．C的生成速率与 C分解的速率相等 B．单位时间内生成 nmolA,同时生 3nmolB

C．A、B、C的浓度不再变化 D．A、B、C的分子数比为 1:3:2

2、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应：A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡

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