2020版高考一轮复习：第7单元-第22讲-化学平衡及影响因素课件

第22讲PART22化学平衡及影响因素考点分阶突破│高考真题体验│教师备用习题考试说明第22讲

1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。3.掌握化学平衡的特征。4.了解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。考点分阶突破考点一化学平衡状态相同逆反应正反应相同同时小于1.可逆反应知识梳理图22-12.化学平衡状态判断(1)化学平衡含义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质量或浓度

的状态。

(2)化学平衡的建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:考点分阶突破相等保持不变考点分阶突破图22-2最大为0逐渐减小逐渐增大保持不变=上述过程中的有关变化可用图像表示如下:考点分阶突破图22-3(3)平衡特点考点分阶突破图22-4可逆=≠动态保持不变考点分阶突破·理解应用1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应均是可逆反应。 (

)(2)达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等,且等于0。 (

)(3)合成氨反应中,v正(H2)=v逆(NH3)时,该反应处于平衡状态。 (

)(4)反应开始到达到平衡的过程中,正反应速率减小,逆反应速率增大。 (

)考点分阶突破考点分阶突破[答案](1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×

(7)×

(8)×[解析](1)正逆反应条件应相同。(2)化学平衡是动态平衡,平衡时反应仍在进行,正、逆反应速率均不等于0。(3)达到化学平衡状态时,2v正(H2)=3v逆(NH3),并非二者相等。(4)反应开始到达到平衡过程中,反应物浓度不断减小、生成物浓度不断增大,故正反应速率减小,逆反应速率增大。(5)气体颜色保持不变,意味着NO2浓度保持不变,反应达到了平衡。(6)SO2、O2、SO3中都存在18O。(7)合成氨是可逆反应,N2不可能全部转化为NH3。(8)生成氨的速率与生成N2的速率相等时,反应并没有达到平衡。考点分阶突破考点分阶突破[答案](1)①③④⑤

(2)⑤

(3)②④⑤

(4)①②③考点分阶突破考点分阶突破

判断化学平衡状态的两方法、两标志和一规则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,且经过换算后得到同一种物质的消耗速率和生成速率相等。(2)“变量不变”:如果反应体系中某一个物理量是随反应进行而改变的,则当其不变时为平衡状态。核心突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破题组训练题组一可逆反应1.有如下两个反应:①1molN2与过量H2混合反应;②过量MnO2与12mol·L-1的100mL盐酸混合加热。充分反应后,反应①中仍有N2存在;反应②中仍有固体,下列有关说法中错误的是 (

)A.①中最多可生成2molNH3B.②中生成的Cl2物质的量小于0.3molC.①中生成NH3的同时会有N2、H2生成D.②中生成Cl2的同时不可能有HCl生成考点分阶突破[答案]A考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破题组二化学平衡状态的判断考点分阶突破[答案]A考点分阶突破考点分阶突破[答案]D考点分阶突破1.化学平衡移动方向的判断(1)化学平衡移动的含义:可逆反应达到平衡状态以后,若改变反应条件(如

),化学平衡状态发生变化。

考点分阶突破考点二化学平衡的移动温度、浓度、压强知识梳理考点分阶突破恒容催化剂压强温度浓度(2)外界条件变化与平衡状态变化①两种变化对应关系(见图22-6)图22-6②平衡移动方向与正逆反应速率相对大小的关系a.平衡移动方向由v正、v逆中较

者决定,如v正>v逆:平衡向

方向移动。

b.移动过程中,较大者变

,较小者变

,直至二者相等。2.外界条件对化学平衡移动的影响(1)温度、浓度、压强、催化剂与化学平衡的移动方向考点分阶突破大正反应小大考点分阶突破吸不同减小容积气体正反应无影响缩短同等在化工生产中通常向反应体系中加入过量的廉价原料,以提高较昂贵物质的

。

(2)勒夏特列原理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

这种改变的方向移动。平衡移动的结果只能

而不是抵消外界的变化,如给压强为p的某平衡状态的可逆反应体系加压到2p,则平衡向气体分子数目减小的方向移动,结果体系的压强p平的取值范围为

。

考点分阶突破转化率减弱减弱p<p平<2p3.平衡移动的结果(1)新平衡时各物质的反应速率与原平衡时的速率

。

(2)新平衡时各物质的百分含量与原平衡时对应物质百分含量

。

考点分阶突破不相等不相等考点分阶突破·理解应用1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)增大反应物浓度,化学平衡一定向正反应方向移动。(

)(2)增大反应物的浓度,引起平衡向正反应方向移动,达到新平衡时反应物百分含量均减小。 (

)(3)升高温度,平衡向吸热反应方向移动的过程中,v吸增大、v放减小。 (

)(4)向平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入少量KCl固体,平衡向逆反应方向移动。 (

)考点分阶突破考点分阶突破[答案](1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×

(8)×考点分阶突破考点分阶突破[答案](1)升高温度或缩小容器容积升高温度导致平衡向左移动,c(NO2)增大,容器容积减小,c(NO2)增大

考点分阶突破核心突破考点分阶突破②恒温、恒压条件:考点分阶突破③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,其效果与改变压强相同。2.运用“减弱”化解“人为操作”与平衡移动造成的矛盾(1)容器容积改变导致的浓度的变化分析:此情况下物质的浓度变化受容器容积改变和平衡移动两种因素的影响。由勒夏特列原理知,前者对物质浓度的影响程度大于后者。应分两个阶段来考虑:一是先求出容积改变后平衡移动前某物质A的浓度是多少(设为c1),二是将c1与新平衡时A的浓度(设为c2)进行比较,确定平衡移动的方向或确定c2的值的范围。考点分阶突破考点分阶突破②百分含量:由于达到新平衡时体系内物质的总量增加,从此角度上看,各物质的百分含量应该均降低,但由于人为地加入了一定的A,从此角度上看A的百分含量增大,最后结合勒夏特列原理确定A的百分含量增大。3.化工生产适宜条件选择的一般原则(1)从化学反应速率分析,尽可能地快一些,但要注意为实现快速目标增加的成本问题。(2)从化学平衡移动分析,既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性。考点分阶突破(3)从原料的利用率分析,增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本。(4)从实际生产能力分析,如设备承受高温、高压能力等。(5)注意催化剂的活性对温度的限制。考点分阶突破题组训练题组一外界条件对平衡移动的影响考点分阶突破[答案]B[解析]该反应的正反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动,B项正确。考点分阶突破2.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)2Z(g)

ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 (

)选项改变条件新平衡与原平衡比较A升高温度X的转化率变小B增大压强X的浓度变小C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变小考点分阶突破[答案]A考点分阶突破考点分阶突破题组二化学平衡移动方向的判断3.[2018·北京石景山期末]

已知:一定温度下的某恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0)。若向2L该容器中通入1.2molNO2

气体,测得100s时反应达到化学平衡状态,此时c(O2)为0.2mol·L-1。下列说法正确的是 (

)A.增加c(NO),平衡逆向移动,该反应的化学平衡常数减小

B.100s内NO2的分解速率为8×10-3mol·L-1·s-1C.反应达平衡时,吸收的热量为0.2QkJD.其他条件不变时,若开始时n(NO2)为2.4mol,则达到平衡后,c(O2)<c(NO2)考点分阶突破[答案]D考点分阶突破4.对于以下三个反应,从正反应开始进行,达到平衡后,保持温度、容器体积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)再充入PCl5(g)平衡向

方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率

,PCl5(g)的百分含量

。

(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)再充入HI(g)平衡

移动,达到平衡后,HI的分解率

,HI的百分含量

。

(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向

方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率

,NO2(g)的百分含量

。

考点分阶突破[答案](1)逆反应减小增大(2)不不变不变(3)正反应增大减小考点分阶突破考点分阶突破

恒温恒容恒温恒压对平衡状态影响相当于直接压缩原容器(加压)对平衡状态无影响对物质数量的影响根据平衡移动的结果进行分析各成分百分含量、浓度均不改变考点分阶突破题组三化学平衡移动图像分析图22-7考点分阶突破[答案]C[解析]催化剂能改变反应速率,但不能使平衡发生移动,故使用催化剂,C的物质的量分数不变,A项错误。根据“先拐先平速率快”的规律,则有温度:T1<T2;升高温度,C的物质的量分数n(C)%减小,说明温度升高,平衡逆向移动,则该反应中ΔH<0,B项错误。压强为p2时先达到平衡状态,则压强为p2时反应速率比压强为p1时快,则有压强:p2>p1;结合图像可知,压强增大,n(C)%减小,说明增大压强,平衡逆向移动,由于B是固体,则有化学计量数:a<c+d,C项正确。该反应中ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,D项错误。考点分阶突破图22-8考点分阶突破[答案]B[解析]由图像可知,a、c两点都在等温线上,c点的压强大,则a、c两点的反应速率a<c,A项错误;a、b两点压强相同,但温度不同,a点二氧化氮的体积分数较大,说明a点的转化率较小,即转化率a<b,B项正确;NO2为红棕色气体,由图像可知,a、c两点都在等温线上,c点的压强大,NO2气体的浓度较大,混合气体颜色较深,C项错误;升高温度,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,a点到b点二氧化氮体积分数减少,说明是降低了温度,D项错误。考点分阶突破图22-9考点分阶突破[答案]B[解析]由图可知,增大起始时n(SO2),平衡时SO3的体积分数先增大后减小,A项错误;化学平衡常数K只与温度有关,该反应在一定温度下进行,故三点的平衡常数:Ka=Kc=Kb,C项错误;图中曲线是不同起始SO2的物质的量与平衡时SO3的体积分数的关系,因此曲线上的所有点都是在对应条件下的平衡点,D项错误。考点分阶突破·方法规律[解析图像问题的三个基本步骤]1.等效平衡的含义:在一定条件下(等温等容或等温等压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量

。

2.等效平衡的建立途径:同一可逆反应,当外界条件一定时,起始时的物质可以只有反应物或只有生成物或二类物质均有,只要它们之间的量值能满足一定的条件,最终均可得到平衡混合物中各物质的百分含量

的平衡状态。

考点分阶突破考点三等效平衡相同相同知识梳理考点分阶突破核心突破考点分阶突破考点分阶突破反应特点a+b≠c+da+b=c+d条件等温等容等温等压等温等容等温等压起始投料换算为化学方程式同一边物质,其“量”相同换算为化学方程式同一边物质,其“量”成比例换算为化学方程式同一边物质,其“量”成比例平衡特点物质的量(n)相同成比例成比例成比例百分含量w%)相同相同相同相同考点分阶突破考点分阶突破题组训练题组一恒温恒容条件下的等效平衡考点分阶突破

容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L-1)c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率aα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常数KK1K2K3考点分阶突破考点分阶突破[答案]C考点分阶突破考点分阶突破容器温度/K物质的起始浓度/mol·L-1物质的平衡浓度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200

Ⅲ500000.100.025考点分阶突破考点分阶突破[答案]A[解析]反应Ⅰ和Ⅲ的投料比是等效的,平衡时,500℃时CH3OH浓度比400℃时的小,说明反应升温后,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,A项正确;反应Ⅱ相当于两份反应Ⅰ加压,加压时,该反应平衡正向移动,故容器Ⅱ中反应物的转化率大,B项错误;由表中数据知,达平衡时,求得Ⅰ中c(H2)=0.04mol·L-1,可推知Ⅱ中,c(H2)<0.08mol·L-1,计算出Ⅲ中c(H2)=0.15mol·L-1,C项错误;容器Ⅰ、Ⅲ中物质的浓度等效,但是Ⅲ中的温度高,所以Ⅲ中无论是正反应速率还是逆反应速率均增大,D项错误。考点分阶突破·答题模板[等效平衡分析程序]可概括为两看一对照。两看内容:一看可逆反应构成特点,明确反应前后气体分子数目是保持不变还是发生了变化;二看题设条件是恒温恒容还是恒温恒压。一对照,就是根据前面分析的结果,对照等效平衡原理确定答案。考点分阶突破题组二恒温恒压条件下的等效平衡3.将3molA和1molB混合于一体积可变的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),若维持温度和压强不变,达到平衡时C的浓度为wmol·L-1,按下列四种配比将相关物质充入容器中,平衡时C的浓度仍为wmol·L-1的是 (

)A.6molA+2molBB.3molA+1molB+2molCC.2molC+1molD+1molBD.2molD+1molC考点分阶突破[答案]A[解析]A、B项中的n(A)∶n(B)均为3∶1,但B项中多出了2molC,A项正确,B项错误;C项转换后相当于有3molA、2molB,C项错误;D项转换后n(A)∶n(B)不等于3∶1,故D项错误。考点分阶突破考点分阶突破[答案]B考点分阶突破高考真题体验1.[2018·天津卷]

室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,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2mol,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高考真题体验[答案]D[解析]加入NaOH,消耗HBr,平衡逆向移动,乙醇的物质的量增大,A项正确;增大HBr的浓度,平衡正向移动,有利于得到溴乙烷,B项正确;根据反应方程式,两种反应物的消耗量永远相等,则只要起始添加量相同,转化率一定相等,C项正确;根据题目信息,温度提高至60℃,溴乙烷已经汽化,D项错误。高考真题体验图22-10高考真题体验[答案]D[解析]该反应的正反应是气体总分子数减少的反应,温度一定时,增大压强,平衡正向移动,n(H2SO4)增大,则有p1<p2;由图可知,压强一定时,升高温度,n(H2SO4)减小,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0,A项正确。其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,则n(H2SO4)增大,B项正确。其他条件不变,减小压强,平衡逆向移动,SO2的平衡转化率减小,C项正确。由于ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,则平衡常数(K)减小,D项错误。高考真题体验高考真题体验[答案]B[解析]增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量远远大于平衡移动转化消耗量,所以H2S转化率降低;增大CO2的浓度,平衡正向移动,使更多的H2S反应,所以H2S转化率增大;COS是生成物,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,H2S转化率降低;N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响。高考真题体验4.[2016·海南卷改编]

由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图22-11所示。下列说法正确的是 (

)A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2B.由X→Z反应的ΔH<0C.增大压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高Z的产率图22-11高考真题体验[答案]B高考真题体验图22-12高考真题体验[答案]A教师备用习题教师备用习题[答案]D

教师备用习题教师备用习题教师备用习题(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:则下列关系正确的是

。

A.c1=