2025届高三化学二轮复习+++讲义　　“虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动

“虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动一、“虚拟路径”法判断化学平衡的移动1.虚拟路径(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。2.平衡转化率(α)的分析与判断(1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。(2)对于反应mA(g)＋nB(g)p(C)(g)＋q(D)(g)恒容时只增加反应物A的量α(A)减小，α(B)增大同等倍数增大反应物A、B的量恒温恒压条件下α(A)和α(B)均不变恒温恒容条件下m＋n＞p＋qα(A)和α(B)均增大m＋n＜p＋qα(A)和α(B)均减小m＋n＝p＋qα(A)和α(B)均不变(3)对于反应mA(g)nB(g)＋pC(g)增加反应物A的量恒温恒压条件下α(A)不变恒温恒容条件下m＞n＋pα(A)增大m＜n＋pα(A)减小m＝n＋pα(A)不变1.对于一定条件下的可逆反应：甲：A(g)＋B(g)C(g)ΔH＜0乙：A(s)＋B(g)C(g)ΔH＜0丙：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＞0达到化学平衡后，只改变一种条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动的方向分别为甲________(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙________；丙________。此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙________；丙____________。(2)加压，使体系体积缩小为原来的eq\f(1,2)①平衡移动的方向分别为甲________(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙___________________________________________；丙____________。②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为甲________；乙________；丙________。③混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙________；丙________。2.对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、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)，平衡向________方向移动，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________。二、等效平衡对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)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”比值相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”比值相同平衡特点物质的量(n)相同比值相同比值相同比值相同百分含量(w)相同相同相同相同浓度相同相同比值相同相同1.一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/(mol·L－1)物质的平衡浓度/(mol·L－1)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.该反应的正反应吸热B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大2.相同温度下，体积均为1L的四个密闭容器中，保持温度和容器容积不变，以四种不同的投料方式进行反应。平衡时有关数据如下。[已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1]容器起始投料量反应放出或吸收的热量/kJeq\f(平衡时c（SO3）,mol·L－1)甲2molSO2＋1molO2ae乙1molSO2＋0.5molO2bf丙2molSO3cg丁2molSO2＋2molO2dh下列关系正确的是()A.a＝c；e＝g B.a＝2b；e>2fC.a>d；e>h D.c＋98.3e＝196.6“虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动一、培优专练1.(1)向左向左向右高减小减小不变(2)①向右不移动不移动②p甲＜p′甲＜2p甲p′乙＝2p乙p′丙＝2p丙③增大不变不变2.(1)正反应减小增大(2)正反应不变不变(3)正反应增大减小二、培优专练1.D[对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终会建立等效平衡，但Ⅲ中温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以平衡时Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以平衡时Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，再考虑温度，Ⅲ中c(H2)还会增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者会建立等效平衡，两容器中反应速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。]2.D[根据投料可知，甲、丙两容器平衡时为等效平衡，甲容器起始时是从正反应方向建立平衡，放出热量akJ，丙容器是从逆反应方向建立平衡，吸收热量ckJ，a＋c＝196.6，因转化率不确定，二者不一定相等，A错误；若将甲容器扩大为原来的2倍，则达到平衡时甲与乙内各物质的浓度相等，但放出的热量是乙的2倍，现将甲恢复为原来的体积，平衡向正反应方向移动，又会放出热量，故a>2b，同理e>2f，B错误；丁中可看作是在甲达到平衡后再充入1molO2，则平衡正向移动，放出热量增多，即有a<d，同时有e<h，C错误；由已知热化学方程式可得a＝98.3e，由选项A解析可知，a＋c＝196.6，即98.3e＋c＝196.6，D正确。]集训真题走进高考1.B[A.MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B.NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；C.铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D.加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。]2.C[该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2=CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。]3.B[A.平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；B.平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；C.通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；D.通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确。]4.D[根据已知反应①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝173.3kJ·mol-1，反应②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol-1，且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影响更大一些，即CO2选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO的选择性的定义可知③代表CO2的选择性，①代表CO的选择性，②代表H2的产率，以此解题。A.由分析可知②代表H2的产率，错误；B.由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性减小，错误；C.两种物质参加反应，增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，错误；D.加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2产率，正确。]5.D[A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NH3的平衡转化率降低，故A错误