高考化学高届高级一本突破二轮复习课件及讲义与专项训练专题十一化学平衡.docx
《高考化学高届高级一本突破二轮复习课件及讲义与专项训练专题十一化学平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学高届高级一本突破二轮复习课件及讲义与专项训练专题十一化学平衡.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学高届高级一本突破二轮复习课件及讲义与专项训练专题十一化学平衡
专题十一 化学平衡
[查漏补缺·对接高考] 排查核心知识 挖掘命题规律
授课提示:
对应学生用书第40页
[储知识·要点回扣]
■思维深化——做一做
1.对于恒容密闭容器中的反应:
4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g） ΔH＜0
状态描述
能否平衡（填“能”或“否”）
（1）单位时间内生成4molNO的同时生成4molNH3
（2）v正（NH3）∶v逆（O2）＝4∶5
（3）NH3的浓度不再改变
（4）容器内总压强不随时间改变
（5）混合气体的密度不再改变
（6）混合气体的平均相对分子质量不再改变
答案:
（1）能
（2）能 （3）能 （4）能 （5）否 （6）能
2.一定条件下反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH＞0,在某密闭容器中达到平衡。
改变条件
反应速率变化
平衡移动方向
H2O的转化率
（1）升高温度
增大
右移
增大
（2）减小容器的容积
（3）继续充入水蒸气
（4）保持恒温、恒压,充入Ne
（5）保持恒温、恒容,充入N2
（6）使用催化剂
（7）加入C（s）
答案:
（2）增大 左移 减小 （3）增大 右移 减小 （4）减小 右移 增大 （5）不变 不移动 不变 （6）增大 不移动 不变 （7）不变 不移动 不变
3.对于一定条件下的可逆反应:
甲:
A（g）＋B（g）C（g） ΔH＜0
乙:
A（s）＋B（g）C（g） ΔH＜0
丙:
A（g）＋B（g）2C（g） ΔH＞0
达到化学平衡后,加压,使体系体积缩小为原来的
回答下列问题:
（1）平衡移动方向（填“向左”“向右”或“不移动”）
甲:
________；乙:
________；丙:
________。
（2）设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙,压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙,则p甲与p′甲,p乙与p′乙、p丙与p′丙的关系分别为甲:
________；乙:
________；丙:
________。
答案:
（1）向右 不移动 不移动
（2）p甲＜p′甲＜2p甲 p′乙＝2p乙 p′丙＝2p丙
4.一定条件下反应C（s）＋CO2（g）2CO（g） ΔH＞0,在体积不变的密闭容器中达到平衡,回答下列问题:
（1）平衡常数表达式是________________________________________________________________________。
（2）若升高温度,平衡常数K________,平衡向______方向移动。
（3）若再通入一定量的CO2气体,反应速率________,平衡常数K________,平衡向________方向移动,CO2的转化率________。
（4）若再充入一定量的N2,反应速率________,平衡常数K________,平衡________移动。
答案:
（1）
（2）增大 正反应 （3）增大 不变 正反应 减小 （4）不变 不变 不
5.NH3（g）＋HCl（g）===NH4Cl（s）在室温下可自发进行的理由是________,CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）在高温下可自发进行的理由是________。
答案:
ΔH＜0 ΔS＞0
[探高考·真题鉴赏]
1.（2018·全国高考卷Ⅱ节选）CH4 CO2催化重整反应为CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g） ΔH＞0。
（1）有利于提高CH4平衡转化率的条件是________（填标号）。
A.高温低压 B.低温高压
C.高温高压D.低温低压
（2）某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·L－2。
解析:
（1）将题给三个反应依次编号为①、②、③:
①C（s）＋2H2（g）===CH4（g） ΔH＝－75kJ·mol－1
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394kJ·mol－1
③C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－111kJ·mol－1
根据盖斯定律,由③×2－①－②可得:
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247kJ·mol－1。
根据平衡移动的影响因素,该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应,所以高温低压有利于反应正向移动。
CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g）
1 0.5 0 0
0.250.250.50.5
0.750.250.50.5
K＝
＝
＝
mol2·L－2
答案:
（1）A
（2）
2.（2018·全国高考卷Ⅲ节选）对于反应2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
（1）343K时反应的平衡转化率α＝________%。
平衡常数K343K＝________（保留2位小数）。
（2）在343K下,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是________________。
解析:
温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,曲线a达到平衡的时间短,则曲线a代表343K时SiHCl3的转化率变化,曲线b代表323K时SiHCl3的转化率变化。
（1）由题图可知,343K时反应的平衡转化率α＝22%。
设起始时SiHCl3（g）的浓度为1mol·L－1,则有
2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）
起始浓度/（mol·L－1） 1 0 0
转化浓度/（mol·L－1） 0.22 0.11 0.11
平衡浓度/（mol·L－1） 0.78 0.11 0.11
则343K时该反应的平衡常数K343k＝[c（SiH2Cl2）·c（SiCl4）]/c2（SiHCl3）＝（0.11mol·L－1）2/（0.78mol·L－1）2≈0.02。
（2）在343K时,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是及时移去产物,使平衡向右移动,要缩短反应达到平衡的时间,需加快化学反应速率,可采取的措施有提高反应物压强或浓度、改进催化剂等。
答案:
（1）22 0.02
（2）及时移去产物
3.（2018·全国高考卷Ⅰ节选）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时,N2O5（g）完全分解]:
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
（1）若提高反应温度至35℃,则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）________63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”）,原因是________________________________。
（2）25℃时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp＝________kPa（Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数）。
解析:
（1）温度提高,体积不变,总压强提高；NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高。
（2）时间无限长时N2O5完全分解,故由2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）知,此时生成的pNO2＝2pN2O5＝2×35.8kPa＝71.6kPa,pO2＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。
由题意知,平衡时体系的总压强为63.1kPa,则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa,设N2O4的压强为xkPa,则
N2O4（g）2NO2（g）
初始压强/kPa071.6
转化压强/kPax2x
平衡压强/kPax71.6－2x
则x＋（71.6－2x）＝45.2,解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa,Kp＝
＝
≈13.4kPa。
答案:
（1）大于 温度提高,体积不变,总压强提高；NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高
（2）13.4
4.（2017·全国高考卷Ⅲ·T28节选）298K时,将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
AsO
（aq）＋I2（aq）＋2OH－（aq）AsO
（aq）＋2I－（aq）＋H2O（l）。
溶液中c（AsO
）与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________（填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v（I－）＝2v（AsO
）
c.c（AsO
）/c（AsO
）不再变化
d.c（I－）＝ymol·L－1
②tm时,v正________v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆________tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”）,理由是________________________________________________________________________。
④若平衡时溶液的pH＝14,则该反应的平衡常数K为________。
解析:
①溶液的pH不再变化,即OH－的浓度不再变化,所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化,说明反应达到平衡状态,a项正确；当v正（I－）＝2v逆（AsO
）或v逆（I－）＝2v正（AsO
）时反应达到平衡状态；选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率,故b项错误；反应达到平衡之前,c（AsO
）逐渐减小而c（AsO
）逐渐增大,故c（AsO
）/c（AsO
）逐渐增大,当c（AsO
）/c（AsO
）不变时反应达到平衡状态,c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c（I－）＝2c（AsO
）,观察图像可知反应达到平衡时c（AsO
）＝ymol·L－1,此时c（I－）＝2ymol·L－1,故d项错误。
②tm时反应未达到平衡状态,所以v正大于v逆。
③从tm到tn,反应逐渐趋于平衡状态,反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大,所以正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,故tm时v逆小于tn时v逆。
④根据题意,起始时c（AsO
）＝c（I2）＝xmol·L－1。
根据图像可知平衡时c（AsO
）＝ymol·L－1,则此时c（I－）＝2ymol·L－1,c（AsO
）＝c（I2）＝（x－y）mol·L－1,平衡时溶液的pH＝14,则c（OH－）＝1mol·L－1,故该反应的平衡常数K＝
＝
（mol·L－1）－1。
答案:
①a、c ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低
④
（mol·L－1）－1
[研考纲·聚焦素养]
最新考纲
1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程。
理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
3.掌握外界条件对化学平衡的影响,认识其一般规律。
4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
核心素养
1.变化观念与平衡思想:
认识化学反应是有限度的,能多角度、动态地分析化学平衡状态并运用化学平衡移动原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:
通过对化学平衡概念的深刻讨论,建立平衡思想,并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中,揭示平衡移动的本质与规律。
3.科学精神与社会责任:
应具有严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识；赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
[题型突破·通法悟道] 摆题型示例 巧取应考宝典
授课提示:
对应学生用书第41页
题型一 化学平衡状态及其移动
[研——题型探究]
►角度一 化学平衡状态的判断
1.将FeCl3溶液和KI溶液混合,发生反应:
2Fe3＋（aq）＋2I－（aq）2Fe2＋（aq）＋I2（aq）。
下列各项能判断上述可逆反应达到平衡状态的是（ ）
A.溶液颜色不再变化
B.c（K＋）不再变化
C.c（Fe3＋）与c（Fe2＋）之和不再变化
D.v正（I－）＝2v正（I2）
解析:
A项,溶液颜色不再变化,说明Fe3＋、Fe2＋及I2的浓度不再变化,反应达到平衡状态；B项,钾离子浓度始终不变,因此c（K＋）不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；C项,由铁元素守恒知,铁离子和亚铁离子的浓度之和始终不变,因此c（Fe3＋）与c（Fe2＋）之和不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；D项,v正（I－）和v正（I2）同为正反应速率,v正（I－）＝2v正（I2）不能用于判断反应是否达到平衡状态。
答案:
A
（1）c（Fe3＋）或c（Fe2＋）不再变化,是平衡状态吗？
（2）v正（I－）＝2v逆（I2）时是平衡状态吗？
提示:
（1）是。
因为c（Fe3＋）、c（Fe2＋）是随反应进行改变的量。
（2）是。
此关系说明正、逆反应速率相等。
拓展延伸
[题型建模]
判断化学反应达到平衡状态的“2方法”
►角度二 “建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用
2.已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197kJ·mol－1,向同温、同体积的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入气体:
2molSO2和1molO2；1molSO2和0.5molO2；2molSO3。
恒温、恒容下反应达到平衡时,下列关系一定正确的是（ ）
A.容器内压强p:
p甲＝p丙＞2p乙
B.SO3的质量m:
m甲＝m丙＞2m乙
C.c（SO2）与c（O2）之比k:
k甲＝k丙＞k乙
D.反应放出或吸收的热量Q:
Q甲＝Q丙＞2Q乙
解析:
容器丙中初始反应物为容器甲中物质完全反应的产物,可知容器甲中的反应和容器丙中的反应为等效平衡,则平衡时容器内压强p甲＝p丙,SO3的质量m甲＝m丙,c（SO2）与c（O2）之比k甲＝k丙,但反应放出的热量Q甲＋Q丙＝197kJ。
容器甲和容器乙中的反应比较可用如图所示模型帮助理解。
压缩体积前,两个容器乙中的反应为全等效平衡,去掉隔板,浓度、压强均不变；压缩体积后,体积缩小为原来的
若平衡不移动,则容器甲中的压强为容器乙中的2倍,但压强增大,平衡正向移动,则SO3的质量m甲>2m乙,c（SO2）与c（O2）之比k甲＝k乙,反应放出的热量Q甲>2Q乙,总物质的量减小,导致平衡压强减小,故容器内压强p甲＜2p乙。
答案:
B
[题型建模]
当容器Ⅱ中的投料量是容器Ⅰ中的n倍时,可通过构建模型来考虑。
一般解题步骤:
以PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）为例,容器Ⅰ、Ⅱ容积相同,容器Ⅱ中投料量是容器Ⅰ中的2倍。
（1）建模:
构建容器Ⅰ的模型。
（2）解模:
将容器Ⅱ进行拆分,构建新的模型（用“―→”表示状态变化的方向,用“
”表示虚拟的过程）。
即容器Ⅱ中的反应相当于在虚拟容器的基础上增加压强,平衡逆向移动,容器Ⅱ相对于容器Ⅰ,PCl5的体积分数增大。
[练——即学即用]
1.汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） ΔH＜0。
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________（填编号）。
解析:
①达到平衡时,v正应保持不变。
②由于是放热反应,又是绝热容器,体系温度升高,平衡左移,K减小。
③图中达到平衡时,CO、CO2的改变量不是1∶1。
④w（NO）逐渐减小,达到平衡时保持不变。
⑤因正反应放热,容器绝热,故反应开始后体系温度升高,达到平衡状态时,体系温度不再发生变化。
⑥ΔH是一个定值,不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
答案:
②④⑤
2.一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的密闭容器中发生反应:
2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH＜0。
反应过程中部分物质浓度变化如图所示。
若15min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,该反应是否处于平衡状态？
解析:
由图像知,10min时反应达到平衡状态,
K＝
＝
Qc＝
＝
Qc＝K,
所以该反应仍处于平衡状态。
答案:
该反应处于平衡状态。
3.在一定条件下,可逆反应2NO2（g）N2O4（g） ΔH<0达到平衡,当分别改变下列条件时,请回答下列问题:
（1）保持容器容积不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量________（填“增大”“减小”或“不变”,下同）；保持容器容积不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量________。
（2）保持压强不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量________；保持压强不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量________。
（3）保持容器容积不变,通入一定量氖气,则达到平衡时NO2的转化率________；保持压强不变,通入氖气使体系的容积增大一倍,则达到平衡时NO2的转化率________。
答案:
（1）减小 减小
（2）不变 不变 （3）不变 减小
题型二 化学反应速率和化学平衡图像
[研——题型探究]
►角度一 考查图像分析及文字表述
1.可用乙烯和乙酸为原料,杂多酸为催化剂合成乙酸乙酯,其基本反应为CH2===CH2（g）＋CH3COOH（l）
CH3COOC2H5（l）。
在相同时间点,n（乙烯）∶n（乙酸）＝1∶1的条件下,某研究小组在不同压强下进行了乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验,实验结果如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.60～80℃范围内,反应速率:
v（p1）B.a点时,乙烯的转化率为60%
C.b点之后乙酸乙酯产率下降的原因是温度升高,平衡逆向移动
D.增加乙酸的量或加压可提高乙酸乙酯的合成速率和产率
解析:
向横坐标作垂线,可知相同温度条件下,v（p1）>v（p2）>v（p3）,这是因为该反应有气体参与,压强越大,反应速率越快,A项错误；乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等,故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等,即乙烯的转化率为30%,B项错误；由图像可知,b点时反应已达平衡且正反应放热,故压强不变,升高温度平衡逆向移动,产率下降,C项正确；根据平衡移动原理,通入乙烯气体或增大压强,可以提高乙酸乙酯的合成速率和产率,但因为乙酸为液体,加入液体不能改变反应速率,D项错误。
答案:
C
►角度二 根据化学平衡图像进行相关计算
2.在某容积为1L的密闭容器中进行合成氨反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1,其他条件不变时,加入一定量的N2,改变起始投料时氢气的物质的量,则平衡时NH3的百分含量变化如图所示。
已知b点表示在容器中加入1molN2,3molH2,5min后反应达到平衡时NH3的百分含量为60%。
下列叙述正确的是（ ）
A.T2>T1
B.a、b、c三点中,b点H2的转化率最大
C.b点条件下,反应达到平衡时,v（NH3）＝0.3mol·L－1·min－1
D.若起始反应物的量比b点增加一倍,则达到平衡时放出的热量少于138.6kJ
解析:
合成氨为放热反应,温度升高时,平衡逆向移动,平衡时生成物NH3的百分含量减少,故T2＜T1,A项错误；a、b、c三点H2的量逐渐增大,反应正向进行的程度增大,但H2的转化率逐渐减小,故a点H2的转化率最大,B项错误；由题意知,
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
开始/mol130
转化/molx3x2x
平衡/mol1－x3－3x2x
则有
×100%＝60%,解得x＝0.75,故v（NH3）＝1.5mol÷1L÷5min＝0.3mol·L－1·min－1,C项正确；b点条件下,平衡时H2的转化率为75%,此时放出的热量为92.4kJ·mol－1×0.75mol＝69.3kJ,若起始时反应物的量增加一倍,则压强增大,平衡正向移动,反应物转化率提高,即H2转化率高于75%,因此放出的热量多于2×69.3kJ＝138.6kJ,D项错误。
答案:
C
[练——即学即用]
1.（2018·大同模拟）
利用I2O5可消除CO污染,其反应为I2O5（s）＋5CO（g）5CO2（g）＋I2（s）；不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体体积分数φ（CO2）随时间t变化曲线如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.b点时,CO的转化率为20%
B.容器内的压强保持恒定,表明反应达到平衡状态
C.b点和d点的化学平衡常数:
Kb＞Kd
D.0到0.5min反应速率v（CO）＝0.3mol·L－1·min－1
解析:
5CO（g）＋I2O5（s）5CO2（g）＋I2（s）
起始量/mol 20
转化量/mol yy
b点量/mol 2－yy
根据b点时CO2的体积分数φ（CO2）＝y/2＝0.80,得y＝1.6mol,CO的转化率为
×100%＝80%,A错误；由于该反应前后气体的物质的量不变,所以容器内压强恒定,不能作为平衡状态的标志,B错误；由于反应温度不同,且b点比d点时生成物CO2的体积分数大,说明进行程度大,则化学平衡常数:
Kb＞Kd,C正确；
0到0.5min时,
5CO（g）＋I2O5（s）5CO2（g）＋I2（s）
起始量/mol 20
转化量/mol xx
a点量/mol 2－xx
根据a点时CO2的体积分数φ（CO2）＝x/2＝0.30,得x＝0.6mol,则从0到0.5min时的反应速率为v（CO）＝
＝0.6mol·L－1·min－1,D错误。
答案:
C
2.（2018·惠州模拟节选）用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的合成塔中发生反应:
2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（g）。
如图为合成塔中不同氨碳比a
和水碳比b
时二氧化碳的转化率（x%）。
b宜控制在________（填字母）范围内。
A.0.6～0.7 B.1～1.1 C.1.5～1.6
a宜控制在4.0左右,理由是________________________________________________。
解析:
控制变量,作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点,转化率越高越好,所以选择A。
选择最佳氨碳比,可看最上面曲线的走势,整体增加,曲线先陡后平（略上升）,依然选择拐点,当氨碳比大于4.0时,增大氨气的量CO2转化率增加不大,但生产成本提高了,不划算；氨碳比太小,CO
升级会员 