【创新设计】高考化学一轮复习 第2节 化学平衡 大纲人教

第九章化学反应速率化学平衡第二节化学平衡复习目标展示1.了解化学反应的可逆性。2.理解化学平衡的含义及其与反应速率之间的联系。3.理解勒夏特列原理的含义。理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。4.掌握等效平衡规律及其应用。知识点1可逆反应及平衡状态的建立问题1：怎样理解平衡状态的建立过程?1．可逆反应(1)定义：在相同条件下，既能向

方向进行，同时又能向

方向进行的反应。(2)特点：①同时性；②双向性；③共存性，即反应物与生成物

存在，反应物的转化率

100%。2．化学平衡状态(1)建立过程(同学之间讨论后描述)(2)本质：正反应速率

逆反应速率。(3)特征小于逆反应正反应同时＝【思维延伸】(1)可逆反应达到平衡时，宏观速率(从某反应物量的消耗或某生成物量的增加来计算)为零,此时各物质的浓度不一定相等、不一定与方程式的计量数成比例。(2)化学平衡的建立与途径无关，外界条件不变，物质的用量相当，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,或是从正、逆反应同时开始,都可建立同一平衡状态。知识点2化学平衡移动问题2：影响平衡移动的因素有哪些？这些因素怎样影响平衡状态的改变？3．移动过程4．化学平衡移动与反应速率的关系改变条件后,向速率大的方向移动,如：若v′正>v′逆，则向正反应方向移动。5．影响化学平衡的条件勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够

的方向移动。(1)浓度增大或减小反应体系中的某物质的浓度，化学平衡就会向

某物质浓度的方向移动。减弱这种改变减小或增大(4)催化剂加入催化剂能同等程度的

化学反应的正、逆反应速率，但平衡

。改变不移动【思维延伸】

(1)转化率指的是可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，消耗的某反应物的量占该反应物起始量的百分率。(2)产率指的是可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，生成某生成物的量占完全反应时应该生成该生成物的量的百分率。考点1化学平衡的标志和判断1．绝对标志(1)v正＝v逆≠02．相对标志(1)反应体系中总压强不随时间变化(适用于恒压条件下气体反应中前后体积不等的反应)。(2)混合气体的密度不随时间变化(适用于恒压条件下反应前后气体体积不等且无固、液参与或生成的反应)。要点深化(1)把密度作为标准判断是否达平衡状态时，要依据公式ρ＝视具体分析。(2)反应体系中各物质的物质的量(或分子数)之比等于方程式中化学计量数之比不能作为判断依据。(3)对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①总体积、总压强或总物质的量一定时不一定达到平衡。②v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q时不一定达到平衡。③混合气体的平均相对分子质量不变时不一定达到平衡。(对于以上问题讨论时关键搞清楚m＋n是否等于p＋q及反应的具体条件)。【例1】容积固定的密闭容器内发生反应X(g)＋2Y(g)2Z(g);ΔH＝akJ/mol(a>0),若向密闭容器中通入1molX和2molY,达平衡状态时,吸收热量bkJ,则下列判断正确的是 ()A．当a＝b>0时，该反应达到化学平衡状态B．该反应达到化学平衡状态时，一定有a>bC．当密闭容器内气体密度不再改变时，该反应达到化学平衡状态D．密闭容器中X和Y的物质的量比为1∶2时，该反应达到化学平衡状态解析：热化学方程式中的ΔH＝akJ/mol，是指1molX完全反应吸收热量aKj,因为是可逆反应,达到化学平衡时

1molX和2molY不可能完全反应,所以一定有a>b,A错，B对。因为反应前后均是气体,气体总质量不变，且容器体积不变，故气体密度不再改变不能说明反应达到化学平衡状态，C错。反应过程中X和Y的物质的量比始终是1∶2，D错。答案：B变式练习1．(2010·改编题)在恒温、恒容条件下，发生反应：2A(g)＋B(g)C(s)＋3D(g)，现分别从两条途径建立平衡。途径Ⅰ：从正反应开始，A、B的起始物质的量分别为2mol和1mol；途径Ⅱ：从逆反应开始，C、D的起始物质的量均为6mol，以下叙述正确的是 ()A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率B．Ⅰ、Ⅱ两条途径从反应开始到达到平衡状态的过程中，体系的总压强始终保持不变C．该反应达到平衡状态时，无论Ⅰ或Ⅱ平衡体系中c(A)∶c(B)∶c(D)＝2∶1∶3D．最终达到平衡时，途径Ⅱ的体系内A的物质的量浓度小于途径Ⅰ的体系内A的物质的量浓度的2倍解析：分析可逆反应的特点是一等体积且一种物质是固体的可逆反应，途径Ⅰ与途径Ⅱ达到的平衡是等效平衡，从逆反应开始时，恒温恒容条件下通入amolD(a>0)和一定量的C达到的平衡与途径Ⅰ达到的平衡均是等效平衡；但达到平衡时途径Ⅱ的体系内A、B、D的浓度是途径Ⅰ的体系内A、B、D的浓度的2倍，所以达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率小于途径Ⅱ的反应速率，故选项A、D错误；该反应是气体分子数不变的反应，所以选项B正确；两平衡体系中c(A)∶c(B)一定是2∶1，但c(A)∶c(B)∶c(D)不一定是2∶1∶3，C项错误。答案：B考点2等效平衡规律及应用1．等效平衡(1)概念：化学平衡状态与条件息息相关，而与建立平衡的途径无关。对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从两个方向同时开始)进行反应，只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。切记的是组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数和质量分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分浓度相同时其百分数不一定相等。(2)提醒：等效平衡规律①在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应化学方程式的化学计量数比换算成同一半边的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。②在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，则两平衡等效。③在定温、定压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按可逆反应化学方程式的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。2．等效平衡规律的应用该规律结合平衡移动原理，讨论可逆反应在一定条件下进行时，如何改变反应物的转化率或采取什么条件才可能改变某种反应的转化率，尤其是与工业生产相联系的实际问题，更应该注意采取什么措施才能增大价值高的原料的利用率。要点深化

(1)对于A(g)＋2B(g)3C(s)＋3D(g)的可逆反应，在恒温、恒容条件下或在恒温、恒压条件下,投入amolA和2amolB建立的平衡状态Ⅰ,与投入xmolD(保证C充足)(x>0)建立的平衡状态Ⅱ等效。(2)对于反应前后气体体积发生变化的反应，在恒温恒容条件下的等效平衡就是等同平衡。【例2】(全国高考题)在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr。在相同条件下，起始时加入H2、Br2、HBr的物质的量分别为x、y、z(均不为零)，如果仍保持平衡时各组分的百分含量不变，以下推断不正确的是()A．x、y应满足的关系是y＝2xB．x、y、z应满足的关系是4x＋z＝2yC．达平衡时HBr物质的量为molD．达平衡时HBr物质的量一定仍为amol解析：此题是一道恒温、恒容条件下对于反应前后气体体积不变的可逆反应的等效平衡问题，只要反应物或生成物(转换后)的物质的量比例与原平衡的相同，两平衡就是等效平衡(相当于恒温、恒压下的等效平衡，原因是平衡不受压强影响)。据此原题中x、y、z应满足的关系是：,化简得到：4x＋z＝2y,故B对;达到新的平衡时,各组分的百分含量不变，但某成分的物质的量是与各成分总的物质的量对应成比例的，故C也对。答案：AD2．(2008·全国Ⅱ，理综)在相同温度和压强下,对反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：变式练习上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是 ()A．乙＝丁>丙＝甲 B．乙>丁>甲>丙C．丁>乙>丙＝甲 D．丁>丙>乙>甲解析：

CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)甲：amolamol0mol0mol乙：2amolamol0mol0mol等效后的丙：amolamol0mol0mol等效后的丁：2amolamol0mol0mol由上述分析可知，A正确。答案：A

客观题以考查化学平衡状态的概念,判断、影响化学平衡的外界条件及化学平衡移动与反应物转化率之间的关系等内容为主。【考题一】(2009·四川)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)；ΔH＝QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：下列说法正确的是 ()A.m>n

B.Q<0C.温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动审题视点：由于可逆反应中的m、n、Q是未知量,所以应该从化学平衡移动的结果(Y的平衡浓度)结合改变的条件分析可逆反应的特点,然后再根据分析出的可逆反应的特点去分析其他平衡移动情况。思路点拨：定温（100℃）条件下增大体积Y的浓度增大（相对增大。采用假设法，假设平衡不变化，从1L~2L，c（Y）该从1.00mol/L变化为0.5mol/L，结果2L时c（Y）=0.75mol/L>0.5mol/L，所以说Y的浓度增大）→平衡向正反应移动→n>m；定容（都是1L）条件下Y的浓度增大→平衡正向移动→Q>0。综合推断C项正确。标准答案：C高分解密分析以上问题时注意以下几个方面之间的关系主观题以讨论平衡移动和条件与平衡移动的结果之间的关系为主要内容，往往与生产实际相联系，与反应速率知识相联系。【考题二】（2008·宁夏）已知可逆反应:M(g)+N（g）P（g）+Q（g）,ΔH>0,请回答下列问题:(提示:平衡时是一常数,这一常数不随起始浓度变化而变化，只随温度改变而改变）(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为

。(2)若反应温度升高,M的转化率

(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)＝4mol·L－1,c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝

。25%

增大6

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)＝c(N)＝bmol·L－1,达到平衡后,M的转化率为

。思路点拨：(1)Δc(M)＝c(M)·60%＝0.6mol/L＝Δc(N)，N的转化率为×100%＝25%。(2)升温向吸热反应方向即正反应方向移动→M的转化率增大。(3)Δc(M)＝c(P)＝2mol/L，平衡时c(M)＝2mol/L。c(N)＝(a－2)mol/L，c(Q)＝2mol/L。由于温度不变，那么平衡时是一常数，由(1)可知，列出下面等式，∴a＝6。41%

高分解密

首先分析出该可逆反应是一等体积的、正反应为吸热反应的可逆反应，尤其是要关注“等体积”，其次注意“提示”所给出的信息，由于全国许多省份实用了新教材，在新教材上有平衡常数的概念和应用；所以给出这个信息就是让学生了解这一知识点，与新课标、新教材接轨，在解答(3)(4)时就必须用到这一信息。第三分析问题中给出的条件，结合有关知识作答，本题可以采用“起始……转化……平衡……”的格式求算，保证高的正答率。规律支持

(一)平衡移动方向与转化率的关系(1)温度或压强引起平衡正向移动，转化率一定增大(2)恒容条件下浓度(即反应物用量影响)改变时，转化率变化情况1．(5分)(2009·北京理综，9)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)；ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是 ()A．甲、乙提高相同温度B．甲中加入0.1molHe，乙不变C．甲降低温度，乙不变D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2解析：本题考查了化学平衡的移动及等效平衡等相关知识。根据题意，甲、乙两平衡起始为等效平衡，A选项中，甲、乙两平衡移动的幅度相同，最终仍然等效；B选项中甲、乙两平衡均不移动，最终还是等效；D项中，甲、乙平衡都向正、反应方向移动，移动中高度不确定；只有C选项中，甲平衡向正方向移动，乙平衡不移动,故HI的平衡浓度甲大于乙。答案：C2．(5分)(2010·菏泽市一中期中考题)一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是()A．2molCB．2molA,1molB和1molHe(不参加反应)C．1molB和1molCD．2molA,3molB和3molC

解析:由于反应两边气体分子数相等,故压强不破坏平衡,据等效平衡思想,只要A和B物质的量之比为1:1,平衡时A的体积分数为a%；而当二者物质的量之比大于1∶1,平衡时A的体积分数就会大于a%,因此,选项A、B平衡后A的体积分数都大于a%。答案：AB3．(5分)(2010·寿光市至都高级中学期中考题)对于平衡体系mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；ΔH<0。下列结论中正确的是 ()A．若温度不变，将容器的体积增大1倍，此时A的浓度变为原来的0.48倍，则m＋n>p＋qB．若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶nC．若温度、体积不变，当m＋n<p＋q时，向平衡体系中再加入少量气体E(E与所有组分均不反应)，A的转化率减小D．若升高温度，则反应中逆反应速率减小，正反应速率增大

解析：在A中，容器的体积增大1倍，若平衡不移动则A的浓度应变为原来的0.5倍，但实际是0.48倍，说明平衡正向移动,故m＋n<p＋q。在C中,向平衡体系中加入少量不与其他组分反应的气体E，对原体系中各气体浓度无影响，故平衡不移动。在D中，升高温度，正逆反应速率都增大。答案：B4．(5分)(2010·模拟题)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的物质的量分数不变C．若a>b＋c时，A的转化率不变D．若a<b＋c时，A的转化率变大解析：易错选A，简单套用增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动。此题的条件是恒温恒容,从平衡的结果来看,再充入一定量的A物质相当于增大压强，若a＝b＋c时，B的物质的量增加但物质的量分数不变，故A错，B对，若a>b＋c时，A的转化率增大，若a<b＋c时，A的转化率变小，故C、D错。

答案：B5．(10分)(2010·模拟题)t℃时,将2molN2和1molH2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)