课标解读 | 课标要求 | 素养要求 |
1.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 2.知道化学平衡是一种动态平衡,熟知化学平衡状态的特征。 3.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。 | 1.变化观念与平衡思想:从可逆反应化学平衡状态的建立过程,认识化学平衡是一种动态平衡。 2.证据推理与模型认知:熟知化学平衡状态的特征,建立化学平衡状态判断方法和思维模型。构建化学平衡常数相关计算的思维模型（“三段式”法）,理清计算思路,灵活解答各类问题。 | |
自主学习·必备知识
知识点一 可逆反应
1.概念：在相同条件下,既能向① 正反应 方向进行,又能向② 逆反应 方向进行的反应。
2.表示：一般采用“③ ”表示。
3.特征
双向性——指可逆反应分为方向相反的两个方向：正反应方向和逆反应方向
双同性——指正、逆反应是在④ 相同 条件下⑤ 同时 进行
共存性——指反应物的转化率小于 ，反应物与生成物共存
想一想 与 点燃可以生成水,电解水又可以生成 与 ,两个反应属于可逆反应吗？
答案：不属于。二者反应条件不同。
知识点二 化学平衡状态
1.化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨反应如下：① 。如图1所示,随着反应的进行, 与 浓度逐渐② 减小 , 逐渐③ 减小 ,而 逐渐④ 增大 , 逐渐⑤ 增大 ， 时刻,它们的浓度不再改变, ⑥ = ,反应达到平衡
如图2所示,随着 的分解,其浓度逐渐⑦ 减小 , 逐渐⑧ 减小 ,而 、 逐渐⑨ 增大 , 正逐渐⑩ 增大 , 时刻,它们的浓度不再改变, ⑪ = ,反应达到平衡。
2.化学平衡状态的概念
在一定条件下,可逆反应体系中,当正、逆反应的速率⑫ 相等 时,反应物和生成物的浓度均保持⑬ 不变 ,即体系的组成不随时间的变化而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“⑭ 限度 ”,这时的状态我们称为化学平衡状态,简称化学平衡。
3.化学平衡状态的特征
逆——研究对象为可逆反应
等——正、逆化学反应速率相等，即
动——化学平衡是动态平衡，即
定——平衡混合物中，各组分的浓度保持⑮ 不变
变——外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变
想一想对于可逆反应： ,在混合气体中充入一定量的 ,足够时间后, 原子存在于哪些物质中？为什么？
答案：存在于 、 、 中,因为通入 后, 和 反应生成含有 的三氧化硫,同时三氧化硫分解生成含有 的二氧化硫和氧气。
知识点三 化学平衡常数
1.化学平衡常数的概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物① 浓度幂之积 与反应物② 浓度幂之积 的比值是一个常数（简称平衡常数）,用符号 表示。
2.浓度商与化学平衡常数的表达式
（1）浓度商：对于一般的可逆反应： ,在任意时刻的 称为③ 浓度商 ,常用④ 表示,即 。
（2）化学平衡常数表达式：当反应在一定温度下达到化学平衡时, 。
（3） 与 的关系：当反应中有关物质的浓度商⑤ 等于 平衡常数时,表明反应达到限度,即达到化学平衡状态。
3.化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的⑥ 程度 （也叫反应的限度）。 越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,即该反应进行得越⑦ 完全 ,平衡时反应物的转化率越⑧ 大 ; 越小,该反应进行得越⑨ 不完全 ,平衡时反应物的转化率越⑩ 小 。一般来说,当 ⑪ 时,该反应就基本进行完全了。
4.化学平衡常数的影响因素
（1）内因：化学反应本身及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。
（2）外因：在化学方程式一定的情况下, 只受⑫ 温度 影响。
判一判
1.浓度、温度变化时,平衡常数都会改变( × )
2. 越大,该可逆反应的速率越快( × )
3.化学平衡常数等于某一时刻的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值( × )
4.化学方程式中的固态或纯液态物质不能代入平衡常数表达式( √ )
互动探究·关键能力
探究点一 化学平衡状态的判断
情境探究
在一定温度下的恒容密闭容器中,建立化学平衡： 。结合相关化学知识,回答下列问题。
问题1：这是一个反应前后气体物质的量不变的反应吗？为什么？
答案：提示 不是。反应中碳是固体,随着反应向右进行,气体的物质的量增加。
问题2：能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的有哪些？
①体系的压强不再发生变化
②气体密度不再发生变化
③ 与 浓度相同时
④ 键断裂的同时断裂 键
答案：提示 ①②④。①该反应是气体体积增大的反应,反应过程中压强增大,当体系的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡;②该反应过程中气体总质量增大,体积不变,密度增大,当气体密度不再发生变化时,说明反应达到平衡;③该反应中,每生成 的同时,生成 , 与 浓度始终相等,当 与 浓度相同时,不能说明反应达到平衡;④ 键断裂的同时断裂 键,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡。
探究归纳
化学平衡状态判断标志
1.用本质特征判断
判断依据： 。
（1）同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
（2）不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
2.用宏观特征判断
判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量等保持不变。
（1）各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
（2）各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
（3）反应物的转化率、产物的产率保持不变。
（4）对于有物质参加或生成的反应,颜不再变化。
3.用“总物质的量、总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
（1）恒温恒容条件下,用“总物质的量、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：
是否平衡 | ||
总物质的量 | 当 ，总物质的量一定 | 是 |
当 ，总物质的量一定 | 不一定 | |
总压强 | 当 时，总压强一定（其他条件一定） | 是 |
当 时，总压强一定（其他条件一定） | 化学平衡状态不一定 | |
混合气体的平均摩尔质量 | 当 时，平均摩尔质量一定 | 是 |
当 时，平均摩尔质量一定 | 不一定 | |
（2）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：
关注各物质的状态 | 是否平衡 | |
密度 | （ 一定） | 是 |
（ 一定） | 不一定 | |
（ 一定） | 不一定 | |
探究应用
例（2021山东济宁高二期中）在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中,发生反应： ,下列描述能表明反应已达到平衡状态的是( )
①容器内温度不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤ 的物质的量浓度不变
⑥容器内 、 、 三种气体的浓度之比为2:1:1
⑦某时刻
⑧单位时间内生成 ,同时生成
A.①④⑤⑦⑧
B.①②⑤⑦⑧
C.①②④⑤⑧
D.①②③④⑤⑧
答案：
解析：①该容器为绝热容器,容器内温度不变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;
②由于 为固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,恒容容器中混合气体的密度增大,达到平衡时混合气体的总质量不变,混合气体的密度不变,反应达到平衡状态;
③该反应反应前后气体分子数不变,建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变,由于是绝热容器,建立平衡过程中容器温度变化,混合气体压强发生变化,达到平衡时温度不变,混合气体压强不变,反应达到平衡状态;
④由于 为固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,混合气体分子总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变,反应达到平衡状态;
⑤ 的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志,说明反应达到平衡状态;
⑥达到平衡时 、 、 的浓度保持不变,但不一定等于2:1:1;
⑦某时刻 ,没有指明是正反应速率,还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;
⑧单位时间内生成 ,一定消耗 ,同时生成 ,说明反应达到平衡状态。因此能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧。
解题感悟
判断可逆反应是否达到平衡的方法
“双向相等,变量不变”,即判断可逆反应是否达到化学平衡状态,必须是正、逆两个方向,且能推出 。恒量不能作为判断平衡的标志，变量才能作为判断平衡的标志，“变量不变”时可逆反应达到平衡。
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