2022高考化学大一轮复习讲义第7章第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动.docx
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1、第34讲化学平衡状态化学平衡的移动复习目标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)概念一定条件下的可逆
2、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)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aAbBcCdD,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)反
3、应2NaHCO3Na2CO3CO2H2O、Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3互为可逆反应()错因:可逆反应的反应条件必须相同。(2)化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等()错因:化学反应达到平衡后,反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变,不一定相等。(3)在1 L的密闭容器中发生反应:2NO(g)O2(g)2NO2(g),当容器中气体的颜色保持不变时,说明反应已达到平衡状态()(4)对于反应H2(g)I2(g)2HI(g),当压强不变时,反应达到平衡状态()错因:该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应,反应过程中压强始终保持不变。1 向含有2 mol SO2的容
4、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_(填序号,下同)。(2)能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是
5、_。(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)3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)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
6、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。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: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、
7、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()AZ为0.3 molL1 BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1 DZ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()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0c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13,转化浓度之
8、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 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
9、.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(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。4影响化学平衡的外界因素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反应: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
10、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”)增大氮气的浓度正向增大增大氨气的浓度逆向减小增大升温逆向减小减小充入适量氩气不移动不变不变5.化学平衡中的特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。(2)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。(3)充入惰性气体与平衡移动的关系恒温、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体系中各组分的浓度同倍
11、数减小(等效于减压)6勒夏特列原理及运用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。本原理也称为平衡移动原理。(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()错因:化学反应速率改变,化学平衡不一定发生移动,如加入催化剂。(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()错因:升高温度,v放、v吸均增大。(3)化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大()错因:化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大,如A(g)B(g)C(g),增大A的浓度、平衡右移,但A的转化率减小
12、。(4)向平衡体系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅()错因:KCl没有参与反应,加入KCl固体,平衡不移动,颜色不变。(5)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()错因:因为压缩体积,平衡右移,但c(NO2)仍大于原来的浓度,所以混合气体的颜色变深。1化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是消除“外界条件的改变”,即“减弱而不抵消”。对于一定条件下的可逆反应甲:A(g)B(g)C(g)H0乙:A(s)B(g)C(g)H0丙:A(g)B(g)2C(g)H0达到化学平
13、衡后,改变条件,按要求回答下列问题:(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_;乙_;丙_。此时反应体系的温度均比原来_(填“高”或“低”)。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)甲_;乙_;丙_。答案向左向左向右高减小减小不变(2)加压,使体系体积缩小为原来的平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_;乙_;丙_。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_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)甲_;
14、乙_;丙_。答案向右不移动不移动p甲p甲2p甲p乙2p乙p丙2p丙增大不变不变2(1)可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(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。4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)2H
15、2(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,下同)。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_。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,缩小容器体积,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;容器容积不变,充入He,平衡不移动。1(20
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