1、高考化学总复习备考练优选重难点课件第7章 第2节 化学平衡状态 化学平衡移动考点一化学平衡状态思维流程1可逆反应2化学平衡的建立(1)化学平衡的建立过程(2)化学平衡状态的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。3化学平衡状态的特点4化学平衡状态的判断化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)是否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、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A，
2、同时也生成了m mol A平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D不一定平衡压强其他条件一定、总压强一定，且mnpq平衡其他条件一定、总压强一定，且mnpq不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定，且mnpq平衡平均相对分子质量一定，且mnpq不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡典例(2017全国卷节选)298 K时，将20 mL 3x molL1
3、 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO (aq)I2(aq)2OH(aq)AsO (aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)y molL1学审题析题溶液的pH不再变化，即OH的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I)2v逆(AsO)或v逆(I)2v正(AsO)时反应达到平衡状态，由于选项中的速率未指明是正反应
4、速率还是逆反应速率，不能确定是否达到平衡状态，故b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I)2c(AsO)，观察图像可知反应达到平衡时c(AsO)y molL1，此时c(I)2y molL1，故d项错误。答案ac规律方法判断化学平衡状态的方法“正逆相等，变量不变”对点训练1可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv
5、正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析：选C因化学反应达到平衡时，正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于化学计量数之比(不同物质)。无论该反应是否达到平衡状态，都有3v正(N2)v正(H2)，A错误；反应达到平衡状态时，2v正(N2)v逆(NH3)，B错误；反应达到平衡状态时，v正(H2)v逆(NH3)32，C正确；反应达到平衡状态时，v正(N2)v逆(H2)13，D错误。2一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()A BC
6、D解析：选D因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合气m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意；无论是否平衡，反应的H都不变，不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，符合题意。3在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强，混合气体的密度，混合气体的总物质的量，混合气体的平均相对分子质量，混合气体的颜色，各反应物或生
7、成物的浓度之比等于化学计量数之比，某种气体的百分含量。(1)能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。(2)能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。(4)能说明C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明A(s)2B(g)C(g)D(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考点二化学平衡移动思维流程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新平衡状态”的过程
8、。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：2外界因素对化学平衡移动的影响(1)影响化学平衡的因素条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向反应方向移动压强(对有气体存在的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体分子数不变改变压强平衡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使用催化剂平衡移动(2)通过图像分析影响化学平衡移动的因素某温度下，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
9、反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0的正、逆反应速率的影响如图所示：加催化剂对反应速率影响的图像是_C_(填字母，下同)，平衡_不_移动。升高温度对反应速率影响的图像是_A_，平衡向逆反应方向移动。增大反应容器体积对反应速率影响的图像是_D_，平衡向逆反应方向移动。增大O2的浓度对反应速率影响的图像是_B_，平衡向正反应方向移动。(3)几种特殊情况说明改变固体或纯液体的量，对化学平衡无影响。“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。3勒夏特列原理如果改变影响
10、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)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。注意外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”条件的改变。典例(2016全国卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)
11、O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。学审题析
12、题第(1)问分析可获得以下解题信息 由题给生成丙烯腈的热化学方程式可知其反应的特点：正反应为放热反应，正反应方向是气体物质的量增加的反应；故降低温度或降低压强，平衡均向正反应方向移动，有利于提高丙烯腈的平衡产率。在化工生产中由于此反应会伴随副反应发生，为提高丙烯腈反应的选择性，使用合适催化剂十分重要。第(2)问分析可获得以下解题信息 由图(a)可知，低于460 时丙烯腈的产率随温度的升高而增大，高于460 时丙烯腈的产率随温度的升高而降低，当460 时丙烯腈的产率最高，而根据反应可知反应放热，其丙烯腈的产率理应随着温度的升高而降低。图(a)展示的产率变化与反应应该呈现的产率变化相矛盾的原因是低
13、于460 时，图(a)中呈现的产率变化是未平衡时的产率变化，当460 时达到平衡，高于460 时呈现的产率变化才是平衡产率。第(3)问分析可获得以下解题信息 由图(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)1时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)约为1。空气中O2的体积分数约为，结合反应方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1117.51。答案（1）降低温度、降低压强 催化剂 （2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而
14、副产物丙烯醛产率最低 17.51规律方法化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制对点训练1下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是()A红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅B高压比常压有利于合成SO3C加入催化剂有利于氨的合成D工业制取金属钾Na(l)KCl(l)NaCl(l)K(g)选取适宜的温度，使K
15、变成蒸气从反应混合物中分离出来解析：选C气体中存在平衡2NO2(g)N2O4(g)，增大压强，混合气体的浓度增大，平衡体系颜色变深，该反应正反应为体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化氮的浓度又降低，颜色又变浅，由于移动的目的是减弱变化，而不是消除，故颜色仍比原来的颜色深，所以可用平衡移动原理解释，A不选；存在平衡2SO2O2(g)2SO3(g)，正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于合成SO3，能用平衡移动原理解释，B不选；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动，C选；反应为可逆反应，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来，生成物浓度减小，平衡正向移动，能用平衡
16、移动原理解释，D不选。2将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)3Y(g)2Z(g)H0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A升高温度X的转化率变小B增大压强X的浓度变小C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变小解析：选A升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度增大，B错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C错误；使用适当催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D错
17、误。3(2018黄冈模拟)在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是() A.该反应的热化学方程式M(g)3N(g)2R(g)H0B达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动C达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M的转化率减小D达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动解析：选C从图a可得出该反应为M(g)3N(g)2R(g)，从图b中可看出T1T2，升高温度，N的体积分数变大，即平衡逆向移动，该反应为放热
18、反应，A错误；缩小容器的体积，即增大压强，平衡正向移动，B错误；升高温度，v正、v逆均增大，平衡逆向移动，M的转化率减小，C正确；若是在恒温恒容的容器中通入稀有气体，则平衡不移动，D错误。4化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0如图所示，反应在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_T2(填“”“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式
19、为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应H_0(填“”或“”)。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。解析：(1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2TaI4S2，TaI4S2TaS22I2，即反应先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增
20、大压强。答案：(1)I2(2)在1.3104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失综合演练提能 课堂巩固练1可逆反应N23H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到()A0.1 molL1 B0.2 molL1C0.05 molL1 D0.15 molL1解析：选B2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3的浓度为0.2 molL1，但由于是可逆反应，不能完全反应，所以NH3的浓度
21、达不到0.2 molL1。2下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()ASO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)O2(g)2SO3(g)B500 左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H”“”或“”)。解析：(1)a项，SO2、O2、SO3三者的浓度之比为212和计量数比相等，与反应是否平衡没有必然联系，不能作为判断平衡的标志；b项，因该平衡是一个恒容条件下的化学平衡，反应前后气体的物质的量发生变化，现在压强不变，说明气体总量不变，反应达到了平衡状态；c项，因该平衡是恒容条件下的化学平衡，反应物和生成物均为气体，则气体质量恒定，气体密度恒定，不能作为判断
22、达到平衡的标志；d项，SO3的物质的量不再变化，可逆反应达到平衡状态；e项，SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，可逆反应达到平衡状态。(2)在容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，设反应前后，O2消耗了x mol 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始(mol) 0.4 0.2 0转化(mol) 2x x 2x平衡(mol) 0.42x 0.2x 2x当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，得到0.7，解得x0.18，则 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始(mol) 0.4 0.2 0转化(mol) 0.36 0.18 0.36平衡(mol) 0.04 0.02 0.36SO2的转化率为100%90%；达到平衡时反应放出的热量0.36 molkJmol135.28 kJ。(3)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO2的体积分数增大，得到温度关系：T1T2。答案：(1)bde(2)90%35.28 kJ(3)课下提能练1下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中有平衡：Br2H2
