第2讲 化学平衡状态及化学平衡移动生.docx

1、第2讲 化学平衡状态及化学平衡移动生第2讲 化学平衡状态及化学平衡移动知识点一：化学平衡1可逆反应(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同一不能：“二同”：同一条件下，正、逆反应同时进行。“一不能”：反应物和生成物同时存在，任意物质不能全转化为生成物，即反应物的转化率小于100%。2化学平衡状态建立过程图示(1)建立过程：一定条件下的可逆反应随着反应的进行，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态(如如图)。(2)特点：逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。等：达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等。定：达到平

2、衡时反应体系中各组分的浓度保持恒定。动：化学平衡是一种动态平衡。变：当外界条件发生变化时，平衡可能发生移动。注意点：(1)对于在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不能认为是可逆反应。如PbPbO22H2SO42PbSO42H2O不是可逆反应。(2)对于可逆反应，无论什么条件下，反应物都不可能完全转化为生成物。如H2I22HI的反应体系中，加入1 mol H2与1 mol I2充分反应后，生成HI的量一定小于2 mol。(3)可逆反应达到化学平衡状态时，化学反应速率不等于零。(4)对于有特征现象的化学反应，可以通过观察现象来判断反应是否达到平衡，如Fe33SCN Fe(SCN)3的反应，当

3、反应体系的颜色不再改变时，反应达到平衡。(5)外界条件发生变化，化学平衡状态不一定发生移动，如使用催化剂。练习：1下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0C平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变2一定温度下，可逆反应H2(g)I2(g) 2HI(g)达到化学平衡状态的标志是()A混合气体的压强不再变化B混合气体的颜色不再变化C反应速率v(H2)1/2v(HI)Dc(H2)c(I2)c(HI)112知识点

4、二：外界因素对化学平衡的影响1影响化学平衡的因素若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度减小反应物浓度或增大生成物浓度压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强减小压强反应前后气体体积不变改变压强温度升高温度降低温度2催化剂与化学平衡的关系使用催化剂，能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速率，可以缩短达到平衡的时间，但对化学平衡没有影响。3勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。注意点：(1)增大固体或纯液体物质的量，化学平衡不发生移动

5、，因固体或纯液体的浓度可视为1，增加其用量，对平衡不产生影响。(2)化学反应速率改变是化学平衡移动的前提条件，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，化学平衡移动，化学反应速率必定改变。(3)改变容器内气体的压强，使化学平衡发生移动，是通过改变气体的浓度而实现的。即改变压强，若气体的浓度不变则化学平衡一定不会发生移动。(4)勒夏特列原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。(5)平衡移动能够“减弱”外界条件的变化，但不能“抵消”外界条件的变化。练习：3下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是()A混合物中各组分的浓度改变B正、逆反应速率改变C混合物中各组分的含量改变D混合体

6、系的压强发生改变4对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)nY(s) pZ(g)H0，达化学平衡后，改变条件，回答下列问题(填“一定”、“不一定”或“一定不”)(1)增大压强，化学平衡_发生移动(2)通入氦气，化学平衡_发生移动(3)增加Y的物质的量，化学平衡_发生移动(4)其他条件不变，升高温度，化学平衡_发生移动要点记忆：高频考点：考点一化学平衡状态的判断在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：2NO2 2NOO2，你能判断出下列哪些情况能作为反应达到平衡状态的标志吗？单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,v正(NO)2v逆(O2)用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2

7、21混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变知识点链接：1直接判断依据达到平衡状态2间接判断依据以mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)为例：类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的质量或各物质的质量分数一定各气体的体积或体积分数一定正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正)v(逆)在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v(正)不一定等于v(逆)v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，v(正)不一定等于v(逆)

8、在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v(逆)，所以v(正)不一定等于v(逆)压强mnpq时，总压强一定(其他条件一定)mnpq时，总压强一定(其他条件一定)平均相对分子质量(r)mnpq时， r一定mnpq时， r一定气体密度mnpq，恒温恒压时，密度保持不变mnpq时，密度保持不变温度体系温度一定(其他不变)颜色反应体系内有色物质的颜色一定例1对于反应N2O4(g) 2NO2(g)H0，将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。1可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成

9、物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)2在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)，不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是 ()A体系的压强不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键考点二化学平衡移动及转化率变化在一定条件下的密闭容器中，发生反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)

10、H0，改变下列条件，平衡如何移动？反应物的转化率如何变化？增大N2的浓度移出部分NH3升高温度扩大容器体积或减小压强恒温恒容条件下充入He气恒温恒压条件下充入He气答案：平衡右移N2转化率减小，H2转化率增大；平衡右移N2、H2转化率都增大；平衡左移N2、H2转化率都减小；平衡左移N2、H2转化率都减小；平衡不移动N2、H2转化率都不变；平衡左移N2、H2转化率都减小知识点链接：分析化学平衡移动要注意从正、逆反应速率是否改变入手，速率改变平衡才有可能移动。判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与物料转化率提高等同起来，要视具体情况而定。1实例分析(1)反应实例2SO2(g)O2(g) 2SO3

11、(g)H0：条件变化平衡移动转化率变化增大O2浓度正移SO2的转化率增大，O2的转化率减小增大SO3浓度逆移SO2、O2的转化率都减小升高温度逆移SO2、O2的转化率都减小增大压强正移SO2、O2的转化率都增大(2)反应实例2NO2(g) N2O4(g)：条件变化平衡移动转化率变化体积不变时，充入NO2气体正移NO2的转化率增大增大压强(缩小体积)正移NO2的转化率增大(3)反应实例I2(g)H2(g) 2HI(g)：条件变化平衡移动转化率变化增大H2的浓度正移H2的转化率减小，I2的转化率增大增大压强不移动转化率不变2“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响(1)恒温、恒容：原平衡体

12、系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动(转化率不变)(2)恒温、恒压：原平衡体系容器容积增大体系中各组分的浓度同倍数减小 例2合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是()A增加压强 B降低温度C增大CO的浓度 D更换催化剂3对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是()生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加反应物的转化率一定增大反应物的浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了适宜的催化剂A BC

13、D4据报道，在300 、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g)下列叙述错误的是()A使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C充入大量CO2气体可提高H2的转化率D从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率专题：1解题指导(1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信

14、息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。(3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。2分类解析(1)含量时间温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)(2)恒压(温)线：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率()，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有(如图3所示)：(3)

15、其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v(正)v(逆)的点是3，表示v(正)v(逆)的点是1，而2、4点表示v(正)v(逆)。图3图4典例印证一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合示意图的是()ACO2(g)2NH3(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)H0CCH3CH2OH(g) CH2= CH2(g)H2O(g)H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g) 2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)H0专题集训1电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O (a

16、q)2Pb2(aq)H2O(l) 2PbCrO4(s)2H(aq)H0B若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v(正)v(逆)D状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大3某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应可用aA(g)bB(g) cC(g)表示的化学平衡的影响，得到如下图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示平衡转化率，表示体积分数)。根据图像，下列判断正确的是()A反应：若p1p2，则此反应只能在高温下自发进行B反应：此反应的H0，且T1T2C反应：H0且T2T1或H0且T2T1D反应：T1T2，则该反应

17、不易自发进行1向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应：N23H22NH3，对达到化学平衡状态时的有关说法正确的是()AN2将完全转化为NH3BN2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等CN2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D正反应和逆反应的速率都为零2下列叙述与图像对应符合的是()A对于达到平衡状态的N2(g)3H2(g) 2NH3(g)在t0时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动Bp2p1，T1T2C该图像表示的化学方程式为：2A=B3CD对于反应2X(g)3Y(g) 2Z(g)H0，y可以表示Y的百分含量3对可逆反应2A(s)3B(g) C(g)2D(

18、g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率提高A B C D4固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标)：回答下列问题：(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是_(填序号)。a01 min B13 minc38 mind811 min(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H2

19、的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线改变的条件可能是_，曲线改变的条件可能是_。(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是_(填序号)。a容器内压强不再改变b容器内气体的密度不再改变c容器内气体的平均摩尔质量不再改变d容器内各物质的物质的量相等一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1在425 时，在1 L密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析下图所示示意图，从下列选项中选出能从示意图中读出相关信息的不正确选项()A同温同压下，只要物质比列适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态B上述图像表示的反应为H2(g)I2(g) 2HI(g)C图(1)H2的转化率图

20、(2)HI的转化率100%D相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同2某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为：K。能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是()容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化v正(H2O)v逆(H2)容器中气体的密度不随时间而变化容器中气体总质量不随时间而变化消耗n mol H2的同时消耗n mol COA B C D3在容积一定的密闭容器中，反应A(？)B(g) C(g)D(g)达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是()A正反应是放热反应BA不是气态物质，加入A该平衡向正反应方向移动C其他条件不变，加入A平衡不移动D改变压强对该平衡的移动无影响4COCl2(g) CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A B C D5利用低温技术可用于处理废气中的氮氧化物。在恒容密闭容器中发生下列化学反应：4NH3(g) 6NO(g) 5N2(g) 6H2O (g) H Q kJ/mol (QT1，则该反应的H”、“0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答：依曲线A，反应在前3 min内氧气的平均反应速率为_。若曲线A