2020版高考化学一轮复习第七章第二节化学平衡状态化学平衡的移动课件新人教版.pptx

第二节 化学平衡状态 化学平衡的移动,考向一 化学平衡状态的判断方法与标志 【通考点融会贯通】 判断反应已达平衡状态的标志,【通考题触类旁通】 1.在一定温度下,恒容的密闭容器中,能表示合成氨反 应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志有 ( ) 容器中的压强不再发生变化; H2的生成速率与NH3的消耗速率之比为32; 混合气体的平均相对分子质量不变;,容器内混合气体的密度不变; NH3的物质的量浓度不再变化; 密闭容器中n(N2)n(H2)n(NH3)=132。 A. B. C. D.,【解析】选C。该反应是气体物质的量变小的反应,压 强不变说明反应达到平衡,正确;H2的生成速率和NH3 的消耗速率都表示的v(逆),错误;反应中混合气体 的总质量不变,若平均相对分子质量不变,说明气体物 质的量不变,反应已达平衡,正确;恒容容器中混合 气体的总质量和体积均无变化,故气体密度始终不变, 错误;物质的浓度不变,说明已达平衡,正确;容器,内气体物质的量之比等于化学计量数之比,与是否达到平衡无关,错误。,2.(2019定州模拟)一定温度下,容积不变的密闭容 器中,充入一定量HI气体,发生如下可逆反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)H0。下列说法正确的是 ( ) A.若每消耗2n mol HI的同时生成n mol H2,表明该反 应已达平衡 B.容器内的压强不发生变化,表明该反应已达平衡,C.平衡时,其他条件不变,再充入一定量HI,重新达平衡后,I2的百分含量增大 D.平衡时,其他条件不变,升高温度,混合气体的颜色加深,【解析】选D。选项A,任何时刻,每消耗2n mol HI都会生成n mol H2。选项B,温度和容积不变,且气体分子数反应前后相等,所以任何时刻气体的压强都不变。选项C,其他条件不变时,再充入一定量的HI,平衡向着正反应方向移动,I2的物质的量增大,但平衡后其百分含量维持不变。选项D,其他条件不变,升高温度平衡向着生成I2的方向移动,I2的浓度增加,颜色加深。,3.(新题预测)用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副 产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g) +O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H=-115.6 kJ mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物 发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态 的是 ( ),A.气体的质量不再改变 B.氯化氢的转化率不再改变 C.断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键 D.n(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)=4122,【解析】选B。反应物和生成物均为气体,气体的总质 量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl的转化率升 高;反应逆向进行时,HCl的转化率降低,当HCl的转化 率不再改变时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正 确;断开4 mol HCl键和生成4 mol HO键均表示正 反应方向的反应速率,不能据此判断反应是否达到平 衡状态,C错误;达到平衡状态时,各反应物和生成物的,物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比,D错误。,【加固训练】 1.(2019赤峰模拟)一定条件下,在四个恒容密闭容器中分别进行下列反应,其中依据“容器内气体压强不变”可判定该反应达到平衡状态的是 ( ) A.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) B.C(s)+CO2(g) 2CO(g),C.2HI(g) H2(g)+I2(g) D.FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),【解析】选B。 A、C、D选项中,反应前后气体体积均不发生改变,所以在恒容密闭容器中任何状态压强均不发生改变,故只有B正确。,2.下列说法中可以证明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 已达到平衡状态的是 ( ) A.1个NN键断裂的同时,有1个HH键形成 B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂 C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂 D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,【解析】选C。NN、HH键断裂、NH键形成都代表正反应,B、D不能判断反应是否达到平衡,NN键断裂代表正反应,NH键断裂、HH键形成代表逆反应,而且正、逆反应速率符合化学计量数之比,C可以证明该反应已达到平衡状态。,3.(2019聊城模拟)在一定温度下,向a L密闭容器中 加入1 mol O2和2 mol NO,发生如下反应:O2(g)+2NO(g) 2NO2(g),此反应不一定达平衡的是 ( ) A.容器内压强不随时间变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内O2、NO、NO2的浓度之比为122 D.单位时间内生成1 mol O2,同时生成2 mol NO2,【解析】选C。A,该反应气体分子数目有变化,当容器内压强不随时间变化时,必达平衡;B必达平衡;C中,其比例是反应方程式中的化学计量数比,不能反映量已固定,所以,不一定是平衡状态;D,O2的生成是逆向反应,生成NO2是正向反应,比例12与化学方程式化学计量数相符,必是平衡状态。,考向二 化学平衡的移动与计算 【通考点融会贯通】 1.化学平衡移动及转化率变化的实例分析 反应实例2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0。,2.“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容。,(2)恒温、恒压。,【通考法一通百通】 化学平衡的有关计算“三段式”分析法 1.模式 mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g) 起始量 a b 0 0 变化量 mx nx px qx 平衡量 amx bnx px qx,对于反应物:平衡时的相关量=起始量变化量, n(平)=n(始)n(变) 对于生成物:平衡时的相关量=起始量+变化量, n(平)=n(始)+n(变),2.基本解题思路 (1)设未知数:具体题目要具体分析,灵活设立,一般设某物质的转换量为x。 (2)确定三个量:根据反应物、生成物及变化量的三者关系带入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量,并按(1)中“模式”列表。,(3)解答题设问题:明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值,再根据相应关系求反应物转化率、混合气体的密度、平均相对分子量等,给出题目答案。,【通考题触类旁通】 角度1 外界因素对化学平衡移动的影响 1.在容积不变的密闭容器中进行如下反应:H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g) H0,达到平衡后,改变 下列反应条件,相关叙述正确的是 ( ) A.加入H2O(g),平衡向左移动,B.加入少量CO,体系压强不变 C.加入少量H2,平衡向右移动 D.加入CO2,混合气体的密度增大,【解析】选D。加入H2O(g)平衡向右移, A项错误;加入CO,容器内混合气体物质的量增大,压强增大,B项错误;加入少量H2,平衡向左移动, C项错误;加入CO2,达新平衡后气体的总质量比原平衡总质量大,由于容器容积不变,故混合气体的密度增大,D项正确。,2.(2019保定模拟)可逆反应:3A(g) 3B(?) +C(?);H0,随着温度升高,气体平均相对分子质量 有变小趋势,则下列判断正确的是 ( ) A.B、C可能都是固体 B.B、C一定都是气体 C.若B为固体,C一定是气体 D.B、C可能都是气体,【解析】选D。升高温度,化学平衡向正反应方向移动。若要满足气体平均相对分子质量变小,应该有两种情况:生成物气体的物质的量之和大于3,即B、C都应是气体;生成物气体的物质的量之和等于3,且另有固体或液态物质生成,即C为固体,B为气体。但B,C都是固体不符合;B和C都一定是气体不正确。,角度2 化学平衡的计算 3.(2019沈阳模拟)在一定条件下,向密闭容器中充 入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积 分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是 ( ),A.平衡后CO的体积分数为40% B.平衡后CO的转化率为25% C.平衡后水的转化率为50% D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24,【解析】 选B。 CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始: 30 20 0 0 变化: x x x x 平衡: 30-x 20-x x x,由题意知:20-x=x,故x=10,故平衡后CO的体积分数为: 100%=40%,CO的转化率为: 100% 33.3%,H2O(g)的转化率为: 100%=50%,平衡后混 合气体的平均相对分子质量不变,仍为 故选B。,4.在某温度下,将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器 中,发生反应:aA(g)+B(g) C(g)+D(g),5 min后达 平衡,已知各物质的平衡浓度的关系为ca(A)c(B) =c(C)c(D)。若在温度不变的情况下,将容器的体积 扩大为原来的10倍,A的转化率没有发生变化,则B的转 化率为 ( ) A.60% B.40% C.24% D.4%,【解析】选B。在温度不变的情况下将容器的体积扩 大10倍,A的转化率没有发生改变,说明该反应为反应 前后气体体积不变的反应,所以a=1。B的转化率也没 有发生变化,所以与没有扩大容器体积前一样。设容 器的体积为V,转化的A的物质的量为x,则达到平衡时 A、B、C、D的物质的量分别为2 mol-x、3 mol-x、,x、x。根据ca(A)c(B)=c(C)c(D)可知 解得x=1.2 mol,所以B的转化率为 100%=40%,B对。,【加固训练】 1.(2019重庆模拟)对于平衡CO2(g) CO2(aq) H=-19.75 kJmol-1,为增大二氧化碳气体在水中 的溶解度,应采用的方法是 ( ) A.升温增压 B.降温减压 C.升温减压 D.降温增压,【解析】选D。降温、加压均能使平衡正向移动,促使CO2在水中溶解度增大,D项正确。,2.(2019渭南模拟)在恒温时,一固定容积的容器内 发生的反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时,再向容器 内通入一定量的NO2(g)重新达到平衡后,与第一次平 衡时相比,NO2的体积分数 ( ) A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断,【解析】选C。恒温、定容平衡后再加入NO2(g),相当于增大了容器的压强,平衡向着生成N2O4的方向移动,体积分数减小。,3.(2019铜川模拟)某固定体积的密闭容器中存在化 学平衡;aA(g) bB(g)+cC(g),在温度不变的条件 下,再充入一定量的A物质,重新达到平衡时,下列判断 中正确的是 ( ) A.若a=b+c时,B的物质的量分数变大 B.若a=b+c时,B的物质的量分数变小,C.若ab+c时,A的转化率不变 D.若ab+c时,A的转化率变小,【解析】选D。当a=b+c时,再充入一定量的A物质时,化学平衡向着正反应方向移动,但最终达平衡时,B的物质的量分数不变。若ab+c,当再加入A物质时,平衡正向移动,A的转化率一定增大。,考向三 化学平衡图象 【通考点融会贯通】 1.化学平衡图象的类型 (1)含量-时间-温度(压强)图:常见形式有如下几种。 (C%指产物的质量分数;B%指某反应物的质量分数),(2)恒压(温)线:该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型有(如图所示)。,(3)其他:如图所示曲线是其他条件不变时,某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,表示v(正)v(逆)的点是3,表示v(正)v(逆)的点是1,而2、4点表示v(正)=v(逆)。,2.解答原则 以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)为例: (1)“定一议二”原则。 在化学平衡图象中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量,确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系。如图:,这类图象的分析方法是“定一议二”,当有多条曲线及两个以上条件时,要固定其中一个条件,分析其他条件之间的关系,必要时,作一辅助线分析。,(2)“先拐先平,数值大”原则。 在化学平衡图象中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B)。 图A表示T2T1,正反应是放热反应。,图B表示p1c。,【通考题触类旁通】 角度1 速率时间图象 1.(2019扬州模拟)可逆反应aX(g)+bY(g) cZ(g) 在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某 一外界条件,化学反应速率(v)时间(t)图象如图。 下列说法中正确的是 ( ),A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强 B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂 C.若a+bc,则t0时只能是增大了容器的压强 D.若a+bc,则t0时只能是加入了催化剂,【解析】选D。根据图象可知,改变条件后,正、逆反应速率增大的程度是相同的。若a+b=c,平衡不移动,改变的条件可能是压强或催化剂,A、B项均错误;若a+bc,则改变压强,平衡一定发生移动,C项错误,D项正确。,2.(2019南昌模拟)如图为化学反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H0。在一密闭容器中反应 的vt图。下列叙述不符合如图所给信息的是 ( ),A.t1时,向容器中通入一定量的NO气体 B.t1时,缩小容器的体积 C.t1时改变外界单一条件时,该反应的平衡常数不一定减小 D.从t1开始到新的平衡建立的过程中,平衡向逆反应方向移动,【解析】选A。读图可知,t1时刻,正、逆反应速率都发生了突变,且都增大,则应该是加压或升高温度,A项错误,B项正确;若增大压强,平衡逆向移动,此时平衡常数K不变;若升高温度,平衡逆向移动,K减小,C项正确;t1时v正v逆,平衡逆向移动,D项正确。,角度2 单一条件下的化学平衡图象 3.(2019潍坊模拟)在一定温度不同压强(P1P2)下, 可逆反应2X(g) 2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混 合物中的体积分数(Z%)与反应时间(t)的关系有以下 图示,正确的是 ( ),【解析】选A。因为P1P2,根据方程式特点可知,加压平衡逆向移动,故Z的体积分数变小, C、D项错误;加压后反应速率增大,缩短了达到平衡的时间, B项错误。,4.(2019临沂模拟)对于可逆反应:mA(g)+nB(g) xC(g) H=?,在不同温度及压强(p1,p2)条件下,反应 物A的转化率如下图所示,下列判断正确的是 ( ),A.H0,m+nx B.Hx C.H0,m+nx D.H0,m+nx,【解析】选B。根据“先拐先平”,由图a可知,p1p2,且在p1时A的转化率较p2时高,说明增大压强,平衡正向移动,故m+nx, C、D项错误;由图b知升高温度时A的转化率减小,即升温平衡逆向移动,故正向反应为放热反应,H0,A项错误,B项正确。,角度3 复杂条件下的化学平衡图象 5.(新题预测)对于可逆反应:2A(g)+B(g) xC(g), H0分别测定反应在不同压强下达到平衡时B的转化 率,绘制了如图所示的曲线,图中a、b、c、d分别表示 不同的时刻状态。下列分析正确的是 ( ),A.该反应中x=2 B.b点时A的转化率不再变化 C.升高温度,可由c点到d点 D.a点表示的状态:v(正)v(逆),【解析】选B。增大压强B的转化率提高,说明x3,可以为1或2,A项错误;b点处于p2压强下的平衡状态,此时A的转化率不变,B项正确;升高温度平衡向左移动,B的转化率应降低,C项错误;在p1压强下,由a点到平衡