2017高考化学一轮复习专题八化学反应速率和化学平衡考点二化学平衡教学案

1、1 考点二化学平衡 I总基础点重难点 1 可逆反应 定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2) 特点：三同一小。 三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。 一小：任一组分的转化率都小 _ 100% (3) 表示方法：在化学方程式中用 表示。 2化学平衡状态 (1) 定义 一定条件下的可逆反应， 当反应进行到一定程度时， 正反应速率和逆反应速率相等， 反 应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 特征 “逆”指化学平衡研究的对象是可逆反应。 “动”指化学平衡是一种动态平衡，反应达到平

2、衡状态时，反应并没有停止。 “等”指正反应速率和逆反应速率相等，都大于零。 “定”指平衡体系混合物中，各组分的浓度一定，不再随时间改变而改变。 “变”指当外界条件改变时, 原平衡被破坏，会使化学平衡发生移动， 在新条件下建 立新的平衡。 3化学平衡的移动 (1) 定义 可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件 (或浓度、温度、压强等)发生了变化，平衡混 合物中各组分的浓度也会随之改变， 从而在一段时间后达到新的平衡状态。 这种由旧平衡向 新平衡的变化过程，叫做化学平衡的移动。 (2) 化学平衡移动原理(勒夏特列原理) 概念 如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改

3、变的 方向移动。 具体内容 若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下: 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体 参加的反应) 反应前后气体 体积改变 增大压强 向体积减小的方向移动 减小压强 向体积增大的方向移动 2 反应前后气体 体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变V正、v逆，平衡不移动 学霸巧学卡 浓度、压强和温度对平衡移动影响的特殊情况 (1) 改变固体或纯液体的量，对平衡无

4、影响。 (2) 当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。 (3) 对于反应前后气体体积无变化的反应，如 H2(g) + I 2由;. 2】，压强的改变对 平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大 (或减小)，混合气体的颜色变深(或 浅)。 (4) “惰性气体”对化学平衡的影响 恒温、恒容条件 充入惰性气体 原平衡体系 体系总压强增大一T体系中各组分的浓度不变一T平衡不移 动。 恒温、恒压条件 的分压减4- 体系中各组分的浓度同倍数减小 (等效于减压) 气体体积不变反应.平衡不移动 气体体积可变反应平衡向气体体积增大的方向移动 (5) 恒容时，同等程度地改变反应混合物

5、中各物质的浓度时， 应视为压强的影响，增大(减 小)浓度相当于增大(减小)压强。 (6) 在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判 断平衡移动的方向和物质的转化率、 体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的 影响。 血一小题快做 1. 思维辨析 (1) 增大任何一种反应物的量，化学平衡一定正向移动。 ( ) (2) 改变化学反应速率，化学平衡一定会发生移动。 ( ) (3) 对一个可逆反应而言，改变温度，化学平衡一定会发生移动。 ( ) (4) 其他条件不变，增大体系的压强，对一个有气体参与的可逆反应而言，平衡一定会 发生移动。( )原平衡体系 充入蓿性

6、气体 容器容积增大各反应气体 3 (5) 不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。 ( ) (6) 起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等。 ( ) (7) 通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大。 ( ) 答案 (1) X (2) X (3) V (4) X (5) X (6) X (7) X 2. 将NQ装入带有活塞的密闭容器中，当反应 2NQ 204(g)达到平衡后，改变某 个条件，下列叙述正确的是 ( ) A. 升高温度，气体颜色加深，则正反应为吸热反应 B. 慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅 C. 慢慢

7、压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来压强的两倍 D. 恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色 变浅 答案 C 解析 升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应， A 错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合 气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深， B错误；同理C项，首先假 设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动， 使压 强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反 应速率均不变，平衡不移动，颜色

8、无变化， D错误。 话命题法解题法 考法综述 化学平衡是中学化学重要理论之一，考查内容主要集中在平衡状态 的判断；应用平衡移动原理判断平衡移动的方向以及由此引起的反应物的转化率、 各组成成 分的百分含量、气体的体积、压强、密度、混合气体的平均相对分子质量等变化。考查方式 多配图表，非选择题部分常结合化工生产形式出现，综合性较强，属偏难题。 命题法1化学平衡状态的判断 典例1 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中 (固体试样体积忽略不 计),在恒定温度下使其达到分解平衡： NHCOONH 2.Hs(g) + CO(g)。判断该分解反应 已经达到化学平衡的是 ( ) A. 2v(NH)

9、= v(CQ) B. 密闭容器中 c(NHs) : c(CCb) = 2 ：1 C. 密闭容器中混合气体的密度不变 D. 密闭容器中氨气的体积分数不变 解析该反应为有固体参与的非等体积反应， 且容器容积不变，所以压强、密度均可 作平衡标志，该题应特别注意 D项，该反应为固体的分解反应，所以 NH、CO的体积分数始 ( 2 1、 终为定值NH为3, CO为3。 答案C 【解题法】 化学平衡状态常用的判断方法 4 项目 mA(g) + n B(莒) pC(g) + qD(g) 是否达到平衡 5 混合物 各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 体系中 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各成分 各气

10、体的体积或体积分数一定 平衡 的含量 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 在单位时间内消耗了 mmol A的同时生成 mmol A，即v正=v逆 平衡 正、逆反 在单位时间内消耗 n mol B的同时消耗p mol C，即v正=v逆 平衡 应速率 v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = nr n p : q, v 正不一疋等于 v 逆 不一定平衡 的关系 在单位时间内生成 n mol B的冋时消耗q mol D , v正不一定等于v逆 不一定平衡 单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的物质的量相等 平衡 续表 项目 nA(g) + n|i) pC(g) + qD

11、(g) 是否达到平衡 压强 m卄nz p+ q时，总压强一定（其他条件一 定） 平衡 m卄n= p+ q时，总压强一定（其他条件一 定） 不一定平衡 混合气 体的平 均相对 分子质 量（Mr） Mr 一定，当 m nz p+ q 时 平衡 Mr 一疋，当 m n= p+ q 时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系 温度一定时（其他条件不变） 平衡 气体密度（P） 密度一定 不一定平衡 其他 如体系（反应前后颜色有改变）颜色不再变 化 平衡 命题法2化学平衡常数及转化率的相关应用 典例2 在10 L恒容密闭容器中充入 X（g）和Y（g），发生反应X（g） + 心） 皿习 +

12、N（g），所得实验数据如下表: 实验编号 温度/ c 起始时物质 的量/mol 平衡时物质 的量/mol n(X) n(Y) n (M) 700 0.40 0.10 0.090 800 0.10 0.40 0.080 800 0.20 0.30 a 900 0.10 0.15 b F列说法正确的是（ ） A. 实验中，若 5 min时测得n（M） = 0.050 mol，贝U 0至5 min时间内，用 N表示的 平均反应速率 v（N） = 1.0 x 10 mol/（L min）6 B. 实验中，该反应的平衡常数 K= 2.0 C. 实验中，达到平衡时， X的转化率为60% D. 实验中，达到

13、平衡时， b0.060 0.050 mol =1X 10 一3 mol/(L min), A项错误；B项，根据“三段式”： 实验，根据“三段式”得： X(g) + Y(g) M(g) + N(g) 初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0 转化(mol/L) x x xx 平衡(mol/L) 0.020 x 0.030 x x x 根据温度不变，K不变可得 2 x rn x (io 基 x= x x=0.012 b= 0.06 综上所述，900 C达到平衡时 b0.06 , D错误。 答案C 【解题法】 化学平衡常数和转化率的应用总结 (1)化学平衡常数的应用 判断平衡移动的方向 对

14、于可逆反应： mA(g) +门金岳 pC(g) + qD(g),在任意状态下，生成物的浓度和反应 CP cq I 物的浓度之间的关系用浓度商 QC= j M 表示，则: K反应向逆反应方向进行， v正c + d A、B的转化率增大 ch 和 c B la + bn+ q A的转化率增大 mC3 B. a+ b= 92.4 C. 2p2p3 D. a i + a 32C2,艮卩C32C1； B项，甲反应生 成NH的量加乙反应消耗 NH的量恰好为2 mol, a+ b- 92.4 ; C项，将丙分两步完成，第一 步将4 mol NH加入2倍体积的容器，达到与乙一样的平衡状态, 此时丙的压强P 3等

15、于P2, 第二步将丙的体积压缩至一倍体积，在这一时刻，丙的压强 P 3 2P2,增大压强，平衡向 右移动，压强减小，最终平衡时， 2p2P3； D项，甲乙为等效平衡， a 1 + a 2 1，丙的转化 率小于 a 2, a 1+ a 30，因为反应后有气体生成，反应前为固体，所以 混乱度增加，熵变大于 0, A错；吸热反应不一定不能自发进行， B错；熵增加的反应不一 定能自发进行，C错；判断反应能否自发进行要根据 H与厶S综合分析，D正确。 答案D 【解题法】 化学反应进行方向的判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果， 10 因此，把焓变和熵变判据结

16、合起来组成的复合判据即自由能变化 G更适合于所有过程的 判断。 G= H- TA S(T为开尔文温度)， G的正、负决定着反应的自发与否。11 ASt A/0 任何温度下反应 都能自发进行 A/0 A S0 AS0 咼溫下反应 能自发进行 AH0 A50 低温下反应 能自发进行 A/ 12 A. 550 C时，若充入惰性气体， v正、v逆均减小，平衡不移动 B. 650 C时，反应达平衡后 CO的转化率为25.0% C. T C时，若充入等体积的 CO和CQ平衡向逆反应方向移动 D. 925 C时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 24.0 p总 答案 B 解析 因容器体积可变， 故充

17、入惰性气体，体积增大，与反应有关的气体浓度减小，平 衡正向移动，A项错误； C(s) + CQ(g) 2CQ(g) 平衡 60 40 反应 20 40 故CQ的转化率为20-(60 + 20) X 100%= 25.0%, B项正确；由图象可知 T C时，CQ和 CQ的体积分数相等，故充入等体积的这两种气体， 平衡不移动，C项错误；& = p2(CQ)/p(CQ) 2 =(0.96 p 总)/(0.04 p 总)=23.04 p 总，D项错误。 3某温度下，在 2 L的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g) + m ) :M，平衡时，X、Y、Z的

18、体积分数分别为 30% 60% 10%。在此平衡体系中 加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A. m= 2 B. 两次平衡的平衡常数相同 C. X与Y的平衡转化率之比为 1 ：1 D. 第二次平衡时， Z的浓度为0.4 molL 答案 D 解析 在原平衡体系中加入 1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说 明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即 m= 2, A 项正确；温度不变，平衡常数不变， B项正确；起始时 X、Y的物质的量之比等于化学计量 数之比，则二者的平衡转化率相等， C

19、项正确；起始时加入1 mol X和2 mol Y,相当于3 mol Z,平衡时Z的物质的量为3 mol X 10%= 0.3 mol，在平衡体系中再加入 1 mol Z，相当于起 始时共加入4 mol Z,则新平衡时Z的物质的量为4 moix 10%= 0.4 mol，其浓度为0.4 mol/2 L= 0.2 mol L , 13 D项错误。 4.汽车尾气中NO产生的反应为N2(g) + O 站 2的；。一定条件下，等物质的量的 N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度 T下N2的浓度随时间的 变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时 N2的浓度随时间的变化

20、。下列叙述正 确的是( ) 0 th 1 一 2 A. 温度T下，该反应的平衡常数 K= C0一 i B. 温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C. 曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D. 若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的 H0o 5.(双选)一定温度下，在三个体积均为 1.0 L的恒容密闭容器中发生反应: 2CH51；刀 ihOCHg) + HO(g) 容器 编号 温度 (C) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CHOH(g) CHOCH (g) HO(g) I 387 0.20 0.080 0.080 n 387 0.40 出 207 0.20 0

21、.090 0.090 下列说法正确的是( ) 14 A. 该反应的正反应为放热反应 B. 达到平衡时，容器I中的 CHOH体积分数比容器n中的小 C. 容器I中反应到达平衡所需时间比容器川中的长 15 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO与CO的物质的量之比 C SO的浓度 平衡常数K D MgSO的质量 (忽略体积) CO的转化率 答案 A 解析 温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大， A项 正 确 ； 增 大 C O的 物 质 的 量，平衡正向移动，但 CO与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO的浓度，平衡逆 向移动，但平衡常数只与温度有关，温

22、度不变平衡常数 K不变，C项错误；增大 MgSO勺质 量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。 7反应X(g) +心 口 H0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后， 若仅改变上图中横坐标 x的值，重新达到平衡 后，纵坐标y随x的变化趋势合理的是( ) 16 C. 增大C（X） , X的转化率增大 D. 降低温度，Y的转化率增大 答案 D 解析 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，压强改变平衡不移动， A项错误；催 化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动， B项错误；两种气态物质发生的可逆反应， 增大一种物质的浓度， 另一种物质的转化率增大， 自身的转化率减小，C项错误；降低温度， 平衡

23、向放热反应方向移动， D项正确。 & （双选）一定条件下存在反应： CO（g） + HW ：2（g） + H2（g），其正反应放热。现 有三个相同的2 L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、n、川，在I中充入 1 mol CO和 1 mol HO,在n 中充入 1 mol CO和 1 mol H2,在川中充入 2 mol CO和 2 mol HO,700 C 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是 （ ） A. 容器i、n中正反应速率相同 B. 容器I、川中反应的平衡常数相同 c.容器I中CO的物质的量比容器n中的多 D.容器I中CO的转化率与容器n中 CO的转化率之和小于

24、1 答案 CD 解析 因为容器绝热，所给反应的正反应为放热反应， 容器I的温度升高， 容器n的温 度降低，故反应速率I中比n中快， A项错误；由于容器川中加入的反应物多，放出的热量 也多，容器内温度比I高，故二者的平衡常数不同， B项错误；因容器I的温度高，故相当 于平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项正确；如果容器I和容器n在温度相同的情况下达 到平衡，CO CQ转化率之和等于1，但容器I的温度升高，平衡逆向移动， CO的转化率降 低，容器n温度降低， CO的转化率也降低，D项正确。 9某温度下，向 4.0 L恒容密闭容器中充入 2.0 mol PCl 5,反应PCG仗; 卩3（g） + C

25、l 2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： 时间/s 0 50 150 250 350 n(PCI 3)/mol 0 0.32 0.38 0.40 0.40 F列说法正确的是（ ） A.反应在前 50 s的平均反应速率为 v(PCl 3) = 0.0064 mol/(L s) B. 若保持其他条件不变，升高温度，平衡时 c（PCl 3） = 0.11 mol/L ，则反应的 Hv（逆） 答案 D 解析 本题考查化学平衡的有关计算、 影响化学平衡的因素， 意在考查考生的分析判断 0.32 mol能力和计算能力。由表中数据可得反应在前 50 s的平均反应速率为 v(PCl

26、3)= 17 4.0 L 50 s 18 1 _ 0.0016 mol/(L s)，故 A项错误；升高温度，平衡时 c(PCI = 0.11 mol L ，大于题表 中PCI3的平衡浓度: 0.40 mol 航=0.1 moI/L ，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应, H0,故B项错误；由表中信息可知原平衡时 PCI3的物质的量为0.40 mol，根据“三段式” 得 起始浓度 (mol/L) PCI 5 朗; 0.5 比 13(g) + Cl 2(g) 0 转化浓度 平衡浓度 (mol/L) (mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.4 0.1 0.1 平衡常数 x 0.1 0.4 =

27、0.025，则逆反应的平衡常数 K= 40。相同温度下，起始时向 容器中充入4.0 mol 根据“三段式”得 PCI3、4.0 mol Cl2, 设达到平衡时消耗 PCl3的物质的量浓度为 x mol/L , 起始浓度 (mol/L) PCl3(g) 1 + Cl2U.f:- % 5(g) 转化浓度 平衡浓度 (mol/L) (mol/L) x 始时向该容器中充入 2.0 mol PCI 5、 2= 40 , x 0.85 , PCI3 的转化率约为85%故C项错误；相同温度下，起 0.40 mol PCI 3和 0.40 mol Cl 2, PCI5、PCI3、CI2的起 始浓度分别为 0.

28、5 mol/L、0.1 mol/L 、0.1 mol/L ，浓度商 0.1 X 0.1 QC = -5 = 0.02v(逆),D项正确。 10.甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气 在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： CO(g) + 2f； CQ(g) + : CQ(g) + H2 回答下列问题： (1)反应的化学平衡常数 K表达式为 数K随温度变化关系的曲线为 l30H(g) H0 CILOH + H2O(g) H20 (主要成分为CO CO和H) _ ;图1中能正确反映平衡常 (填曲线标记字母)，其判断理由是 19 500 510 520 530 540550 77K

29、 500 510 520 530 540 550 77K (2)合成气组成n(比)/ n(CO+ CQ) = 2.60时，体系中的CO平衡转化率(a )与温度和压强 的关系如图2所示。a (CO)值随温度升高而 _ (填“增大”或“减小”)，其原因是 _ ；图2中的压强由大到小为 _ ，其判断理由是 _ a反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小 (2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO的量增大； 反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生 CO的量增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低 P3P2P1相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提 升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应， 产生CO的量不受压强影响。故增大压 强时，有利于CO的转化率升高 解析(1)反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，曲线 a正 确。 11.在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的 NbQ,发生反应N2C4曲 LNO(g)，随 温度升高，混合气体的颜色变深。答案 (1)K= c 人人71 1 n(IL)/ (CO+C(：)=2.6() P酗 20 回答下列问题： 反应的 H _ 0(填“大于”或“小于” )；100 C时，体系中