第二节 化学平衡状态 平衡常数可逆反应：在相同条件下，能同时向正、 逆方向进行的化学反应特点：相同条件下，正、逆反应同时进行反应物和生成物同时存在任一组分转化率均小于100%一、化学平衡状态 1. 概念：在一定条件下的可逆反应，正反应速 率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓 度不再发生变化的状态前提对象本质现象2、平衡特点: 逆: 可逆反应 等: V(正)=V(逆) 0 （同一物质的消耗速率与其生成速率相等） 动:动态平衡（反应并未停止） 定: 平衡状态时，反应物和生成物的浓度保持 不变（不一定相等） 变: 当外界条件（如T、C、P等）改变时，则原平 衡被破坏，在新的条件下会重新建立平衡。注意：化学平衡的建立与途径无关可逆反应达化学平衡的标志：（4）单位时间内消耗了m mol A同时生成了p mol C（1）A、B、C、D的物质的量或浓度不再改变 （2）A或B的转化率达最大值且保持不变 （3）A、B、C、D的百分含量（物质的量分数、体 积分数、质量分数）不再改变（5）单位时间内生成p mol C,同时生成 m molA对于可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)特征：(正) (逆)反应混合物中各组分的浓度（百分含量）保持不变平衡 平衡平衡平衡 （6）v(A) v(B) v(C) v(D) = m n p q 不一定平衡不一定平衡对于可逆的反应aA +bB cC + dD在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常 数表达式：K = Cc Dd Aa Bb注意：平衡常数表达式中不包括固体和纯液体物质的浓度项(因为它们的浓度为常数，可 看为1）3.化学平衡常数K是温度函数，与反应物、生成物的浓度无 关，只受温度影响c c (C) c d(D)QC =ca (A) c b(B) （浓度商）平衡常数表达式与化学方程式的 书写有关。对于同一个化学反应，由 于书写方式不同，各反应物、生成物 的计量数不同，平衡常数的表达式也 不同对于给定的化学反应，正、逆反 应的平衡常数互为倒数根据K的大小判断反应进行的程度K值越大，反应越完全；K值越小，反应越不 完全。（平衡常数大于105,认为反应进行的较完 全; 小于10-5,则认为反应很难进行） 判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 Q = K 处于平衡状态 V正 = V逆 Q K 反应向逆向进行 V正 V逆 平衡常数K的应用：判断可逆反应的热效应 如：升高温度K增大，正反应吸热 相关计算，如转化率等化学平衡的建立与途径无关，当条件相同， 参加反应的物质的物质的量符合一定的关系时 ，无论是从正反应、逆反应开始，还是从中间 开始，无论是一次还是多次加入物质，最终建 立起的平衡状态相同。1、等效平衡概念在一定条件下，对于同一可逆反应，从不同 的状态开始反应，只要达到平衡时各组分百分 含量相同，形成的就是等效平衡四、等效平衡对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，只要反 应物（或生成物）的物质的量与原平衡完全相同（按 化学计量数换算成同一边的物质），则两平衡等效。 （又叫全等等效平衡）2、等效平衡规律：（2）在恒温恒压条件下（T、P一定）：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反 应物（或生成物）的物质的量与原平衡比值相同（按 化学计量数换算成同一边的物质）， 则两平衡等效。 （又叫等比等效平衡）改变起始加入情况，只要反应物(或生成物)的物质的 量与原平衡物质的量比值相同（按化学计量数换算成 同一边的物质）， 则两平衡等效（1）在恒温恒容条件下（T、V一定）：例1、下列叙述中能否证明已达平衡状态2HI(g) H2(g)+I2(g)单位时间内生成n molH2的同时生成n mol HI（不能证明）一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂（V正=V逆 ，能证明）某一时刻百分组成HI% = I2% （不能证明）反应速率V(H2)=V(I2)=1/2V(HI)时（不能证明）某一时刻c（HI）c（H2）c（I2）=211（不能证明）温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化（能证明）温度和体积一定时，容器内压强不再变化。（压强始终不变，不能证明） 条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不 再变化。（此反应前后气体体积相等，质量守恒，平均相 对分子质量始终不变，不能证明）温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化。（能证明）温度和压强一定时，混合气体密度不再变化。（反应前后气体体积相等，密度始终不变，不能 证明）例2、在一个盛有催化剂的体积可变的密闭容器内，保持一定的 温度和压强不变，发生以下反应：N2 + 3H2 2NH3 。已知 加入1mol N2 和4mol H2 时，达到平衡状态生成a mol NH3 。 在相同温度和压强下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同 ，则填写下列空白： 编号起始状态（mol）平衡时NH3物质的 量(mol)N2 H2 NH3 已知140a1.56010.5amn（n4m）1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a1在一恒容密闭闭容器中充入1mol NO2，建立如下平 衡：2NO2 N2O4，此时时NO2的转转化率为为x%，在其 他不变变的情况下，再充入1mol NO2，待新平衡建立 时测时测 得NO2的转转化率为为y%，则则下列大小关系正确的 是： （ ）Axy BxyCxyD不能确定C2、在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和 1molB,发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达平衡 时,C的浓度为w mol/L,若维持容器体积和温度不变, 按下列五种方法改变起始物质,达平衡时,C的浓度仍 为w mol/L的是( ) A. 4molA+2molB B. 2molA+1molB+3molC+1molD C. 3molC+1molD+1molB D. 3molC+1molD E. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD DE