版《创新设计》浙江化学选考高分突破专题复习教师文档讲义专题82化学平衡.docx
《版《创新设计》浙江化学选考高分突破专题复习教师文档讲义专题82化学平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《版《创新设计》浙江化学选考高分突破专题复习教师文档讲义专题82化学平衡.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
版《创新设计》浙江化学选考高分突破专题复习教师文档讲义专题82化学平衡
第2课时 化学平衡
[考试标准]
考点
知识条目
必考要求
加试要求
化学
平衡
自发反应的概念
a
熵变的概念
a
用熵变、焓变判断化学反应的方向
c
化学反应的限度
a
b
化学平衡的概念
a
b
化学平衡状态的特征
a
b
化学平衡常数
b
反应物的转化率
b
化学平衡常数与反应限度、转化率的关系
c
化学平衡移动的概念
a
影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断
b
用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件
a
c
考点一：
焓变和熵变
1．（2016·3月浙江省绍兴一中选考科目模拟）下列过程属于熵（S）增加的是（ ）
A．一定条件下，水由气态变成液态
B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石
C．4NO2（g）＋O2（g）===2N2O5（g）
D．CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）
解析 A．水由气态变为液态，熵值减小，故A错误；B.使石墨转化为金刚石，熵值减小，故B错误；C.4NO2（g）＋O2（g）===2N2O5（g），反应物气体的物质的量比生成物多，熵值减少，故C错误；D.CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g），反应物为固体，生成物有气体，熵值增大，故D正确。
答案 D
考点二：
化学平衡状态判定
2．（2016·9月浙江金华十校高三模拟，12）在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生2A（g）＋3B（g）
4C（g）反应。
下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A．各物质的浓度之比c（A）∶c（B）∶c（C）＝2∶3∶4
B．混合气体中各物质的浓度相等
C．单位时间内，若消耗了amolA物质，同时也消耗了2amolC物质
D．混合气体的体积是反应开始前的
解析 可逆反应达到平衡时与反应体系中各物质浓度之间的大小没有直接关系，故A、B、D错。
答案 C
考点三：
化学平衡移动
3．（2016·浙江省杭州市七校高二下期中）在体积可变的密闭容器中，反应mA（g）＋nB（s）
pC（g）达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。
下列说法中，正确的是（ ）
A．m必定小于pB．（m＋n）必定大于p
C．（m＋n）必定小于pD．m必定大于p
解析 压缩体积压强增大，A的转化率降低，说明平衡向逆反应移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由于B为固体，所以m＜p。
答案 A
考点四：
转化率
4．（2016·杭州市七校高二下期中）反应：
①PCl5（g）
PCl3（g）＋Cl2（g） ②2HI（g）
H2（g）＋I2（g） ③2NO2（g）
N2O4（g）在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%。
若保持各反应的温度和容器的体积都不改变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率（ ）
A．均不变B．①增大，②不变，③减少
C．①减少，②不变，③增大D．均增大
解析 若保持各自的温度、体积不变，分别加入一定量的各自的反应物，可以等效为将原来的容器缩小体积，实际上增大的反应体系的压强，①该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以转化率减小；②该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，增大压强，平衡不移动，所以转化率不变；③该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以转化率增大。
答案 C
考点五：
化学平衡常数
5．（2016·温州市高三3月选考模拟）下列有关平衡常数叙述中，正确的是（ ）
A．不同浓度的同一弱电解质，其电离常数（K）不同
B．温度越高，化学平衡常数一定越大
C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡
D．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化
解析 A．电离平衡常数（K）是温度的常数，随温度的增大而增大，不随浓度的变化而变化，例如CH3COOH
CH3COO－＋H＋，当再加入少量冰醋酸时，（K）值不变，故A错误；B.若正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，化学平衡常数减小，若正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，化学平衡常数增大，故B错误；C.平衡常数（K）是温度的常数，平衡常数改变，反应温度一定改变，化学平衡一定发生移动，故C正确；D.平衡常数（K）是温度的常数，改变浓度、压强平衡也会发生移动，但平衡常数不变，故D错误。
答案 C
6．（2015·浙江嘉兴学科基础测试）某温度下，反应SO2（g）＋
O2（g）
SO3（g）的平衡常数为K1，在同一温度下，反应2SO3（g）
2SO2（g）＋O2（g）的平衡常数为K2，则（ ）
A．K2＝K1B．K2＝
C．K2＝K
D．K2＝
解析 根据平衡常数的定义：
平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积，所以反应SO2（g）＋
O2（g）
SO3（g）的平衡常数为K1＝
，反应2SO3（g）
2SO2（g）＋O2（g）的平衡常数为K2＝
，所以K2＝
。
答案 D
考点六：
等效平衡
7．（2015·浙江金、丽、衢十二校联考）在恒温恒压条件下化学反应：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＝－QkJ·mol－1，在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量（Q）如下表所列。
判断下列叙述不正确的是（ ）
容器
SO2（mol）
O2（mol）
SO3（mol）
N2（mol）
Q（kJ）
甲
2
1
0
0
Q1
乙
1
0.5
0
0
Q2
丙
0
0
2
0
Q3
丁
1
0.5
0
1
Q4
A.平衡时，向甲容器中再加1molO2，一段时间后达到平衡时O2的体积分数增大
B．平衡时，升高丙容器温度，正、逆反应速率都增大，平衡逆向移动
C．各容器中反应放出热量的关系为Q1＝2Q2>2Q4
D．丁容器中反应达到平衡时，其化学平衡常数大于乙容器中反应的平衡常数
解析 本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡常数。
A项，平衡时向甲容器中再加1molO2，平衡正向移动，但达到平衡时O2的体积分数比原平衡时大，正确；B项，升温正、逆反应速率均增大，丙容器发生的反应为SO3分解，逆反应吸热，则升高温度平衡逆向移动，正确；C项，乙中的物质的量为甲的一半，恒压条件下，容器体积为甲的一半，转化率与甲相同，所以乙中放出的热量Q2＝0.5Q1kJ，丁中充入氮气，容器的体积增大，反应物分压减小，平衡向逆反应方向移动，所以丁放出的热量比乙少，Q2>Q4，则Q1＝2Q2>2Q4，正确；D项，化学平衡常数只受温度影响，温度未发生变化，则乙与丁的平衡常数相同，错误。
答案 D
考点七：
速率平衡图像
8．（2015·浙江杭州师大附中第二次月考）臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：
2NO2（g）＋O3（g）
N2O5（g）＋O2（g），反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（ ）
A
B
C
D
升高温度，平衡常数减小
0～3s内，反应速率为：
v（NO2）＝0.2mol·L－1
t1时仅加入催化剂，平衡正向移动
到达平衡时，仅改变x，则x为c（O2）
解析 A．该反应反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应，升高温度，有利于逆反应的进行，则平衡常数减小，正确；B.根据图像可知，0～3s内，反应速率为：
v（NO2）＝（1.0－0.4）mol/L÷3s＝0.2mol/（L·s），单位错误；C.加入催化剂，对化学平衡无影响，错误；D.若x为O2，则增大氧气的浓度，平衡逆向移动，二氧化氮的转化率降低，与图不符，错误。
答案 A
考点八：
速率和平衡的综合应用
9．（2016·浙江省丽水中学月考）研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图。
（1）曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。
（2）在一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，
容器
CO2
H2
CH3OH
H2O
甲
1mol
3mol
乙
amol
bmol
cmol
cmol
一般时间达到平衡，若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为________。
（3）一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
a．容器中压强不变
b．H2的体积分数不变
c．c（H2）＝3c（CH3OH）
d．容器中密度不变
e．2个C===O断裂的同时有6个H—H断裂
解析
（1）Ⅱ平衡时间小于Ⅰ，说明Ⅱ反应速率大于Ⅰ，且平衡时Ⅱ中CH3OH的物质的量小于Ⅰ，说明平衡向逆反应方向移动，则只能是升高温度，即Ⅱ的温度大于Ⅰ，温度越高，平衡向逆反应方向移动，导致化学平衡常数越小，所以KⅠ＞KⅡ。
（2）设二氧化碳反应量为x
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）
初始量（mol）:
1300
转化量（mol）:
x3xxx
平衡量（mol）:
1－x3－3xxx
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即
＝0.8
解得x＝0.4mol
依题意：
甲、乙为等效平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，CH3OH和H2O（g）的物质的量为1mol，CH3OH和H2O（g）的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的取值范围为：
0.4＜c≤1；
（3）a.在恒压容器中进行，压强一直不变，所以不能判断达到了平衡状态，故错误；b.H2的体积分数不变，则正、逆反应速率相等，表明反应达到平衡状态，故正确；c.c（H2）＝3c（CH3OH），与反应物开始的量和转化率有关，则不能判断达到了平衡状态，故错误；d.反应前后质量不变，但体积一直在变，所以容器中密度不变，表明反应达到平衡状态，故正确；e.2个C===O断裂的同时有6个H—H断裂，都是指正反应方向，所以不能判断达到了平衡状态，故错误。
答案
（1）＞
（2）0.4＜c≤1 （3）bd
易错点一 速率和平衡移动关系中的易错点
1．误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小，其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。
2．混淆化学反应速率变化与化学平衡的移动的关系。
化学平衡移动，则化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，如催化剂对化学平衡的影响。
另外平衡正向移动，不可错误地认为逆反应速率一定减小，正反应速率一定增大。
[易错训练1] （2015·浙江象山中学月考）CO（g）＋H2O（g）
H2（g）＋CO2（g） ΔH<0，在其他条件不变的情况下（ ）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，加快了反应速率，反应的ΔH也随之改变
B．改变压强，反应速率发生改变，但平衡不发生移动，反应放出的热量不变
C．温度降低，正、逆反应速率都减小，反应放出的热量不变
D．恒容时充入稀有气体或充入H2，正、逆反应速率都减小
解析 对于一个特定的化学反应来说，ΔH是固定不变的，与加入催化剂与否无关，A项错误；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，反应速率发生改变，但平衡不移动，反应放出的热量不变，B项正确；温度降低，正、逆反应速率都减小，且平衡正向（放热方向）移动，反应放出的热量增加，C项错误；恒容时，充入H2，H2的浓度增大，逆反应速率增大，D项错误。
答案 B
易错点二 不能准确把握外界条件改变对平衡移动的影响
1．误认为改变任意一个条件，都能引起平衡移动。
其实不一定，如对于反应前后气体分子数不变的反应，减小体积引起体系压强增大，由于反应混合物中各组分浓度同等程度增大，故平衡不移动。
2．混淆勒夏特列原理中的“减弱”。
勒夏特列原理：
如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
此处的“减弱”是在改变后的基础上减弱，并不能抵消，更不能超越。
[易错训练2] （2016·年3月金华一中选考科目模拟）已知可逆反应aA（g）＋bB（？
）
cC（g） ΔH＞0（B物质的状态未确定）。
关于该反应的描述正确的是（ ）
A．加压若平衡正向移动，则a＞c
B．加入一定量的B，平衡一定正向移动
C．缩小容器的体积，各物质的浓度一定增大
D．升高温度，平衡一定正向移动，混合气体的平均摩尔质量的变化不能确定
解析 A．增加压强，对于反应前后气体的系数和变化的反应来说，会引起平衡的移动，但是B的状态不确定，所以移动方向无法判断，故A错误；B.加入一定量的B，B是固体或液体，平衡不一定移动，故B错误；C.缩小容器的体积，对于固体物质来说，浓度不变，即缩小容器的体积，各物质的浓度不一定增加，故错误；D.升高温度，平衡一定向吸热方向移动，即正向移动，混合气体的平均摩尔质量等于质量和物质的量的比值，但是B的状态以及a、b、c不确定，所以混合气体的平均摩尔质量的变化不能确定，故D正确。
答案 D
易错点三 转化率和平衡常数中的易混淆点
1．对于一个确定的可逆反应，影响平衡常数的因素只有温度。
易误认为只要平衡移动，平衡常数就发生变化。
2．计算某反应的平衡常数时，要注意利用各物质的平衡浓度而不是初始浓度，更不要错误地利用物质的量来计算。
3．误认为化学平衡向正反应方向移动，则反应物的浓度一定减小，或反应物转化率一定增大。
其实不然，这是因为造成平衡移动的因素有多种，如当增大某种反应物的浓度时，平衡虽向正反应方向移动，但该反应物浓度最终增大，且转化率降低。
4．误认为任何可逆反应都是正向开始随后达到平衡。
其实不一定，因为一开始反应的进行方向取决于浓度商Q和化学平衡常数K的大小关系。
[易错训练3] （2016·杭州市七校高二下期中）汽车尾气净化中的一个反应如下：
NO（g）＋CO（g）
N2（g）＋CO2（g） ΔH＝－373.4kJ·mol－1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是（ ）
解析 平衡常数只受温度影响，升高温度平衡向吸热反应移动，该反应正反应为放热反应，故升高温度平衡向逆反应移动，CO的转化率减小，平衡常数减小，故A、B错误；增加氮气的物质的量，平衡向逆反应移动，NO的转化率减小，故C错误；平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与NO的物质的量无关，故D正确。
答案 D
易错点四 不会分析化学平衡图像
解答化学平衡图像题要明确以下注意点，以免造成不必要的失分。
（1）注意某物质的转化率与其百分数“相反”。
（2）注意图像的形状和走向是否符合给定的化学反应。
（3）注意图像是否通过“原点”，即是否有“O”点。
（4）注意两个变量之间的关系，判断图像正确与否，可加辅助线，通常在横坐标上作垂线为辅助线，使两个“变量”成一个“变量”来判断图像是否合理。
[易错训练4] （2016·浙江省余杭区高二上期末）两体积相等的密闭容器中均充入1molX和1molY，分别于300℃和500℃开始发生反应：
X（g）＋Y（g）
3Z（g），Z的含量（Z%）随时间t的变化如图所示。
已知在t3时刻改变了某一实验条件。
下列判断正确的是（ ）
A．曲线a是500℃时反应过程的图像
B．正反应是吸热反应
C．t3时刻可能是增大了压强
D．t3时刻可能是降低了温度
解析 从题图可知，曲线b先达到平衡，则对应的反应温度为500℃，但Z的含量较低，故该反应的正反应是放热反应，A、B项错误；该反应前后气态物质体积增大，故增大压强平衡逆向移动，Z的含量降低，C项错误；降低温度，平衡正向移动，Z的含量升高，D项正确。
答案 D
1．（2016·9月台州市选考教学质量评估，18）某温度时，反应X（g）
4Y（g）＋Z（g） ΔH＝－QkJ·mol－1，在2L的恒容密闭容器中进行，X的浓度随时间变化如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．2min内，X的平均反应速度为0.25mol·L－1·min－1
B．第5min时，该反应达到平衡状态
C．第5min后，Y的生成速率与X的消耗速率相等且保持不变
D．5min内，反应放出的热量为1.6QkJ
解析 A项，v（X）＝
＝0.25mol/（L·min），正确；B项，第5min之后c（X）不再变化，说明反应已达到平衡，正确；C项，反应速率之比等于化学计量数之比，故Y的生成速率是X的消耗速率的4倍，5min后反应达到平衡，速率不再变化，错误；
D项，X（g）
4Y（g）＋Z（g） ΔH＝－QkJ/mol
1mol QkJ
0.8mol/L×2L x
x＝1.6QkJ，正确。
答案 C
2．（2016·浙江4月学考，30节选）氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。
以铁为催化剂，0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mol。
（1）在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
（2）该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是________（填“增大”“减小”或“不变”）。
解析
（1）根据反应式计算，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mol时，则氢气的物质的量为0.9mol。
在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，此时c（H2）＝
＝0.45mol·L－1，开始按0.6mol氮气和1.8mol氢气投料，即n（N2）∶n（H2）＝1∶3时，H2的总转化率等于N2的总转化率为38.2%，平衡时，c（H2）＝1.8mol×
＝0.556mol·L－1。
取（25，0.45）和（X，0.56）两个点用光滑曲线连接起来，其中X大于25且在X点后浓度不再改变。
见答案图。
（2）催化剂（指正催化剂）对化学反应起到加快速度的作用，在反应体系中，无论是正反应还是逆反应速率均同等程度增大，所以催化剂对逆反应速率的影响也是增大。
答案
（1）
（2）增大
3．（2016·9月台州市选考教学质量评估，30）（加试题）工业上以CO2和NH3为原料合成尿素。
该反应过程为：
反应1：
CO2（g）＋2NH3（g）
NH2COONH4（s） ΔH1
反应2；NH2COONH4（s）
CO（NH2）2（s）＋H2O（g） ΔH2
反应3：
CO2（g）＋2NH3（g）
CO（NH2）2（s）＋H2O（g） ΔH3＜0
（1）K1、K2、K3分别为反应1、反应2、反应3对应的平衡常数，K2随温度变化的曲线如图1所示，则K1对应的是________（选填“曲线1”或“曲线2”），理由是________。
图1
（2）现将CO2和NH3按下图比例充入体积为10L的密闭容器中发生反应1，经15min达到平衡，CO2、NH3物质的量浓度的变化曲线如图2所示。
图2
①若保持温度和体积不变，在第25min时再向该容器中充入1molCO2和2molNH3，请画出从第25min起NH3的物质的量浓度随时间变化曲线。
②若保持温度和压强不变，再向容器中充入3molCO2，则此时v正________v逆（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，具有较强的还原性，可将AgBr还原为金属Ag，同时产生一种无色有甜味的气体X，高温下1mol气体X分解生成0.5molO2和1mol单质Y。
①写出NH2OH与AgBr反应的化学方程式_________________________。
②NH2OH水溶液呈弱碱性，室温下其电离平衡常数K＝9.0×10－9，某NH2OH水溶液中NH3OH＋的物质的量浓度为3.0×10－6mol·L－1，则该溶液中NH2OH的电离度为________（忽略水的电离）。
③以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO
可转化为NH2OH，以铂为另一极，则该电解反应的化学方程式_________________________。
解析
（1）由图1可知，升高温度，K2增大，根据平衡常数的性质可知，该反应②为吸热反应，由盖斯定律可知ΔH1＝ΔH3－ΔH2，又因ΔH3＜0，ΔH2＞0，所以ΔH1＜0。
（2）①由反应①可知K＝
，起始时加入的n（NH3）∶n（CO2）＝2∶1，故平衡后的c（NH3）∶c（CO2）＝2∶1，当保持恒温恒容时，再加入2molNH3和1molCO2时，达到平衡时K不变，故c（NH3）和c（CO2）仍与原平衡相等，且达到平衡的时间要比原平衡建立的时间短。
②原平衡时n（CO2）＝0.1×10＝1mol n（NH3）＝2mol
再加3molCO2后，体积由10L变为20L，
此时c（CO2）＝0.2mol/L c（NH3）＝
＝0.1mol/L
Qc＝
＞K＝
故平衡向逆反应方向移动即v逆＞v正。
（3）①由题中无色有甜味气体可能是N2O，又知2N2O
O2＋2N2
因此可知X即为N2O，故方程式为：
2NH2OH＋4AgBr===4Ag＋N2O↑＋4HBr＋H2O。
②NH2OH＋H2O
NH3OH＋＋ OH－
（a－3.0×10－6）mol/L 3.0×10－6mol/L 3.0×10－6mol/L
K＝
＝9×10－9
解得a＝1×10－3mol/L
故NH2OH的电离度为
×100%＝0.30%；
③由题意可知阴极反应物为NO
，产物为NH2OH，阳极产物为O2，故电解反应为2HNO3＋2H2O
2NH2OH＋3O2↑。
答案
（1）曲线2 由图1可知，随着温度升高，K2增大，则ΔH2＞0，根据盖斯定律又得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，已知ΔH3＜0所以ΔH1＜0，曲线2符合随着温度升高，K1减小
（2）①
②＜
（3）①2NH2OH＋4AgBr===4Ag＋N2O↑＋4HBr＋H2O
②0.30%
③2HNO3＋2H2O
2NH2OH＋3O2↑
4．（2015·浙江9月选考，30）氮化铝（AlN）是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1500℃时，通过碳热还原法制得。
实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行：
①Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X（X中Al与O的质量比为6.75∶2）；②在碳存在下，X与N2反应生成AlN。
请回答：
（1）X的化学式为________。
（2）碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为：
Al2O3（s）＋3C（s）＋N2（g）
2AlN（s）＋3CO（g）
①
升级会员 