高届高级高中化学第一轮复习配套学案第七章第23讲.docx

1、高届高级高中化学第一轮复习配套学案第七章第23讲第23讲化学平衡状态化学平衡的移动考纲要求1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解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。1.可逆反应(1)定义在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“ ”表示。理解应用向含有2

2、 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0),充分反应后生成SO3的物质的量_(填“”“”或“”,下同)2 mol,SO2的物质的量_0 mol,转化率_100%,反应放出的热量_ Q kJ。答案2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态。(2)建立(3)平衡特点3.判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志：v正v逆0同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aAbB cCdD,时,反应达到平衡

3、状态。(2)静态标志：各种“量”不变各物质的质量、物质的量或浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。理解应用1.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强；混合气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子质量；混合气体的颜色；各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；某种气体的百分含量(1)能说明2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是_。

4、(2)能说明I2(g)H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是_。(4)能说明C(s)CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明5CO(g)I2O5(s) 5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何？(1)_。(2)_。(3)_。(4)_。答案(1)(2)(3) (4)题组一“极端转化”确定各物质的量1.在密闭容器中进行反应

5、：X2(g)Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3 molL1 B.Y2为0.4 molL1C.X2为0.2 molL1 D.Z为0.4 molL1答案A2.(2019长沙一中月考)一定条件下,对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1,则下列判断正确的是()A.c1c231B.平衡时,Y和Z的

6、生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 molL1答案D【解析】平衡浓度之比为13,转化浓度之比亦为13,故c1c213,A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32,B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。极端假设法确定各物质浓度范围上述题目1可根据极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g) 2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1

7、0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g) 2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为X2(0,0.2),Y2(0.2,0.4),Z(0,0.4)。题组二化学平衡状态的判断3.一定条件下,在密闭恒容的容器中,发生反应：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g) Si3N4(s)12HCl(g)H0,能表示该反应达到平衡状态的是()A.v逆(N2)v正(H2)B.v正(HCl)4v正(SiCl4)C.混合气体密度保持不变

8、D.c(N2)c(H2)c(HCl)136答案C【解析】利用化学反应速率之比等于化学方程式的计量系数之比可知A项错误；B项均表示正反应,无论反应是否处于平衡状态都成立；D项表示的浓度关系与是否平衡无关；混合气体密度不变说明容器中气体质量不变,而平衡移动则气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态。4.(2020衡阳高三调研)反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)Hv逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态,不发生平衡移动。(3)v正v逆：平衡向逆反应方向移动。3.影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的

9、方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆,平衡不移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响恒温恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温恒压条件原平

10、衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小应用体验根据化学平衡原理解答下列问题：在体积不变的密闭容器中发生N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，只改变一种外界条件，完成下表：改变条件平衡移动方向氢气的转化率(增大、减小或不变)氨气的体积分数(增大、减小或不变)增大氮气的浓度增大氨气的浓度升温充入适量氩气答案(从左到右，从上到下)正向增大逆向减小增大逆向减小减小不移动不变不变(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动()(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大()(3)C(s)CO2(g) 2CO(g)H0

11、，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大()(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大()(5)向平衡体系FeCl33KSCN Fe(SCN)33KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅()(6)对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅()题组一选取措施使化学平衡定向移动1(2019桂林高三质检)COCl2(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 D答案B解

12、析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。2(2018天津，5)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBr C2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D若起始

13、温度提高至60 ，可缩短反应达到平衡的时间答案D解析D错：温度提高至60 ，化学反应速率虽然加快，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A对：加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大；B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成溴乙烷；C对：原反应物按物质的量之比11加入，又因二者反应的化学计量数之比为11，两者的平衡转化率之比为11，若将反应物均增大至2 mol，其平衡转化率之比仍为11。 3在压强为0.1 MPa、温度为300 条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)2H2

14、(g) CH3OH(g)H0。(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是_(填字母)。Ac(H2)减小B正反应速率加快，逆反应速率减慢C反应物转化率增大D重新平衡减小(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是_(填字母)。A升高温度B将CH3OH从体系中分离C充入He，使体系总压强增大答案(1)CD(2)B解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。题组二新旧平

15、衡的比较4(2020抚州高三模拟)在一密闭容器中，反应aA(g)bB(s) cC(g)dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是()A平衡向逆反应方向移动BacdC物质A的转化率增大D物质D的浓度减小答案C解析容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。5将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(

16、)选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定减小B升高温度N2的转化率减小C充入一定量H2H2的转化率不变，N2的转化率增大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案B解析A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。1分析化学平衡移动问题的注意事项(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件

17、的变化，而不能消除外界条件的变化。(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。2解答化学平衡移动类判断题的思维过程关注特点分析条件(浓度、温度、压强等)想原理(平衡移动原理)综合判断得结论。1等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数

18、、体积分数等)均相同。2等效平衡的判断方法(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效。例如：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2 mol 1 mol 0 0 0 2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol a mol b mol c mol上述三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。中a、b、c三者的关系满足：ca2，b1，即与上述平衡等效。(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。例如：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2 m

19、ol 3 mol 0 1 mol 3.5 mol 2 mol a mol b mol c mol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则中，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足：，即与平衡等效。(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如：H2(g)I2(g) 2HI(g) 1 mol 1 mol 0 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol两种情况下，n(H2)n(I2)11，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足11或ab11，c0，即与平衡等效。3虚

20、拟“中间态”法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。问题思考对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率_，PCl5(g)的百分含量_。答案正反应减小增大(2)2HI(g) I2(g)H2(g)再充入HI(g)，平衡向_方向

21、移动，达到平衡后，HI的分解率_，HI的百分含量_。答案正反应不变不变(3)2NO2(g) N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_，NO2(g)的百分含量_。答案正反应增大减小1向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)，达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率()A不变 B增大 C减小 D无法判断答案C解析恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡)，增大压强平衡向左移，

22、转化率降低。2已知H2(g)I2(g) 2HI(g)H0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是()A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1 mol He，乙中不变C甲降低温度，乙增大压强D甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2答案C解析相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小

23、，错误；B项，甲中加入0.1 mol He，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；D项，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，结果还是等效的，错误。3一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)HQ kJmol1(Q0)，现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1 mol CO和1 mol H2O，在中充入1 mol CO2和1 mol H2，在中充入2 mol CO和2 mol H2O，均在700 条件下开始反应。

24、达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3，下列说法正确的是()A2Q12Q2Q3B容器中CO的百分含量比容器中CO的百分含量高C容器中反应的平衡常数比容器中反应的平衡常数小D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1答案C解析A项，容器中平衡建立的途径不相同，无法比较Q1、Q2的大小；C项，容器中所到达的平衡状态，相当于在容器中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大；D项，温度相同时，容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1，容器中所达到的平衡状态，相当于在容器中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，所以容器中CO的转化率与容器中

25、CO2的转化率之和小于1。4一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应吸热B达到平衡时，容器中反应物的转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大答案D解析对比容器和可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但温度

26、高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；相对于成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以中转化率高，B错误；不考虑温度，中投料量是的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以中c(H2)小于中c(H2)的两倍，C错误；对比和，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但温度高，速率更快，D正确。1(2019海南，3)反应C2H6(g) C2H4(g)H2(g)H0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是()A增大容器容积 B升高反应温度C分离出部分氢气 D等容下通入惰性气体答案D2(2019浙江4月选考，17)下列说法正确的是()AH2(g)I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变BC(s)H2O(g) H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)B(g) 2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体D1 mol N2和3 mol H2