高考化学平衡考点透析

栾春武

一、知识梳理

1.在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。其特点是相同条件下，正逆反应同时进行，不管反应经过多长时间，进行到什么程度，反应物与生成物总是同时存在。可逆反应应用连接反应物与生成物，如

2.在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定，称为化学平衡状态。化学平衡状态研究的埘象是可逆反应。当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍都在进行，且v（正）-v（逆）≠0。反应混合物巾各组分的质量或浓度保持不变。当外界条件变化时，原有的平衡状态被破坏，可逆反应在新的条件下建立新的平衡，简单地记为“动”“等”“定”“变”。

3.在一定温度下，当一个可逆反应达到和谐平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，称其为核心平衡常数，用符号K表示。K只受温度影响，与反应物浓度或生成物浓度的变化无关；书写化学平衡常数表达式时，固体或纯液体浓度视为常数不写入；代人的浓度必须是平衡时的浓度；化学平衡常数的表达式与化学反应方程式的书写形式有关。如某温度下的化学平衡表达式的化学平衡表达式的化学平衡表达式的化学平衡表达式。由此可见：一个可逆反应反应物和生成物互换后，化学平衡常数变成原来化学平衡常数的倒数，即；可逆反应各物质前而的系数扩大n倍，化学平衡常数就变成原来化学平衡常数的n次方，即

4.某个指定反应物的转化率=100%，转化率是个百分数，不能写成小数或分数。

5.如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理。

6.应熟记几个可逆反应：如，其中Fe（SCN）₃是红色络合物；2N0₂（g），其中N0₂是红棕色气体等。

二、知识运用

（一）化学平衡与可逆反应

例1 下列对可能反应的认识正确的是（）。

A.碘单质升华成碘蒸气与碘蒸气遇冷成碘单质互为可逆反应

B.氯化铵分解生成氯化氢和氨气与氨气和氯化氢生成氯化铵互为可逆反应

C.工业合成氨是可逆反应

D.铅蓄电池的充电过程与放电过程互为可逆反应

解析：碘单质升华成碘蒸气与碘蒸气遇冷成碘单质，不是化学反应，只是状态的转化，A错。氯化铵分解生成氯化氢和氨气的条件是加热，而氨气和氯化氢生成氯化铵的条件是常温，B错。铅蓄电池的充电过程是在外加直流电源的情况下进行能量转化，属于电解池，而铅蓄电池的放电过程不需要外加直流电源，属于原电池，D错。

答案：C

点拨：可逆反应研究的对象是化学反应，同一物质间状态的转化是物理变化，不是化学反应。可逆反应强调的是同一条件，既能向正反应方向进行，义能向逆反应方向进行。因此判断可逆反应一定要抓住可逆反应的特征。

（二）化学平衡与平衡状态的标志

例2 （1）下列可以证明已达平衡状态的标志是______（填序号）。

①单位时间内生成nmol H₂的同时生成n molHI。

②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂。

③百分组成时。

④反应速率时。

⑤时。

⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不在变化。

⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化。

⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化。

⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化。

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。

（2）在上述⑥～⑩的说法中能说明2N0₂（g）达到平衡状态的标志是_____（填序号）。

解析：（l）根据题给反应可知，此反应是反应前后气体的物质的量不发生变化的反应，即在反应的任何一个阶段，容器内的压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变，不能作为达到平衡状态的标志。

（2）根据题给反应可知，此反应是反应前后气体体积发生改变，因此其平均相对分子质量、混合气体密度都发生改变，当反应处于平衡状态时，这些都不再改变，此时C（N0₂）恒定，颜色不再变化，这些均可以作为达到和谐平衡状态的标志。

答案：（l）②⑥⑨ （2）⑥⑦⑧⑨⑩

点拨：一审变化：根据选项设置仔细审查是什么变化，这些变化是否导致正、逆反应速率同等程度变化等。二审转化：将一审的变化进行转化，看能否判断各种物质的浓度维持恒定或者正、逆反应速率相等，若满足其中之一，则可判断反应达到平衡，如（l）问的⑩，任何时刻气体总物质的量、气体体积和质量都不发生变化，所以任何时刻混合气体的密度都是不变的，所以⑩不能作为平衡判断的标志。

（三）化学平衡与勒夏特列原理

例3 牙齿表面由一层硬的、组成为Ca₅（PO₄）₃OH的物质保护着，该物质在唾液中存在平衡：

（l）进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是

。

（2）已知Ca₅（P0₄）₃F的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是（简明的文字叙述并用离子方程式表示）______。

（3）根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法：_____。

解析：牙齿表面的一层硬的物质存在如下平衡：。进食后产生有机酸，电离出的H+与OH结合生成H₂O，破坏上述平衡使其向脱矿方向移动，牙齿受到腐蚀。当用含氟牙膏刷牙时，，产生了质地更坚硬的固体物质，使牙齿受到保护，从Ca₅（P0₄）₃0H在唾液中的平衡可以看出，加入或加入都可促进矿化。

答案：（l）有机酸电离出了H+与OH-结合生成H₂0，破坏上述平衡使其向脱矿方向移动，Ca₅（P0₄）₃0H不断溶解，牙齿受到腐蚀

（2）由于Ca₅（P0₄）₃F比Ca₅（P0₄）₃0H溶解度更小，说明氟化物电离出的F-代替了OH，

（3）加入或加入都可促进矿化

点拨：该题是以生活中保护牙齿这一考生熟悉的实例，运用平衡理论解决的一个实际问题。从一般的科普书籍上可以查到，牙齿表面有一层硬的釉质，其化学成分是羟基磷灰石，它在唾液中有如下平衡：。当口腔中的残留物在微生物或酶的作用下电离出H+与OH结合生成H₂0，使上述平衡向脱矿方向移动，牙齿表面的釉质受到腐蚀，逐渐形成龋齿。研究表明，龋齿的发生往往是从牙齿表面釉质下层开始的，微生物分泌的酸通过牙釉质上微小的孔洞进入釉质内层而引起脱矿。在牙膏中混入含氟添加剂（如氟化钠、一氟磷酸钠等）或在饮用水中掺人含氟化合物，氟离子接触到牙齿就会跟羟基磷灰石反应生成氟磷灰石。氟磷灰石比羟基磷灰石有较强的抗酸性，故使用含氟牙膏就能减少龋齿的发生。如果牙齿表面已经开始脱矿（在X照片上显示一个不透光的白斑），含氟牙膏也能通过生成沉淀氟磷灰石使脱矿部分再矿化（X射线照片上白斑消失）。

（四）化学平衡与化学平衡常数

例4 （1）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是（）。

A.K值不变，平衡可能移动

B.K值变化，平衡一定移动

C.平衡移动，K值可能不变

D.平衡移动，K值一定变化

（2）氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。。在某温度下，向恒容容器中加入环己烷，其起始浓度为平衡时苯的浓度为，该反应的平衡常数K=_____。

解析：（1）K值代表化学平衡常数，平衡常数只与温度有关系，K值不变只能说明温度不改变，但是其他条件也可能发生改变，平衡也可能发生移动，A正确。K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，冈此平衡一定移动，B正确。平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确。平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。

（2）平衡时苯的浓度是，根据反应方程式可知消耗环己烷的浓度是，生成氢气的浓度是，平衡时环己烷的浓度为，由于化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达平衡状态时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值，因此在该温度下反应的平衡常数为

答案：（1）D

点拨：明确平衡常数的含义以及影响平衡移动的因素是解答该题的关键，掌握平衡常数计算，意在培养考生分析问题、解决问题的能力。

（五）化学平衡与绝热体系

例5 在一定条件下存在反应：，其正反应放热。现有两个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、Ⅱ，在I中充入1 mol CO和1 mol H₂0，在Ⅱ中充入1 mol C0₂和1 mol H₂，700℃条件下开始反应。

（l）达到平衡时，容器I中CO的物质的量（填“大于”“小于”或“等于”）容器Ⅱ中CO的物质的量；容器I中C0的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和_____（填“大于”“小于”或“等于”）1。

（2）欲提高容器I中CO的平衡转化率，可采取的措施是_____ 。

A.通人He

B.增加CO的量

C.移出部分CO₂D.加热

E.放入冷水中

F.加入合适的催化剂

解析：（l）若温度恒定，容器I、n等效，但二者温度不等。因为正反应放热，达到平衡时容器I温度大于700℃，容器Ⅱ温度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，故容器I中CO的物质的量大于容器Ⅱ中CO的物质的量。若温度恒定，容器工、Ⅱ等效，容器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和等于1，但二者温度不等，达到平衡时容器I温度大于700℃，容器Ⅱ温度小于700℃，有利于容器工平衡向逆反应方向移动，有利于容器Ⅱ平衡向逆反应方向移动，因此，容器I中CO的转化率减小，容器Ⅱ中CO₂的转化率同样也会减小，故窬器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和小于1。

（2）A项通入He，恒容条件下，各物质的浓度不变，平衡不移动。B项增加CO的量，平衡正向移动，但CO的转化率降低。C项移出部分CO₂，平衡正向移动，但CO的转化率升高。D项加热不行。E项放入冷水中不行。F项加入合适的催化剂，不能使平衡移动，只能缩短达到平衡的时间。

答案：（l）大于小于 （2）C

点拨：密闭容器绝热，是指不能与外界进行热量交换的容器。因此可逆反应放热，容器内温度升高，平衡向吸热方向移动；可逆反应吸热，容器内温度降低，平衡向放热方向移动；而外界无论是升温还是冷却，由于绝热，都不能使容器内温度发生变化，因此平衡不发生移动。相同条件下的同一可逆反应，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物，建立起的平衡状态都是相同的，这就是等效平衡。在恒温、恒容条件下反应前后气体分子数不同的可逆反应，只要能使各物质的初始物质的量对应相等，则两平衡等效。反应前后气体分子数相同的可逆反应，只要能使各物质初始物质的量之比相等，则两平衡等效。在恒温、恒压下，无论反应前后气体分子数是否相同，只要使各物质物质的量对应成比例，则两平衡等效。