2023版化学一轮复习第七章化验反应速率和化学平衡第二讲化学平衡状态及平衡移动

1、01020304试题备选典例剖析反思归纳题目设计可逆反应与化学平衡状态一、题目设计5一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。反应特点：正方向为气体系数增大的方向正逆反应速率不相等H为定值二、典例剖析转解析B体积缩小，压强增大，速率加快可以同时是气体Q1Q2返回原题转解析(2019广东广州模拟)可逆反应：2NO2 2NOO2在固定体积的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mo

2、l NO；用NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221的状态；混合气体的颜色不再改变的状态；混合气体的密度不再改变的状态；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A. B.C. D.A表示同一方向，不可以任意时刻都满足都是气体，任意时刻密度都不变返回原题解析此题列出了判断可逆反应是否达到平衡状态的多种情况，应从平衡状态的两个重要特征上判断：(1)v(正)v(逆)，(2)混合物中各组成成分的百分含量不变。符合特征(1)；表示的都是正反应方向；说明了反应中各物质的转化量的关系；NO2是红棕色气体，颜色不变时说明NO2的浓度保持不变，符合特征(2)；中是恒容条件，始终不变；中说

3、明符合特征(2)。故能说明是否达到平衡状态。三、反思归纳判断化学平衡状态的两方法和两标志1两方法逆向相等、变量不变(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。2两标志本质标志、等价标志(1)本质标志：v(正)v(逆)0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。四、试题备选转解析在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、

4、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()AZ为0.3 molL1 BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1 DZ为0.4 molL1A解题提示：利用完全转化求出各物质的最大值和最小值，可能的浓度介于二者之间。返回原题解析若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以，0c(X2)0.2

5、molL1，0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1，0c(Z)0.4 molL1。 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：NH2COONH4（s）2NH3（g）CO2（g）。判断该分解反应已经达到化学平衡的是（）A2v（NH3）v（CO2）B密闭容器中c（NH3）c（CO2）21C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C解析显/隐NH3、CO2的体积比始终为2:1(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)2H2O 2H2O2为可逆反应( )(2)二次电池的充、放电为可逆反应( )(3)可逆反应不等同

6、于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化( )(4)化学反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等( )(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( )化学平衡移动01020304试题备选典例剖析反思归纳题目设计一、题目设计1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)化学平衡正向移动，说明正反应速率一定增大( )(2)增大反应物的量平衡一定会正向移动( )(3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度(

7、 )(4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大( )(5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大( )(6)升高温度，化学平衡一定发生移动( )反例：反应物或者生成物为固体时，浓度不变当体积减小时，反应物的浓度也增大当反应物只有一种时，转化率可能增大，可能减小，可能不变二、典例剖析转解析BD增大压强，第一个反应逆向进行催化剂只能加快化学反应速率，对化学平衡无影响返回原题解析升高温度有利于题中第一个反应正向进行，有利于提高CH4的平衡转化率，但增大压强有利于题中第一个反应逆向进行，不利于提高CH4的平衡转化率，A项错误；由题述反应及起始反应物

8、的物质的量比可知，平衡时CO2的转化率比CH4的高，则曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化，B项正确；使用催化剂只能加快化学反应速率，对化学平衡无影响，即曲线A和曲线B不能相重叠，C项错误；恒压、800 K、n(CH4)n(CO2)11条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，通过增大n(CO2)或减小压强继续反应，可以使CH4的转化率从X点提高到Y点，D项正确。转解析(2020课标全国)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)_。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)_(填

9、“变大”“变小”或“不变”)。14变大2CO26H2CH2=CH24H2O增大压强，平衡正向移动。返回原题转解析(2018天津理综，5)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBr C2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ，可缩短反应达到平衡的时间D返回原题解析加

10、入NaOH，c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，A项正确；增大HBr浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物按照化学计量数之比加入溶液中，则各物质的平衡转化率相等，故反应物均增大至2 mol，两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度提高至60 ，生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。三、反思归纳解答化学平衡移动类试题的一般思路转解析已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.3 kJmol1，在一定温度和催化剂的条件下，向一密闭容器中，通入1

11、mol N2和3 mol H2，达到平衡状态；相同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，达到平衡状态，则下列说法正确的是()A两个平衡状态的平衡常数的关系：KKBH2的百分含量相同CN2的转化率：平衡平衡D反应放出的热量：QQ92.3 kJB解题提示：经换算，两种状态为等效平衡虽然结果相同，但是反应过程不同四、试题备选返回原题解析两平衡的温度相同，故平衡常数KK，两容器中的反应物都可以转化为1 mol N2和3 mol H2，故两个平衡是等效平衡，且两平衡中H2的百分含量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，平衡中已经有一部分N

12、H3，反应放出的热量：QQ，且都小于92.3 kJ，N2的转化率：平衡平衡。（2019无锡模拟）处于平衡状态的反应2H2S（g） 2H2（g）S2（g）H0，不改变其他条件的情况下合理的说法是 （）A加入催化剂，反应途径将发生改变，H也将随之改变B升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大C增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小B解析显/隐解析焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A项错误；温度升高，正逆反应速率均增大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向

13、移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C项错误；体系中注入H2，体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D项错误。逆向体积增大，压强减小，不移动2催化剂不影响平衡不变01020304典例剖析思维建模化学平衡移动原理在化工生产中的广泛应用试题备选一、典例剖析【典例】(天津卷)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2 (g)3H2 (g) 2NH3 (g)H92.4 kJmol1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_2NH

14、4HSO2 2NH3H2O2S(2)步骤中制氢气原理如下：CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H41.2 kJ mol1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是_。A.升高温度 B.增大水蒸气浓度C.加入催化剂 D.降低压强利用反应，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_。(3)图1表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3

15、体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：_。A90%14.5%三段式列表计算(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。对原料气加压，分离液氨，未反应的N2、H2循环使用转解析 返回原题(4)由于N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0()如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为

16、T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_T2(填“”、“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应H_0(填“”或“”)。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_I2在1.3104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失转解析 返回原题解析(1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I

17、2，即反应()先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。某工业生产中发生反应：2A(g)B(g) 2M(g)H0。下列有关该工业生产的说法中正确的是()A.这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行B.若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率C.工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D.工业生产中常采用催化剂，因

18、为使用催化剂可提高反应物的转化率B转解析 返回原题解析这是一个放热的熵减反应，只有当HTS0时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的B，可以提高A的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D错误。01020304典例剖析思维建模化学平衡中的“虚拟过程”转解析一、典例剖析【典例1】把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达到平衡，则新平衡N2O4的转化率与原平衡比()A.变大 B.变小C.不变 D.无法确定B由于反应物只有一种，所以再通入反应物时的转化率变化需要虚拟场景 解析第步