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文檔簡(jiǎn)介
第02講化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡的移動(dòng)
目錄
01考情透視目標(biāo)導(dǎo)航............................................................2
02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航............................................................3
03考點(diǎn)突破考法探究............................................................4
考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài).............................................................4
知識(shí)點(diǎn)1可逆反應(yīng).............................................................4
知識(shí)點(diǎn)2化學(xué)平衡..............................................................4
考向1考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn).....................................................7
考向2考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷.................................................8
考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)............................................................10
知識(shí)點(diǎn)1化學(xué)平衡的移動(dòng)......................................................10
知識(shí)點(diǎn)2影響化學(xué)平衡的因素..................................................11
知識(shí)點(diǎn)3勒夏特列原理........................................................12
知識(shí)點(diǎn)4等效平衡.............................................................12
考向1考查化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的判斷.........................................14
考向2考查等效平衡的應(yīng)用....................................................16
考向3考查勒夏特列原理的應(yīng)用...............................................19
04真題練習(xí)?命題洞見..........................................................21
考情;靈汨?日粽旦骷:
考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析
2024吉林卷10題,3分分析近三年高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:
化學(xué)平衡2023湖南卷13題,3分1.從考查題型和內(nèi)容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn),考
狀態(tài)2022遼寧卷12題,3分查內(nèi)容主要有以下兩個(gè)方面:
2021廣東卷14題,4分(1)考查化學(xué)平衡的建立及化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及判斷。
(2)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率或反應(yīng)熱,考查平衡移動(dòng)的影響因素,及
平衡移動(dòng)引起的濃度、轉(zhuǎn)化率等的判斷。
2.從命題思路上看,試題往往以新材料的開發(fā)利用、新科技的推廣
2024浙江1月卷14題,2分
應(yīng)用、污染的治理或廢物利用等形式呈現(xiàn),考查平衡建立、平衡移
2024浙江6月卷11題,2分
動(dòng)、轉(zhuǎn)化率等內(nèi)容。
2024浙江6月卷16題,2分
(1)選擇題:結(jié)合化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、化學(xué)平衡圖像或圖表考查外界
2024廣東卷15題,4分
條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,或與化學(xué)反應(yīng)速率結(jié)合的綜合應(yīng)用。
化學(xué)平衡2023重慶卷14題,3分
(2)非選擇題:以工業(yè)生產(chǎn)為背景,通過(guò)反應(yīng)機(jī)理或濃度、轉(zhuǎn)化
移動(dòng)2023江蘇卷13題,3分
率圖像提供信息進(jìn)行命題,主要考查外界條件改變引起的化學(xué)平衡
2023廣東卷15題,4分
移動(dòng)、對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇等。
2023北京卷4題,3分
3.根據(jù)高考命題特點(diǎn)和規(guī)律,復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:
2022廣東卷13題,4分
(1)反應(yīng)平衡狀態(tài)的判斷;
2022天津卷6題,4分
(2)關(guān)注溶液中的平衡移動(dòng);注意外界因素對(duì)化學(xué)平衡與反應(yīng)速
率的綜合影響;
(3)關(guān)注化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇調(diào)控作用。
復(fù)習(xí)目標(biāo):
1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。
2.掌握化學(xué)平衡的特征。
3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。
寓2
知道烏圖?奧始己I骯
r
r可逆反應(yīng)—特點(diǎn):三同一小
化學(xué)平衡狀態(tài)
建立:正、逆或正逆
化學(xué)平衡一
-特征:逆、動(dòng)、等、定、變
L化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷{動(dòng)態(tài)v正二喳,0
靜態(tài)標(biāo)志:各種"量"不變
化學(xué)平衡狀態(tài)、r
化學(xué)平衡的移動(dòng)r化學(xué)平衡的移動(dòng)--過(guò)程
J化學(xué)平衡移動(dòng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
-影響化學(xué)平衡的因素化學(xué)平衡中的特殊情況
圖示影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
內(nèi)容
化學(xué)平衡的移動(dòng)
勒夏特列原理--理解
JJiM
r的含義
恒溫恒容條件下
反應(yīng)前后體積改
r變的反應(yīng)的判斷
釗¥?-方法:極值等量
即等效
恒溫恒壓條件下
血前后做改
J等效平衡的判斷方法--變的反應(yīng)判斷方
法:極值等比即
糊
恒溫條4牛下反應(yīng)前
后體積^的反應(yīng)
_的判斷方法:無(wú)論
是恒溫恒容,還是
恒溫恒壓,只要極
值等比即位
匐3
生占空德?考法埃交
考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)
知識(shí)點(diǎn)1可逆反應(yīng)
1.概念:在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
2.特點(diǎn):三同一小
①相同條件下:
②同時(shí)進(jìn)行:
③反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在;
⑷任一組分的轉(zhuǎn)化率均小于100%,即不能全部轉(zhuǎn)化。
3.表示:在方程式中用表示,而不用表示。
知識(shí)點(diǎn)2化學(xué)平衡
1.概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的
濃度和生成物的濃度保持丕變的狀態(tài)。
2.建立:
U)對(duì)于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡:
過(guò)程正、逆反應(yīng)速率反應(yīng)物、生成物的濃度
V(正)最大
反應(yīng)開始反應(yīng)物濃度最大,生成物濃度為雯
V(逆)=0
V(正)逐漸減小,
反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物濃度逐漸減小,生成物濃度逐漸增大
V(逆)逐漸增大
平衡狀態(tài)時(shí)V(正)=v(逆)各組分的濃度丕至隨時(shí)間的變化而變化
(2)對(duì)于只加入生成物從逆向建立的平衡:
過(guò)程正、逆反應(yīng)速率反應(yīng)物、生成物的濃度
V(逆)最大
反應(yīng)開始生成物濃度最大,反應(yīng)物濃度為委
v(正)=0
V(逆)逐漸減小,
反應(yīng)過(guò)程中生成物濃度逐漸減小,反應(yīng)物濃度逐漸增大
V(I)逐漸增大
平衡狀態(tài)時(shí)v(正)三V(逆)各組分的濃度丕至隨時(shí)間的變化而變化
【名師點(diǎn)撥】化學(xué)平衡狀態(tài)既可以從正反應(yīng)方向建立,也可以從逆反應(yīng)方向建立,或者同時(shí)從正、逆兩方
向建立。
3.化學(xué)平衡的特征
(I)逆:可逆反應(yīng);
(2)動(dòng):化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,v1a=v加于0;
(3)等:正反應(yīng)速率三逆反應(yīng)速率;
(4)定:反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量或濃度保持丕變;
(5)變:條件改變,平衡狀態(tài)可能改變,新條件下建立新的化學(xué)平衡。
4.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
C1)判斷方法分析
化學(xué)反應(yīng)mA(g)+?B(g)==^pC(g)+qD(g)是否平衡
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡
混合物體系
②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡
中各成分的
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡
含量
④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡
①單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA,同時(shí)也生成了mmolA平衡
正、逆反
②單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB,同時(shí)也消耗了pmolC平衡
應(yīng)速率之
③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q不一定平衡
間的關(guān)系
④單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB,同時(shí)也消耗了qmolD不一定平衡
①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且冽+〃初+q平衡
壓強(qiáng)
②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且冽+〃=p+q不一定平衡
混合氣體的①平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n^p+q平衡
平均相對(duì)分
子質(zhì)量②平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q不一定平衡
溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)平衡
①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡
氣體密度S)②%+〃初+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)平衡
@m+n=p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡
顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡
(2)動(dòng)態(tài)標(biāo)志:vIF=V掰,0
①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向''的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+6B=±cC+㈤,v正卜=9時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
y逆Bb
狀態(tài)。
(3)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變
①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。
②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。
③壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
⑷絕熱容器中溫度不變。
⑤密度1=1不變(注意容器中的氣體質(zhì)量或體積變化)。
⑥平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(注意氣體質(zhì)量或氣體物質(zhì)的量變化)。
總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為
平衡標(biāo)志。
【易錯(cuò)提醒】規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn)
(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”
關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體
積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。
(2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況
①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)=H2(g)+l2(g)。
③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化,如2Hl(g)4^:H2(g)+
l2(g)o
④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。
[考向洞里J
考向1考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn)
例1定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為ci、C2、。3(均不為零),
達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol,!/、0.3mol-L\0.08mol-L1,則下列判斷正確的是
A.ci:C2=3:1
B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2:3
C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D.ci的取值范圍為0mol-LT<ci<0.14mol-L-1
【解析】A.根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)消耗的濃度比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比,反應(yīng)消耗X的濃度是xmol/L,
則會(huì)消耗Y濃度為3xmol/L,故c/、C2=(0.1+x)mol/L:(0.3+3x)mol/L=l:3,A錯(cuò)誤;B.平衡時(shí),正、逆
反應(yīng)速率相等,則Y和Z的生成速率之比為3:2,B錯(cuò)誤;C.反應(yīng)前后X、Y氣體的濃度比相同符合反
應(yīng)系數(shù)之比,所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)化率相同,C錯(cuò)誤;D.若反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行到達(dá)平衡,X、Y的濃
度最大,Z的濃度最小,假定完全反應(yīng),Z濃度為0,則反應(yīng)開始時(shí)c/(X)=(0.1+0.04)mol/L=0.14mol/L;若
反應(yīng)從逆反應(yīng)方向開始,Z的濃度最大,X、Y濃度最小,由于X、Y反應(yīng)消耗關(guān)系是1:3,剩余濃度比是
1:3,則X的起始濃度為0mol/L。但由于X、Y、Z的起始濃度分別為仃、。2、仃(均不為零),所以c的取
值范圍為0molLyc/<0.14mol-LT,D正確;故合理選項(xiàng)是D。
【答案】D
【思維建?!繕O端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍
假設(shè)正向反應(yīng)物最小值,確
進(jìn)行完全生成物最大值定
>范
假設(shè)逆向反應(yīng)物最大值.圍
進(jìn)行完全*生成物最小值
可逆反應(yīng)的平衡物理量一定在最大值和最小值之間,但起始物理量可以為最大值或最小值。
【變式訓(xùn)練1】(2024?陜西商洛?一模)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng),化學(xué)與文化傳承密不可分。下列說(shuō)法
正確的是
A.?;韬钅钩鐾亮舜罅勘4嫱旰玫木澜鹌?,這與金的惰性有關(guān)
B.“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還成丹砂”中涉及的反應(yīng)為可逆反應(yīng)
C.“九秋風(fēng)露越窯開,奪得千峰翠色來(lái)“,“翠色”是因?yàn)槌煞种泻醒趸瘉嗐~
D.“世間絲、麻、裘、褐皆具素質(zhì)”,“絲、麻、裘”的主要成分都是蛋白質(zhì)
【答案】A
【解析】A.金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,使得其能保存完好,故A正確;B.“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還成
丹砂,,中涉及的兩個(gè)反應(yīng)條件不同,不為可逆反應(yīng),故B錯(cuò)誤;C.“翠色”為青色或者綠色,而氧化亞銅為
磚紅色,可能來(lái)自亞鐵離子,詩(shī)句中的“翠色”不可能來(lái)自氧化亞銅,故C錯(cuò)誤;D.“麻”的主要成分是纖維
素,故D錯(cuò)誤;故答案選A。
【變式訓(xùn)練2】對(duì)于反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)WSO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ?moE,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.達(dá)到平衡后,升高溫度,c(S03)增大
B.使用催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
C.lmolNO2(g)與lmolSO2(g)混合后,充分反應(yīng)會(huì)放出41.8kJ熱量
D.在恒溫、恒容條件下,當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強(qiáng)不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡
【解析】A.該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),達(dá)到平衡后,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),c(SOs)減小,故A錯(cuò)誤;B.催
化劑能加快反應(yīng)速率,所以使用催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,故B正確;C.該反應(yīng)是可逆反應(yīng),
故lmolNC)2(g)與lmolSC(2(g)混合后,反應(yīng)物不能完全反應(yīng),所以放出的熱量小于41.8kJ,故C錯(cuò)誤;D.在
恒溫、恒容條件下,對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng),總壓強(qiáng)一直不變,所以壓強(qiáng)不變,反應(yīng)不
一定達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;選B。
【答案】B
考向2考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
甌(2024?廣東廣州?三模)向一恒容密閉容器中加入lmolCH,和一定量的H?。,發(fā)生反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g)UCO(g)+3H2(g)。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比X(X=坐旦]溫度的變化曲線如
I
圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.X]<x2
B.b、c兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率:vb>vc
C.此反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】A.Xx=;越大,甲烷的轉(zhuǎn)化率越小,相同溫度下XI甲烷的轉(zhuǎn)化率大于X2,則\<X2,A
正確;B.b點(diǎn)和c點(diǎn)溫度相同,CH4的起始物質(zhì)的量都為ImoLb點(diǎn)x值小于c點(diǎn),則b點(diǎn)加水多,反應(yīng)
物濃度大,則反應(yīng)速率Vb>v「B正確;C.a、b投料比相同,升高溫度,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明升高溫
度平衡正向移動(dòng),正向AH〉。,正向體積增大則AS〉。,AG=AH-TAS<0時(shí)T較大,故該反應(yīng)高溫自發(fā),C
錯(cuò)誤;D.都是氣體參加的反應(yīng),正向體積增大,則平均相對(duì)分子量是個(gè)變值,平均相對(duì)分子量不變時(shí)各組
分含量不再變化,達(dá)到平衡,D正確;故選C。
【思維建模】判斷平衡狀態(tài)的方法一“逆向相等,變量不變”
(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的
正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。
特別注意:同一反應(yīng)方向的反應(yīng)速率不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變
的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。
【變式訓(xùn)練1】(2024?浙江杭州?模擬預(yù)測(cè))汽車尾氣脫硝脫碳的主要反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在一定溫度、體積固定為2L的密閉容器中,
某興趣小組模擬該反應(yīng),用傳感器測(cè)得該反應(yīng)在不同時(shí)刻的NO和CO濃度如表所示:
時(shí)間/s01234
c(NO)/(mol/L)9.50x1034.50x10.32.50x10-31.50x10-31.50x103
c(CO)/(mol/L)9.00x10-34.00x10-32.00x10-31.00x10-31.00xl0-3
下列說(shuō)法不正確的是
A.前2s內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v(N2)=L75xl(f3moi/(L-s)
B.升高溫度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均增大
C.當(dāng)密閉容器中氣體壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),密閉容器中氣體濃度C(NO):C(CO):C(N2):C(CC>2)=2:2:1:2
【答案】D
【解析】A.前2s內(nèi)Ac(CO)=(9.00xl0-3_2.00xl0-3)mol/L=7.00xl(r3moi/L,則Ac(N2)=3.5xl()Tmoi/L,
A,:)=3.5xl;:mol/L_]75對(duì)0hol/(Ls),故A正確;B.升高溫度時(shí),由于增大了活化分子
百分?jǐn)?shù),正逆反應(yīng)速率均增大,故B正確;C.溫度不變,容器的容積不變,隨反應(yīng)進(jìn)行氣體物質(zhì)的量減
小,故隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小,當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)達(dá)到
平衡狀態(tài),故C正確;D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),密閉容器中氣體濃度C(NO):C(CO):C(N2):C(CO2)=2:2:1:2,
不能說(shuō)明各組分濃度不變,不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;故選D。
【變式訓(xùn)練2】(2024?重慶?模擬預(yù)測(cè))如圖所示,無(wú)摩擦、有質(zhì)量的隔板1、2、3將容器分為甲,乙、丙
3個(gè)部分,同時(shí)進(jìn)行反應(yīng):A(g)+B(g)^=^C(g)AH<0,起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量已標(biāo)在圖中。在固定的
溫度和壓強(qiáng)下充分反應(yīng)后,各部分的體積分別為%、%、/。此時(shí)若抽走隔板1,不會(huì)引起其他活塞移
動(dòng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
xmolA
2molA2molA
ymolB3molBzmolB
1molC
隔板1隔板2隔板3
A.若乙中氣體密度不再改變,說(shuō)明乙中已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.若x=l,V甲=丫乙
C.若將3個(gè)隔板全部固定,與未固定相比,丙中放熱量減少
D.若將該容器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。豎立在桌面上,重新平衡時(shí),乙中C的體積分?jǐn)?shù)減小
【答案】D
【解析】A.乙中氣體總質(zhì)量恒定,隨反應(yīng)進(jìn)行氣體分子數(shù)減小,因?yàn)楹銐簵l件下,容器體積減小,則氣體
密度逐漸增大,當(dāng)密度不再改變,說(shuō)明乙中已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;B.抽走隔板1后,未造成其他
隔板移動(dòng),說(shuō)明甲乙兩部分混合后仍處于化學(xué)平衡狀態(tài),根據(jù)等效平衡原理,若將甲中的C全部轉(zhuǎn)化為A、
x+]2
B,貝IJn(A):n(B)=2:3。由此列式:—=y,若x=l,y=2,將甲中的C極限轉(zhuǎn)化后,n(A)=2、n(B)=3,
與乙完全相同,故%=巳,故B正確;C.隔板固定后,隨著反應(yīng)正向進(jìn)行,壓強(qiáng)逐漸減小,相比于之前
正向進(jìn)行程度更小,放熱量減少,故C正確;D.將容器豎后,隔板的質(zhì)量造成各部分壓強(qiáng)增大,體積減小,
因此乙中平衡正移,C的體積分?jǐn)?shù)增大,故D錯(cuò)誤;故選:D。
考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)
「知識(shí)靛
知識(shí)點(diǎn)1化學(xué)平衡的移動(dòng)
1.概念:一個(gè)可逆反應(yīng),達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)以后,若改變反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等),使正、逆反
應(yīng)的速率不相等,化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。最終在新的條件下,會(huì)建立新的化學(xué)平衡,這個(gè)過(guò)程叫作化學(xué)平衡
的移動(dòng)。
2.化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程
3.化學(xué)平衡移動(dòng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
(1)ViE>Va:平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
(2)丫正=丫逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動(dòng)。
(3)ViE<va:平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)2影響化學(xué)平衡的因素
1.改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)
濃度
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
向氣體分子總數(shù)減小的方向移
增大壓強(qiáng)
反應(yīng)前后氣動(dòng)
壓強(qiáng)(對(duì)有氣體體體積改變向氣體分子總數(shù)增大的方向移
減小壓強(qiáng)
參加的反應(yīng))動(dòng)
反應(yīng)前后氣
改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)
體體積不變
升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)
溫度
降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)
催化劑同等程度改變V正、V逆,平衡不移動(dòng)
2.化學(xué)平衡中的特殊情況
(1)當(dāng)反應(yīng)物或生成物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時(shí),由于其“濃度”是恒定的,不隨其
量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響。
(2)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí),應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。
(3)溫度不變時(shí)濃度因素的“決定性作用”一分析“惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對(duì)化學(xué)平衡的影響。
①恒溫恒容條件
原平衡體系一充入惰性氣體
>體系總壓強(qiáng)增大一>體系中各組分的濃度不變—>平衡不移動(dòng)
②恒溫恒壓條件
由近編左充入惰性氣體
原平衡體系---------------容器容積增大—>體系中各組分的濃度同倍數(shù)減?。ǖ刃в跍p壓)
氣體體積不變的反應(yīng)干忌干為小
----------------?平衡不移動(dòng)
氣體體積可變的反應(yīng)力㈤心一“心如皿,*七邊一上
---------------*平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)
【特別提醒】壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響主要看改變壓強(qiáng)能否引起反應(yīng)物和生成物的濃度變化,只有引起物質(zhì)
的濃度變化才會(huì)造成平衡移動(dòng),否則壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響。
3.圖示影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
知識(shí)點(diǎn)3勒夏特列原理
1.內(nèi)容:對(duì)于一個(gè)已經(jīng)達(dá)到平衡的體系,如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)),平衡將
向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
2.理解勒夏特列原理的注意問(wèn)題
U)勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡等),非平衡狀態(tài)不能用此來(lái)分析。
(2)勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個(gè)條件”時(shí)平衡移動(dòng)的方向。若同時(shí)改變影響平衡移動(dòng)的幾個(gè)
條件,則不能簡(jiǎn)單地根據(jù)勒夏特列原理來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,只有在改變的條件對(duì)平衡移動(dòng)的方向影響
一致時(shí),才能根據(jù)勒夏特列原理進(jìn)行判斷。
(3)平衡移動(dòng)的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭轉(zhuǎn)”外界條件的
影響。
3.應(yīng)用:可以更加科學(xué)有效地調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng),盡可能讓化學(xué)反應(yīng)按照人們的需要進(jìn)行。
知識(shí)點(diǎn)4等效平衡
1.等效平衡的含義
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還
是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積
分?jǐn)?shù)等)均相同。
2.等效平衡的判斷方法
(I)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)的判斷方法:極值等量即等效。
例如:2sO2(g)+O2(g)=;=^2SO3(g)
①2mol1mol0
②002mol
③0.5mol0.25mol1.5mol
④amolbmolcmol
上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則S02均為2mol,O2均為1mol,
三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,-+b=l,即與上述平衡等效。
2
(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法:極值等比即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)^=i2SO3(g)
①2mol3mol0
②1mol3.5mol2mol
③amolbmolcmol
按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中〃S6=2,故互為等效平衡。
nO23
c~\~a7
③中〃、6、。三者關(guān)系滿足::-=:即與①②平衡等效。
-+b3
2
(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)的判斷方法:無(wú)論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即
等效,因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無(wú)影響。
例如:H2(g)+b(g).42Hl(g)
①1mol1mol0
②2mol2mol1mol
③amolbmolcmol
①②兩種情況下,〃但2):H(l2)=l:1,故互為等效平衡。
③中.、b、c三者關(guān)系滿足:g+q=l:1或a:6=1:1,w0,即與①②平衡等效。
3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。
起始平衡
舊_H招新平衡
0-O
(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)
新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)。
起始平衡
新平衡
H---HP!I~I
回一-FPTP
(考向洞察J
考向1考查化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的判斷
甌(2024?廣東江門?二模)烯燃是一種應(yīng)用廣泛的化學(xué)原料。烯煌之間存在下列三個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)I:3c4H8(g)=4C3H6(g)A/fj=+78kJ-mol1
-1
反應(yīng)n:2c3H6(g)G3c2H4(g)A//2=+117kJ-mol
反應(yīng)HI:C4H8(g)^2C2H4(g)AH3
在壓強(qiáng)為pkPa的恒壓密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),三種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化關(guān)系如圖
所示。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.反應(yīng)ni的A&=+l04kJ
B.700K時(shí)反應(yīng)II的平衡常數(shù)0=^|kPa
C.欲提高C4H$的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),需研發(fā)低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑
D.超過(guò)700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應(yīng)I逆向移動(dòng),反應(yīng)II正向移動(dòng)
【答案】D
【解析】A.根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)I加上反應(yīng)II的2倍,再整體除以3得到反應(yīng)HI的
1
AH3=1X(78+2X117)=+104kJ.mol,故A正確;B.升高溫度,反應(yīng)I、反應(yīng)II和反應(yīng)III的化學(xué)平衡均正向
移動(dòng),即丁烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在不斷減少,丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)先增加后減少,乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在不
斷增加,故曲線a代表丙烯,曲線b代表丁烯,曲線c代表乙烯;700K時(shí),丁烯和乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均
為0.2,丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,反應(yīng)H的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的平衡常數(shù)為Kp=,螞=4kPa,故B正確;
P(O.6p)45
C.降低溫度或增壓,反應(yīng)I、反應(yīng)ni的化學(xué)平衡均逆向移動(dòng),C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,故提高C4H8的物
質(zhì)的量分?jǐn)?shù),需研發(fā)低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑,故C正確;D.根據(jù)圖中信息丁烯在不斷減小,
則超過(guò)700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應(yīng)I正向移動(dòng),反應(yīng)H正向移動(dòng),反應(yīng)n正向移動(dòng)
的程度大于反應(yīng)I正向移動(dòng)的程度,故D錯(cuò)誤;綜上所述,答案為D。
【思維建?!颗袛嗷瘜W(xué)平衡移動(dòng)方向的思維模型
【變式訓(xùn)練1】(2024?黑龍江哈爾濱?三模)(CHs^CBr在堿性條件下水解生成(CHshCOH,進(jìn)程中勢(shì)能
變化如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.(CHshCOH名稱為2-甲基2丙醇
B.(CNlU中碳原子的雜化軌道類型有兩種
C.增大OH-濃度,水解反應(yīng)速率變化不大
D.升溫既能加快反應(yīng)速率又能促進(jìn)平衡正向移動(dòng)
【答案】D
CH3
+
【解析】A.(CH3)3COH展開后的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H3c—c—CH3,名稱為2-甲基2丙醇,A正確;B.(CH3)3C
OH
中甲基上的C為sp3雜化,C+為sp2雜化,雜化軌道類型有兩種,B正確;C.反應(yīng)分成兩步進(jìn)行,第一步
反應(yīng)活化能較大,是反應(yīng)的決速步驟,但第一步?jīng)]有OH-參與,增大OH-溶液濃度,總反應(yīng)速率不會(huì)增大,
故水解反應(yīng)速率變化不大,C正確;D.由圖知反應(yīng)物總能量比生成物總能量高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫
度,平衡往逆向移動(dòng),D錯(cuò)誤;故選D。
【變式訓(xùn)練2】(2024?安徽馬鞍山?三模)下列有關(guān)操作的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋錯(cuò)誤的是
選項(xiàng)操作現(xiàn)象及解釋
2C(s)+2NO2(g)-2CO2(g)+N2(g),向混合氣體顏色變淺:碳消耗NO2氣體,NC?2濃度減小,
A
上述平衡體系中加入碳且平衡逆向移動(dòng)
溶液紅色變淺:Ba2+沉淀co;,使
向滴有酚麟的Na2cO3溶液中加入BaCl2固
BCOj+HzOUHCOI+OH-平衡逆向移動(dòng),OH-濃度
體
降低
溶液紅色變淺:Fe還原Fe",使
C向Fe(SCN]溶液中加入Fe粉Fe(SCN)3UFe3++3SCN-平衡正向移動(dòng),F(xiàn)e(SCN),濃
度降低
溶液呈淺綠色:Ksp(HgS)<^sp(FeS),
D向含有Hg2+的廢水中加入FeS固體FeS(s)+Hg2+(aq)UHgS(s)+Fe2+(aq)化學(xué)平衡常數(shù)
大,正向程度大
【答案】A
【解析】A.向平衡體系中加入濃度為定值的碳,平衡體系中各物質(zhì)的濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變,化學(xué)
平衡不移動(dòng),故A錯(cuò)誤;B.碳酸鈉在溶液中存在如下平衡:CO^+H2O^HCO;+OH-,向溶液中加入
氯化鋼固體,鋼離子與溶液中的碳酸根離子反應(yīng)生成碳酸根沉淀,溶液中碳酸根離子濃度減小,平衡向逆
反應(yīng)方向移動(dòng),溶液中氫氧根離子濃度減小,溶液的堿性減弱,導(dǎo)致滴有酚配的碳酸鈉溶液的紅色變淺,
3+
故B正確;C.硫氧化鐵溶液中存在如下平衡:Fe(SCN)3^Fe+3SCN-,向溶液中加入鐵粉,鐵與溶液
中的鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,溶液中鐵離子濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溶液紅色變淺,故C正
確;D.硫化汞的溶度積小于硫化亞鐵的溶度積,反應(yīng)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)的化學(xué)平衡常
數(shù)大,向含有汞離子的廢水中加入硫化亞鐵固體,反應(yīng)的正向反應(yīng)的程度大,有利于汞離子轉(zhuǎn)化為硫化汞,
達(dá)到除去廢水中的汞離子濃度的目的,故D正確;故選A。
考向2考查等效平衡的應(yīng)用
函⑵24?天津河西,二模)工業(yè)上一種制H2反應(yīng)為?0值)+凡0伍)=82修)+凡修)AH=-41kJ.mor10
某小組分別在體積相等的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在同溫re下發(fā)生反應(yīng),該反
應(yīng)過(guò)程中的能量變化數(shù)據(jù)如下表所示:
起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol
容器編號(hào)達(dá)到平衡的時(shí)間/min達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化
HOCO
CO22H2
?1400放出熱量:20.5kJ
②2800放出熱量:QkJ
下列有關(guān)敘述不正琥的是
A.容器中反應(yīng)的平均速率①〈②是因?yàn)槎叩幕罨懿煌?/p>
B.該制反應(yīng)在此條件下可自發(fā)進(jìn)行
C.容器②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)等于50%
D.容器②中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)Q=41
【答案】A
【解析】A.兩容器體積相等,溫度相同,容器②中投料更多,反應(yīng)物的濃度更大,反應(yīng)速率更快,所以容
器②中反應(yīng)的平均速率大于容器①,與活化能沒(méi)有關(guān)系,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)前后體積不變,正反應(yīng)放熱,依
據(jù)AG=AH-TAS<0可知該制H?
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