高考化学讲与练 第7章 第2讲 化学平衡状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版.doc
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1、1 / 31【2019【2019 最新最新】精选高考化学讲与练精选高考化学讲与练 第第 7 7 章章 第第 2 2 讲讲 化学平衡化学平衡状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版李仕才考纲要求 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。考点一考点一 可逆反应与化学平衡建立可逆反应与化学平衡建立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
2、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。2化学平衡状态(1)概念2 / 31一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(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,反应达到平衡状态。(2)静态标志:各种“量”不变各物质的质量、物质的量或
3、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。(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)对反应 A(g)B(g)?C(g)D(g),压强不随时间而变,说明反应已达平衡状态()(4)对于 NO2(g)SO2(g)?SO3(g)NO(g)反应,当每消耗 1molSO3 的同时生成 1molNO2 时,说明反应达到平衡状态()(5)化学平衡状态指的是反应静止了,不再发
4、生反应了()(6)对于 A(g)B(g)?2C(g)D(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志()3 / 31(7)恒温恒容下进行的可逆反应:2SO2(g)O2(g)?2SO3(g),当 SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等时,反应达到平衡状态()(8)在 2L 密闭容器内,800时反应 2NO(g)O2(g)?2NO2(g)体系中,当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()1向含有 2molSO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) HQkJmol1(Q0),充分反应后生成 SO3 的物质的量_
5、2mol(填“” “”或“” ,下同),SO2 的物质的量_0mol,转化率_100%,反应放出的热量_QkJ。答案 2一定温度下,反应 N2O4(g)?2NO2(g)的焓变为 H。现将 1molN2O4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_。答案 解析 H 是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1molN2O4,正反应速率应是逐渐减少直至不变,曲线趋势不正确。题组一 极端假设,界定范围,突破判断1在密闭容器中进行反应:X2(g)Y2(g)?2Z(g),已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1molL1、0.3molL1、0.2molL1,在一定条件
6、下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )BY2 为 0.4molL1AZ 为 0.3molL1DZ 为 0.4molL1CX2 为 0.2molL1答案 A2(2018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4 / 31衡时,X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1、0.3 molL1、0.08molL1,则下列判断正确的是( )Ac1c231B平衡时,Y 和 Z 的生成速率之比为 23CX、Y 的转化率不相等Dc1 的取值范围为 0c10.14molL1答案 D解析 平衡浓度之比
7、为 13,转化浓度亦为 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 0c10.14molL1。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) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 00.20.4假设反应逆向进行到底:X2(g)Y2(g)?2Z(g)起
8、始浓度(molL1) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 0.20.40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5 / 313(2017石家庄高三模拟)对于 CO23H2?CH3OHH2O,下列说法能判断该反应达到平衡状态的是( )Av(CO2)v(H2)B3v 逆(H2)v 正(H2O)Cv 正(H2)3v 逆(CO2)D断裂 3molHH 键的同时,形成 2molOH 键答案 C4在一定温度下的定容容器中,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,
9、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_。(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) (
10、3)(4) (5) (6)5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?答案 (1) (2) (3)(4)6 / 31规避“2”个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。(2)不能作为“标志”的四种情况反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如 2HI(g)?H2(g)I2(g)。全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子
11、质量不再随时间而变化,如 2HI(g)?H2(g)I2(g)。全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。考点二考点二 化学平衡移动化学平衡移动1化学平衡移动的过程2化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v 正v 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)化学平衡移动的方向增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动 浓度 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(对有气体反应前后气体体增大压强向
12、气体分子总数减小的方向7 / 31移动积改变 减小压强向气体分子总数增大的方向移动参加的反应)反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动升高温度向吸热反应方向移动 温度 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、以及参加反应的化学物质的浓度),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、恒压条件原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小(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
13、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)合成氨反应需要使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因()(4)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v 正减小()(5)C(s)CO2(g)?2CO(g) H0,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()(6)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大()(7)往平衡体系 FeCl33KSCN?Fe(SCN)33KCl 中加入适量 KCl 固体,8 / 31平衡逆向移动,溶液的颜色变浅()(8)
14、对于 2NO2(g)?N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大加强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅()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) H92.4kJmol1,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 正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变题组一 选取措施使化学平衡定向移动1(2017南宁高三质检)COCl2(g)?CO(g)Cl2(g) H0,当反应达到平衡时,下列措施:升温
15、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( )ABCD答案 B解析 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(2017郑州一中检测)将 NO2 装入带有活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡后,改变某个条件,下列叙述正确的是( )A升高温度,气体颜色加深,则正反应为吸热反应9 / 31B慢慢压缩气体体积,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅C慢慢压缩气体体积,若体积减
16、小一半,压强增大,但小于原来压强的两倍D恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅答案 C解析 升高温度,气体颜色加深,则平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,A 错误;首先假设平衡不移动,压缩体积,气体颜色加深,但平衡向正反应方向移动,使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡的颜色深,B 错误;同理 C 项,首先假设平衡不移动,若体积减小一半,则压强变为原来的两倍,但平衡向正反应方向移动,使压强在原平衡两倍的基础上减小,正确;体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,颜色无变化,D错误。3在压强为 0.1MPa、
17、温度为 300条件下,amolCO 与 3amolH2 的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)2H2(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10 / 31B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
18、,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。化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物 A 的浓度,平衡右移,A 的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A 的浓度一定比原平衡大;若将体系温度从50升高到 80,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时 50T80;若对体系 N2(g)3H2(g)?2NH3(g)加压,例如从30MPa 加压到 60MPa,化学平衡向气体分子数减小的方向移动,达到
19、新的平衡时 30MPap60MPa。题组二 条件改变时对化学平衡移动结果的判断4将等物质的量的 N2、H2 气体充入某密闭容器中,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新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量 H2H2的转化率不变,N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案 B11 / 31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
20、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,氮气的转化率降低,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,而氢气的转化率降低,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,答案选 B。5(2017沈阳质检)用 O2 将 HCl 转化为 Cl2,可提高效益,减少污染。新型 RuO2 催化剂对上述 HCl 转化为 Cl2 的总反应具有更好的催化活性。(1)实验测得在一定压强下,总反应的 HCl 平衡转化率随温度变化的HClT 曲线如下图:则总反应的 H_(填“” “”或“”)0。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增
21、大,请在上图画出相应 HClT曲线的示意图,并简要说明理由:_。(3)下列措施中,有利于提高 HCl 的有_。A增大 n(HCl) B增大 n(O2)C使用更好的催化剂D移去 H2O答案 (1) (2)见下图温度相同的条件下,增大压强,平衡右移,HCl 增大,因此曲线应在原曲线上方 (3)BD解析 (1)结合题中 HClT 图像可知,随着温度升高,HCl 降低,说明升高温度平衡逆向移动,得出正反应方向为放热反应,即12 / 31H0。(2)结合可逆反应 2HCl(g)O2(g)?H2O(g)Cl2(g)的特点,增大压强平衡向右移动,HCl 增大,则相同温度下,HCl 的平衡转化率比增压前的大,
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