第二讲 化学平衡状态

一、可逆反应与不可逆反应

1 、定义是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量 （溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。

前提（适用范围）：可逆反应内在本质： v( 正 )= v( 逆 ) ≠0外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变

二、化学平衡状态

复习：平衡的含义

2 、化学平衡的特征：逆等动

定

变

——可逆反应（或可逆过程）——V 正 =V 逆（不同的平衡对应不同的速率）——动态平衡。达平衡后，正逆反应仍在进行 (V 正 =V 逆≠ 0 ）

——平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）——条件改变，平衡发生改变

可逆反应达到平衡的重要特征（　 ）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等

D

对于可逆反应 M ＋ N Q 达到平衡状态时，下列说法正确的是（ ） A. M 、 N 、 Q 三种物质的浓度一定相等B. M 、 N 全部变成了 QC. M 、 N 、 Q 的浓度都保持不变D. 反应已经停止

C

随堂练习

⑴ 直接判据：① v 正 = v 逆且转化为同一物质来表示

②各组分的浓度及百分组成不变

注意

化学平衡状态的判定方法化学平衡状态的判定方法

⑵ 间接判据：可变量不再改变

下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3

已达平衡状态的是 ( )A.1 个 N≡N键断裂的同时 , 有 3 个 H － H键形成B.1 个 N≡N键断裂的同时 , 有 3 个 H － H键断裂C.1 个 N≡N键断裂的同时 , 有 6 个 N － H键断裂D.1 个 N≡N键断裂的同时 , 有 6 个 N － H键形成

A 、C

重点题型

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.A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 3n molB

C.A 、 B 、 C 的浓度不再变化 D.A 、 B 、 C 的分子数比为 1:3:2

C

重点题型

可逆反应 :2NO2 2NO+O2 在定容密闭容器中反应 , 达到平衡状态的标志是：①单位时间内生成 n molO2 的同时生成 2 nmolNO2 ② 单位时间内生成 n molO2

的同时生成 2 nmolNO ③ 用 NO2 、 NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

重点题型

①④⑥⑦

在一定温度下的固定容积的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应： 　 A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是： 　　 ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 　　 ③ B 的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ②③⑤

若 A 为气态，则已达平衡的标志是：①③④⑤

重点题型

1 、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积 ( 化学计量数为幂 ) 的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）

2 、表达式：

三、化学平衡常数

mA + nB pC + qD

注意：（ 1 ）必须指明温度，反应必须达到平衡状态。 K 只与体系的温度有关系，温度一定，K 为定值。（ 2 ） K 表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大， K 值不一定大。（ 3 ）纯固体、纯液体的浓度视为常数，通常不计入 K 的表达式中。（ 4 ）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关。

⑴K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大 , 反应进行的越完全。

3 、意义：

⑵ 一般当 K ＞ 105 时，该反应进行得基本完全。⑶ 判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，反应

物的浓度和生成物的浓度有如下关系：

浓度商

mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)

①QC ＜ K ，反应向正方向进行②QC ＝ K ，反应处于平衡状态③QC ＞ K ，反应向逆方向进行

⑷ 利用Ｋ可判断反应的热效应① 升温，Ｋ增大，则正反应为吸热反应② 升温，Ｋ减小，则正反应为放热反应

mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)

4 、有关化学平衡常数的计算

达到平衡后各物质的浓度变化关系：

（ 2 ）生成物：平衡浓度 = 初始浓度 + 转化浓度 生成物 D: c 平 (D) = c0(D) +△c(D)

（ 3 ）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△ c(A):△c(D)=a:d

（ 1 ）反应物：平衡浓度 = 初始浓度 - 转化浓度； 反应物 A: c 平 (A)=c0(A) - △c(A)

对于反应 : aA + bB cC + dD

（ 4 ）平衡转化率——概念理解 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率 α 来表示反应限度。反应物 A 的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：

A 的转化率 = ×100%A 的起始浓度 -A 的平衡浓度

反应前 A 的浓度

转化的 A 的物质的量 反应前 A 的物质的量

= ×100%

转化的 A 的浓度 反应前 A 的浓度

= ×100%

四、化学反应进行的方向1 ．自发过程(1)含义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自动进行的过程。(2) 特 点 ： ① 体 系 趋 向 于 从高能状态转变为低能 状态 ( 体系对外部做功或者释放热量 ) 。②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向，即熵增原理。

2 ．化学反应进行方向的判据(1)焓判据放热反应过程中体系能量降低 , 具有自发进行的倾向，因此可用焓变来判断反应进行的方向。(2)熵判据①熵：在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向。因为与有序体系相比，无序体系“更加稳定”，可以采取更多的存在方式。科学家用熵 ( 符号为 S) 来量度这种混乱 ( 或无序 ) 的程度。②熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变 ( 符号 ΔS)大于零。

③ 熵值大小的比较： 同一种物质S(g) > S(l) > S(s) 。

(3) 复合判据。

注意：熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。

体系自由能变化（ G ，单位为 kJ·mol －

1 ） G= H-TS （Ｔ为热力学温度，均为正值）在恒温、恒压下：G <0 自发G =0 达平衡G >0 非自发

影响因素：

化学反应的方向

反应焓变

反应熵变

共同影响

吸热

放热

熵增

熵减

焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发

结总识知

温度