高考化学复习知识点深度剖析 专题七 第二节 化学平衡及化学反应进行的方向 新人教版.doc

2013化学复习知识点深度剖析 专题七 第二节 化学平衡及化学反应进行的方向考纲解读考纲内容要求名师解读1.了解化学反应的可逆性1.化学平衡状态的特征及其标志与判断的考查2.对化学平衡常数的理解及简单计算的考查3.等效平衡的考查4.有关化学平衡的图象分析，如速率时间图象，浓度时间图象，百分含量时间图象等的考查 5.利用焓变(h)、熵变s判断化学反应进行的方向的考查6.结合化学反应速率，运用化学平衡理论来分析工农业生产、日常生活及科学研究等实际问题的考查. 2.了解化学平衡建立的过程理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单计算 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4.了解化学反应速率和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基础巩固1可逆反应 (1)概念 ： 条件下，既能向 方向进行，又能向 方向进行的化学反应。 (2)特点 相同条件下，正、逆反应 ； 反应物与生成物同时存在； 任一组分的转化率均 100%，各物质浓度均不为零。 (3)表示 化学方程式中的“=”用“ ”代替。 2化学平衡状态 (1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率 ，反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态。3化学平衡常数：（1）概念 在一定 下，一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，用符号k表示。（2）表达式 对于一般的可逆反应：ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)，在一定温度下达到平衡时：k 。 （3）影响因素 k仅是 的函数，与反应物或生成物的浓度无关。4.化学平衡的移动 （1）定义：外界条件发生改变时， 被破坏， 建立的过程。 （2）本质：v正v逆。 (1)若v正v逆，平衡向 方向移动； (2)若v正t1 cb点时，平衡体系中a、b原子数之比为1：3 d向a点的平衡体系中加入a2，可达到b点的平衡状态 考点三 勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。理解该原理需注意：影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；勒夏特列原理适用于一切平衡体系，用于解释平衡移动的方向和程度。理解此原理的关键是平衡移动的结果减弱这种改变，不能抵消，更不可能逆转。这也是勒夏特列原理的灵魂。【例3】取五等份no2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2no2(g)n2o4(g)；h0，反应相同时间后，分别测定体系中no2的百分量（no2%），并作出其随反应温度（t）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是（ ）考点四、化学平衡图像1.平衡识图解答步骤（1） 看图像：一看面（即纵坐标与横坐标的意义），二看线（即线的走向和变化趋势），三看点（即起点、拐点、交点、终点），四看要不要作辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）。（2） 想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。（3） 作判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。2.化学平衡图像题的解答原则（1）“先拐先平”原则:考察速率影响因素。先出现拐点的反应则先达到平衡，说明反应速率快。（2）“定一议二”原则：平衡图像一般包括三个量的关系，确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。【例4】对于可逆反应：a2(g)+3b2(g)2ab3(g);h0粉红色蓝色下列说法正确的是()a升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小b该反应的平衡常数kc将盛有cocl2和盐酸混合液的试管置于热水中，试管内溶液为红色d增大cl浓度，平衡向正反应方向移动，co2、cl浓度都减小【解析】升高温度，正、逆反应速率都增大，a错；该反应的正反应为吸热反应，所以在热水中平衡向正反应方向移动，溶液为蓝色，c错；增大cl浓度，平衡向正反应方向移动，co2浓度减小，而cl浓度增大，d错。【答案】b【点评】该题融合颜色变化考查了平衡移动方向和平衡常数，题目具有一定的代表性和导向性，属于近两年的热点题型。 考点六、化学反应的判据 为了更准确判断化学反应进行的方向，把能量判据和熵判据结合起来组成复合判断更适合于对所有过程的判断。 【 例6】汽车尾气(含烃类、co、no与so2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使no与co反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是：2no(g)+2co(g)= n2(g)+2co2(g)，在298k、100kpa下，h=113kjmoll，s=145jmollkl。下列说法中错误的是（ ）。 a该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 b该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件 c该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率 d汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒 【 解析】此反应是放热反应， a对；由g=hts可知常温下，该反应可以自发进行，催化剂的使用只能加快反应速率，而不能改变反应的方向， b错、c对；no、co都可和血红蛋白结合而使人中毒。 【答案】b 【点评】在运用符合判据g=hts时要注意h和s的单位的统一，否则很容易出现计算失误。考点七、化学平衡的计算：（1）有关化学平衡的基本计算：可逆反应manbpc+qd达到平衡时： 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比即：vavbvcvd=mnpq各物质的变化量（变化浓度）之比等于化学方程式中相应化学计量数之比反应物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）-消耗量（或浓度）生成物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）+增加量（或浓度）混合气体平均式量的计算（由a、b、c三种气体混合）其中m(a)、m(b)、m(c)分别表示a、b、c的相对分子质量；a、b、c分别表示这3种气体的体积（或质量）分数（2）化学平衡中的常用方法“始、转、平”三段分析法ma（g） + nb(g) pc(g) + qd(g) 起始量 a b 0 0 变化量 x nx/m px/m qx/m 平衡量 a-x b- nx/m px/m qx/m差量法（v、n） 若定温、定容，已知平衡前后压强变化，由理想气体状态方程pv=nrt 推知 p（始）/p（平）= n（始）/n（平），从而求出平衡前后物质的量的差量（n）若定温、定压，已知平衡前后密度变化，由理想气体状态方程pv=nrt 推知气体的密度与摩尔质量成正比，由于前后气体总质量不变，即(始)/(平)= n(平)/n(始)，从而求出平衡前后物质的量的差量（n）。【例7】把6mola气体和5molb气体混合放入4l密闭容器中，在一定条件下发生反应：3a（气）+b（气） 2c（气）+（气）经达到平衡，此时生成c为，测定d的平均反应速率为0.1mol/lmin，下列说法中错误的是 （ ）a.x = 2 b. b的转化率为20%c. 平衡时a的浓度为0.8mol/l d. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%，所以。【答案】c、d。【点评】本题是一道有关化学平衡的基础计算题，解题的关键是弄清各量的含义。二.走出误区： 误区一 片面理解反应的自发性【例1】下列说法中正确的是( ) a凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 b自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变 c自发反应在恰当条件下才能实现 d自发反应在任何条件下都能实现错解：a或b原因：片面单一的使用焓判据和熵判据而选择，过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。一定要结合实际进行综合判断。正解：c。原因：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减少，也可能不变。 误区二、忽略可逆反应的特征【例2】在一定量的密闭容器中进行反应：n2 （g）+ 3h2 （g）2nh3（g）。已知反应过程中某一时刻n2 、h2 、nh3 的浓度分别为0.1 moll1、0.3moll1、 0.2 moll1.当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）。a. n2为0.2 moll1，h2为0.6 moll1b. n2为0.15moll1c. n2 、h2均为0.18 moll1d. nh3为0.4 moll1错解：a或d原因：忽略了可逆反应不能进行到底而选择。对于本题，若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达到平衡，此时nh3的浓度应小于0.4moll1；若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达到平衡，此时n2的浓度应小于0.2moll1 ，h2的浓度应小于0.6 moll1；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，n2与h2的浓度比始终为1：3，不可能均为0.18 moll1。正解：b原因： 本题考查对可逆反应的特征的理解。解答时应注意两点：（1）可逆反应既可以向正反应方向进行，同时又可向逆反应方向进行；（2）可逆反应不能进行到底，只能反应到一定程度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量都大于零。误区三、审题粗心大意，忽略方程式特点【例3】一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，不能说明可逆反应a(s)+3b(g) 2c(g)+d(g)已经达平衡状态的是（ ）a容器内压强 b容器内气体密度cb物质的浓度 d混和气的平均相对分子质量错解：b或d原因：忽视了a物质的状态，误认为该反应前后气体体积有变化而错选。正解：a 原因：该反应在反应前后气体的体积变化为零，故压强始终为定值，故压强不能作为平衡的判据。该反应气体的质量不是定值，故气体密度、混和气的平均相对分子质量均可作为平衡状态的标志。误区四、不能充分领悟图像，忽视细节【例4】一定温度下，向容积为2l的密闭容器通入两种气体中发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如右图所示，对该反应的推断合理的是（ ） a该反应的化学方程式为3b4d=6a2c b反应进行到1s钟时，v(a)v(d) c反应进行到6s钟时，b的平均反应速率为0.05mol(ls)1 d反应进行到6s钟时，反应停止了错解：a或d原因：忽视了可逆反应的符号和图像中曲线的变化趋势而错选。正解：c原因：a、c的物质的量增加，b、d的物质的量减小因此a、c为生成物，b、d为反应物，n(b)：n(d：n(a)：n(c)=3：4：6：2，化学方程式系数之比等各物质的物质的量之比，但是由于反应未进行完全，说明反应是可逆反应，a错误；由于a与d的系数为6：4，因此无论在平衡状态还是非平衡状态：v(a)：v(d)=3：2，b错误；v(b)=0.6/26=0.05mol(ls)1，c正确；反应进行到6s钟时，各物质的物质的量保持不变，达到平衡状态，而不是停止了，d错误。巩固复习1将固体nh4i置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：nh4i(s)nh3(g)hi(g) 2hi(g)h2(g)i2(g)达到平衡时，c(h2)0.5 mol/l，c(hi)4 mol/l，则此温度下反应的平衡常数为 () a9b16c20d251.c解析：根据题意2hi(g)h2(g)i2(g)平衡浓度：4 mol/l 0.5 mol/l起始浓度：c(hi)平衡量变化量4 mol/l0.5 mol/l25 mol/l则c(nh3)c(hi)起始浓度5 mol/l根据平衡常数定义：kc(nh3)c(hi)5 mol/l4 mol/l20 (mol/l)2，故c项正确2硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3no2h2o2hno3no(正反应为放热反应)，为提高no2的转化率，理论上应该采取的措施是 ()a减压b增压c升温 d加催化剂2.b解析：该反应为气体体积减小的反应，且放热，为提高no2的转化率，可采用增大压强或降低温度的方法3高温下，某反应达到平衡，平衡常数k.恒容时，温度升高，h2浓度减小下列说法正确的是 ()a该反应的焓变为正值b恒温恒容下，增大压强，h2浓度一定减小c升高温度，逆反应速率减小d该反应的化学方程式为coh2oco2h23.a4下列关于判断过程的方向的说法正确的是 ()a所有自发进行的化学反应都是放热反应b高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应c由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程d同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同4.c解析：自发进行只能用来判断过程的方向，而不能判断反应的热效应，a项错；高温高压的条件下，低能量的石墨转化为高能量的金刚石，是一个非自发的化学反应，b项错；同一物质的固、液、气三种状态中，气态的混乱度最大，熵值最大，d项错5将h2(g)和br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应h2(g)br2(g)2hbr(g)hb babcab.6反应aa(g)bb(g)cc(g)hq kj/mol，生成物c的质量分数与压强p和温度的关系如下图，方程式中的化学计量数和q值符合图象的是 ()aab0 babcq0cabcq06.c7在体积恒定的密闭容器中，充入 3 mol a和1 mol b发生反应：3a(g)b(g)xc(g)，达到平衡后，c在平衡混合气体中的体积分数为.若维持温度不变，按1.2 mol a、0.4 mol b、0.6 mol c为起始物质，达到平衡后压强不变，c的体积分数仍为，则x值是 ()a2 b1c3 d48.在一恒容密闭容器中发生某化学反应2a(g) b(g)c(g)，在三种不同条件下进行，其中实验、都在800 ，实验在850 ，b、c的初始浓度都为0，反应物a的浓度(moll1)随时间(min)的变化如图所示：试回答下列问题：(1)在800 时该反应的化学平衡常数k_。(2)在实验中，反应在20 min至40 min内a的化学反应速率为_。(3)实验和实验相比，可能隐含的反应条件是_。(4)根据实验和实验的比较，可推测该反应降低温度，平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动，该正反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(5)与实验相比，若实验中的a的初始浓度改为0.8 moll1，其他条件不变，则达到平衡时所需用的时间_实验(填“等于”、“大于”或“小于”)。8.(1)0.25(2)0.007 5 moll1min1(3)加入了催化剂或增大压强(4)逆吸热(5)大于化学反应速率减慢，达到平衡时所需用的时间增长。提高训练1在一定温度下、一定体积的密闭容器中有如下平衡：h2(g)i2(g) 2hi(g)。已知h2和i2的起始浓度均为0.1 mol/l，达平衡时hi的浓度为0.16 mol/l，若h2和i2的起始浓度均为0.20 mol/l，则平衡时h2的浓度(mol/l)是()a0.16b0.08c0.04 d0.022在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2so2(g)o2(g) 2so3(g)，已知反应过程某一时刻so2、o2、so3浓度分别为0.2 mol/l、0.1 mol/l、0.2 mol/l，达到平衡时浓度可能正确的是()aso2、o2分别为0.4 mol/l、0.2 mol/lbso2为0.25 mol/lcso2、so3均为0.15 mol/ldso2为0.24 mol/l，so3为0.14 mol/l3(2011年黄冈模拟)在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应a(g)2b(g)=c(g)d(g)已达到平衡状态的是()混合气体的压强 混合气体的密度b的物质的量浓度 混合气体总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(c)与v(d)的比值 混合气体总质量混合气体总体积a bc d3.b解析：该反应是在定容容器中的计量数减小的反应，则正确，不变，错误；是符合平衡的特征，故正确；平均相对分子质量r，故可作平衡标志，始终是常数不变，故都不正确。4低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2nh3(g)no(g)no2(g) 2n2(g)3h2o(g)h0在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()a平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大b平衡时，其他条件不变，增加nh3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小c单位时间内消耗no和n2的物质的量比为12时，反应达到平衡d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4.c5高温下，某反应达平衡，平衡常数k。恒容时，温度升高，h2浓度减小。下列说法正确的是()a该反应的焓变为正值b恒温恒容下，增大压强，h2浓度一定减小c升高温度，逆反应速率减小d该反应化学方程式为coh2oco2h26 i2在ki溶液中存在下列平衡：i2(aq)i(aq) i(aq)某i2、ki混合溶液中，i的物质的量浓度c(i)与温度t的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是()a反应i2(aq)i(aq)=i(aq)的hk2c若反应进行到状态d时，一定有v(正)v(逆)d状态a与状态b相比，状态a的c(i2)大6.d解析：a项，根据图像可知c(i)随温度升高而减小，故升温平衡左移，根据升温 7 x、y、z三种气体，取x和y按21 的物质的量之比混合，放入固定体积的密闭容器中发生如下反应：x2y2z，达到平衡后，x的转化率不可能为()a25% b20% c15% d10%7.a解析：本题考查可逆反应不可能进行完全，若y完全消耗1 mol时，则x消耗0.5 mol，所以x的转化率一定小于25%。8(2011年金华模拟)h2和co2在高温下发生反应：co2(g)h2(g) co(g)h2o(g)。下表是986 时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：下列叙述中正确的是()该温度下反应的平衡常数约为1.62；该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关；增大co2的起始浓度，可使co2的转化率增大；从反应开始至达到平衡状态，混合气体的密度没有发生改变。a bc d9在一定温度下，反应h2(g)x2(g) hx(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的hx(g)通入体积为1.0 l的密闭容器中，在该温度时hx(g)的最大分解率接近于()a5% b17% c25% d33%10一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol so2和1 mol o2，发生下列反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)，达到平衡后改变下述条件，so3平衡浓度不改变的是 ()a保持温度和容器体积不变，充入1 mol so3(g)b保持温度和容器内压强不变