2017高考化学一轮复习 专题八 化学反应速率和化学平衡 考点二 化学平衡教学案

1、1可逆反应(1)定义在同一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。(2)特点：三同一小。三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。一小：任一组分的转化率都小于100%。(3)表示方法：在化学方程式中用“”表示。2化学平衡状态(1)定义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等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。(2)特征“逆”指化学平衡研究的对象是可逆反应。“动”指化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡状态时，反应并没有停止。“等”指正反应速率和逆反应速率相等，都大

2、于零。“定”指平衡体系混合物中，各组分的浓度一定，不再随时间改变而改变。“变”指当外界条件改变时，原平衡被破坏，会使化学平衡发生移动，在新条件下建立新的平衡。3化学平衡的移动(1)定义可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(或浓度、温度、压强等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由旧平衡向新平衡的变化过程，叫做化学平衡的移动。(2)化学平衡移动原理(勒夏特列原理)概念如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动。具体内容若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移

3、动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向体积减小的方向移动减小压强向体积增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动学霸巧学卡浓度、压强和温度对平衡移动影响的特殊情况(1)改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。(2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。(3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大

4、(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。(4)“惰性气体”对化学平衡的影响恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件(5)恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。(6)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。1.思维辨析(1)增大任何一种反应物的量，化学平衡一定正向移动。()(2)改变化学反应速率，化学平衡一定会发生移动。()(3)对

5、一个可逆反应而言，改变温度，化学平衡一定会发生移动。()(4)其他条件不变，增大体系的压强，对一个有气体参与的可逆反应而言，平衡一定会发生移动。()(5)不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。()(6)起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等。()(7)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是()A升高温度，气体颜色加深，则正反应为吸热反应B慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动

6、，混合气体的颜色变浅C慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来压强的两倍D恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅答案C解析升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化

7、，D错误。考法综述化学平衡是中学化学重要理论之一，考查内容主要集中在平衡状态的判断；应用平衡移动原理判断平衡移动的方向以及由此引起的反应物的转化率、各组成成分的百分含量、气体的体积、压强、密度、混合气体的平均相对分子质量等变化。考查方式多配图表，非选择题部分常结合化工生产形式出现，综合性较强，属偏难题。命题法1化学平衡状态的判断典例1将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ()A2v(NH3)v(CO2)B密闭容器中c(NH3)c(CO2)21C

8、密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变解析该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器容积不变，所以压强、密度均可作平衡标志，该题应特别注意D项，该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值。答案C【解题法】化学平衡状态常用的判断方法项目mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)是否达到平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定 平衡各气体的体积或体积分数一定 平衡总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A的同时生成m mol A，即v正v逆平衡在单位时间内消耗

9、n mol B的同时消耗p mol C，即v正v逆平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成n mol B的同时消耗q mol D，v正不一定等于v逆不一定平衡单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的物质的量相等平衡续表项目mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)是否达到平衡压强mnpq时，总压强一定(其他条件一定)平衡mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)r一定，当mnpq时平衡r一定，当mnpq时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时(其他条件不变)平衡气体密度()密度一定

10、不一定平衡其他如体系(反应前后颜色有改变)颜色不再变化平衡命题法2化学平衡常数及转化率的相关应用典例2 在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 mol/(Lmin)B实验中，该反应的平衡常数K

11、2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b0.060解析A项，0至5 min内，v(M)1103 mol/(Lmin)，v(N)v(M)1103 mol/(Lmin)，A项错误；B项，根据“三段式”：X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(mol/L) 0.010 0.040 0 0转化(mol/L) 0.008 0.008 0.008 0.008平衡(mol/L) 0.002 0.032 0.008 0.008K1，B项错误；实验，根据“三段式”得：X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0转化(mol/L) x x x x平

12、衡(mol/L) 0.020x 0.030x x x根据温度不变，K不变可得1，x0.012X的转化率100%60%，C项正确；由实验中数据可知该反应为放热反应，900 时的平衡常数应小于800 时的平衡常数，假设实验中K1，则1b0.06综上所述，900 达到平衡时bc3 Bab92.4C2p2p3 D132c2，即c32c1；B项，甲反应生成NH3的量加乙反应消耗NH3的量恰好为2 mol，ab92.4；C项，将丙分两步完成，第一步将4 mol NH3加入2倍体积的容器，达到与乙一样的平衡状态，此时丙的压强p3等于p2，第二步将丙的体积压缩至一倍体积，在这一时刻，丙的压强p32p2，增大压

13、强，平衡向右移动，压强减小，最终平衡时，2p2p3；D项，甲乙为等效平衡，121，丙的转化率小于2，130，因为反应后有气体生成，反应前为固体，所以混乱度增加，熵变大于0，A错；吸热反应不一定不能自发进行，B错；熵增加的反应不一定能自发进行，C错；判断反应能否自发进行要根据H与S综合分析，D正确。答案D【解题法】化学反应进行方向的判据在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化G，更适合于所有过程的判断。GHTS(T为开尔文温度)，G的正、负决定着反应的自发与否。1羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能

14、防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g) K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%答案C解析升高温度，H2S浓度增加，表明平衡逆向移动，该反应的正反应是放热反应，A项错误；通入CO后，正反应速率应该是立即增大，而不是逐渐增大，B项错误；反应前CO为10 mol，平衡后CO为8 mol，则生成COS、H2均为2 m

15、ol，消耗H2S也是2 mol，设反应前H2S为x mol，则有0.1，解得x7，C项正确；CO的平衡转化率100%20%。2一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总答案B解析因容器体积可变，故充

16、入惰性气体，体积增大，与反应有关的气体浓度减小，平衡正向移动，A项错误；C(s)CO2(g)2CO(g)平衡 60 40反应 20 40故CO2的转化率为20(6020)100%25.0%，B项正确；由图象可知T 时，CO和CO2的体积分数相等，故充入等体积的这两种气体，平衡不移动，C项错误；Kpp2(CO)/p(CO2)(0.96p总)2/(0.04p总)23.04p总，D项错误。3某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g

17、)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1答案D解析在原平衡体系中加入1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即m2，A项正确；温度不变，平衡常数不变，B项正确；起始时X、Y的物质的量之比等于化学计量数之比，则二者的平衡转化率相等，C项正确；起始时加入1 mol X和2 mol Y，相当于3 mol Z，平衡时Z的物质的量为3 mol10%0.3 mol，在平衡体系中再加入1

18、mol Z，相当于起始时共加入4 mol Z，则新平衡时Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，其浓度为0.4 mol/2 L0.2 molL1，D项错误。4汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0。5

19、(双选)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)容器编号温度()起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是()A该反应的正反应为放热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行答案AD解析由、

20、数据分析可知，降温CH3OH的转化率增大，平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应，A项正确；B项，和对比，CH3OH(g)的起始浓度增大一倍，容器体积不变，相当于增大压强，而此反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，CH3OH体积分数不变，B项错误；比温度低，反应更慢，到达平衡所需时间更长，C项错误；D项，容器温度为387 ，平衡常数K4，而此时浓度商Qc0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变上图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x的变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO

21、4的质量(忽略体积)CO的转化率答案A解析温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。7反应X(g)Y(g)2Z(g)H0，达到平衡时，下列说法正确的是()A减小容器体积，平衡向右移动B加入催化剂，Z的产率增大C增大c(X)，X的转化率增大D降低温度，Y的转化率增大答案D解析对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，压强改变平衡不移动，A项错误；催化剂只能改变反

22、应速率，不能使平衡发生移动，B项错误；两种气态物质发生的可逆反应，增大一种物质的浓度，另一种物质的转化率增大，自身的转化率减小，C项错误；降低温度，平衡向放热反应方向移动，D项正确。8(双选)一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1 mol CO和1 mol H2O，在中充入1 mol CO2和1 mol H2，在中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A容器、中正反应速率相同B容器、中反应的平衡常数相同C容器中CO的物质的

23、量比容器中的多D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1答案CD解析因为容器绝热，所给反应的正反应为放热反应，容器的温度升高，容器的温度降低，故反应速率中比中快，A项错误；由于容器中加入的反应物多，放出的热量也多，容器内温度比高，故二者的平衡常数不同，B项错误；因容器的温度高，故相当于平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项正确；如果容器和容器在温度相同的情况下达到平衡，CO、CO2转化率之和等于1，但容器的温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，容器温度降低，CO2的转化率也降低，D项正确。9某温度下，向4.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3

24、(g)Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：时间/s050150250350n(PCl3)/mol00.320.380.400.40下列说法正确的是()A反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)0.0064 mol/(Ls)B若保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)0.11 mol/L，则反应的Hv(逆)答案D解析本题考查化学平衡的有关计算、影响化学平衡的因素，意在考查考生的分析判断能力和计算能力。由表中数据可得反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)0.0016 mol/(Ls)，故A项错误；升高温度，平衡时c(PCl3)0.11 molL1

25、，大于题表中PCl3的平衡浓度：0.1 mol/L，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，H0，故B项错误；由表中信息可知原平衡时PCl3的物质的量为0.40 mol，根据“三段式”得 PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起始浓度(mol/L) 0.5 0 0转化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.1平衡浓度(mol/L) 0.4 0.1 0.1平衡常数K0.025，则逆反应的平衡常数K40。相同温度下，起始时向容器中充入4.0 mol PCl3、4.0 mol Cl2，设达到平衡时消耗PCl3的物质的量浓度为x mol/L，根据“三段式”得 PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)

26、起始浓度(mol/L) 1 1 0转化浓度(mol/L) x x x平衡浓度(mol/L) 1x 1x xK40，x0.85，PCl3的转化率约为85%，故C项错误；相同温度下，起始时向该容器中充入2.0 mol PCl5、0.40 mol PCl3和0.40 mol Cl2，PCl5、PCl3、Cl2的起始浓度分别为0.5 mol/L、0.1 mol/L、0.1 mol/L，浓度商Qc0.02v(逆)，D项正确。10甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H10CO2(g

27、)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H20回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数K表达式为_；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。(2)合成气组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。答案(1)Ka反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小(2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3p2p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利