| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.1.A |
|
化学平衡
AP 化学 · 第 7 主题
7.1
化学平衡导论
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个可逆反应(reversible reaction)双向进行。化学平衡(chemical equilibrium)在正向和逆向速率变得相等时达到,所以浓度停止变化。平衡是动态(dynamic)的——两个反应都继续,但以匹配的速率,所以什么都看似不变。

上面的速率图解释为什么浓度稳定;接下来这个图显示浓度做什么——反应物下降而产物上升,直到一旦速率匹配,两者都保持恒定(它们不必相等)。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| reversible reaction | 可逆反应 | kě nì fǎn yìng |
| Chemical equilibrium | 化学平衡 | huà xué píng héng |
7.2
可逆反应的方向
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.2.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
在平衡处反应物和产物的量是固定的但通常不相等。混合物偏向产物还是反应物取决于反应;你把当前状态与平衡条件比较以预测它向哪个方向移动。
7.3
反应商与平衡常数
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.3.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
反应商(reaction quotient)$Q$ 有与平衡表达式相同的形式但用当前浓度:
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| reaction quotient | 反应商 | fǎn yìng shāng |
| equilibrium constant | 平衡常数 | píng héng cháng shù |
7.4
平衡常数的计算
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.4.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
从配平的方程写 $K$(纯固体和液体被略去)。从平衡浓度(或对 $K_p$ 的分压),代入并计算。$K_c$ 用摩尔浓度;$K_p$ 用压力。
Worked example. 对于 $\text{N}_2\text{O}_4\rightleftharpoons2\text{NO}_2$,平衡浓度是 $[\text{N}_2\text{O}_4]=0.20\ \text{M}$ 和 $[\text{NO}_2]=0.10\ \text{M}$。那么
7.5
平衡常数的大小
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.5.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
- $K\gg 1$:产物强烈地被偏爱(反应几乎完全)。
- $K\ll 1$:反应物被偏爱(很少反应)。
- $K\approx 1$:两者都有显著的量。
$K$ 的大小告诉你平衡"坐"在哪里。
7.6
平衡常数的性质
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.6.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
$K$ 以可预测的方式变化:反转一个反应反转 $K$($1/K$);把系数乘以 $n$ 把 $K$ 提高到 $n$ 次幂;把反应相加相乘它们的 $K$ 值。只有温度改变 $K$ 本身的值。
7.7
平衡浓度的计算
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.7.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
用一张 ICE 表(Initial, Change, Equilibrium):填入起始量、用摩尔比以 $x$ 表示变化,然后代入 $K$ 表达式并解 $x$。当 $K$ 小时,近似"$x$ 可忽略"常常简化代数。
Worked example. 对于 $\text{H}_2+\text{I}_2\rightleftharpoons2\text{HI}$,$K_c=50$,以各 $0.100\ \text{M}$ 的 H$_2$ 和 I$_2$ 开始。ICE 表给出平衡 $[\text{H}_2]=[\text{I}_2]=0.100-x$ 和 $[\text{HI}]=2x$。代入:
7.8
平衡的表示方法
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.8.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一幅平衡处的微粒图片显示反应物和产物粒子的一个固定混合。浓度对时间的图一旦达到平衡就趋平(从不达到零)——两条曲线在同一时刻变平。
7.9
勒夏特列原理导论
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.9.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
勒沙特列原理(Le Chatelier's principle):若你扰动一个平衡的系统,它移动以部分抵消这个变化。加一个反应物向前移动;移除产物向前移动;增加压力(通过减少体积)朝气体摩尔更少的一侧移动;提高温度朝吸热方向移动。


Disturb an equilibrium
Le Chatelier's principle: an equilibrium shifts to oppose a change. Add reactant, change pressure or temperature and watch the position of equilibrium move.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Le Chatelier's principle | 勒沙特列原理 | lēi shā tè liè yuán lǐ |
7.10
反应商与勒夏特列原理
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.10.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
你能用 $Q$ 对 $K$ 论证每个勒沙特列移动:一个扰动改变 $Q$,而系统反应以把 $Q$ 带回 $K$。这个定量的视角支持定性的规则,并且是考试上更完整的答案。
Compare Q with K
If the reaction quotient $Q
7.11 7.12
溶解平衡导论
大纲
| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.11.A |
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| Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|
7.12.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
对于一个微溶的盐,溶度积(solubility product)$K_{sp}$ 是它溶解的平衡常数:
Worked example. 氯化银有 $K_{sp}=1.8\times10^{-10}$。若它的摩尔溶解度是 $s$,那么 $[\text{Ag}^+]=[\text{Cl}^-]=s$,所以 $K_{sp}=s^2$ 而
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| solubility product | 溶度积 | róng dù jī |
7.11 7.12
考试技巧
- 在平衡处正向和逆向速率相等,但量通常不相等。
- 把纯固体和液体留在 $K$ 表达式之外;一个大的 $K$ 偏爱产物,一个小的 $K$ 偏爱反应物。
- 应用勒沙特列:加反应物 → 向前移动;提高压力 → 朝气体摩尔更少移动;提高温度 → 朝吸热方向移动。
- 一个催化剂不移动平衡的位置——它只加速逼近。
- 对平衡浓度用一张 ICE 表,当 $K$ 小时用小-$x$ 近似。
本主题的互动课程
逐步学习,并即时检测练习。