【三维设计】(人教通用版)2015届高考化学一轮总复习讲义 第二节 化学平衡状态与化学平衡的移动(23页).doc

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1、-【三维设计】(人教通用版)2015届高考化学一轮总复习讲义 第二节 化学平衡状态与化学平衡的移动-第 24 页第二节化学平衡状态与化学平衡的移动明考纲要求理主干脉络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。一、化学平衡1可逆反应在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。2化学平衡状态(1)定义一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平

2、衡。(2)建立过程(3)特征 可逆反应 二、化学平衡的移动1概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如浓度、温度、压强等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由旧平衡向新平衡的变化过程，叫做化学平衡的移动。2过程3化学平衡移动方向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。4影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：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

3、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体积减小的方向移动减小压强向体积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(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动。,1.甲：2H2O22H2O、乙：NH4ClNH3HCl、丙：CH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2CH3H2O、丁：CH3COONaH2OCH3COOHNaOH四个反应中哪些属于可逆反应，哪些不是？请总

4、结可逆反应的特点。答案：丙、丁属于可逆反应，甲、乙不属于可逆反应，因为反应条件不同。可逆反应的特点有：(1)正反应和逆反应发生的条件相同。(2)在可逆反应体系中，反应不能进行彻底，与化学反应有关的各种物质同时存在，即反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能全部转化为反应物。(3)能量转化可逆。若正反应是吸(或放)热反应，则逆反应是放(或吸)热反应。(4)对于可逆反应，可以通过改变反应条件，使之向着人们需要的反应方向最大限度的进行。2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、0.2 molL1，在一定条件下，当

5、反应达到平衡时，请用极端假设法确定各物质的浓度范围答案：假设反应正向或逆向进行彻底，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。假设反应正向进行彻底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.3 0.2改变浓度(molL1) 0.10.1 0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行彻底：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) 0.20.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为X2：00.2 molL1，Y2：0.20.4 molL1，Z：00.4

6、molL13下列说法可以证明H2(g)I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是_(填序号)。单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂百分含量w(HI)w(I2)反应速率v(H2)v(I2)v(HI)c(HI)c(H2)c(I2)211温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化解析：应该生成n mol H2的同时，生成2n mol HI；仅是一种特例，不能证明达到平衡；同一个反应方向速率比等

7、于物质的量之比，该比例不能表明达到平衡状态；由于该反应前后气体体积不变，因此容器内压强、平均相对分子质量、密度不会发生变化，与平衡状态无关。答案：4对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)nY(s)pZ(g)H0，达化学平衡后，改变条件，回答下列问题(填“一定”、“不一定”或“一定不”)。(1)增大压强，化学平衡_发生移动(2)通入氦气，化学平衡_发生移动(3)增加Y的物质的量，化学平衡_发生移动(4)其他条件不变，升高温度，化学平衡_发生移动答案：(1)不一定(2)不一定(3)一定不(4)一定5判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)温度改变，化学平衡一定发生移动。()(2)只要v(正)增

8、大，平衡一定正向移动。()(3)不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。()(4)起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等。()(5)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大。()提示：(1)(2)平衡正向移动，条件v(正)v(逆)。v(正)增大，不一定存在v(正)v逆。(3)恒温恒容，加入稀有气体平衡不移动。(4)由于转化的物质的量不一定相等，故转化率不一定相等。(5)若增加某一反应物的物质的量使平衡右移，则其转化率会减小。6下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是()A混合物中各组分的浓度改变B正、逆反应速率改变C混合物中各组分的含量改

9、变D混合体系的压强发生改变解析：选C如果混合物中各组分的浓度变化而各组分的含量不变，则平衡不发生移动；使用合适的催化剂，正、逆反应速率都改变，但平衡不移动；如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响。化学平衡状态的判断1(2012海南高考)已知A(g)B(g)C(g)D(g)判断该反应是否达到平衡的依据为()A压强不随时间改变B气体的密度不随时间改变Cc(A)不随时间改变D单位时间里生成C和D的物质的量相等解析：选C该反应前后气体体积不变，故密度、压强不变，单位时间内生成C和D的物质的量一定相等，不能作为判断依据。2(2012山东高考节选)对于反应N2O4(g)2NO2(g)H0，将1

10、 mol N2O4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_。解析：N2O4充入恒压容器中分解生成NO2，是体积变大的化学反应。因此密度逐渐减小，当达到平衡状态时，体积不再变化，密度亦不再变化，a正确；对于某一具体的反应，H是一个具体数值且始终保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，b错；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，c错；转化率不变，说明反应物不再减少，即反应达到平衡，d正确。答案：ad3对于可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)：(1)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_。av(O2)正2v(SO3)逆b容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变

11、化c容器中气体的密度不随时间而变化d容器中气体的分子总数不随时间而变化(2)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18 mol，则v(O2)_ molL1min1；若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，则平衡_移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，_ moln(SO3)_ mol。解析：(1)根据化学平衡状态的特征，容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时，说明反应达到平衡状态；(2)当达到平衡时，容器中SO3的物质的量为0.1

12、8 mol，据反应速率公式可得v(SO3)0.072 molL1min1，由化学反应方程式中的计量数关系可知：v(O2)0.036 molL1min1；再继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2时，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时，SO3的物质的量介于0.36 mol和0.40 mol之间。答案：(1)bd(2)0.036向正反应方向0.360.40判断化学平衡状态的“两审”和“两标志”1“两审”(1)一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；(2)二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。2“两标志”(1)本质标志：v正

13、v逆0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志：全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g)。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数、质量分数等保持不变。对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。特别提醒以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：(1

14、)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g)I2(g)H2(g)。(2)全部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随时间而变化。如2HI(g)I2(g)H2(g)。(3)全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。化学平衡移动的影响因素一、改变条件与化学平衡移动方向的相互判断4(2013大纲版全国卷)反应X(g)Y(g)2Z(g)；H0，达到平衡时，下列说法正确的是()A减小容器体积，平衡向右移动B加入催化剂，Z的产率增大C增大c(X)，X的转化率增大D降低温度，Y的转化率增大解析：选D因为此反应前后气体分子总数没有

15、变化，故减小容器体积，平衡不发生移动，所以A项错误；加入催化剂可同时同倍数改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，所以B项错误；增大c(X)，平衡将正向移动，但X的转化率减小，所以C项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，所以D项正确。5(2012大纲版全国卷)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)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓

16、度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析：选A温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。7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，改变下列一个条件，下列叙述正确的是()A升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应B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

17、小一半，压强增大，但小于原来的两倍D恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅解析：选C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，增大压强，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，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色不变化，D错误。1解答化学平衡移动题目的一般思路改变条件2浓度

18、、压强对平衡移动影响的几种特殊情况(1)改变固体或纯液体的量，对平衡没有影响。(2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡没有影响。(3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。(4)恒容时，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，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。(5)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对平衡的影响。

19、若以表示物质的转化率，表示气体的体积分数。对于A(g)B(g)C(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，(B)增大而(A)减小，(B)减小而(A)增大。对于aA(g)bB(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，平衡移动的方向和A的转化率的变化如下表。特点示例改变分析移动方向移动结果an0PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)又充入PCl5c(PCl5)增大，v正v逆，但压强增大不利于PCl5的分解正反应方向(PCl5)减小，(PCl5)增大bn02HI(g)H2(g)I2(g)又充入HIc(HI)增大，v正v逆，压强增大

20、，对v正、v逆的影响相同(HI)、(HI)不变cnv逆，同时压强的增大更有利于NO2的转化(NO2)增大，(NO2)减小(6)稀有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，体系中各组分的浓物质制备提纯中的化学平衡化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，近几年来涉及面非常广，有金属单质的制备(2013年上海卷31题制备镍)、化合物的制备(2013年山东卷TaS2制备)、新技术的应用(2013年浙江卷捕碳技术)、有机合成(2013年新课标全国卷二甲醚的合成)

21、等。1化工生产适宜条件选择的一般原则(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。(2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。(3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。(5)注意催化剂的活性对温度的限制。2平衡类问题需综合考虑的几个方面(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。(2)原料的循环利用。(3)产物的污染处理。(4)产物的酸碱性对反应的影响。(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。1(20

22、13山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()反应()的平衡常数表达式K_，若K1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为_。(2)如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_T2(填“”“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H

23、2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为_，滴定反应的离子方程式为_。(4)25时，H2SO3HSOH的电离常数Ka1102molL1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb_molL1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是V L，TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)起始浓度/ molL1 1/V 0 0转化浓度/ molL1 2x x x平衡浓度/ molL1 (1/V2x) x x则K1，x，则I2(g)的平衡转化率

24、是66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T1端得到纯净的TaS2晶体，即温度T1端与T2端相比，T1端平衡向左移动，则T1T2。生成物I2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由I22e2I，H2SO32eSO，根据得失电子数相等则有I2H2SO3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H2SO3的电离常数表达式为Ka，NaHSO3的水解反应的平衡常数Kb11012。加入I2后HSO被氧化为H2SO4，c(H)增大，c(OH)减小，Kh不变，由Kh得，所以

25、该比值增大。答案：(1)66.7%(2)I2(3)淀粉溶液I2H2SO3H2O=4H2ISO(4)11012增大2(2013上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)HBr2I2。(3)物质酸碱性的比较，如CH3COOH酸性强于H2CO3，H2CO3酸性强于硅酸。(4)物质溶解性的比较，如Ksp：Ag2SAgIAgCl。(5)强弱电解质的比较等。以“大气污染气体CO的处理”为载体串联化学平衡的相关知识高考载体(2011山东高考T28改编)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具

26、有重要意义。(1)已知：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。知识串联设计(1)一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生的反应。当体系的压强不变时，反应是否处于平衡状态？ 当容器中混合气体的颜色不变时，反应是否处于平衡状态？当反应处于平衡状态时，NO2与SO2的体积比是16。则该反应的平衡常数K的表达式是什么？并计算K值的大小升高温度，反应的正、逆化学反应速率如何变化？v正_v逆(填“大于”“等于”或“小于”)。反

27、应的平衡常数K如何变化？ (2)对于反应，增大压强，化学平衡移动的方向是什么？(3)依据CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系图判断反应是放热反应，还是吸热反应？ (4)反应的实际生产条件应控制在250 ，1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是什么？答案：(1)不一定处于平衡状态反应处于平衡状态K；v正、v逆均增大；减小(2)向正反应方向移动(3)放热反应(4)在1.3104 kPa下，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。1据报道，在300 、70 MPa下，由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)

28、3H2O(g)下列叙述错误的是()A使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C充入大量CO2气体可提高H2的转化率D从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率解析：选BA项，合适的催化剂能提高化学反应速率；B项，判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化；C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，可提高H2的转化率；D项，平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率。2COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入稀有气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入稀有气体，能提高COCl2转化率的是

29、()ABC D解析：选B平衡右移即可增大COCl2的转化率，平衡右移，对平衡无影响，平衡左移，平衡右移，平衡不移动，相当于减压，平衡右移。3恒温、恒容的条件下对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是_(填序号)。A升高温度B增大压强C充入一定量氮气 D再加入一些铁粉反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，使CO2的浓度成为原来的2倍，则CO2的转化率将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2O(g)，若该化学平衡状态从正反应

30、开始建立，达到平衡后，给平衡体系加压(缩小容积，其他条件不变)，则容器内气体的平均相对分子质量将_(填“不变”、“变小”或“变大”)。解析：(1)使平衡时c(CO)/c(CO2)增大，则需要使平衡向正反应方向移动，CO2的浓度减小，CO的浓度增大，比值增大。反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，A对；反应前后气体的物质的量不变，增大压强平衡不移动，B错；充入N2对平衡没有影响，C错；铁粉的量的多少对平衡没有影响，D错。增大CO2的浓度，反应物中只有CO2为气体，且反应前后气体体积相等，相当于增大压强，CO2的转化率不变。(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28215。加压时

31、平衡逆向移动，H2O(g)(相对分子质量为18)的含量增大，混合气体的平均相对分子质量变大。答案：(1)A不变(2)变大10二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。(1)一定条件下，发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g)，2 min后反应达到平衡时，测得SO2的物质的量为1 mol，若往容器中再加入2 mol SO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率_50%(填“”、“0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答：依曲线A，反应在前3 min内氧气的平均反应速率为_。若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件可能是_(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。(3)一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5(g)