高考复习第七章第28讲化学平衡状态化学平衡的移动.pdf
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1、第 28讲 化学平衡状态 化学平衡的移动【复习目标】1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。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,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。5.能正确书写化学平衡常数表达式。6.了解化学平衡常数(七的含义。考点一可逆反应与化学平衡建立归纳整合夯实必备知识1 .可逆反应2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,当正反应和逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变的状态。(2)建立从正反应开始建立从逆反应开始建立(3)平衡特点
2、 可逆反应 化学平衡是一种动态平衡,)一。正 二 逆Ax_反应物和生成物的质量(或浓度、物质的平 一 量、体积分数)保持不变上 _ 条件改变.平衡状态可能改变.新条件下国 建立新的平衡状态3.判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:。正=。逆#0同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如“A+B c C+d D,肛噜=胃时,0 逆(B)o反应达到平衡状态。静态标志:“变量”不变在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等),如果不再发生变化,即达到平衡状态。可简单总结为
3、“正逆相等,变量不变”。r易错辨析1 .反应 2 N a H C O3=N a 2 C O3+C O 2 t +H2O,N a 2 c o s+C O z+H z O Z N a H C C h 互为可逆反应()2 .化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等()3 .在 1 L的密闭容器中发生反应:2 N O(g)+O 2(g)2 N O2(g),当容器中气体的颜色保持不变时,说明反应已达到平衡状态()4 .对于反应H 2(g)+L(g)2 H I(g),当压强不变时,反应达到平衡状态()5 .恒温恒容下进行的可逆反应:2 S O?(g)+O 2(g)2 s o 3(g),当S
4、O 3 的生成速率与S O 2 的消耗速率相等时,反应达到平衡状态()6 .在一定条件下,向密闭容器中充入1 m o l N?和 3 m o i P h 充分反应,生成2 m o i N H 3()答案 l.X 2.X 3.V 4.X 5.X 6.X专项突破提升关键能力1 .在密闭容器中进行反应:X 2(g)+Y 2(g)2 Z(g),已知X 2、Y 2、Z的起始浓度分别为0.1 m o l.L 1、0.3 m o l-L-0.2 m o l.L 在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z 为 0.3 m o l L r B.Y 2 为 0.4 m o l.L 】C.X 2
5、 为 0.2 m o l D.Z 为 0.4 m o l L r答 案 A2.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时:混合气体的压强;混合气体的密度:混合气体的总物质的量;混合气体的平均相对分子质量;混合气体的颜色:各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比:某种气体的百分含量能说明2 S O K g)+O 2(g)2 s 0 3(g)达 到 平 衡 状 态 的 是(填 序 号,下同)。(2)能说明I2(g)+H2(g)2 H I(g)达到平衡状态的是。(3)能说明2NO2(g)NzOMg)达到平衡状态的是。(4)能说明C(s)+CO2(g)2co(g)达到平衡状态的是 o 能
6、说明NH2COONH4(S)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是。(6)能说明5CO(g)+I2O5(s)5co2(g)+L(s)达到平衡状态的是。答 案(1)(2)(3)(4)(5)(6)3.若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?(1)(2)o(3)。(4)。答 案(1)(2)(3)(4)4.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)催化剂2CO2(g)+N2(g)A”=l,即与上述平衡等效。(2)恒温恒压条件下反应前后气体体积改变的反应判断方法:极值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2 mol3 mol01 mol3.5
7、 mol2 mola molb molc mol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物,则 中 =全 故互为等效平衡。中。、氏 c 三者关系满足:*=*即与平衡等效。爹+方(3)恒温条件下反应前后气体体积不变的反应判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)1 mol 1 mol 0 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol两种情况下,n(H2):n(I2)=l:1,故互为等效平衡。中a、b、c 三者关系满足住+“):仔+力=1 :1或 a:人=1 :1,c O,即
8、与平衡等效。r易错辨析i .升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时。就减小,。也 增 大()2.化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大()3.向平衡体系FeCb+3KSCN Fe(SCN)3+3K C l中加入适量KC1固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅()4.对于2NCh(g)NzOKg)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜 色 变 浅()5.C(s)+CO2(g)2CO(g)A H 0,其他条件不变时,升高温度,反应速率WC02)和 CO?的平衡转化率均增大()6.只要。正增大,平衡一定正向移动()答案 l.X 2.X 3.X 4.X 5.V 6.X专项突破提升关键
9、能力一、化学平衡移动原理的理解1.对于一定条件下的可逆反应甲:A(g)+B(g)C(g)A/0乙:A(s)+B(g)C(g)AH0达到化学平衡后,只改变一种条件,按要求回答下列问题:升温,平 衡 移 动 的 方 向 分 别 为 甲(填 向 左”“向右”或“不移动”,下同);乙;丙。此时反应体系的温度均比原来一(填“高”或“低”)。混合气体的 平 均 相 对 分 子 质 量 变 化 分 别 为 甲(填“增大”“减小”或“不变”,下同);乙;丙。答 案 向 左 向 左 向 右 高 减 小 减 小 不 变(2)加压,使体系体积缩小为原来的;平 衡 移 动 的 方 向 分 别 为 甲(填“向左”“向右
10、”或“不移动”,下同);乙;丙。设压缩之前压强分别为p 仙 p乙、p丙,压缩后压强分别为p 甲、p 乙、p 丙,则p gp,甲,p乙与p z,p丙 与p 丙的关系分别为甲;乙_ _ _ _ _ _ _ _;丙。混 合 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 变 化 分 别 为 甲(填“增大”“减小”或“不变”,下同);乙_ _ _ _ _ _ _ _;丙 O答案 向右 不移动 不移动 p vp|2 p甲p z.=2 p乙p再=2 p时 增大不 变 不 变二、调控化学反应的应用2.在压强为0.1 MPa、温度为300 C条件下,mol CO 与 3。mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反
11、应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AWp,A、B的转化率都增大,体积分数都减小;m+n=p,A、B的转化率、体积分数都不变;m+nc+d A、B的转化率增大a+b105反应程度很难进行反应可逆反应接近完全(2)判断反应是否达到平衡或进行的方向对于化学反应4A(g)+6B(g)cC(g)+JD(g)的任意状态,浓度商:0=;黑 工Q K,反应向逆反应方向进行。(3)判断可逆反应的热效应升高温度-K 增大+K 减小正反应为吸热反应正反应为放热反应K 增大K 减小-降低温度正反应为放热反应正反应为吸热反应r易错辨析i .平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度()2 .增大反应物的浓
12、度,平衡正向移动,化学平衡常数增大()3 .对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大()4 .一个可逆反应的正反应K正与逆反应K连相等()5 .平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动()6 .化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度()答案 l.X 2.X 3.X 4.X 5.X 6.V专项突破一、化学平衡常数的含义及表达式1 .0 3 是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点,0 3 可溶于水,在水中易分解,产生的 0 为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力,能杀灭新冠肺炎病毒.已知常温常压下发生的反应如下:反应0 3 O2+O H 0,平衡常数为K(反应进行的程度较小)反
13、应 0+。3 2 O2 A/7 C(C12)K C4(NO2),所 式 氏。-归纳总结化学平衡常数与方程式书写形式的关系(1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。(2)若化学方程式中各物质的化学计量数都变成倍或!倍,则化学平衡常数变为原来的n 次幕或 次累(3)两方程式相加得到新的方程式,其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。二、利用平衡常数判断反应进行的方向及热效应3.在体积为1 L 的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K 与温度T 的关系如下表:777008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题:升高温
14、度,化学平衡向 方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。若某温度 下,平衡浓度符合下列关系:C(CO2C(H2)=c(COc(H2。),此时的温度为;在此温度下,若该容器中含有 1 molCCh、1.2molH2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O,则 此 时 反 应 所 处 的 状 态 为(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。答 案(1)正 反 应(2)850 C 向正反应方向进行中解 析(1)由表格数据可知,随着温度升高,平衡常数增大,化学平衡向正反应方向移动。(2)C(CO2)-C(H2)=C(C O)C(H2O),则 计 算 出 K=1.0,即 此
15、 时 温 度 为 850 ,此温度下c(COc(H,O)0.75 X 1.5-、=1 V 1 O ”或)。(3)500 时测得反应在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH30H(g)、氏0&)的浓度(m olL r)分别为0.8、0 1、03、0 1 5,则此时。j v 迎(填=”或).答 案 心 员(2)解 析(1)4=cYCEOH),(H 2)C(C O)_c(C O)d H2O)2-C(H 2)C(C O 2)_C(H2O)C(C H3O H)3 C3(H2)-C(C O2)K3=K K2。根据K3=K K2,500、800 时,反应的平衡常数分别为2.5、0.375:升温,K 减小,平衡
16、左移,正反应为放热反应,所以A/7V0。(3)500 时,&=2.5,Q=0 8咏 0 。.8 8 v逆。真 题 演 练 明 确 考 向1.(2020浙 江 1 月选考,21)一定温度下,在 2 L 的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3c(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:“min”(A)M(B)(C)02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是()A.05 min用 A 表示的平均反应速率为0.09 mol-L-,minB.该反应在10 min后才达到平衡C.平衡状态时,c(C)=0.6mol L-1D.物质B 的平衡转化率为20%答 案 C2.(2020浙江
17、7 月选考,18)5 mLO.l mol-L-1 KI 溶液与 1 mLO.l mol-L 1 FeCb 溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I(aq)2Fe2+(aq)+l2(a q),达到平衡。下列说法不正确的是()A.加入苯,振荡,平衡正向移动B.经苯2 次萃取分离后,在水溶液中加入K SC N,溶液呈红色,表明该化学反应存在限度C.加入FeSCU固体,平衡逆向移动D.该反应的平衡常数K=而霁需答 案 D解析 加入苯,振荡,苯萃取了1 2,水溶液中的c(L)减小,平衡正向移动,A 正确;反应开始时”(KI)”(FeC13),反应中K I过量,经苯两次萃取分离后,水溶液中c(L)很小,加入
18、KSCN,溶液呈红色,说明水溶液中仍含有Fe3+,证明该反应是可逆反应,存在一定限度,B 正确;加入FeS04固体,c(Fe?+)增大,平衡逆向移动,C 正确;该反应在溶液中进行,平衡常数Kc2(Fe2)-c(I2)D 错误。3.(2020浙江7 月选考,20)一定条件下:2NO2(g)N2O4(g)A/0 在测定NCh的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是()A.温度0、压强50 kPaB.温度 130、压强 300 kPaC.温度25、压 强 100 kPaD.温 度 130、压强50 kPa答 案 D解析 测定NCh的相对分子质量时,要使平衡逆向移动,且逆向移动的程度越大,测
19、定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应,因此温度越高、压强越小时,平衡逆向移动的程度越大,故选D。4.(2021.辽宁1 月适应性测试,7)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:2X(g)+Y(g)Z(s)+2Q(g)AM0下列叙述错误的是()A.加入适量Z,和平衡均不移动B.通入稀有气体A r,平衡正向移动C.降温时无法判断Q 浓度的增减D.通入Y,则 N 的浓度增大答 案 B解析 Z 为固体,加入适量Z 不影响反应的平衡移动,而反应与Z 无关,故加入Z 也不影响反应的平衡移动,A 正确;通入稀有气体A r,由于容器体积不变,故气体浓度不发生改变,反应的
20、平衡不移动,B 错误;温度降低,反应正向进行,反应逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,故无法判断Q 浓度的增减,C 正确;通入气体Y,反应平衡正向移动,Q 的浓度增大,导致反应平衡逆向移动,则 N 的浓度增大,D 正确。5.(2021 湖南,1 1 改编)已知:A(g)+2B(g)3C(g)”(),向一恒温恒容的密闭容器中充 入 1 mol A 和 3 mol B 发生反应,人时达到平衡状态I,在及时改变某一条件,B时重新达到平衡状态H,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.容器内压强不变,表明反应达到平衡B.f2时改变的条件:向容器中加入CC.平衡时A 的体积分数(
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- 高考 复习 第七 28 化学平衡 状态 移动
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