2022年高考化学二轮复习专题十六化学反应平衡.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载专题十六 化学反应平稳1. （09 年北京理综 9）已知： H2g+I 2g2HIg ； H 0 或保持肯定4定：反应混合物中,各组分的5变：化学平稳状态是有条件的、相对的、临时的,转变影响平稳的条件,平稳会被破坏,直至达到新的平稳；6同：在恒温恒容时,依据化学方程式的化学计量关系,采纳极限思维的方法,换算成反名师归纳总结 应物或生成物后,如对应各物质的物质的量相同时,达到平稳后平稳状态相同；无论投料第 3 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载从反应物开

2、头、从生成物开头、仍是从反应物和生成物同时开头；（四）、化学平稳的标志1本质标志对给定的反应：mA + nB pC + qD（ A、B、C、D 均为气体）,当v正= v逆时,有：即：vA=vB=vC=vD=vA=vB=vC=vDmnpqmnpq2等价标志平稳的标志（1）可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化；（2）体系中各组成的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变；（3）对同一物质,单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等；（4）对同一反应而言,一种物质所代表的正反应速率,和另一物质所代表的逆反应速率的比值等于它们的化学方程式中化学计量数之比；3特别标

3、志“特别标志 ”是指在特定环境、特定反应中, 能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平稳状态的标志；离开上述界定,它们不能作为一般反应是否达到化学平稳的判定依据；（1）压强 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应,当体系总压强不变时,可逆反应 处于化学平稳状态；如：N2g+3H 2g 2NH 3g 、 2NO2g N2O4g 、2SO2g+O 2g 2SO3g、Cs+H 2Og COg+H 2g 等； 对于化学反应前后气体的化学计量数没有变化的可逆反应,当体系总压强不变时,可 逆 反 应处 于 化 学 平 衡 状 态 ； 如 ： H2g+I 2g2HIg、COg+H 2OgCO 2g+H

4、2g等；（2）气体平均摩尔质量（3）气体密度（4）体系中气体的颜色有色气体参与反应的平稳体系的颜色观看,往往与观看的角度和详细的操作方法有关；【例 2】、（ 08 江苏卷）将肯定量的 SO2 和含 0.7mol 氧气的空气（忽视 CO2）放入肯定体积的密闭容器中,550时,在催化剂作用下发生反应：2SO2+O 2 2SO3（正反应放热）；反应达到平稳后,将容器中的混合气体通过过量NaOH 溶液,气体体积削减了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸取O2,气体的体积又削减了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）；（运算结果保留一位小数）请回答以下问题：名师归纳总结 1）判定

5、该反应达到平稳状态的标志是；（填字母）第 4 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载aSO2 和 SO3浓度相等bSO2 百分含量保持不变c容器中气体的压强不变dSO3 的生成速率与SO2 的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变2）欲提高 SO2 的转化率,以下措施可行的是b向装置中再充入；（填字母）a向装置中再充入N2O2c转变反应的催化剂d生高温度3）求该反应达到平稳时SO2 的转化率（用百分数表示）；4）如将平稳混合气体的 5%通入过量的 BaCl2 溶液,生成沉淀多少克？答案：（ 1） bc 2） b 3）消

6、耗的 O2物质的量：0 . 7 mol 5 . 6 L .0 45 mol22 4. L / mol生成的 SO3 物质的量：.0 45 mol 2 0 . 9 mol21 . 28 LSO2和 SO3 的物质的量和：0 . 95 mol22 . 4 L / mol21 . 28 L反应前的 SO2 物质的量：0 . 95 mol22 . 4 0 L . / 9 mol molSO2的转化率：100 % 94 . 7 %0 . 95 mol4 ）在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO3 不会沉淀；因此 BaSO4 的质量0 9. mol 0 . 05 233 g / mol 10 5. g【

7、变 式 训 练 3 】 在 一 定 温 度 下 , 在 固 定 体 积 的 密 闭 容 器 中 进 行 可 逆 反 应 ：N2+3H 2 2NH 3；该反应达到平稳的标志是 _ A3vH 2,正=2vNH 3,逆 B单位时间生成m mol N 2 的同时生成3m mol H 2CN 2、H2、NH 3 各物质浓度不再随时间而变化D容器内的总压强不再随时间而变化E混合气体的密度不再随时间变化F单位时间内 N-H 键的形成和断开的数目相等GN2、H2、NH 3 的分子数之比为 1 32 H2cN 2=cNH 3 【变式训练 4】以下方法中可以证明 2HI H 2+I 2g已达平稳的是 _ A单位时

8、间内生成 nmolH 2 的同时生成 nmolHI B一个键断裂的同时有两个键断裂C分子组成 HI%=I 2% D速率 vH 2=vI 2=vHI/2 EcHI cH 2 cI 2=2 1 1 F温度和体积肯定时,某一生成物浓度不再变化名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载G条件肯定,混合气体的平均分子质量不再发生变化 H温度和体积肯定时,混合气体的颜色不再变化 I温度和压强肯定时,混合气体的密度不再变化（五） .化学平稳常数 一、化学平稳常数的懂得1. 化学平稳常数定义：2. 平稳常数的数学表达式及

9、单位：如对于达到平稳的一般可逆反应：aA + bB pC + qD 反应物和生成物平稳浓度表示为 CA 、 C B 、 CC 、 CD 化学平稳常数：K= K 的单位为K 值的大小说明白什么 . 化学平稳常数与哪些因素有关？3. K 值的大小意义：4. 影响化学平稳常数的因素：二、化学平稳常数的应用及运算1. 利用平稳常数说明浓度转变对化学平稳的影响；【 例 3 】 A 、 B 、C、 D 为 四 种 易溶 物 质 , 它们 在 稀 溶 液 中 建 立如 下平 衡 ：A+2B+H 2O C+D ；当加水稀释时,平稳向（填 “正 ”或“ 逆”）反应方向移动,理由是解析 ：该化学平稳常数Kc=/

10、2,加水稀释后,A 、B、 C、D 四种物质稀释相同的倍数,但 Qc=c（ C）c（D）/c（A）c（B）2K c,所以加水稀释后,平稳向逆方向移动；答案 ：逆, Qc=c（C）c（D）/c（A ）c（B）2K c2. 利用平稳常数说明压强转变对化学平稳的影响【例 4】在密闭容器中进行的如下反应：2SO2（g）+O 2（g）2SO3（ g）； SO2 的起始浓度是 0.4mol/l, O 2的起始浓度是 1mol/l, 当 SO2 的转化率为 80%时,反应达到平稳状态 . （1）求反应的平稳常数名师归纳总结 （2）如将平稳时反应混合物的压强增大1 倍,平稳将如何移动. 第 6 页,共 22

11、页（3）如将平稳时反应混合物的压强削减1 倍,平稳将如何移动. （4）平稳时保持体积不变,向平稳混合气体中充入稀有气体Ar, 使体系总压变为原先的3 倍,平稳又将如何移动. 解析与答案 : 2SO2（g）+O 2（g）2SO3（g）2 1 2 起始时 mol/l 0.4 1 0 转化了 mol/l 0.4 80% 1/2 0.4 80% 0.32 平稳时 mol/l 0.08 0.84 0.32 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载平稳常数 K=0.3220.84 0.082= 400/21；压强增大 1 倍,各组分的浓度增大 1 倍；

12、Qc=0.64 2 1.68 0.162=200/21 400/21.即 QcK,所以平稳向正方向移动 .同理压强削减 1 倍,各组分的浓度削减 1 倍,经过运算 Qc K,所以平稳向逆方向移动 . 向平稳混合气体中充入稀有气体 Ar,总压增大,但反应混合物中的各组分的浓度不发生转变,所以平稳不发生移动；3. 利用平稳常数判定反应的热效应和比较反应速率及求解转化率（）如上升温度,值增大,就正反应为 热反应（）如上升温度,值减小,就正反应为 热反应【例 5】在肯定体积的密闭容器中,进行如下化学反应：其化学平稳常数 K 与温度 t 的关系如下： CO 2g+H 2g COg+H 2Og,其化学平稳

13、常数 K 和温度 t 的关系如下表：t700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 请回答以下问题：（1）该反应的化学平稳常数 K = ；（2）该反应为 反应；（填 “吸热 ” 或“ 放热 ”）（3）800,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为cCO =0.01mol/L, cH 2O =0.03mol/L, cCO 2 =0.01mol/L, cH 2 =0.05mol/L , 就反应开头时 ,H 2O 的消耗速率比生成速率 填大小或不能确定 4830,在 1L 的固定容器的密闭容器中放入 2molCO 2 和 1molH 2,平稳后 CO

14、2 的转化率为 , H 2 的转化率为 . 解 析 与 答 案 ： 由 平 衡 常 数 的 定 义 知 该 反 应 的 化 学 平 衡 常 数 K 的 表 达K=cCO cH 2O/cCO 2 cH 2 ;. 可逆反应的平稳常数一般只随温度的转变而转变,吸热反应的平稳常数随温度上升而增大,放热反应的平稳常数随温度上升而减小；由表中数据知该反应随温度的上升而增大 ,可推知上升温度 ,平稳向正反应方向移动 ,所以该反应为吸热反应 .把起始浓度代入平稳常数的表达式中 ,其比值小于 800时的 K 值,就反应将向正反应方向移动, H 2O 的消耗速率比生成速率小 ;830时 ,平稳常数为 1,设反应中

15、转化的 CO2 浓度为 x,就反应过程中物质浓度的变化情形为：名师归纳总结 CO 2g+H 2g COg+H 2Og 第 7 页,共 22 页起始时 mol/l 2 1 0 0 转化了 mol/l x x x x 平稳时 mol/l 2 x 1x x x 据平稳常数的关系可得2x 1x = x x,解得 x=2/3, 就平稳后 CO2 的转化率为1/3,H 2的转化率为2/3 【变式训练5】抽烟对人体有害；烟草不完全燃烧产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白（用Hb.O2 表示）化合,发生下述反应：CO+Hb.O 2O2+Hb.CO 试验说明,Hb.CO 的浓度即使只有Hb.O2浓度的 2

16、%,也足以使人的智力受损；试回答：（1）上述反- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 应的平稳常数表达式为：K= 学习必备欢迎下载；（2）抽烟后,吸入肺部的空气中测得的CO 和 O2 的浓度分别为 10-6 摩/升和 10-2 摩/升；已知 37时, 平稳常数 K=220 ,这时 Hb.CO的浓度（填大于、等于或小于）Hb.O2 浓度的 0.02 倍【变式训练 6】在肯定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g） O2 g 2SO3g H0 （1）写出该反应的化学平稳常数表达式 K（2）降低温度,该反应 K 值,二氧化硫转化率,化学反应速率（以上均填

17、增大、减小或不变）（3）600时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中 SO2、 O2、SO3 物质的量变化如图,反应处于平稳状态的时间是；（4）据图判定, 反应进行至 20 min 时,曲线发生变化的缘由是（用文字表达）； 10 min 到 15 min 的曲线变化的缘由可能是（填写编号）；A 加了催化剂 B. 缩小容器体积 C. 降低温度 D. 增加 SO3 的物质的量（六） .化学平稳的移动1影响化学平稳的条件（1）浓度vv正v平v逆v平v逆0 c反应物 c反应物 c生成物 c生成物 t（2）压强vv正v平v逆0 ppt（3）温度vv正v平v 逆名师归纳总结 0 TTt第 8

18、 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载v（4）催化剂 v正 v平v逆反应特点0 催化剂转变条件瞬时达到新平稳前t平稳移动方向 H0 转变条件V 正 V 逆 V正 与V逆关系上升温度降低温度 气体化学计 增大压强 量数减小 减小压强 气体化学计 增大压强 量数不变 减小压强转变浓度 增大 c反应物 增大 c生成物 减小 c反应物 减小 c生成物 恒温恒容充入惰性气体恒气 体 化 学 计温量数减小恒气 体 化 学 计压量数不变使用催化剂勒夏特列名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 22 页精选学习资料 -

19、- - - - - - - - 学习必备 欢迎下载原理【例 6】（ 09 年山东理综 28）（ 14 分）运用化学反应原理争论氮、氧等单质及其化合 物的反应有重要意义；（1）合成氨反应 N2g3H 2g 2NH 3g,如在恒温、恒压条件下向平稳体系中通 入氩气, 平稳 移动（填 “ 向左 ” 、“ 向右 ” 或“不 ”）；使用催化剂 反应的 H（填“ 增大 ” 、“减小 ”或“ 不转变 ”）；（2）已知： O2g = O 2+g+es的H 1=1175.7 kJmol-1 PtF6g+e=PtF6g H 2=-771.1 kJmol-1 O2PtF6S=O 2+g+PtF 6g H3=482.

20、2 kJmol-1 就反应 O2g+PtF 6g = O 2 +PtF6H=_ kJmol-1；（3）在 25下,向浓度均为0.1 mol L-1的 MgCl 2 和 CuCl 2 混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀（填化学式）,生成该沉淀的离子方程式为；已知25时Ksp=1.8 10-11,K sP=2.2 10-20；（4）在 25下,将 a mol L-1的氨水与 0.01 mol L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中cNH 4 *=cCl-；就溶液显性（填 “ 酸”、“ 碱”或 “中” ）；用含 a 的代数式表示NH 3H2O的电离常数K b= 答案：（ 1）向左不转变（2） 77.6

21、 （3） CuOH 2 Cu 2+2NH 3H2O = CuOH 2 +2NH 4+910（4）中 mol L-1a 0 . 01【变式训练 7】有以下三个体系 分别在某温度下达到平稳COg + H 2Og CO 2g + H 2g -（ a）PCl 5g PCl3g + Cl 2g -（b）COg +Cl 2g COCl 2g -（ c） 保持总体积和温度不变,加入肯定量惰性气体,使总压力增加一倍, 平稳分别如何移动？说明理由； a,b,c 三者都不发生移动； 保持总压力和温度不变,加入肯定量惰性气体,使总体积增加一倍, 平稳分别如何移动？通过简洁运算说明；a 不移动, b 正向移动, c

22、逆向移动2平稳移动对平稳体系的性质的影响有可逆反应 N2g + 3 H 2g 2 NH 3g H 0,当反应达到平稳时,转变以下条件,试分析外界条件的变化对平稳体系造成的影响：（设起始投料为：nN 2=1mol nH 2=3mol ）名师归纳总结 平稳时 N2 H2 p M第 10 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载增加 nN 2 等温等容 增加 nH 2 等温等容 增加 nNH 3 等温等容 缩小体积（等温）上升温度（等压）有可逆反应 2NO 2g N2O4g H 0,当反应达到平稳时,转变以下条件,试 分析外界条件

23、的变化对平稳体系造成的影响：（设起始投料为：nNO 2=1mol ）平稳时 NO2 p M 增加 nNO 2 等温等容 增加 nN 2O4 等温等容 缩小体积（等温）上升温度（等压）（六）、化学平稳图像的考查【例 7】（09 重庆卷 13 题）各可逆反应达平稳后,转变反应条件,其变化趋势正确的 是（）名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解析 ：化学平稳的移动与化学平稳图像题将化学学问与数学学问有机地结合到一起,既 能很好地考查同学综合运用化学平稳移动原理等化学学问的才能,又能充分考查同学的观看 才

24、能和思维才能,成为高考的热点题型,但化学平稳图像题因其综合性强；思维难度大,成为大多数同学感到解决起来比较困难的题型；A 项 CH 3COOH 溶液中加入 CH3COONa 固体,CH 3COOH 溶液中 CH 3COO浓度增加,电离平稳逆向移动,cH+减小, pH 逐步增大, A 错误； B 项加入 KCl 对平稳体系无影响,化学平稳不移动,B 错误； C 项恒温恒压,加入Ar,各反应物的物质的量不变,体积变大,各物质的量浓度成倍减小（等效于减压）,化学平稳向体积增大的方向移动,H 2 的转变量减小,起始量不变,转化率减小,C 错误答 案：D 对于化学平稳的有关图象问题,可按以下的方法进行分

25、析：1认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与平稳移动原理挂钩；2紧扣可逆反应的特点,看清正反应方向是吸热仍是放热、体积增大仍是减小、不变、有 无固体、纯液体物质参与或生成等3看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥；4看清起点、拐点、终点,交点、极值点、原点、看清曲线的变化趋势；5先拐先平；例如,在转化率一时间图上,先显现拐点的曲线先达到平稳,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；当图象中有三个量时,先确定一个量不变再争论另外两个量的关系；7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8抓住变化趋势,

26、分清正、逆反应,吸、放热反应；上升温度时,v吸v放 ,在速率一时间图上,要留意看清曲线是连续的仍是跳动的,分清渐变和突变,大变和小变；例如,升高温度时, v吸大增, v放小增；增大反应物浓度时,v正突变, v逆渐变；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载9留意终点；例如在浓度一时间图上,肯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定1.（09 年上海化学 25）铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质；（1）在肯定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生以下反应：

27、Fe2O3s3COg 2Fes 3CO2g 该反应的平稳常数表达式为：K= ；该温度下,在 2L 盛有 Fe2O3 粉末的密闭容器中通入 CO 气体, 10min 后,生成了单质铁 11.2g；就 10min 内 CO 的平均反应速率为；（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平稳状态： ；（3）某些金属氧化物粉末和 Al 粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应；以下反应速率 （ v）和温度（ T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是；（4）写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：,欲使上述体系中Al3浓度增加,可加入的物质是；2.（09 年山东理综 28）（ 14 分）运用化学

28、反应原理争论氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义；（1）合成氨反应 N2g3H 2g 2NH 3g,如在恒温、恒压条件下向平稳体系中通入氩气, 平稳 移动（填 “ 向左 ” 、“ 向右 ” 或“不 ”）；使用催化剂 反应的 H（填“ 增大 ” 、“减小 ”或“ 不转变 ”）；（2）已知： O2g = O 2+g+es的H 1=1175.7 kJmol-1 PtF6g+e=PtF6g H 2=-771.1 kJmol-1 O2PtF6S=O 2+g+PtF 6g H3=482.2 kJmol-1 就反应 O2g+PtF 6g = O 2+PtF6H=_ kJmol-1；（3）在 25下,向浓度

29、均为0.1 mol L-1的 MgCl 2 和 CuCl 2 混合溶液中逐滴加入氨水,名师归纳总结 先生成沉淀（填化学式）,生成该沉淀的离子方程式为；已知25时第 13 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Ksp=1.8 10-11,K sP=2.2 10-20；学习必备欢迎下载（4）在 25下,将 a mol L-1的氨水与 0.01 mol L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中cNH 4 *=cCl-；就溶液显性（填 “ 酸”、“ 碱”或 “中” ）；用含 a 的代数式表示NH 3H2O的电离常数K b= 感悟：化学平稳是中学化学的难

30、点和高考的热点之一,同学们遇到有关化学平稳的习题时,经常感觉到无从下手,主要是缺乏行之有效的解题方法；只有深刻懂得平稳移动原理、等 效平稳原理,把握浓度、不同容器类型（恒温恒容、恒温恒压）和压强对平稳产生的不同 影响,深化化学平稳学问在图像和图表的懂得和应用,才能精确解决常见的平稳试题；一、挑选题（每道题只有一个正确答案,每道题 4 分）1. 仅 改 变 下 列 一 个 条 件 , 通 过 提 高 活 化 分 子 的 百 分 率 来 提 高 反 应 速 率 的 是（）C.加负催化剂D.加大反应物浓度是A. 加热B.加压2. 可逆反应达到平衡的最主要特征 B.正逆反应速率均为零是A. 正逆反应速

31、率相等C.正逆反应都仍在连续进行D.反应停止了3. 在肯定条件下,可逆反应2SO2+ O22SO3 达到平稳后,充入18O2,就18O 将存在于A. O 2 B. O 2、SO3C. SO2、SO3D. SO2、O2、SO34. 下列变化不能用勒夏特列原理解释的 A. 红棕色的 NO 2 加压后颜色先变深再变浅 B.H 2、I 2、HI 混合气体加压后颜色变深 C.合成氨时采纳循环操作,可提高原料的利用率 D.打开汽水瓶,看到有大量的气泡逸出5可逆反应： N2+3H 22NH 3 的正、逆反应速度可用各反应物或生成物浓度变化来表示；下列各关系中 能说明反应已经达到化学平衡的 是（）A3v正（N2）=v逆（H2）C 2v正（H2）=3v正（NH 3）Bv正（N 2）=v逆（NH 3）Dv正（N 2）=3v逆（H2）名师归纳总结 6. 在 N2 3H22NH 3 的反应中,经过一段时间后,NH 3 的浓度增加了0.6mol.L1,此时第 14 页,共 22 页- -