【高中化学】一轮复习学案：7.2-化学平衡状态-化学平衡的移动(共27页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第二节 化学平衡状态 化学平衡常数【高考新动向】考点梳理（三年12考）1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。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，认识其一般规律。【考纲全景透析】一、化学平衡1.可逆反应（1）概念：在一定条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。（2）表示：采用“”表示，如：Cl2 + H2O H+ +Cl- + HClO（3）特点：可逆反应在同一体系中同时进行。可逆反应进行一段时间后，一定会达到化学平衡状态“两同一不能”同一条件下，正、逆反应同时进行，不能进行到底2、化学平衡状

2、态（1）概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的百分含量保持恒定的状态。（2）特征逆：化学平衡状态只对可逆反应而言等：正反应速率等于逆反应速率。动：化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，正逆反应都仍在继续反应。定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变。变：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡当影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生移动。二、外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响1.化学平衡移动实质：化学平衡移动是由于浓度、温度、压强的变化使可逆反应从一种平衡状态变为另一平衡状态的过程。平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆

3、反应速率相等的关系。(正) (逆)，正向移动；(正)0.4 mol，A正确；该反应速率比未体现出反应方向，B错误；温度升高，正、逆反应速率都要增大，C错误；4 min内O2的平均反应速率为0.05 molL1min1，D正确。答案：AD考点二化学平衡与转化率的关系1.转化率转化率=2.实例分析（1）反应前后气体体积不相等的反应。条件变化平衡移动转化率变化增大浓度正移的转化率增大，的转化率减小增大浓度逆移从你反应角度看，的转化率减小升高温度逆移、的转化率都减小增大压强正移、的转化率都增大（2）反应物只有一种或是产物只有一种的可逆反应。条件变化平衡移动转化率变化体积不变时，充入气体正移的转化率增大

4、体积不变时，充入气体逆移的转化率增大（3）对于反应前后气体体积相等的反应。条件变化平衡移动转化率变化增大的浓度正移的转化率减小，的转化率增大增大的浓度逆移转化率不变增大压强不移动转化率不变3惰性气体（与反应中各气体物质无关的气体）的影响(l)若容器恒温恒容，充人惰性气体虽改变了容器内气体 的总压强，但却没有改变气体的浓度，故平衡不移动，转化率不变。(2)若容器恒温恒压，充人惰性气体会使容器的容积增大，虽未减小容器内气体的总压强，但降低了各物质的浓度，从而使平衡向气体体积增大的方向移动，若正向移动，转化率增大，若逆向移动，转化率减小。【提醒】(1)增大反应物浓度，反应物的转化率不一定增大。如合成

5、氨的反应中，增大氮气浓度，氮气的转化率减小，氢气的转化率增大。(2)生成物浓度比原来减小了，不一定是平衡向逆反应方向移动造成的，如气体反应减小压强，不论平衡向哪个方向移动，各种气体物质的浓度都减小。(3)压强增大，平衡不一定移动，可从v(正)与v(逆)的变化分析。如下表改变条件v(正)、v(逆)变化平衡移动恒容容器充入惰性气体v(正)、v(逆)不变平衡不移动反应前后气体相等反应，压缩容器体积v(正)、v(逆)都增大，且v(正)=v(逆)平衡不移动【典例2】在密闭容器中发生如下反应：aX(g)bY(g) cZ(g)dW(g)，反应达到平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，

6、W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是()A平衡向逆反应方向移动BabcdCZ的体积分数增加DX的转化率下降【答案】C 【解析】此反应达平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，假设平衡不发生移动，W的浓度应变为原平衡时的2倍，而实际为1.8倍，假设不成立，原平衡必发生移动，由W的浓度为原平衡时的1.8倍，小于2倍知，平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动，根据勒夏特列原理知：abcd，平衡移动的结果导致Z的体积分数减小，X的转化率下降。考点三化学平衡常见的图象1.图像题的解题思路(1)一看点：即看线段的起点是否通过原点，两条线的交点或者线段的拐点等。(2)二看线：看线段的走向和

7、变化趋势。(3)三看面：看清楚横坐标和纵坐标表示的物理量。(4)四看要不要作辅助线：看是否需要作等温线或等压线。2.对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，若mnpq且H0（1）vt图像（2）ct图象（3）c或p(T)图象【图像分析方法】对于化学反应平衡的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。(2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。(3)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)v(放)，在速率时间图上，

8、要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。(4)注意终点。例如在浓度时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。(5)先拐先平。例如，在转化率时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。(6)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。【典例3】在密闭容器中进行下列反应：M (g)+N(g)R(g)+2 L(？)，当改变温度和压强时，R的含量的变化情况如图所示，下列叙述正确的是(

9、 )A.正反应吸热，L是气体 B.正反应吸热，L是固体C.正反应放热，L是液体 D.正反应放热，L是气体【解析】选D。压强不变都为p2时，根据“先拐先平数值大”的规律可知T1T2，则从T2到T1的升温过程中，R的含量减少，说明正反应为放热反应；温度不变都为T2时，利用“先拐先平数值大”的规律可知压强p2p1，当增大压强时，R的含量减少，说明逆反应为气体体积减小的反应，所以L为气体。综上所述D项正确。【高考零距离】【2012高考】1.（2012重庆高考13）13.在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a（g）+b（g）2c（g）；H0进行先关操作且达到平衡后（忽略体积改变所做的功），下列叙

10、述错误的是A. 等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B. 等压时，通入z气体，反应器中温度升高C. 等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D. 等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大【解题指南】解答本题要掌握以下两种情况对平衡的影响：1、等压、等容时加入惰性气体对平衡的影响。2、等压、等容时加入一种反应物对平衡的影响。【解析】选A。等压时通入惰性气体，相当如给体系减压，扩大体积，各物质浓度减小，所以A错误；等压时，加入Z气体，相当于扩大体积，反应二向左移动，反应放热，温度升高，B项正确。等容时充入惰性气体，对反应体系无影响，各物质浓度不变，反应速率不变，C项正确；等容时加入Z，反应二平衡左移

11、，Y物质的量浓度变大，D项正确。2、(2012 安徽高考 9)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：催化剂SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l) H0 若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其他条件不变，使用不同催化剂，该反应平衡常数不变【解题指南】解答本题“三部曲”：先看容器恒容，再看反应气体体积缩小的放热反应，最后运用规律分析。【解析】选D。因为反应在恒容容器中进行，平衡前，随着反应的进行，容器内气体的物质

12、的量不断减小，压强不断减小。故A项错误。平衡时，其他条件不变，分离出硫，由于硫是固体，浓度不改变，对反应无影响，正反应速率不变。B项错误。正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低。C项错误。催化剂只改变反应历程，不影响平衡，不能改变平衡常数，故D项正确。3、（2012大纲版全国卷8）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) H 0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 【解题指南】解答本题时应掌握影响化学平衡

13、移动因素的有关知识。【解析】选 B 。因为该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大压强只能增大反应速率但平衡不移动,由此判断A项与题意不符；因为该正反应为放热反应，降温使平衡向正反应方向移动，从而增大CO的转化率,B项正确；增大CO的浓度，平衡虽然向正反应方向移动但CO的转化率会降低，因此C项与题意不符；D项催化剂对化学平衡无影响，因此D项也不符合要求。4、（2012北京高考26）(12分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A: 4HCl+O22Cl2 + 2H2O(1) 已知:i.反应A中，4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的热量。i

14、i.H2O的电子式是_。反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为_kJ，H2O中HO 键比HCl中HCl键（填“强”或“弱”）_。（2）对于反应A，下图是4种投料比n（HCl）：n（O2），分别为1：1、2：1、4：1、6：1下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。曲线b对应的投料比是_.当曲线b, c, d对应的投料比达到相同的HCI平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_。投料比为2:1、温度为400时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_.【解题指南】解答本题时应注意以下三个方面：（1） 书写热化学方程式时注意表明物质的状态

15、及H的正负号。（2） 用化学键计算化学反应的热效应时，注意物质中化学键的个数。（3） 分析化学平衡的图像时，注意“定一议二”。【解析】（1）设1 mol HO 键断开时需要的能量为x， 1 mol HCl 键断开时需要的能量为y，由热化学方程式得出等式：（4x+498）（4y+2243）=115.6，解得yx=31.9（2）反应温度和投料比对HCl平衡转化率都有影响，固定温度，a、b、c、d的HCl转化率越来越高，应是O2的含量越来越多，HCl和O2的配比应是越来越小，分别为6：1、4：1、2：1、1：1。对曲线b, c, d来说，当HCI平衡转化率相同时，对应的反应温度越高，投料比越来越小。

16、投料比为2:1、温度为400时，HCl的转化率是80%，设HCl和O2的物质的量分别为2x和x【答案】32 强（2） 4:1投料比越高，对应的反应温度越低30.8%【2011高考】1.（2011安徽高考9）电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄：（aq）+2（aq）+（l）2（s）+2（aq） H”或“ ”）。实际生产条件控制在250、1.3104kPa左右，选择此压强的理由是 。【解析】注意在计算化学平衡常数时，将体积比转化成物质的量浓度之比，同时注意中间量的创设，如转化率或参加反应的物质的量等。【答案】（1）NO2与水反应的化学方程式为：3NO2 +H2O =2HNO3 +NO；NO2与NH3

17、的反应为一个氧化还原反应，NO2为氧化剂，NH3 为还原剂，N2既是氧化产物，又是还原产物，当1mol的NO2 发生反应时，电子转移数为4mol，故当转移1.2mol电子时，则有0.3 mol的NO2反应，即在标准状况下的气体体积为6.72L。（2）已知2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） H=-196.6 kJmol-1 2NO（g）+O2（g）2NO2（g） H=-113.0 kJmol-1 将1/2+-1/2变形，可得所求反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g），H3= H11/2H21/2=41.8kJmol-1。a项，因该反应为一个反应前后气体体积不变的反应，故压强

18、不变不能作为判断反应达到平衡状态的标志；b项，因颜色与浓度大小有关，颜色不变意味着NO2浓度不变，其他物质的浓度也不变，故正确；c项，SO3和NO的体积比在任意时间都是1：1，体积比都不变，故它不能作为判断反应达到平衡状态的标志；d项，因消耗 SO3与生成 NO2是同一个方向，因此它不能作为反应达到平衡状态的标志。答案为b。NO2与SO2以体积比1:2参与反应，达到平衡时它们的体积比为1：6，现可设容器的体积为1L，NO2与SO2的物质的量分别为1mol、2mol；参加反应的NO2与SO2的物质的量分别为x、x，达到平衡时NO2与SO2的物质的量分别为1-x，2-x，由题意可得，（1-x）/（

19、2-x）=1：6，解得x=0.8，故平衡状态时，c(SO3)=c(NO)=0.8mol/L，c(NO2）=(1-0.8)mol/lL=0.2mol/L，c(SO2)=(2-0.8)mol/1L=1.2mol/L，则K=c(SO3)c(NO)/c(SO2)c(NO2）=2.67。（3）由图可得出，温度相对较低时，CO的平衡转化率高，说明了该反应的正反应是一个放热反应，故该反应H小于0，因在1.3104kPa下，反应物CO的转化率已经很大，再加压，对设备的要求较高，得不偿失。答案：（1）3NO2 +H2O =2HNO3 +NO 6.72 （2）-41.8 b 2.67（3） 在1.3104kPa

20、下，反应物CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。5.（2011浙江高考27）(14分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度()15.020.025.030.035.0平衡总压强(kPa)5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度(mol/L)2.41033.421034.

21、81036.81039.4103可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是_。AB密闭容器中总压强不变C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变根据表中数据，列式计算25.0时的分解平衡常数：_。取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_（填“增加”、“减小”或“不变”）。氨基甲酸铵分解反应的焓变H_0，熵变S_0。（填“”、“”或“”）（2）已知：NH2COONH42H2ONH4HCO3NH3H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO)随时间变化

22、趋势如图所示。计算25时，06min氨基甲酸铵水解反应的平均速率_。根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：_。【解析】解答本题要明确如下几点：（1）平衡常数的求算。（2）用平衡移动原理（即勒夏特列原理）去分析问题【答案】（1）A项，不能表示正逆反应速率相等；B项，反应正向进行则压强增大；C项，恒容，反应进行则密度增大；D项，反应物是固体，NH3的体积分数始终为2/3。需将25的总浓度转化为NH3和CO2的浓度；K可不带单位。加压，平衡逆移；根据表中数据，升温，反应正移，H0，固体分解为气体，S0。（2）0.05molL-1min-1；25时反应物的起始浓度较15反应物的起始浓度小

23、，但06 min的平均反应速率（曲线斜率）仍比15.0的大。【答案】（1）BC； 增加 ，（2）0.05molL-1min-125时反应物的起始浓度较15反应物的起始浓度小，但06 min的平均反应速率（曲线斜率）仍比15的大。【2010高考】1.（2010安徽卷）低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH2（g）NO（g）NH2（g）2H3（g）3H2O（g） H p3;D项，a1+b1=1.，而a2 a3,所以a1+ a31.综上分析可知，本题选BD项。3.（2010广东理综卷）（16分）硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。(1)请完成B2H6气体与水反应的化学

24、方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +_。(2)在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是_ _该反应的_0(填“”).(3)H3BO 3溶液中存在如下反应：H3BO 3（aq）+H2O（l） -( aq)+H+（aq）已知0.70 molL-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2. 0 10-5molL-1，c平衡（H3BO 3）c起始（H3BO 3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应

25、的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）【解析】(1)根据元素守恒，产物只能是H2， 故方程式为B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2。(2)由图像可知，温度升高，H3BO 3的转化率增大，故升高温度是平衡正向移动，正反应是吸热反应，HO。(3) K=【答案】(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2(2) 升高温度，反应速率加快，平衡正向移动 HO(3) 或1.434.（2010天津卷）（14分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。请回答下列问题： 煤的

26、气化的主要化学反应方程式为：_。 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：_。 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；H 90.8 kJmol1 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；H 23.5 kJmol1 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；H 41.3 kJmol1 总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的H _；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是_（填

27、字母代号）。a高温高压 b加入催化剂 c减少CO2的浓度d增加CO的浓度 e分离出二甲醚 已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/（molL1）0.440.60.6 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 _ v逆 （填“”、“”或“”)。 若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) _；该时间内反应速率v(CH3OH) _。【解析】(1)煤生成水煤气的反应为C+H2OCO+H2。(2)既然生成两种酸式盐

28、，应是NaHCO3和NaHS，故方程式为：Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS。(3)观察目标方程式，应是2+，故H=2H1+H2+H3=-246.4kJ mol -1。正反应是放热反应，升高温度平衡左移，CO转化率减小；加入催化剂，平衡不移动，转化率不变；减少CO2的浓度、分离出二甲醚，平衡右移，CO转化率增大；增大CO浓度，平衡右移，但CO转化率降低；故选c、e。(4)此时的浓度商Q=1.86400，反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故正逆；设平衡时生成物的浓度为0.6+x，则甲醇的浓度为（0.44-2x）有：400=，解得x=0.2 molL-1，故0.44 molL-1-2

29、x=0.04 molL-1。由表可知，甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) molL-1=1.64 molL-1，其平衡浓度为0.04 molL-1，10min变化的浓度为1.6 molL-1，故(CH3OH)=0.16 molL-1min-1。【答案】(1) C+H2OCO+H2。(2) Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS(3) -246.4kJ mol -1 c、e(4) 0.04 molL-1 0.16 molL-1min-1命题立意：本题是化学反应原理的综合性试题，考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡移动原理，和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡

30、常数和速率的计算等。【解析】本题考查化学平衡移动、等效平衡。 在相同条件下，甲、乙容器中达平衡时是等效平衡，欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，则甲中平衡向着正反应方向移动，同时乙向着逆反应方向移动或者不移动。选项A，甲、乙提高相同温度时，平衡均向逆反应方向移动，且达平衡是二者等效，HI浓度相等。选项B，加入稀有气体时，平衡不移动，二者HI浓度相等。选项C，甲降低温度平衡向着正反应方向移动，达平衡是HI浓度增大，而乙中HI浓度不变，符合题意。选项D，甲中增加等量的H2或I2，达平衡是HI浓度相等。【考点提升训练】一、选择题1.(2012深圳模拟)某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常

31、数表达式为：。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. D.【解析】选B。根据平衡常数可知，该可逆反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，因为C为固体，没有达到平衡，则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化，平均相对分子质量不变，说明反应已经达到平衡，对；v正(H2O)v逆(H2)说明反应达到平衡，对；虽然容器的体积不变，但是气体的质量可变，当气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态， 对、对；任何时刻消耗n mol H2的同时都消耗n mol CO，错，正确选项为B。2.将4