2024年人教版高二化学寒假提升专题03 化学平衡（原卷版）

专题03化学平衡目录考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升学以致用：真题感知+提升专练，全面突破复习要点聚焦1.化学平衡状态的特征及判定方法。2.化学平衡常数的含义及影响因素。3.化学平衡常数进行有关计算。4.平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。5.外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。6.新旧平衡状态比较的一般方法和思路。知识网络聚焦一、化学平衡状态1、可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2、化学平衡状态的建立（1）如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而c(NH3)逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。（1）如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而c(N2)、c(H2)逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。3、化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率减小时，反应物和生成物的减小均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡。二、化学平衡常数1、化学平衡状态时浓度数据分析分析课本表2－1：457.6℃时反应体系H2(g)＋I2(g)⇄2HI(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律：（1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值近似相等。（2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值也近似相等。2、化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。3、浓度商与化学平衡常数的表达式（1）浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)⇄pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)称为浓度商，常用减小Q表示，即Q＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（2）化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（3）Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。三、影响化学平衡的因素1、浓度对化学平衡移动的影响实验原理Fe3＋＋3SCN－⇄Fe(SCN)3(红色)实验操作现象与结论b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向移动c溶液颜色变深，平衡向正反应方向移动理论解释发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)增大，Q＞K，平衡逆向移动c(SCN－)增大，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)减小，Q＜K，平衡正向移动2、化学平衡移动：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程。3、化学平衡移动方向的判断当Q＝K时：反应处于平衡状态，v正＝v逆；当Q＜K时：反应向正反应方向进行，v正＞v逆；当Q＞K时：反应向逆反应方向进行，v正＜v逆。4、压强变化对化学平衡移动的影响实验原理eq\o(2NO2,\s\do14(红棕色))⇄eq\o(N2O4,\s\do14(无色))实验步骤活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小实验现象混合气体的颜色先变深又逐渐变浅混合气体的颜色先变浅又逐渐变深实验结论活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向正反应方向移动。活塞往外拉，体积增大，压强减小，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向逆反应方向移动5、温度对化学平衡移动的影响实验原理eq\o(2NO2g,\s\do16(红棕色))⇄eq\o(N2O4g,\s\do16(无色))ΔH＝－56.9kJ·mol－1实验步骤实验现象热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅实验结论混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动6、勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。7、化学平衡图像的类型及特点（1）速率—时间图像(v－t图像)Ⅰ.正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。（2）百分含量—时间—温度图像Ⅰ.T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。Ⅱ.p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。题型一可逆反应及反应限度典例11．（2023上·上海·高二上海市七宝中学校考阶段练习）对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下，向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。向容器中充入S18O2和NO2，证明NO2、SO2的反应是可逆反应的是A．每消耗1molNO2同时消耗1molSO2B．一段时间后容器中存在S18O3C．一段时间后容器中存在N18O2D．一段时间后SO3的浓度保持不变题型二化学平衡状态本质及特征典例22．（2023上·江苏苏州·高二阶段练习）在固定容积的密闭容器中，进行如下反应：N2+3H22NH3

△H<0。下列说法正确的是A．2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)，能说明反应达平衡B．不断移走氨气，正反应速率增大，逆反应速率减小C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减少D．混合气体的密度不变，能说明反应达平衡题型三化学平衡状态的判断方法典例33．（2023上·湖南常德·高二常德市一中校考期中）在特定条件下，1molN2(g)和3molH2(g)发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，H<0，且测得反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系为：v正=k正c(N2)·c1.5(H2)·c−1(NH3)，v逆=k逆c(NH3)，k正、k逆为速率常数且只与温度有关。下列有关叙述错误的是A．加压，v正增加的倍数大于v逆增加的倍数B．升高温度，N2的平衡转化率降低C．升高温度，由于正反应活化能大于逆反应，v正增加的倍数大于v逆增加的倍数D．当氨气的百分含量不再变化时，反应达到化学平衡题型四化学平衡的移动典例44．（2023上·北京昌平·高二北京市昌平区第二中学校考期中）下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是①已达平衡的反应，当仅增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动②已达平衡的反应，当仅增大的浓度时，平衡向正反应方向移动，的转化率升高③有气体参加的反应达平衡时，仅缩小容器容积，平衡一定向气体总系数增大的方向移动④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④题型五化学平衡建立的过程典例5于恒温密闭容器中反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH=−41.8kJ·mol-1，下列能说明反应达到平衡状态的是A．SO2和NO的物质的量之比保持不变B．体系气体的密度保持不变C．体系压强保持不变D．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2题型六化学平衡常数典例66．（2023上·安徽宣城·高二安徽省郎溪中学校考期中）一定温度下，在体积可变的反应器中充入足量的黄钠铁矾[]，发生反应：，达到平衡时压强为，保持温度不变，将体积变为原来的一半，平衡时测得压强为p。下列推断正确的是A．p0≤p＜2p0 B．p0≤p≤2p0C． D．题型七影响化学平衡的因素典例77．（2023上·北京西城·高二北京市西城外国语学校校考期中）对已经达到化学平衡状态的下列反应

，减小容器体积时，对反应产生的影响是A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动典例88．（2023上·浙江台州·高二路桥中学校考期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A．25℃时，纯水pH=7；100℃时，纯水的pH<7B．实验室用过氧化氢制取氧气时，常常加入固体C．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气D．新制的氯水在光照条件下颜色变浅典例99．（2023上·四川成都·高二树德中学校考期中）向体积一定的密闭容器中充入一定量的、和，发生反应，与的初始消耗速率（）与温度（T）的关系如图所示（图中A、B点处于平衡状态），下列说法正确的是A．为随温度的变化曲线B．该反应达到平衡后升温，的体积分数减小C．℃下反应一段时间，的物质的量增多D．反应达到平衡后压缩体积，平衡不移动，体系气体颜色无明显变化强化点化学平衡常数的应用方向1．考查化学平衡常数(K)的计算方法——三段式法三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题。2．考查利用K值变化判断反应的热效应其他条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向正(或逆)反应方向移动，K值增大(或减小)；若正反应是放热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向逆(或正)反应方向移动，K值减小(或增加)；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。3．考查可逆反应是否达到平衡状态及反应方向的判断在温度一定的条件下，判断一个化学反应是否达到平衡的根据是：计算出来某一时刻该反应的浓度商Q，将其与平衡常数K进行比较，如果二者相等，则说明反应已达到平衡状态，否则该反应处于非平衡状态。如果反应中有固体或纯液体参加，则它们的浓度不列入平衡常数表达式中，一般步骤为设任一时刻的浓度商(即同样应用K的计算式，但为某一时刻的)为Q，若Q＝K，说明反应平衡；Q>K，说明反应向逆向进行；Q<K，说明反应向正向进行。4．考查利用K计算平衡浓度和反应物的转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：aA＋bBcC＋dD，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝eq\f(A的初始浓度－A的平衡浓度,A的初始浓度)×100%＝eq\f(c0A－cA,c0A)×100%＝eq\f(反应物转化的物质的量或浓度,反应物起始的物质的量或浓度)×100%。真题感知1．（2023·江苏·统考高考真题）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是

A．反应的焓变B．的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值2．（2023·广东·统考高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大3．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是A．反应焓变：反应I>反应ⅡB．反应活化能：反应I<反应ⅡC．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ4．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．B．反应速率：C．点a、b、c对应的平衡常数：D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态5．（2023·海南·统考高考真题）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是

A．曲线①表示的是逆反应的关系B．时刻体系处于平衡状态C．反应进行到时，(为浓度商)D．催化剂存在时，、都增大6．（2023·山东·统考高考真题）在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I-)范围内，存在平衡关系：；；；；，平衡常数依次为。已知、，、随的变化关系如图所示，下列说法错误的是

A．线表示的变化情况B．随增大，先增大后减小C．D．溶液中I元素与元素的物质的量之比始终为提升专练1．（2023上·河北衡水·高二衡水市第二中学校考期中）下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是A．工业制取金属钾的反应为，将钾蒸气从混合物中分离出来，有利于提高反应物的转化率B．反应达到平衡后，缩小体积，混合气体颜色变深C．新制氯水在光照条件下变浅D．合成氨反应为放热反应，降低温度有利于增大反应物的平衡转化率2．（2023上·安徽安庆·高二安徽省桐城中学校考阶段练习）将一定量纯净的X置于某容积恒定的真空容器中(假设固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：，实验测得不同温度下的分解平衡常数列于下表，下列说法中正确的是温度(℃)15.025.030.035.00.2051.644.6810.8A．该反应B．35℃时，平衡时X分解了C．若在恒温下，压缩容器体积，再次达平衡后，X的物质的量比原平衡小D．若Y的体积分数不再随时间变化表示反应已达平衡状态3．（2023上·北京西城·高二北京市西城外国语学校校考期中）某同学研究浓度对化学平衡的影响，下列说法不正确的是已知：

实验步骤实验现象ⅰ.待试管b中颜色不变后与试管a比较，试管b中橙色比试管a中的浅；ⅱ.待试管c中颜色不变后与试管b比较，试管c中的颜色比试管b中的浅；ⅲ.滴加浓硫酸，试管d温度略有升高，溶液颜色与试管b中的相比，变深A．试管b中的现象说明加水后平衡正向移动B．该实验能证明减小生成物浓度，平衡正向移动C．“待试管c中溶液颜色不变”的目的是使反应达到平衡状态D．试管d中的现象能说明影响平衡的主要因素是增大4．（2023上·广西柳州·高二柳铁一中校考期中）一定温度下，密闭容器中发生反应：，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的二分之一，再达到平衡时，测得A的浓度为原来的1.7倍。下列有关判断正确的是A．x+y>z B．平衡向逆反应方向移动 C．C的体积分数减小 D．B的转化率降低5．（2023上·广西柳州·高二柳铁一中校考期中）对于可逆反应，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是A．增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大B．当体系混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡C．单位时间内消耗，同时生成，反应达到平衡D．升高温度，平衡逆向移动，v(正)减小，v(逆)增大6．（2023上·广东汕头·高二金山中学校考期中）200℃时，向真空恒容密闭容器中加入足量草酸锰固体(MnC2O4)，发生反应：MnC2O4(s)MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。达到平衡时，c(CO)=1mol/L，保持温度不变，将体积缩小至原来的一半且保持不变，达到二次平衡。与第一次平衡相比，第二次平衡时，下列说法错误的是A．容器的压强不变 B．c(CO)不变C．MnO的质量减小 D．逆反应速率增大7．（2023上·北京西城·高二北京市西城外国语学校校考期中）在一定温度下容积不变的密闭容器中，不能说明可逆反应，已达到平衡状态的是A．A、B、C的浓度相等B．容器内的压强保持不变C．A的生成速率与A的分解速率相等D．单位时间内，生成3nmolB，同时生成2nmolC8．（2023上·北京西城·高二北京铁路二中校考期中）已知：在温度和下，和反应生成HX的平衡常数如下表。化学方程式4234随着卤素原子核电荷数的增加，仅依据K的变化，下列说法不正确的是A．已知，HX的生成反应是放热反应B．在相同条件下，平衡时的转化率逐渐降低C．与反应的剧烈程度逐渐减弱D．HX的稳定性逐渐减弱9．（2023上·北京西城·高二北京市第六十六中学校考期中）合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。(1)反应的化学平衡常数表达式为。(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是。序号化学反应K(298K)的数值①②(3)对于反应，在一定条件下氨的平衡含量如下表。温度/℃压强/Mpa氨的平衡含量20010