欒春武

一、知識梳理

1.在相同條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的化學反應稱為可逆反應。其特點是相同條件下，正逆反應同時進行，不管反應經(jīng)過多長時間，進行到什么程度，反應物與生成物總是同時存在。可逆反應應用連接反應物與生成物，如

2.在一定條件下，當正、逆兩個方向的反應速率相等時，反應體系中所有參加反應的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定，稱為化學平衡狀態(tài)?；瘜W平衡狀態(tài)研究的塒象是可逆反應。當反應達到平衡時，正反應和逆反應仍都在進行，且v（正）-v（逆）≠0。反應混合物巾各組分的質(zhì)量或濃度保持不變。當外界條件變化時，原有的平衡狀態(tài)被破壞，可逆反應在新的條件下建立新的平衡，簡單地記為“動”“等”“定”“變”。

3.在一定溫度下，當一個可逆反應達到和諧平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，稱其為核心平衡常數(shù)，用符號K表示。K只受溫度影響，與反應物濃度或生成物濃度的變化無關(guān)；書寫化學平衡常數(shù)表達式時，固體或純液體濃度視為常數(shù)不寫入；代人的濃度必須是平衡時的濃度；化學平衡常數(shù)的表達式與化學反應方程式的書寫形式有關(guān)。如某溫度下的化學平衡表達式的化學平衡表達式的化學平衡表達式的化學平衡表達式。由此可見：一個可逆反應反應物和生成物互換后，化學平衡常數(shù)變成原來化學平衡常數(shù)的倒數(shù)，即；可逆反應各物質(zhì)前而的系數(shù)擴大n倍，化學平衡常數(shù)就變成原來化學平衡常數(shù)的n次方，即

4.某個指定反應物的轉(zhuǎn)化率=100%，轉(zhuǎn)化率是個百分數(shù)，不能寫成小數(shù)或分數(shù)。

5.如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、壓強以及參加反應的化學物質(zhì)的濃度），平衡將向著減弱這種改變的方向移動，這就是勒夏特列原理。

6.應熟記幾個可逆反應：如，其中Fe（SCN）₃是紅色絡合物；2N0₂（g），其中N0₂是紅棕色氣體等。

二、知識運用

（一）化學平衡與可逆反應

例1 下列對可能反應的認識正確的是（）。

A.碘單質(zhì)升華成碘蒸氣與碘蒸氣遇冷成碘單質(zhì)互為可逆反應

B.氯化銨分解生成氯化氫和氨氣與氨氣和氯化氫生成氯化銨互為可逆反應

C.工業(yè)合成氨是可逆反應

D.鉛蓄電池的充電過程與放電過程互為可逆反應

解析：碘單質(zhì)升華成碘蒸氣與碘蒸氣遇冷成碘單質(zhì)，不是化學反應，只是狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，A錯。氯化銨分解生成氯化氫和氨氣的條件是加熱，而氨氣和氯化氫生成氯化銨的條件是常溫，B錯。鉛蓄電池的充電過程是在外加直流電源的情況下進行能量轉(zhuǎn)化，屬于電解池，而鉛蓄電池的放電過程不需要外加直流電源，屬于原電池，D錯。

答案：C

點撥：可逆反應研究的對象是化學反應，同一物質(zhì)間狀態(tài)的轉(zhuǎn)化是物理變化，不是化學反應?？赡娣磻獜娬{(diào)的是同一條件，既能向正反應方向進行，義能向逆反應方向進行。因此判斷可逆反應一定要抓住可逆反應的特征。

（二）化學平衡與平衡狀態(tài)的標志

例2 （1）下列可以證明已達平衡狀態(tài)的標志是______（填序號）。

①單位時間內(nèi)生成nmol H₂的同時生成n molHI。

②一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂。

③百分組成時。

④反應速率時。

⑤時。

⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不在變化。

⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)的壓強不再變化。

⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化。

⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化。

⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化。

（2）在上述⑥～⑩的說法中能說明2N0₂（g）達到平衡狀態(tài)的標志是_____（填序號）。

解析：（l）根據(jù)題給反應可知，此反應是反應前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化的反應，即在反應的任何一個階段，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生改變。氣體的總質(zhì)量不變、總的物質(zhì)的量不變，因此混合氣體的密度、平均相對分子質(zhì)量均不發(fā)生改變，不能作為達到平衡狀態(tài)的標志。

（2）根據(jù)題給反應可知，此反應是反應前后氣體體積發(fā)生改變，因此其平均相對分子質(zhì)量、混合氣體密度都發(fā)生改變，當反應處于平衡狀態(tài)時，這些都不再改變，此時C（N0₂）恒定，顏色不再變化，這些均可以作為達到和諧平衡狀態(tài)的標志。

答案：（l）②⑥⑨ （2）⑥⑦⑧⑨⑩

點撥：一審變化：根據(jù)選項設(shè)置仔細審查是什么變化，這些變化是否導致正、逆反應速率同等程度變化等。二審轉(zhuǎn)化：將一審的變化進行轉(zhuǎn)化，看能否判斷各種物質(zhì)的濃度維持恒定或者正、逆反應速率相等，若滿足其中之一，則可判斷反應達到平衡，如（l）問的⑩，任何時刻氣體總物質(zhì)的量、氣體體積和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以任何時刻混合氣體的密度都是不變的，所以⑩不能作為平衡判斷的標志。

（三）化學平衡與勒夏特列原理

例3 牙齒表面由一層硬的、組成為Ca₅（PO₄）₃OH的物質(zhì)保護著，該物質(zhì)在唾液中存在平衡：

（l）進食后，細菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是

。

（2）已知Ca₅（P0₄）₃F的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅固。當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因是（簡明的文字敘述并用離子方程式表示）______。

（3）根據(jù)以上原理，請你提出一種其他促進礦化的方法：_____。

解析：牙齒表面的一層硬的物質(zhì)存在如下平衡：。進食后產(chǎn)生有機酸，電離出的H+與OH結(jié)合生成H₂O，破壞上述平衡使其向脫礦方向移動，牙齒受到腐蝕。當用含氟牙膏刷牙時，，產(chǎn)生了質(zhì)地更堅硬的固體物質(zhì)，使牙齒受到保護，從Ca₅（P0₄）₃0H在唾液中的平衡可以看出，加入或加入都可促進礦化。

答案：（l）有機酸電離出了H+與OH-結(jié)合生成H₂0，破壞上述平衡使其向脫礦方向移動，Ca₅（P0₄）₃0H不斷溶解，牙齒受到腐蝕

（2）由于Ca₅（P0₄）₃F比Ca₅（P0₄）₃0H溶解度更小，說明氟化物電離出的F-代替了OH，

（3）加入或加入都可促進礦化

點撥：該題是以生活中保護牙齒這一考生熟悉的實例，運用平衡理論解決的一個實際問題。從一般的科普書籍上可以查到，牙齒表面有一層硬的釉質(zhì)，其化學成分是羥基磷灰石，它在唾液中有如下平衡：。當口腔中的殘留物在微生物或酶的作用下電離出H+與OH結(jié)合生成H₂0，使上述平衡向脫礦方向移動，牙齒表面的釉質(zhì)受到腐蝕，逐漸形成齲齒。研究表明，齲齒的發(fā)生往往是從牙齒表面釉質(zhì)下層開始的，微生物分泌的酸通過牙釉質(zhì)上微小的孔洞進入釉質(zhì)內(nèi)層而引起脫礦。在牙膏中混入含氟添加劑（如氟化鈉、一氟磷酸鈉等）或在飲用水中摻人含氟化合物，氟離子接觸到牙齒就會跟羥基磷灰石反應生成氟磷灰石。氟磷灰石比羥基磷灰石有較強的抗酸性，故使用含氟牙膏就能減少齲齒的發(fā)生。如果牙齒表面已經(jīng)開始脫礦（在X照片上顯示一個不透光的白斑），含氟牙膏也能通過生成沉淀氟磷灰石使脫礦部分再礦化（X射線照片上白斑消失）。

（四）化學平衡與化學平衡常數(shù)

例4 （1）只改變一個影響因素，平衡常數(shù)K與化學平衡移動的關(guān)系敘述錯誤的是（）。

A.K值不變，平衡可能移動

B.K值變化，平衡一定移動

C.平衡移動，K值可能不變

D.平衡移動，K值一定變化

（2）氫能是最重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)，是當前關(guān)注的熱點之一。儲氫還可借助有機物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應來實現(xiàn)脫氫和加氫。。在某溫度下，向恒容容器中加入環(huán)己烷，其起始濃度為平衡時苯的濃度為，該反應的平衡常數(shù)K=_____。

解析：（1）K值代表化學平衡常數(shù)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，K值不變只能說明溫度不改變，但是其他條件也可能發(fā)生改變，平衡也可能發(fā)生移動，A正確。K值變化，說明反應的溫度一定發(fā)生了變化，岡此平衡一定移動，B正確。平衡移動，溫度可能不變，因此K值可能不變，C正確。平衡移動，溫度可能不變，因此K值不一定變化，D錯誤。

（2）平衡時苯的濃度是，根據(jù)反應方程式可知消耗環(huán)己烷的濃度是，生成氫氣的濃度是，平衡時環(huán)己烷的濃度為，由于化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積與反應物濃度冪之積的比值，因此在該溫度下反應的平衡常數(shù)為

答案：（1）D

點撥：明確平衡常數(shù)的含義以及影響平衡移動的因素是解答該題的關(guān)鍵，掌握平衡常數(shù)計算，意在培養(yǎng)考生分析問題、解決問題的能力。

（五）化學平衡與絕熱體系

例5 在一定條件下存在反應：，其正反應放熱?，F(xiàn)有兩個相同的2L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器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℃條件下開始反應。

（l）達到平衡時，容器I中CO的物質(zhì)的量（填“大于”“小于”或“等于”）容器Ⅱ中CO的物質(zhì)的量；容器I中C0的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO₂的轉(zhuǎn)化率之和_____（填“大于”“小于”或“等于”）1。

（2）欲提高容器I中CO的平衡轉(zhuǎn)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.加熱

E.放入冷水中

F.加入合適的催化劑

解析：（l）若溫度恒定，容器I、n等效，但二者溫度不等。因為正反應放熱，達到平衡時容器I溫度大于700℃，容器Ⅱ溫度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反應方向移動，故容器I中CO的物質(zhì)的量大于容器Ⅱ中CO的物質(zhì)的量。若溫度恒定，容器工、Ⅱ等效，容器I中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO₂的轉(zhuǎn)化率之和等于1，但二者溫度不等，達到平衡時容器I溫度大于700℃，容器Ⅱ溫度小于700℃，有利于容器工平衡向逆反應方向移動，有利于容器Ⅱ平衡向逆反應方向移動，因此，容器I中CO的轉(zhuǎn)化率減小，容器Ⅱ中CO₂的轉(zhuǎn)化率同樣也會減小，故窬器I中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO₂的轉(zhuǎn)化率之和小于1。

（2）A項通入He，恒容條件下，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動。B項增加CO的量，平衡正向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率降低。C項移出部分CO₂，平衡正向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率升高。D項加熱不行。E項放入冷水中不行。F項加入合適的催化劑，不能使平衡移動，只能縮短達到平衡的時間。

答案：（l）大于小于 （2）C

點撥：密閉容器絕熱，是指不能與外界進行熱量交換的容器。因此可逆反應放熱，容器內(nèi)溫度升高，平衡向吸熱方向移動；可逆反應吸熱，容器內(nèi)溫度降低，平衡向放熱方向移動；而外界無論是升溫還是冷卻，由于絕熱，都不能使容器內(nèi)溫度發(fā)生變化，因此平衡不發(fā)生移動。相同條件下的同一可逆反應，不管從正反應開始，還是從逆反應開始，只要按反應方程式中的化學計量數(shù)之比投入反應物或生成物，建立起的平衡狀態(tài)都是相同的，這就是等效平衡。在恒溫、恒容條件下反應前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應，只要能使各物質(zhì)的初始物質(zhì)的量對應相等，則兩平衡等效。反應前后氣體分子數(shù)相同的可逆反應，只要能使各物質(zhì)初始物質(zhì)的量之比相等，則兩平衡等效。在恒溫、恒壓下，無論反應前后氣體分子數(shù)是否相同，只要使各物質(zhì)物質(zhì)的量對應成比例，則兩平衡等效。