通用版2019版高考化学微一轮复习第24讲化学平衡状态学案.pdf

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1、 通用版 2019 版高考化学微一轮复习第 24 讲化学平衡状态学案20180509148 第 2 页 第 24 讲 化学平衡状态 考纲要求 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，认识并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状态 1可逆反应 (1)概念：在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。第 3 页(2)化学平衡的建立：(3)平衡特征：3平衡转化率 对可逆反应 aA

2、(g)bB(g)cC(g)dD(g)，当反应达到化学平衡状态时，A 的平衡转化率为：(A)A的起始浓度A的平衡浓度A的起始浓度100%。【感悟测评】判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)2H2O2H2 O2 为 可 逆 反 应。()(2)二次电池的充、放电为可逆反应。()(3)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。()(4)化学反应的限度可以通过改变反应条件 第 4 页 而改变。()(5)由 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1知，2 mol SO2与 1 mol O2在恒压密闭容器中充分反应，可放出 196.6 kJ的热量。()(6

3、)反应物的起始物质的量之比等于化学计量数之比，达平衡后，它们的转化率相等。()答 案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1化学平衡的标志(1)v(正)v(逆)，这是本质特征。(2)各组分的浓度、质量、百分含量不再改变，这是外部特征。2化学平衡状态的判断 以 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例 类型 判断依据 平衡状态 混合物各物质的物质的平衡 第 5 页 体系中各成分的含量 量或各物质的物质分数一定 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了 m mol A 同时生成 m mol A，即 v(正)v(逆)平衡

4、 在单位时间内消耗了 n mol B 同时生成 p mol C，则 v(正)不一定等于 v(逆)不一定 v(A)v(B)v(C)v(D)不一定 第 6 页 mnpq，v(正)不一定等于 v(逆)在单位时间内生成 n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示 v(逆)，所以v(正)不一定等于v(逆)不一定 压强 mnpq 时，总压强一定(其他条件一定)平衡 mnpq 时，总压强一定(其他条件一定)不一定 平均相对分子 质量mnpq 时，M r 一定 平衡 mnpq 时，不一定 第 7 页()M r 一定 气体密度 mnpq，恒温恒压时，密度保持不变 一定 mnpq 时，密度保持不变

5、不一定 温度 体系温度一定(其他不变)平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 考向一 可逆反应特点的考查 1一定条件下，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()Ac1c231 第 8 页 B平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 23 CX、Y 的转化率不相等 Dc1的取值范围为 0c10.14 molL1 解析：平衡浓度之比为 13，转化浓度亦为 13，故 c1c213 且 X、Y 的转化率相等，A、

6、C 不正确；平衡时 Y 生成表示逆反应，Z 生成表示正反应，且 vY(生成)vZ(生成)应为 32，B 不正确；由可逆反应的特点可知 0c10，将 1 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 第 12 页 是()解析：看到密度首先写出密度m气体V气体，假设平衡向右移动，气体的总物质的量增大，因为气体的压强不变，所以体积增大；因为反应前后均为气体，所以平衡移动气体的质量不变，即密度m气体V气体减小，A 对；温度一定时，H 为定值，B 错；该可逆反应由正反应开始，N2O4浓度逐渐减小，v(正)逐渐减小，图象与 v(正)变化不符，C 错；该可逆反应由正反应开始

7、，N2O4转化率增大，达到平衡时 N2O4转化率不变，D 对。答案：AD【技法归纳】判断化学平衡状态的方法“逆向相等，变量不变”考点二 化学平衡移动 1化学平衡移动的过程 2化学平衡的移动与反应速率的关系 第 13 页 3影响化学平衡移动的外界因素(1)影响化学平衡移动的因素：若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：(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。【感悟测评】判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)升高温度，化学平衡一定发生移动。()(2)反 应2NH3(g)NO(g)NO2(g

8、)2N2(g)3H2O(g)H0，其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大。()(3)对“H2(g)I2(g)2HI(g)”无论 第 14 页 恒温恒容，还是恒温恒压，充入稀有气体，平衡均不移动。()(4)只要 v(正)增大，平衡一定正向移动。()答案：(1)(2)(3)(4)化学平衡移动和转化率的关系 1实例分析 (1)反应实例：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0 条件变化 平衡移动 转化率变化 增大 O2浓度 正移 SO2的转化率增大，O2的转化率减小 增大 SO3浓度 逆移 从逆反应角度看，SO3的转化率减小 升高温度 逆移 SO2、O2的转化率都减小 增大压强

9、正移 SO2、O2的转化率都增大(2)反应实例：2NO2(g)N2O4(g)第 15 页 条件变化 平衡移动 转化率变化 体积不变时，充入 NO2气体 正移 NO2的转化率增大 压强不变时，充入 N2O4气体 逆移 NO2的转化率减小(3)反应实例：I2(g)H2(g)2HI(g)条件变化 平衡移动 转化率变化 增大 H2的浓度 正移 H2的转化率减小，I2的转化率增大 增大 HI 的浓度 逆移 转化率不变 增大压强 不移动 转化率不变 2.惰性气体(与反应中各气体物质无关的气体)的影响(1)若容器恒温恒容，充入惰性气体虽改变 第 16 页 了容器内气体的总压强，但却没有改变气体的浓度，故平衡

10、不移动，转化率不变。(2)若容器恒温恒压，充入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。考向一 化学平衡移动方向的判断 1(2019郑州质检)在密闭容器中发生反应：aA(g)cC(g)dD(g)，达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D 的浓度为原平衡浓度的 1.8 倍。下列叙述正确的是()CD 的体积分数变大 D.acd 解析：将气体体积压缩为原来的一半(即增大压强)，若平衡不移动，则 D 的浓度应为原来的 2 倍；再次达到平衡时，D 的浓度为原来的 1

11、.8 第 17 页 倍，说明增大压强平衡逆向移动，则 an BQ0 C温度不变，压强增大，Y 的质量分数减小 D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 解析：在 100，将气体从 1 L 增大到 2 L时，若 mn，c(Y)应为 0.5 molL1，现在 c(Y)0.75 molL1，说明平衡右移，m0，升温时平衡向正反应方向移动，B、D 不正确；由 m0。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.解析：该反应的正反应是吸热反应，升温平衡向正反应方向移动，可提高 COCl2的转化率。恒

12、容通入惰性气体，由于与反应有关的物质的浓度未改变，所以平衡不移动，COCl2的转化率不变。增加 CO 浓度，平衡逆向移动，COCl2 第 19 页 的转化率变小。减压，平衡正向移动，COCl2的转化率变大。使用催化剂只能影响化学反应速率，对化学平衡无影响。相当于减压，同。综上所述，能提高 COCl2转化率的有。答案：B 4一氧化碳和氢气反应可生成甲醛：CO(g)H2(g)HCHO(g)H0，一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的 H2、CO 和HCHO 三种气体，测得 CO 的净反应速率(即正反应速率减去逆反应速率)随时间的变化曲线如图所示，其中第 5 min 和第 7 min 时分别改

13、变了反应的一个条件，下列说法不正确的是()A前 4 min 阴影部分的值为 CO 的物质的量浓度的变化量 B前 4 min 反应向逆反应方向进行 C第 5 min 时改变的条件可能为加入催化剂 D第 7 min 时改变的条件可能为升高反应 第 20 页 温度 解析：由净反应速率定义分析可知，前 4 min时 CO 的净反应速率为负值，所以反应向逆反应方向进行，故前 4 min 时阴影部分的值为 CO 的浓度增加量，A、B 正确；第 5 min 时改变条件平衡不移动，故可能为加入催化剂，C 正确；第7 min 时改变条件，CO 的净反应速率为正值，反应向正反应方向进行，又该反应为放热反应，所以改

14、变的条件可能为降低温度，D 不正确。答案：D【技法归纳】解答化学平衡移动题目的思维模型 改变条件错误!考向三 绝热体系的平衡移动 5向绝热恒容密闭容器中通入 SO2和 NO2，一定条件下使反应 SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示 第 21 页 意图如图所示。由图可得出的正确结论是()A反应在 c 点达到平衡状态 B反应物浓度：a 点小于 b 点 C升高温度该平衡正向移动 Dt1t2时，SO2的转化率：ab 段小于 bc 段 解析：只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时，可逆反应才达到平衡状态，图中曲线在c 点处没有出现水平线，A 错误；随着正反应的

15、进行，未达到平衡状态时反应物的浓度随时间的延长而减小，因此反应物浓度：a 点大于 b 点，B 错误；分析曲线 ac 段，从浓度方面考虑 v正应减小，而 v正是增大的，说明该反应是放热的，升高温度该平衡逆向移动，C 错误；若 t1t2，分析图中曲线可知：ab 段的正反应速率的平均值小于 bc 段，所以 bc 段转化的 SO2的量比 ab 段转化的 SO2的量多，而 a 点浓度比b 点大，所以 SO2的转化率：bc 段大于 ab 第 22 页 段，D 正确。答案：D 6在一个不导热的密闭反应容器中，只发生两个反应：a(g)b(g)2c(g)H10 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，

16、下列叙述错误的是()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 解析：不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)3y(g)2z(g)第 23 页 平衡逆向移动，放出热量，体系温度升高，a(g)b(g)2c(g)平衡逆向移动，c 的物质的量减 少；等 压 时，通 入z气 体，x(g)3y(g)2z(g)平衡逆向移动，体系温度升高；等容时，通入惰性气体，反应物浓度不变，各反应速率不变；等容时，通入 z 气体，x(g)3y(g)2z(g)平衡逆向移动

17、，y 的物质的量浓度增大。答案：A【技法归纳】绝热体系的化学平衡分析方法 在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡就会向吸热反应的方向移动，从而影响平衡常数和反应物的转化率，对吸热反应，会使体系内温度降低，也会使平衡发生移动。考向四 化学平衡移动的过程与结果的分析 第 24 页 7向一容积不变的密闭容器中充入 1 mol N2O4，建立了平衡 N2O4(g)2NO2(g)，测知 N2O4的转化率为 a%，在其他条件不变时再通入 1 mol N2O4，待重新建立新平衡时 N2O4的转化率为 b%。a与 b 的大小关系为()Aab 解析：答案：B 8(2019南京三模

18、)已知反应 O2(g)2Cl2(g)2Cl2O(g)H0。在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入 1 mol O2与 2 mol Cl2，测得平衡时 O2的转化率如下表：下列说法正确的是()容器编号 温度/容器体积/L 平衡时 O2转化率 平衡时压强/Pa 20V1 50%p1 第 25 页 0 200 V2 70%p2 350 V3 50%p3 A.起始反应速率：B平衡时压强：p1p2 C容器体积：V1V3 D若实验中 O2和 Cl2用量均加倍，则平衡时 O2的转化率小于 70%解析：平衡时 O2转化率比大，说明相对于平衡向正反应方向移动，所以开始时压强：p1p2，则反应速率，结合勒夏特列原理

19、，平衡时压强也是 p10 C降低压强有利于提高 Y 的产率 D升高温度有利于提高 Z 的产率 解析：化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，由图可知，XY 反应的 HE3E2，XZ 反应的 HE1E20，反应放热，A、B 项错误；由 X 生成Y 的反应，即 2X(g)3Y(g)，是气体物质的量增大的反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高 Y 的产率，C 正确；XZ 的反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于提高 Z 的产率，D 错误。答案：C 2(2019高考北京卷)K2Cr2O7溶液中存在 第 28 页 平衡：Cr2O27(橙色)H2O2CrO24(黄色)2H

20、。用 K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是()A中溶液橙色加深，中溶液变黄 B中 Cr2O27被 C2H5OH 还原 C对比和可知 K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D若向中加入 70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色 解析：A.在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，A 正确；B.中重铬酸钾氧化乙醇，重铬酸钾被还原，乙醇被氧化，B 正确；C.是酸性条件，是碱性条件，酸性条件下氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性强，故正确；D.若向中加入 70%的硫酸到过量，溶液为酸性，重铬酸根离子浓度增大，可以氧化乙

21、醇，溶液变绿色，故 D 错误。第 29 页 答案：D 3(2019高考四川卷)一定条件下，CH4与 H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。设起始nH2OnCH4Z，在恒压下，平衡时 CH4的体积分数(CH4)与 Z 和 T(温度)的关系如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的焓变 H0 B图中 Z 的大小为 a3b C图中 X 点对应的平衡混合物中nH2OnCH43 D温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后(CH4)减小 解析：A.从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故正确；B.nH2OnCH4的比值越大

22、，则甲烷的体积分数越小，故 a3v逆。tm时比 tn时 AsO34浓度更小，所以逆反应速率也更小。混合后 c(AsO33)x mol/L，c(I2)x mol/L，由图象可知平衡时生成的 c(AsO34)y mol/L，pH14 说明 c(OH)1 mol/L，故可列出三段式为 AsO33(aq)I2(aq)2OH(aq)=AsO34(aq)2I(aq)H2O(l)反应前 x x 0 第 33 页 0 变化量 y y y 2y 反应后 xy xy y 2y 则平衡常数 KcAsO34c2IcAsO33cI2c2OH4y3xy2(molL1)1。答案：(1)2As2S35O26H2O=4H3AsO46S 增加反应物 O2的浓度平衡正向移动，能够有效提高 As2S3的转化率(2)ac 大于 小于 tm时 AsO34浓度更小，反应速率更慢 4y3xy2(molL1)1