【名師一號】2021高考化學(xué)(蘇教版)一輪復(fù)習(xí)考點突破：7-2化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

重點突破鎖定高考熱點探究規(guī)律方法考點1化學(xué)平衡狀態(tài)的推斷推斷一個可逆反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)，可以從三個方面來進行。1．依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)標志正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率；各組分的濃度保持不變。2．依據(jù)“濃度不變”衍生出的一些間接推斷方法各組分的百分含量保持不變、各組分的物質(zhì)的量不隨時間的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變、各氣體的分壓不變、各氣體的體積不隨時間的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變、有顏色變化的體系顏色不變等。3．結(jié)合可逆反應(yīng)的特點不同，建立平衡的條件不同，從不同的角度進行特例推斷特殊提示(1)化學(xué)平衡的實質(zhì)是v(正)＝v(逆)＞0，表現(xiàn)為平衡體系各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分數(shù)不再變化，因此v(正)＝v(逆)>0是化學(xué)平衡推斷的充要條件。(2)運用v(正)＝v(逆)>0時，留意方向和數(shù)量關(guān)系。(3)學(xué)會“變”與“不變”推斷。“變”就是到達平衡過程中量“變”，而到達平衡后“不變”，否則，不肯定平衡。題組訓(xùn)練1．可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，達到平衡狀態(tài)的標志的是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2：2：1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再轉(zhuǎn)變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再轉(zhuǎn)變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再轉(zhuǎn)變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再轉(zhuǎn)變的狀態(tài)A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部解析①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2，能說明達到平衡狀態(tài)，②描述的都是正反應(yīng)方向的速率，無法推斷是否達到平衡狀態(tài)；③無論達到平衡與否，同向的速率之比總是符合化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比；④混合氣體的顏色不變能夠說明達到了化學(xué)平衡狀態(tài)；因容器體積固定，密度是一個常數(shù)，所以⑤不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，容器的體積又固定，所以⑥⑦均能說明達到平衡。答案A2．下列說法可以證明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已達平衡狀態(tài)的是________(填序號)。①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時，生成nmolHI②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂③百分含量w(HI)＝w(I2)④反應(yīng)速率v(H2)＝v(I2)＝eq\f(1,2)v(HI)⑤c(HI)：c(H2)：c(I2)＝2：1：1⑥溫度和體積肯定時，某一生成物濃度不再變化⑦溫度和體積肯定時，容器內(nèi)壓強不再變化⑧條件肯定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化⑨溫度和體積肯定時，混合氣體顏色不再變化⑩溫度和壓強肯定時，混合氣體的密度不再變化解析(1)對于反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不等的可逆反應(yīng)，可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)鍵斷裂、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、轉(zhuǎn)化率、顏色、溫度、平均相對分子質(zhì)量、壓強、密度等來推斷。(2)對于反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)相等的可逆反應(yīng)，可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)鍵斷裂、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、轉(zhuǎn)化率、顏色、溫度等來推斷(此時平均相對分子質(zhì)量、壓強、密度不能作為推斷依據(jù))。答案②⑥⑨歸納總結(jié)“兩審”“兩標志”突破化學(xué)平衡狀態(tài)標志的推斷1．“兩審”一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點：①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；②有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。2．“兩標志”(1)本質(zhì)標志。v正＝v逆≠0。對于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。(2)等價標志。①全部是氣體參與的氣體體積可變的反應(yīng)，體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變。③對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。④對于有有色物質(zhì)參與或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。特殊提示以下幾種狀況不能作為可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標志：(1)恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強或氣體的總物質(zhì)的量不隨時間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。(2)全部是氣體參與的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化。(3)全部是氣體參與的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。考點2有關(guān)化學(xué)平衡的計算及平衡常數(shù)的應(yīng)用考點2有關(guān)化學(xué)平衡的計算及平衡常數(shù)的應(yīng)用1.分析三個量即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個關(guān)系(1)對于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比。3．計算方法：三段式法化學(xué)平衡計算模式：對以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)則有：(1)K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))n)(2)c平(A)＝eq\f(a－mx,V)(mol·L－1)。(3)α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)α(B)＝eq\f(mx,a)eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。(4)φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。(5)eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。(6)eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)(g·L－1)。(7)eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)(g·mol－1)。4．借助平衡常數(shù)推斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在肯定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝Qc，稱為濃度商。題組訓(xùn)練3．(2022·濟南聯(lián)考)關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是()A．溫度肯定，一個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)不是一個常數(shù)B．兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)都不變C．溫度肯定時，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D．濃度商Qc<K時，v(正)<v(逆)解析化學(xué)平衡常數(shù)的大小與溫度有關(guān)，平衡常數(shù)的表達式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，K正＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)，K逆＝eq\f(cH2·cI2,c2HI)，所以K正＝eq\f(1,K逆)。濃度商Qc<K，未達到化學(xué)平衡狀態(tài)，此時v正>v逆。答案C4．(2022·龍巖質(zhì)檢)X、Y、Z為三種氣體，把amolX和bmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X＋2Y2Z，達到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為()A.eq\f(a＋b,5)×100% B.eq\f(2a＋b,5b)×100%C.eq\f(2a＋b,5)×100% D.eq\f(a＋b,5a)×100%解析X＋2Y2Z起始物質(zhì)的量/molab0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/molx2x2x平衡物質(zhì)的量/mola－xb－2x2x據(jù)題意：(a－x)＋(b－2x)＝2x。解得：x＝eq\f(a＋b,5)，故Y的轉(zhuǎn)化率為eq\f(\f(2a＋b,5),b)×100%＝eq\f(2a＋b,5b)×100%。答案B5．某溫度時，N2＋3H22NH3的平衡常數(shù)K＝a，則此溫度下，NH3eq\f(3,2)H2＋eq\f(1,2)N2的平衡常數(shù)為()A.eq\f(1,\r(a)) B.eq\r(a)C.eq\f(1,2)a D.eq\f(1,\f(1,2)a)解析K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)＝a，而NH3eq\f(3,2)H2＋eq\f(1,2)N2的平衡常數(shù)K′＝eq\f(c\f(1,2)N2·c\f(3,2)H2,cNH3)＝a－eq\f(1,2)。答案A6．加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5，加熱到t℃，達到平衡狀態(tài)后O2為9mol，N2O3為3.4mol，則t℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A．10.7 B．8.5C．9.6 D．10.2解析計算反應(yīng)①的平衡常數(shù)應(yīng)當用最終平衡時N2O3、O2的總濃度，設(shè)反應(yīng)①平衡時，N2O3、O2的物質(zhì)的量都為x，反應(yīng)②平衡時，N2O的物質(zhì)的量為a，則反應(yīng)②平衡后，N2O3的物質(zhì)的量為(x－a)，O2物質(zhì)的量為(x＋a)，依題意，有：x＋a＝9mol，x－a＝3.4mol。解得：x＝6.2mol，a＝2.8mol。反應(yīng)達到平衡時，c(N2O5)＝eq\f(8mol－6.2mol,2L)＝0.9mol·L－1，c(N2O3)＝eq\f(3.4mol,2L)＝1.7mol·L－1，c(O2)＝eq\f(9mol,2L)＝4.5mol·L－1，c(N2O)＝eq\f(2.8mol,2L)＝1.4mol·L－1。反應(yīng)①的平衡常數(shù)K＝eq\f(cN2O3·cO2,cN2O5)＝eq\f(1.7×4.5,0.9)＝8.5。答案B7．(2022·海南)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4回答下列問題：(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)；(2)830℃時，向一個5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，則6s時c(A)＝________mol·L－1(3)推斷該反應(yīng)是否達到平衡的依據(jù)為________(填選項字母)；a．壓強不隨時間轉(zhuǎn)變b．氣體的密度不隨時間轉(zhuǎn)變c．c(A)不隨時間轉(zhuǎn)變d．單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等(4)1200℃時反應(yīng)C(g)＋D(g)解析(1)依據(jù)反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，可寫出平衡常數(shù)K＝eq\f(cC·cD,cA·cB)，隨著溫度上升，K值減小，即升溫平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。(2)6s內(nèi)消耗的A為0.003mol·L－1·s－1×6s×5L＝0.09mol，則此時A的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.20mol－0.09mol,5L)＝0.022mol/L；生成C的物質(zhì)的量與消耗A的物質(zhì)的量相等，均為0.09mol。設(shè)平衡時參與反應(yīng)的A為xmol，則平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量分別為(0.20－x)mol、(0.80－x)mol、xmol\，xmol，依據(jù)平衡常數(shù)的表達式和此時K＝1.0，求得x＝0.16，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率為80%；向該平衡體系中充入氬氣等稀有氣體，對該平衡無影響，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率照舊為80%。答案(1)eq\f(cC·cD,cA·cB)<(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5考點3等效平衡1.等效平衡原理相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開頭，還是從逆反應(yīng)開頭，只要按反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物，建立起的平衡狀態(tài)都是相同的，這就是所謂的等效平衡原理。2．等效平衡規(guī)律(1)對于恒溫、恒容條件下體積可變的反應(yīng)。假如按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對應(yīng)組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。(2)對于恒溫、恒容條件下體積不變的反應(yīng)。假如按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同，則建立的化學(xué)平衡是等效的。(3)對于恒溫、恒壓條件下的可逆反應(yīng)(體積可變的反應(yīng)或體積不變的反應(yīng))。假如按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。特殊提示三種狀況下的等效均指平衡混合物中各組分的百分含量保持不變。實際上三種等效是有差別的，第1種狀況是確定等效(包括濃度、密度、相對分子質(zhì)量等都相等)，而第2種和第3種狀況下，物質(zhì)的量存在倍數(shù)關(guān)系。題組訓(xùn)練8．在恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.將3molA和2molB在肯定條件下反應(yīng)，達平衡時C的體積分數(shù)為a；Ⅱ.若起始時A、B、C投入的物質(zhì)的量分別為n(A)、n(B)、n(C)，平衡時C的體積分數(shù)也為a。下列說法正確的是()A．若Ⅰ達平衡時，A、B、C各增加1mol，則B的轉(zhuǎn)化率將肯定增大B．若向Ⅰ平衡體系中再加入3molA和2molB，C的體積分數(shù)若大于a，可斷定x>4C．若x＝2，則Ⅱ體系起始物質(zhì)的量應(yīng)滿足3n(B)>n(A)＋3D．若Ⅱ體系起始物質(zhì)的量滿足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，則可推斷x＝4解析這是恒溫恒容條件下的等效平衡，無論如何進行配比，只要把反應(yīng)一端按反應(yīng)計量數(shù)之比完全轉(zhuǎn)化為另一端的物質(zhì)后，相當于完全等同的起始量即可。A項，A、B、C各增加1mol時，A與B不行能完全轉(zhuǎn)化為C，加入的B相對量大，A的轉(zhuǎn)化率增大，而B的轉(zhuǎn)化率將減小，錯誤；B項，在Ⅰ平衡體系中再加入3molA和2molB，相當于增大了體系的壓強，C的體積分數(shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)方向體積縮小，x<4，錯誤；C項，假設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，錯誤；D項，設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正確。答案D9．(2022·江西模擬)已知：t℃時，2H(g)＋Y(g)2I(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，t℃時，在一壓強恒定的密閉容器中，加入4molH和2molY反應(yīng)，達到平衡后，Y剩余0.2mol。若在上面的平衡體系中，再加入1mol氣態(tài)的I物質(zhì)，t℃時達到新的平衡，此時H物質(zhì)的物質(zhì)的量n(H)為()A．0.8mol B．0.6molC．0.5mol D．0.2mol解析本題考查恒溫恒壓條件下等效平衡原理。依據(jù)反應(yīng)式知，“4molH和2molY反應(yīng)達到平衡后，Y剩余0.2mol”，即Y轉(zhuǎn)化了1.8mol，依據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比，H必轉(zhuǎn)化了3.6mol，即H的轉(zhuǎn)化率等于Y的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(1.8mol,2mol)×100%＝90%。2H(g)＋Y(g)2I(g)起始(Ⅰ)4mol2mol0起始(Ⅱ)4mol2mol1mol起始(Ⅲ)5mol2.5mol0該可逆反應(yīng)在恒溫、恒壓條件下反應(yīng)，按起始(Ⅱ)與起始(Ⅲ)投料能達到同一平衡狀態(tài)，而起始(Ⅰ)與起始(Ⅲ)達到的平衡狀態(tài)為等效平衡，即平衡時H的轉(zhuǎn)化率相等，故達到新平衡時剩余H的物質(zhì)的量為n(H)＝5mol×(1－90%)＝0.5mol。答案C10．有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。肯定溫度下，在甲中加入2molN2、3molH2，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到平衡時生成NH3的物質(zhì)的量為mmol。(1)相同溫度下，在乙中加入4molN2、6molH2，若乙的壓強始終與甲的壓強相等，乙中反應(yīng)達到平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量為________mol(從下列各項中選擇，只填選項字母)；若乙的容積與甲的容積始終相等，乙中反應(yīng)達到平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量為________mol。A．小于m B．等于mC．在m～2m之間 D．等于E．大于2(2)相同溫度下，保持乙的容積為甲的一半，并加入1molNH3，要使乙中反應(yīng)達到平衡時，各物質(zhì)的體積分數(shù)與上述甲容器中達到平衡時相同，則起始時應(yīng)加入________molN2和________molH2。解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，它們的壓強相等，達到平衡時，乙的容積應(yīng)當為甲的兩倍，生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)當?shù)扔?mmol。當甲、乙兩容器的體積相等時，相當于將建立等效平衡后的乙容器壓縮，故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2(2)乙的容積為甲的一半時，要建立與甲一樣的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中應(yīng)當投入N2為(1－0.5)mol＝0.5mol，H2為(1.5－1.5)mol＝0mol。答案(1)DE(2)0.5011．在肯定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個肯定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3，當此反應(yīng)進行到肯定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(mol)。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必需滿足肯定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a＝0，b＝0，則c＝________。(2)若a＝0.5，則b＝________和c＝________。(3)a、b、c必需滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)：___________、___________。解析在其他條件不變時，轉(zhuǎn)變平衡體系中有關(guān)物質(zhì)的量，使之平衡狀態(tài)相同。解題思路是：有關(guān)物質(zhì)的量不論取何值，都把它轉(zhuǎn)化成最初給定的物質(zhì)的量。若其值與題干給出的量相同，則符合題意。(1)2molSO3相當于2molSO2和1molO2。(2)0.5molSO2與0.25molO2反應(yīng)生成0.5molSO3，再加上1.5molSO3，其SO3的物質(zhì)的量是2mol，同(1)。(3)若SO2與SO3的物質(zhì)的量之和等于2mol，相當于原來加入的2molSO2。cmolSO3分解得eq\f(c,2)molO2，若eq\f(c,2)＋b＝1，兩者之和等于初始氧氣的量就符合題意。答案(1)2(2)0.251.5(3)a＋c＝2eq\f(c,2)＋b＝1名師究錯易錯追根溯源挑戰(zhàn)高考滿分【典例】利用醋酸二氨合銅[Cu(NH3)2Ac]溶液吸取CO，能達到愛護環(huán)境和能源再利用的目的，反應(yīng)方程式為Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)溫度/℃1