2020届高考化学专题复习-第十四辑平衡的判定与平衡移动原理

2020届高考化学专题复习——平衡的判定与平衡移动原理■高考必备.化学平衡状态的判断标志⑴速率标志①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。（2）物质的数量标志①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。②反应物消耗量达到最大值或生成物的量达到最大值（常用于图像分析中）。③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量（如物质的量、物质的量浓度、气体体积）的变化值之比等于化学计量数之比。⑶特殊的标志①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强（恒温恒容时）、平均相对分子质量不变。②有色体系的颜色保持不变。（4）依Q与K关系判断：若Q=K，反应处于平衡状态。.化学平衡移动的判断方法⑴依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。①若外界条件改变，引起。正〉。逆，则化学平衡向正反应方向（或向右）移动；②若外界条件改变，引起。正＜。逆，则化学平衡向逆反应方向（或向左）移动；③若外界条件改变，虽能引起。正和。逆变化，但变化后新的。正,和。逆/仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(Q)与平衡常数(用的大小来判断平衡移动的方向。①若Q>K,平衡逆向移动；②若Q=K,平衡不移动；③若Q<K,平衡正向移动。.不能用勒夏特列原理解释的问题⑴若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。(3)当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释。■典例剖析【例1】在绝热、恒容的密闭容器中进行反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),下列示意图正确且能表示反应在进行到11时刻达到平衡状态的是()解析A项，随时间的进行，v(正)一直在变化中，t1时达到最大，没有达到平衡；B项，在绝热容器中，％1时，平衡常数不变，说明达到平衡(若没有达到平衡，反应进行中一定有热效应产生，温度改变，平衡常数改变)；C项，11后，NO、CO2的量均变化，没有达到平衡；D项，恒容容器中，混合气体的质量和体积一直不变，所以密度也不变，不能说明达到平衡。答案B【例2】一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法不正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/moll-1物质的平衡浓度/moll-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)I4000.200.1000.080n4000.400.200m500000.100.025A.该反应的正反应放热B.达到平衡时，容器n中反应物转化率比容器I中的大c.达到平衡时，容器n中c(h2)大于容器m中c(h2)的两倍d.达到平衡时，容器m中的正反应速率比容器I中的大解题思路］本题需要学生通过运用对比、归纳的方法，分析图表中的信息，结合化学平衡中“等效平衡”思想，解决不同条件下同一可逆反应平衡状态的比较问题；然后再根据温度、压强等对平衡的影响，逐项判断。解析a项为温度对化学平衡的影响，若I、m同温则为等效平衡，依此可判断升高温度平衡左移，该反应为放热反应。b项为压强对化学平衡的影响。c项考查不同平衡状态的比较;由表中数据计算得，达到平衡时，容器I中c(H2)=0.04mol-L-1,可推知容器II中c(H2)c(H),0.08mol-L-1 8 “°V0.08mol-L-1,容器ni中c(HJ=0.15mol-L-1,则-^~2^< =不<2,错误。D2 c(H2)m0.15mol-L-115项考查的温度对化学反应速率的影响，温度高，反应速率加快。答案C■经典精练1.一定条件下，在一绝热恒容容器中能表示反应A(g)+2B(g)/3c(g)+D(s)一定达到化学平衡状态的是()①A、B、C的物质的量之比为1：2：2②A、B、C的浓度不再发生变化③反应体系温度不变④单位时间内生成nmolC，同时生成2nmolB⑤混合气体的密度不变⑥混合气体总物质的量不变⑦混合气体的总质量不变⑧D的质量不变⑨混合气体的平均相对分子质量不变A.①②③④⑤⑥⑦⑧⑨B.②③⑤⑥⑦⑧⑨C.②③④⑤⑥⑦⑧⑨D.②③⑤⑦⑧⑨答案D解析A、B、C的物质的量之比不能作为平衡的标志，①错；A、B、C的浓度保持不变可以作为平衡的标志，②对；绝热容器中温度一定说明反应达到平衡状态，③正确；单位时间内生成3nmolC的同时生成2nmolB，说明正、逆反应速率相等，④错；恒容容器中密度一定，说明混合气体质量一定，D为固体，则反应处于平衡状态，⑤正确；化学方程式两端的气体分子数相等，故气体总物质的量不变不能证明反应处于平衡状态，⑥错；由于D是固体，所以混合气体质量不变，可以证明反应处于平衡状态，故⑦⑧⑨正确。.COCl2(g)二CO(g)+Cl2(g)/>0当反应达到平衡时，下列措施：①升高温度②恒容条件下通入惰性气体③增加CO的浓度④扩大容积⑤加催化剂⑥恒压条件下通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A.①②④B.①④⑥C.②③⑥D.③⑤⑥答案B解析正反应是体积增大的吸热反应，则①升高温度，平衡向正反应方向进行，转化率增大；②恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动；③增大CO的浓度，平衡向逆反应方向移动，转化率降低；④扩大容积，压强降低，平衡向正反应方向移动，转化率增大；⑤加催化剂，平衡不移动；⑥恒压条件下通入惰性气体，体积增大，平衡向正反应方向移动，转化率增大。.下列说法正确的是()A.对CO(g)+H2s(g):COS(g)+H2(g)达到平衡后，升高温度，H2s浓度增加，表明该反应是吸热反应B.对CO(g)+H2s(g)aCOS(g)+H2(g)达到平衡后，通入CO后，正反应速率逐渐增大C.一定条件下反应N+3Ha2NH]达到平衡时，3v』HJ=2v、JNH)2 2 3 正2 1逆 3母<0,只改变压强，平衡不发生移动，D.对于反应CO(g)+H2O(g)/CO2(g)+H2(g)反应放出的热量不变母<0,只改变压强，平衡不发生移动，解析A项，升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误；B项，通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；C项，N2+3H2 2NH3达到平衡时，应为2v正(H2)=3v逆(NH3),错误。4.一定条件下，在密闭容器中加入银粉后再充入一定量的CO气体，发生反应：Ni(s)+4CO(g):2©。、(。，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表：温度/℃2580230K5X10421.9X10-5下列说法正确的是()A.上述生成Ni(CO)4的反应为吸热反应B.在80℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol-L-1,则此时v正〉v逆C.230℃时反应Ni(CO)4(g)/Ni(s)+4CO(g)的平衡常数约为5.3X104D.恒温恒容下，向容器中再充入少量CO,达新平衡时，CO的百分含量将增大答案C解析温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A项错误；在80℃时，某时刻"粤祟&]=8>K=2,反应逆向进行，v>v,B项错误；Ni(CO)/g)c4(CO) 逆正 4Ni(s)+4CO(g)为题给反应的逆反应，两个反应的平衡常数互为倒数关系，C项正确；恒温恒容下，向容器中再充入少量CO,相当于对原平衡加压，平衡正向移动，达到新平衡时，CO的百分含量将减小，D项错误。［新题预测］5.在一定条件下，将A和B各0.32mol充入10L的恒容密闭容器中，发生如下反应：A(g)+B(g)=2C(g)AH<0,反应过程中测定的数据如表，则下列说法正确的是()t/min02479n(B)/mol0.320.240.220.200.20A.其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32molA,再达到平衡时，B的转化率增大B.其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前，o(逆)>。(正)C.其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64molA和B,平衡时n(C)<0.48molD.反应前2min的平均反应速率v(C)=0.004mol-L-1-min-1答案A解析其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32molA,平衡正向移动，B的转化率增大，A项正确；根据题意AHV0,其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，反应达到新平衡前，v(逆)Vv(正)，B项错误；其他条件不变，起始时向容器中充入0.64molA和0.64molB，相当于压强增大为原来的2倍(或者使体积变成原来的一半)，因为反应前后气体体积不变，而加压时平衡不移动，但各物质的物质的量会变成原来的2倍，原平衡时n(B)=0.20mol,n(C)=2X(0.32mol-0.20mol)=0.24mol,因此达到新平衡时n(C)=0.48mol,C项错误；先求前2minB的平均反应速率v(B)=0.004moll-Lmin-1,贝v(C)=2v(B)=0.008mol-L-1-min-1,D项错误。6.在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物如图所示)，发生如下反应：3X(g)+Y(g)会2Z(g)AH<0,保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：恒容容器甲恒压容器乙Y的物质的量/moln1n2Z的体积分数9192下列说法正确的是()A.平衡时容器乙的容积一定比反应前大B.平衡时容器甲的压强一定比反应前大n2>n1 D.%>外答案D解析将甲中的Z完全转化为X、丫，可判断甲、乙初始状态是等效的，根据方程式的特点及乙容器的特点，可看作乙相当于在甲的基础上缩小体积，增大压强，再逐项分析，即可得出答案。.工业废水中常含有一定量的Cr2O2-和CrO2-,它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种，其中一种是还原沉淀法，工艺流程为CrO2—a±-CrO2-4①转化27――LCr3+―—―Cr(OH)J。第①步存在平衡2CrO2-(黄色)+2H+ Cr.O2-(橙色)+H.O,下②还原③沉淀 3 4 27 2列有关说法正确的是()A.改变第①步反应的平衡体系中H+的浓度，溶液颜色无明显变化.若2o(Cr2O2-尸WCrO2-),说明反应①达到平衡状态C.反应②中还原1molCr2O2-,需要6molFe2+FeSO4溶液呈酸性的原因是Fe2++2H2O===Fe(OH)J