2022年高考一轮复习化学平衡的知识点和习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第 21 讲 化学平稳基础考点梳理最新考纲 1.明白反应的可逆性；2明白化学平稳建立的过程；懂得 化学平稳常数的含义,能够利用化学平 衡常数进行简洁的运算；自主复习 一、化学平稳状态 1可逆反应 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反应；2化学平稳状态 在肯定条件下,将0.02 mol CO 和0.02 mol H2Og通入 2 L 密闭容器中,进 催化剂 行反应：COH2Og垐 垐 . 高温 垐 . CO2H2；1反应刚开头时,反应物浓度最大,正反应速率最大； 生成物浓度为 0,逆反 应速率为 0；名师归纳总结 - -

2、- - - - -第 1 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2反应进行中,反应物浓度逐步减 小,正反应速率逐步减小,生成物浓度逐步增大,逆反应速率逐步增大；3达到平稳时,正反应速率与逆反应速率相等,此时反应物浓度不再发生变化,生成物浓度也不再发生变化；4如达平稳时,水蒸气的体积分数 与 H2 的体积分数相等, 就平稳时一氧化 碳的转化率为 50%；用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示上述过程,如下列图：二、化学平稳常数1概念 在肯定温度下,当一个可逆反应达名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - -

3、 - - - 到平稳状态时,生成物浓度计量数次方的乘积与反应物浓度计量数次方的乘积的比值是一个常数,用符号K 表示；2表达式pCg对于反应mAg nBgqDg,Kc C pc D q c A mc B n；3平稳常数的应用和留意事项 1K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越高；2利用浓度商判定平稳移动方向；3平稳常数只与温度有关,与其他因素无关；数“4固体和纯液体的浓度通常看作常 1” ,不计入平稳常数表达式中；5化学平稳常数是指某一详细反应 的平稳常数；如反应方向转变,就平稳常数转变；如方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平稳常数也会转变；名师归纳总结 - - -

4、 - - - -第 3 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 网络构建热点典例突破 热点考向 1.依据可逆反应的特点进行有关的 判定,懂得反应进行的程度；2化学平稳状态的判定及比较；3利用平稳常数判定反应进行的方 向或运算反应物的转化率及某一物质的 消耗量,百分含量的变化；热点探究 热点 1 化学平稳状态的判定 判定一个可逆反应是否达到化学平名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 衡状态,可以从三个方面来进行；1依据化学平稳状态的本质标志：正反应速率等于逆反应速率；各组分的 浓度保持不变；2依

5、据“ 浓度不变” 衍生出的一些 间接判定方法：各组分的百分含量保持 不变、各组分的物质的量不随时间的改 变而转变、各气体的分压不变、各气体 的体积不随时间的转变而转变、有颜色 变化的体系颜色不变等；3结合可逆反应的特点不同,建立 平稳的条件不同,从不同的角度进行特 例判定；如：名师归纳总结 列举反mAg nBgpCgqDg 第 5 页,共 36 页应混合物各物质的物质的量或 物质的量分数肯定平稳各物质的质量或质量 分数肯定平稳体系中各成分各气体的体积或体积 分数肯定平稳的含量总体积、总压强、总物不一- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 质的量肯定 定平衡在

6、单位时间内消耗了m mol A 同时生成 m mol A,即 v 正v逆平稳在单位时间内消耗了名师归纳总结 正、逆反n mol B 同时消耗了 p平稳第 6 页,共 36 页mol C,就 v正v 逆不一应速率vA ：vB ：vC ：的关系vDm：n：p：q,v正定平衡不肯定等于 v 逆压强在单位时间内生成了不一n mol B,同时消耗了 q定平mol D,因均指 v逆衡mn pq 时,总压平稳强肯定 其他条件肯定 不一如 mnpq,总压定平强肯定 其他条件肯定 衡混合气 M r 肯定,只有当 m平稳体的平n pq 时- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -

7、均相对 M r 肯定,且 mnp不一分子质定平q 时量 Mr 衡任何化学反应都相伴着温度能量的变化,当体系温度平稳肯定时 其他不变 体系的 密度 密度肯定不一 定平 衡 平稳 v正其他如体系颜色不再变化等留意： 1化学平稳的实质是v逆0,表现为平稳体系各组分的物 质的量或物质的量分数不再变化,因此v正v逆0 是化学平稳判定的充要 条件；2运用 v正v逆0 时,留意方 向和数量关系；3学会“ 变” 与“ 不变” 判定；“ 变” 就是到达平稳过程中量“ 变” ,而到达平稳后“ 不变” ,否就,不肯定 平稳；名师归纳总结 【 例1 】可 逆 反 应 ：第 7 页,共 36 页- - - - - -

8、-精选学习资料 - - - - - - - - - 2NO2g 2NOgO2g,在体积固定 的密闭容器中,达到平稳状态的标志是 单位时间内生成生成 2 n mol NO2；单位时间内生成n mol O2 的同时 n mol O2 的同时生成 2n mol NO；用 NO2、NO、O2表示的反应速率 的比为 2：2：1 的状态；混合气体的颜色不再转变的状 态；混合气体的密度不再转变的状 态；混合气体的压强不再转变的状 态；混合气体的平均相对分子质量不 再转变的状态；ABC D全部解析 此题不仅考查了化学平稳的直接标志,也要求对化学平稳的间接名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共

9、36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 标志进行分析,判定；中单位时间内生成 n mol O 2 必消耗 2n mol NO 2,而生 成 2n mol NO2 时,必消耗 n mol O 2,能说明反应达到平稳；不能说明； 中无论达到平稳与否,化学反应速率都等于化学计量数之比；有色气体的颜色不变,就表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平稳；体积固定、气体质量反应前后守恒,密度始终不变；反应前后 v 0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化；由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变 时,说明气体中各物质的物质的量不变,该反应 n 0,能说明反应达到平稳；名师归纳总结

10、答案 A 第 9 页,共 36 页变 式1下 列 方 法 中 可 以 证 明2HIgH2gI2g已达平稳状态的- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 是_；单位时间内生成 时生成 n mol HI ；n mol H2 的同一个 HH 键断裂的同时有两 个 HI 键断裂；百分组成 HI I 2；反应速率 vH2 vI 2 vHI/2 时；cHI ：cH2 ：cI 22：1：1 时；温度和体积肯定时,某一生成物 浓度不再变化；温度和体积肯定时,容器内压强 不再变化；条件肯定,混合气体的平均相对 分子质量不再变化；温度和体积肯定时,混合气体的 颜色不再变化；温度和

11、压强肯定时,混合气体的 密度不再变化；解析： 是从 v 正v 逆 0 来判名师归纳总结 断的,由上面分析可知,只有符合；第 10 页,共 36 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 分别是从结果上来判定的,由于该反应是两边气体体积相等的反应,所以由左栏归纳可知, 可以判定；答案： 热点 2 化学平稳常数1.化学平稳常数的概念 在肯定温度下,当一个可逆反应达到化学平稳时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平稳常数 简称平稳常数 ,用符号 K 表示；名师归纳总结 2化学平稳常数的表示第 11 页,共 36 页对 于

12、一 般 的 可 逆 反 应mAg nBg pCgqDg,在肯定温度下的平稳常数为： Kcp C cq D cmA cnB；如可逆反应I2gH2g2HIg的平稳常数- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - c2HI Kc H2 c I2；3化学平稳常数的特点 1化学平稳常数只与温度有关,与 反应物或生成物的浓度无关；2反应物或生成物中有固体和纯液 体存在时, 由于其浓度可看作“1” 而不 代人公式 联想化学反应速率一节固体 和纯液体的处理 ；3化学平稳常数是指某一详细反应 方程式的平稳常数；如反应方向转变,就平稳常数转变；如方程式中各物质的 系数等倍扩大或缩小,

13、 尽管是同一反应,平稳常数也会转变,但意义不变；4化学平稳常数的应用 1利用 K 可以估计可逆反应进行的 程度；K 的大小表示可逆反应进行的程度,K 大说明反应进行程度大,反应物的转 化率大； K 小说明反应进行的程度小,反应物的转化率小；2借助平稳常数,可以判定一个化名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学反应是否达到化学平稳状态；对 于 可 逆 反 应 aAgbBg cCgdDg,在肯定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系：Qcc C cd D caA cbB,QK 反应向逆反应方向进行, v 正 v

14、逆；3利用 K 可判定反应的热效应如上升温度, K 值增大,就正反应为吸热反应；如上升温度, K 值减小,就正反应为放热反应；【例 2】在 25 时,密闭容器中X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平稳浓 度如下表：名师归纳总结 物质1X Y Z 第 13 页,共 36 页初始浓度 /mol L0.1 0.2 0.0 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 平稳浓度 /mol L1 0.05 0.05 0.1 以下说法错误选项 A反应达到平稳时, X 的转化率为50% B反应可表示为 X3Y 2Z,其平稳常数为 1600 C增大压强使平稳向生成 Z 的方向移动,平

15、稳常数增大D转变温度可以转变此反应的平稳常数解析 X 浓度变化了 0.05,所以达到 化 学 平 衡 时 , X的 转 化 率 为0.05 0.1 100%50%,选项 A 正确；Y的浓度变化了 0.15,Z 的浓度变化了 0.1,故 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 X 3Y 2Z,B 正确；平稳常数与浓度、压强无关,只与温度有关,应选项 C 错误、 D 正确；名师归纳总结 答案 C 第 14 页,共 36 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 变式 22022北京市西城区抽样合成氨反应N2g 3H2g垐 垐 垐. 催化剂 垐 垐.2NH3g H

16、”、“ ” 或“K2；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答案： 1c2NH32 c N2 c3H2热点 3 化学平稳的运算1.三段法 始态、变化、终态 步骤： 1写出有关平稳的化学方程式；2找出各物质的起始量、转化量、平稳量 可设为未知数 ；3利用条件列方程运算；如：mAgnBg pCgqDg 起始 mol/L: a b 0 0 转化 mol/L: mx nx px qx平稳 mol/L: amx bnx px qx说明： 运算中存在以下量的关系反应物： n平n始n变；生成物： n平n始n变；各物质的转化量之比等

17、于化学方程式中化学计量数之比；转化率反应物转化的物质的量 反应物起始的物质的量 100%；或浓度、体积 或浓度、体积名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量2平稳时混合气的平均相对分子质对于反应mAg nBgpCgqDg,如 A、B 起始物质的量分别为a mol、b mol,达平稳后, A 的物质的量变化了 mx mol,就平稳混合气的平均相对分子质量为：aMAbMBMramxbnxpxqx；【例 3】2022北京理综 某温度下, H2g CO2g H2Og COg的平稳常数 K9 4；该温度下在甲、乙、丙三个恒容密

18、闭容器中,投入 H2g和CO2g,其起始浓度如下表所示；起始浓度 甲 乙 丙cH2mol/L 0.010 0.020 0.020 cCO2mol/L 0.010 0.010 0.020 以下判定不正确选项 A平稳时,乙中 于 60% CO2 的转化率大名师归纳总结 B平稳时,甲中和丙中H2 的转化第 17 页,共 36 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 率均是 60% C平稳时,丙中 cCO2是甲中的 2倍,是 0.012 mol/L D反应开头时, 丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢解析 此题考查化学平稳常数及转化率的运算,意在考查考生对数据的

19、分析和处理才能；设平稳时甲中 CO2 的转化浓度为 x mol/L,就平稳时 H2、CO2、H2O、CO 的浓度分别为 0.01x mol/L 、0.01x mol/L 、x mol/L 、x mol/L ,根x x据平稳常数 K0.01x 0.01x94,解得 x0.006,就甲中 CO2 的转化率为0.006 0.01 100%60%,由于乙相对于甲增大了 cH2,因此 CO2 的转化率增大,A 项正确；设平稳时丙中CO2的转化浓名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 度为 y mol/L ,就平稳时 H2、CO2

20、、H2O、CO 的浓度分别为 0.02y mol/L 、0.02y mol/L 、y mol/L 、y mol/L ,依据平稳 y y 9 常数 K0.02y 0.02y4,解得 y0.012,就丙中 CO2 的转化率为0.012 0.02 100%60%,B 项正确；平稳时甲中 cCO20.010.0060.004mol/L,丙 中 cCO20.020.0120.008mol/L,C 项错误；反应开头时,丙中反应物浓 度最大,反应速率最快,甲中反应物浓度最小,反应速率最慢,D 项正确；答案 变式 3C 在密闭容器中进行的如下反应：名师归纳总结 2SO2gO2g催化剂2SO3g 第 19 页,

21、共 36 页SO2 的起始浓度是0.4 molL1,O2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的起始浓度 1 mol L1；当 SO2 的转化率 为 80%时,反应达到平稳状态；1求反应的平稳常数；2如将平稳时反应混合物的压强增 大 1倍,通过运算判定平稳将如何移动？3平稳时保持体积不变,向平稳混 Ar,使体系总压 合气体中充入稀有气体 变为原先的 3 倍,平稳又将如何移动？1平衡常数K0.32 molL1 20.08 molL1 2 0.84 mol L 1 400 21 mol L11名师归纳总结 2压强增大 1 倍,各组分的浓度增大1第 20 页,共

22、 36 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 倍,0.64mol L1 2 Qc0.16 molL1 2 1.68 mol L 1200 21 mol L 11400 21 mol L 11即 Qcc3 C2p2p3Bab92.4 D131 名师归纳总结 解析 此题考查化学平稳学问, 意第 25 页,共 36 页在考查考生解决实际问题的才能；A 项,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 可假设丙的容积为甲的两倍,达平稳时浓度与甲相等,再压缩至容积相等,如平稳不移动,就氨气浓度为甲中 2 倍,现平稳向正反应方向移动,就有 2c1p3,故不正确； D 项,由 A 项分析可知,如压缩 至相同体积时, 平稳不移动,就有 131,现在丙中平稳向正反应方向移动,就 130B容器中气体的总物质的量 E 点大于 D 点CF 点的正反应速率大于逆反应速率Dv甲醇 nB