高考化学化学平衡状态及其移动专题复习

第2讲化学平衡状态及其移动

考点一可逆反应与化学平衡状态

知识归纳：

1.可逆反应

(1)定义

在同二条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反

应。

⑵特点

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都好(填“大于”或“小

于”)100%o

⑶表示

在化学方程式中用“二"表示。

2.化学平衡状态

⑴概念

一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相

笠，反应物的浓度和生成物的浓度不变,我们称为“化学平衡状态”，简称化学

平衡。

(2)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：

■^应］二反应物浓度最大取正)熨&生成物浓度

开始房「、为()#(逆)为零

：反应物浓度逐渐减小—河正)逢凝生

反匝」生成物浓度由零逐渐增大一刀酸零

〔进行时J:逐渐增大

嗑方LJ而嬴应:应麻谷初不湎芬而南面…

平衡时保持不变

以上过程可用下图表示:

v(正)="(逆)

/J5s~化学平衡

(3)平衡特点

串L化学平衡研究的对象是u逆反应

&>—化学平衡是一种动态平衡『(正)=Z逆)*。

—〃(正)=r(逆)

和一反应物和生成物的浓度或百分或量保持不变

人一条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立

忠厂新的平衡状态

达标检测：

1.判断

电解

⑴2H2。赢2H2t+02t为可逆反应()

⑵可逆反应不等同于可逆过程。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()

⑶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()

(4)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

()

答案⑴X(2)V(3)7(4)7

2.一定温度下，对可逆反应A(g)+2B(g)—3c(g)的下列叙述中，能说明反应

已达到平衡的是()

A.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC

B.容器内B的浓度不再变化

C.混合气体的物质的量不再变化

D.A的消耗速率等于C的生成速率的3倍

答案B

3.(海南高考河逆反应A(g)+B(g)K^C(g)+D(g)。下列依据能判断该反应已

达到平衡的是o

(1)压强不随时间改变

(2)气体的密度不随时间改变

(3)c(A)不随时间改变

(4)单位时间内生成C和D的物质的量相等

答案⑶

解析：本考题源于教材RJ选修4P26“化学平衡状态”，对化学平衡状态的特征

及其判断依据进行了考查。

综合训练：

训练一可逆反应进行程度的理解

1.(2017・济宁模拟)硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国

家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化

催化剂、

反应2s02+。2'500t2so3的说法不正确的是()

A.该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧

化硫

B.达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零

C.一定条件下，向某密闭容器中加入2moiSO2和1mol。2,则从反应开始到

达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、

逆反应速率相等

D.在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反

应速率两方面的问题

解析A项，可逆反应则反应物不可能完全转化为生成物;B项，达平衡时,0(正)、

。(逆)相等但不为零；C项，从正向开始的反应，正反应速率随反应物浓度降低而

减小，逆反应速率随生成物浓度升高而增大，达平衡时，川正)=0(逆)；D项，

工业生产上既要提高原料的转化率，又要提高生产效率，应同时考虑反应的限度

和化学反应速率两方面的问题。

答案B

2.在密闭容器中进行反应：X2(g)+Y2(g)=^2Z(g),已知X2、丫2、Z的起始浓

度分别为0.1mol.!/10.3mol-L\0.2mol-L在一定条件下，当反应达到平

衡时，各物质的浓度可能是()

A.Z为0.3molL7iB.Y2为0.4molLr

C.X2为OZmolL」D.Z>90.4molL-1

解析若X2完全转化为Z,则X2、丫2、Z的浓度分别是OmoLL-1、O.2mol1-1、

0.4mol-L-1；若Z完全转化为X2、丫2,则X2、丫2、Z的浓度分别是0.2mol1-i、

-1

0.4mol-L\Omol-L；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以，0<c(X2)

<0.2mol-L1,0.2mol-L1<c(Y2)<0.4mol-L0<c(Z)<0.4mol-L'(>

答案A

【练后归纳】

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目2可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质

浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行到底：X[(g)+Y?(g)2Z(g)

起始浓度(mol,L-1)0.10.30.2

改变浓度(mol,L-1)0.10.10.2

终态浓度(mol,L-1)00.20.4

假设反应逆向进行到底：X2(g)+Y,(g)^-—2Z(g)

起始浓度(mol,L-1)0.10.30.2

改变浓度(mol•L')0.10.10.2

终态浓度(mol•L1)0.20.40

平衡体系中各物质的浓度范围为X2W(0,0.2),Y2G(0.2,0.4),Ze(0,0.4)。

训练二平衡状态的判断

3.在一定温度下的恒容密闭容器中，投入一定量CuO(s)和CO(g)发生可逆反应

2CuO⑸+CO(g)?」Cu20(s)+82(g),下列情况能说明反应达到平衡状态的是

()

A.生成CO的物质的量等于生成CO2的物质的量

B.容器内混合气体密度保持不变

C.容器内混合气体总压强保持不变

D.容器内的CuO浓度保持不变

解析生成CO的物质的量等于生成CO2的物质的量，但是时间不一定相等，故

CO正、逆反应速率不一定相等，A项错误；气体总质量由小到大，当保持不变

时达到平衡，B项正确；气体总物质的量始终不变，故气体压强始终不变，C项

错误；氧化铜为固态，其浓度始终不变，D项错误。

答案B

4.(2018•湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工

业上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得：

CH2CH：iCH=CH,

Q(g)+CO,(g)—Q(g)+CO(g)

+H;O(g)AH>0o

在温度为T\时，此反应的平衡常数K=0.5。在2L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2,

反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol,请回答下列问题：

⑴该时刻的化学反应_______(填“已达到”或“未达到")平衡状态。

⑵下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是(填字

母)。

a.v正(CCh)=v逆(CO2)

b.C(CO2)=C(CO)=0.5mol/L

c.混合气体的密度不变

d.CO2的体积分数保持不变

⑶若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡状态时，则乙苯的物质的量浓

度(填字母)。

a.大于0.5mol/LB.小于0.5mol/L

c.等于0.5mol/LD.无法确定

解析(1)各组分的浓度均为笔生=0.5mol/L,。=专线咨=0.5=K,则

乙LUQAU.J

该时刻反应达到平衡状态。(2)a项，对同一物质来说，正、逆反应速率相等，说

明反应已达到平衡状态；b项，c(CO2)与c(CO)的浓度是否相等，与反应的起始

量和转化率有关，所以当c(CO2)=c(CO)时不能说明已达平衡状态；c项，在恒

容容器中，混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化，即密度始终没有变化,

与是否达到平衡状态无关；d项，随着反应进行，CO2的体积分数逐渐减小，当

C02的体积分数保持不变时，即达到平衡状态。（3）该反应为正向吸热、气体分子

数增大的反应，若维持恒压绝热，相当于在原平衡的基础上降温，同时增大容器

的容积，二者对乙苯浓度的影响无法确定。

答案⑴已达到（2）ad（3）d

【方法总结】

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：正）=。（逆）W0。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。

（2）等价标志

①全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间

而变化。例如，N2（g）+3H2（g）=^2NH3（g）。

②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量（或质量）分数保持不变。

③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

④对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，

2NO2（g）^=^N2O4（g）o

⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。

⑥绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。

考点二化学平衡移动与等效平衡

知识归纳：

1.化学平衡的移动

平衡移动就是由一个“平衡状态-不平衡状态一新平衡状态”的过程。一定条件

下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：

平一

厂

气体I—

情性

充入

容时

（如恒

不变

速率

反应

rd化学衡

不

改-移

变一动

条化一

件学

一反

应

速

率一

平

衡

相同

度不

改变程移

动

一

系

的关

速率

反应

化学

动与

衡移

学平

2.化

动;

向移

应方

正反

衡向

逆，平

。正>0

;

移动

平衡

发生

，不

状态

平衡

达到

反应

。逆，

。正=

。

移动

方向

反应

向逆

平衡

U逆，

V,1<

影响

动的

衡移

学平

对化

因素

外界

3.

平衡向

浓度,

生成物

或减小

物浓度

大反应

-增

）一

［浓度

大生

或增

浓度

应物

小反

动:减

向移

应方

正反

移动

方向

反应

向逆

，平衡

浓度

成物

-

压

，增大

反应

等的

数不

分子

气体

前后

反应

「对于

:减小

移动

方向

小的

数减

分子

气体

衡向

强,平

）一

［压强

若

移动

方向

弊的

子数

体分

向气

,平衡

压强

幽

衡不

强平

变压

等，改

数相

分子

气体

前后

反应

-

低温

:降

移动

方向

反应

向幽

，平衡

温度

升高

移动

方向

反应

放热

衡向

度，平

催化

移动

发生

平衡

能使

剂.不

催化

加入

剂

原理

特列

勒夏

4.

质的

学物

的化

反应

参加

以及

强、

、压