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02
化学平衡状态
专题2 化学反应速率与化学平衡
第二单元 化学反应的方向与限度
何为可逆反应？请举实例说明可逆反应的特征。
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。
书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“ ”。
正向： N2 + 3H2 2NH3
逆向：2NH3 N2 + 3H2
2NH3
N2 + 3H2
催化剂
高温、高压
可逆反应
①双向性：反应物 生成物
②双同性：正、逆反应是在 下同时进行的。
③共存性：反应物和生成物 存在，
即：反应物不能完全转化为生成物。
同一条件
同时
正向反应
逆向反应
特征：
④反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。
化学平衡状态
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度 v正 v正 v逆
生成物浓度 v逆
变化 反应物浓度 v正 v正 v逆
生成物浓度 v逆
平衡 反应物浓度 v正 v正 v逆
生成物浓度 v逆
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2，发生反应N2＋3H2 2NH3
最大
最大
为0
为0
＞
减小
增大
不变
不变
减小
增大
不变
不变
＞
＝
化学平衡状态
不平衡状态
各物质的浓度保持不变
化学平衡状态
化学平衡状态
定义：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度都 ，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
正反应速率
逆反应速率
不再改变
标志
反应混合物中各组分的浓度保持不变
实质
v正(B)= v逆(B) ≠0
适用
可逆反应
可逆
化学平衡状态
化学平衡状态的特征
化学平衡状态
化学平衡状态
(1)只有可逆反应才存在平衡状态 (　 )
(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果 ( 　)
(3)化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应的速率都为0 ( 　)
(4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等 ( 　)
(5)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例 ( 　)
判断正误
×
√
√
×
×
1．直接标志——“正逆相等”（以合成氨为例）
(1)v正＝v逆
①同一种物质的生成速率等于消耗速率；
②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；
③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。
化学平衡状态的判断依据
v正(N2)=v逆(N2)
v正(N2)：v逆(H2)=1：3
v正(N2)：v逆(NH3)=1：2
化学平衡状态
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变；
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
C(N2)不变
体系中N2的质量分数、物质的量分数、体积分数不变
化学平衡状态
*
2．间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。
(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。
合成氨的反应体系压强不变
Cl2＋H2O HCl＋HClO 氯水颜色不变
化学平衡状态
*
(3)全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。
(4)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。
1mol H-H键的同时有1mol H-H键形成
化学平衡状态
化学平衡状态
公式ρ＝V/m在讨论混合气体密度时的应用。
判断某反应是否达到平衡的“三看”“三注意”
三看
三注意
反应是否为可逆反应
物质的状态
气体的化学计量数
不同物质的平衡浓度之间无必然关系
公式M＝n/m在讨论混合气体的平均相对分子质量时的应用
化学平衡状态
恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如：
mA(g)＋nB(g)? ?pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)
当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)
混合气体的平均摩尔质量 当m＋n≠p＋q时，一定
当m＋n＝p＋q时，一定
是
不一定
是
不一定
化学平衡状态
恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如：
是
不一定
不一定
关注各物质的状态 是否平衡
密度ρ C(s)＋CO2(g)? ?2CO(g)(ρ一定)
N2(g)＋3H2(g)? 2NH3(g)(ρ一定)
H2(g)＋I2(g)? ?2HI(g)(ρ一定)
强化巩固
下列说法可以证明H2(g)＋I2(g)? ?2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分含量w(HI)＝w(I2)
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝2(1)v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化
⑨温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
②⑥⑧
化学平衡状态
利用极端假设法确定各物质的浓度范围
可利用极端假设法判断可逆反应中各物质的浓度范围，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
化学平衡状态
利用极端假设法确定各物质的浓度范围
平衡体系中各物质的浓度范围为：
0＜c(X2)＜0.2 mol/L
0.2 mol/L＜c(Y2)＜0.4 mol/L
0＜c(Z)＜0.4 mol/L
强化巩固
在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g)? ?2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.6 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.6 mol·L－1，当反应至正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是(　　)
A.SO2为1.2 mol·L－1、O2为0.6 mol·L－1
B.SO2为0.75 mol·L－1
C.SO2、SO3均为0.45 mol·L－1
D.SO3为1.2 mol·L－1
B
延时符
课堂小结
可逆反应
正向反应
逆向反应
同时存在
化学平衡时各物质的量不再改变， υ(正)＝ υ(逆)≠0
反应条件改变
化学平衡 可能变化
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
课堂练习
B
1、在一定温度下，将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中，发生如下反应：2NO2(g)? ?N2O4(g)。下列不能说明反应达到平衡的是(　　)
A.N2O4浓度不再改变
B.NO2的分解速率等于N2O4的生成速率
C.混合气体的颜色不变
D.混合气体中NO2百分含量不变
课堂练习
D
2、已知：X(g)＋2Y(g)? ?3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列说法不正确的是(　　)
A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol
B.达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C.达到化学平衡状态时，反应放出的总热量不变
D.升高反应温度，逆反应速率增大、正反应速率减小

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