《精品高考化学专题精讲：化学平衡状态【含例题】.DOC》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品高考化学专题精讲：化学平衡状态【含例题】.DOC（29页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、高考化学复习备考精品资料第2讲化学平衡状态考纲要求1.了解化学反应的可逆性；了解化学平衡建立的过程。2.结合具体实例，理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响。考点一可逆反应与化学平衡状态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)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(
2、2)化学平衡的建立(3)平衡特点深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)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()(4)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变()答案(1)(2)(3)(4)2向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ。答案题组一极端假设，界定范围，突破判断
3、1一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c1v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反
4、应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正v逆正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆v正逆向移动任一平衡体系增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将
5、向着能够减弱这种改变的方向移动。5几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。(3)“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(4)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。深度思考1v正增大，平衡一定向正反应方向移动吗？答案不一定。只有v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。2升
6、高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？答案不会。因为升高温度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸v放，原平衡被破坏，平衡向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。3对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0丙：A(g)B(g)2C(g)H0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”，下同)甲_；乙_；丙_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不
7、变”，下同)甲_；乙_；丙_。(2)加压，平衡移动方向分别为甲_；乙_；丙_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲_；乙_；丙_。答案(1)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动增大不变不变4已知一定条件下合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。t1_；t2_；t3_；t4_。答案t1时刻增大c(N2)或c(H2)t2时刻加入催化剂t3时刻降低温度t4时刻增大压强。题组一选取措施使化学平衡定向移动1COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入
8、惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A B C D答案B解析该反应为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。2某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，H0的正、逆反应速率的影响如图所示：(1)加催化剂对反应速率影响的图像是_(填序号，下同)，平衡_移动。(2)升高温度对反应速率影响的图像是_，平衡向_方向移动。(3)增大反应容器体积对反应速率影
9、响的图像是_，平衡向_方向移动。(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是_，平衡向_方向移动。答案(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应解析(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上；催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v正v逆，图像为A。(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之下。因减
10、小压强平衡逆向移动，所以v正nBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动答案C解析温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。5向某密闭容器中加入0.15 molL1 A、0.05 molL1 C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间的变化如甲图所示t0
11、时c(B)未画出， t1时c(B)增大到0.05 molL1。乙图为t2时刻改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(1)若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为_ molL1。(2)若t5时改变的条件是升温，此时v(正)v(逆)，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出该反应的热化学方程式_。(3)若t115 s，则t0t1阶段以C的浓度变化表示的平均反应速率为v(C)_ molL1s1，A的转化率为_。(4)t3时改变的某一反应条件可能是_(选填序号)。A使用催化剂 B增大压强C增大反应物浓度答案(1)0.02(2)3A(g
12、)2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)0.00460%(4)AB解析(1)t4时，减小压强，v(正)、v(逆)以同等倍数下降，说明反应前后化学计量数之和相等，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为c(A)0.150.060.09 molL1，c(C)0.110.050.06 molL1，即A、C的化学计量数之比为0.090.0632，故反应式为3A(g)2C(g)B(g)，则B的起始浓度为0.050.030.02 molL1。(2)因升温，v(正)v(逆)，平衡正向进行，故此反应为吸热反应，其热化学反应式为3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1。(
13、3)v(C)0.004 molL1s1，(A)100%60%。(4)乙图中t3时刻v(正)、v(逆)以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(1)判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。(2)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。(3)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大。若将体系温度从50 升高到80
14、，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 T80 ；若对体系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPap0)，起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。答案(1)互
15、为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。(2)Q2Q3Q1归纳总结等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。2在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol上述反应达到平
16、衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。归纳总结等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。3在等温等压条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol上述反应
17、达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。题组一等温、等容条件下等效平衡的应用1在恒温恒容的密闭容器中，发生反应：3A(g)B(g)xC(g)。.将3 mol A和2 mol B在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是()A若达平衡时，A、B、C各增加1 mol，则B的转化率将一定增大B若向平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B，C的体积分数若大于a，可
18、断定x4C若x2，则体系起始物质的量应满足3n(B)n(A)3D若体系起始物质的量满足3n(C)8n(A)12n(B)，则可判断x4答案D解析这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按反应计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加1 mol时，A与B不可能完全转化为C，加入的B相对量大，A的转化率增大，而B的转化率将减小，错误；B项，在平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B，相当于增大了体系的压强，C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积缩小，x4，错误；C项，假设C完全转化为A、B，则n(A)3/2n
19、(C)3，n(B)1/2n(C)2，即3n(B)n(A)3，错误；D项，设C完全转化为A、B，则xn(A)3n(C)3x，xn(B)n(C)2x，即2xn(A)3n(C)3xn(B)，正确。题组二等温、等压条件下等效平衡的应用2已知：t 时，2H(g)Y(g)2I(g)H196.6 kJmol1，t 时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol气态的I物质，t 时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为()A0.8 mol B0.6 molC0.5 mol D0.2 mol答案C解析本题考查恒
20、温恒压条件下等效平衡原理。根据反应式知，“4 mol H和2 mol Y反应达到平衡后，Y剩余0.2 mol”，即Y转化了1.8 mol，根据化学计量数之比，H必转化了3.6 mol，即H的转化率等于Y的转化率100%90%。2H(g)Y(g)2I(g)起始() 4 mol 2 mol 0起始() 4 mol 2 mol 1 mol起始() 5 mol 2.5 mol 0该可逆反应在恒温、恒压条件下反应，按起始()与起始()投料能达到同一平衡状态，而起始()与起始()达到的平衡状态为等效平衡，即平衡时H的转化率相等，故达到新平衡时剩余H的物质的量为n(H)5 mol(190%)0.5 mol。
21、题组三等温、等容，等温、等压条件下等效平衡的比较应用3有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol。A小于m B等于mC在m2m之间 D等于2mE大于2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一
22、半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入_mol N2和_mol H2。答案(1)DE(2)0.50解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙压缩容器，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5) mol0.5 mol，H2为(1.51.5) mol0 mol。等效平
23、衡判断“四步曲”第一步：看，观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是前后等气体分子数的可逆反应还是反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步：挖，挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步：倒，采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步：联，联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。探究高考明确考向1(2012四川理综，12)在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600 发生反应：2SO2O22SO3H0。当气体的物质的量减少0.315 mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应
24、前的82.5%。下列有关叙述正确的是()A当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡B降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大C将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980 gD达到平衡时，SO2的转化率为90%答案D解析本题的解题关键有：(1)明确化学平衡移动的方向与反应速率的关系；(2)会利用差量法确定参加反应的物质的量；(3)要知道SO2与BaCl2不反应，原因是弱酸不能制强酸。SO3的生成速率和SO2的消耗速率都是正反应速率，故A错；因正反应是放热反应，降低温度时平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，是正反应速率减小的程度小的原因，故B
25、错；气体的物质的量减少了0.315 mol，据差量法可知，反应的SO2为0.63 mol，反应的O2为0.315 mol，生成的SO3为0.63 mol，设SO2开始时的物质的量为a mol，列出量的关系为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始的物质的量/mol a 1.100 0转化的物质的量/mol 0.63 0.315 0.63平衡的物质的量/mol a0.63 0.785 0.63据平衡时的压强为反应前的82.5%，列出：0.825，解得a0.7，故SO2的转化率为100%90%，故D正确。平衡时，将混合气体通入BaCl2溶液中，只有SO3生成沉淀，沉淀的物质的量与SO3的相等，为
26、0.63 mol，沉淀的质量为0.63 mol233 gmol1146.79 g，故C错。2(2013山东理综，12)对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在其他条件不变的情况下()A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变答案B解析A项，加入催化剂，改变反应途径，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以H不变，错误。B项，由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，正确。C项，该反应为放热反
27、应，升温，化学反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量应减少，错误。D项，若把该反应设计成原电池，化学能除转化成热能外，还转化成电能，所以放出的热量应减少，错误。3(2013北京理综，11)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()答案C解析首先理解选项所提供的信息含义，然后分析该含义中有没有包含平衡移动，即可顺利解答。A项二氧化氮气体中存在平衡：2NO2N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B项不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大。C项向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。D项氨水的浓度减小
28、为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3H2ONHOH发生了移动。4(2013重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。体积分数/%温度/压强/MPa1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0bf915 ，2.0 MPa时E的转化率为60%该反应的S0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A4个 B3个 C2个 D1个答案A解析由表中数据分析得出该反应正向是吸热反应，然后逐项分析。反应E(g)F(s)2
29、G(g)是气体分子数增大的反应，压强增大平衡逆向移动，故b75.0，故b0，正确。因为该反应正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故正确。5(2013大纲全国卷，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解析根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A项该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B项催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。C项增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D项该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。62012海南，15(3)可逆反应A(g)B(g)C(g)D(g)。判断该反应是否达到平衡的依据为_(填正确选项前的字母) a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变cc(A)不随时间改变