最新高考化学考点总结化学平衡.docx
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最新高考化学考点总结化学平衡
最新高考化学考点总结-化学平衡
1.复习重点
1.建立化学平衡的观点.
2.理解化学平衡的特征.
3.常识性介绍化学平衡常数.
2.难点聚焦
在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的.
例如:
这是一个可逆反应!
(正反应的生成物,是逆反应的反应物。
)
特点:
(二同)同一条件下;同时进行。
显然,可逆反应不能进行到底。
(即:
反应物不能全部转化为生成物。
)
因此,对任一可逆反应来说,都有一个化学反应进行的程度问题。
这就牵涉到化学平衡。
化学平衡主要是研究可逆反应规律的。
如:
可逆反应进行的程度,以及各种条件对反应进行的程度的影响等。
(一)化学平衡的建立:
当我们把蔗糖不断的溶入水中,直至蔗糖不能继续溶解。
此时,所得溶液为蔗糖的饱和溶液。
在此溶液中,继续加入蔗糖,蔗糖不再减少.(温度等其它条件不变时.)
蔗糖真的不能继续溶解了吗?
我们做一个小实验:
用一块中间有凹痕的蔗糖,放入蔗糖的饱和溶液中。
过一段时间,我们会看到,凹痕不见了。
取出蔗糖,小心称量,质量未变!
这是怎么回事呢?
原来,在蔗糖的饱和溶液中,蔗糖并非不再溶解,而是蔗糖溶解的同时,已溶解的蔗糖分子又回到晶体表面。
而且,溶解的速率和结晶的速率相同。
所以,在蔗糖的饱和溶液中,加入蔗糖晶体。
晶体的质量不会减少,但凹痕却不见了。
这种状态,叫溶解-结晶平衡状态。
简称:
溶解平衡状态。
显然,溶解平衡状态是动态平衡状态。
可逆反应的情形又是怎样呢?
实验证明:
在一氧化碳和水蒸汽的反应中:
如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化.
正反应,逆反应都在继续进行!
只是:
正反应速率==逆反应速率
这种状态,称化学平衡状态.简称:
化学平衡.
化学平衡是动态平衡.
当可逆反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行.只是由于在同一瞬间,正反应生成的CO2和H2,的分子数,和逆反应所消耗的CO2和H2,的分子数相等!
即:
正反应速率==逆反应速率
反应混合物中,各组份的浓度不变!
化学平衡:
化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态.
(二)化学平衡常数:
参见表2-1
分析数据可知:
1.在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到化学平衡.
2.达到化学平衡后,反应物的浓度之积,比上生成物的浓度之积,是一个常数.---化学平衡常数.
注意:
1.对同一个化学反应来说,温度不变,化学平衡常数不变!
(但不一定是1)
2.化学计量数为浓度的指数.
3.K值越大,反应进行的程度越大.反应物的转化率也越大.反之亦然.
3.例题精讲
例1:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)已经达到平衡状态的标志。
①c(H2)=c(I2)=c(HI)时
②c(H2):
c(I2):
c(HI)=1:
1:
2时
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变
④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI
⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2
⑥反应速率v(H2)=v(I2)=
v(HI)
⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
⑧温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
⑾条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
[解析]
①浓度相等,不能说明已达到平衡状态;
②浓度之比与平衡状态无必然联系;
③浓度不变,说明已达平衡。
注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆;
④“生成nmolH2”指逆反应,“生成2nmolHI”指正反应,且v正=v逆,正确;
⑤“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反应,不能判断;
⑥无论是v正、v逆,用不同物质表示时,一定和化学计量数成正比,与是否达到平衡状态无关。
⑦从微观角度表示v正=v逆,正确;
⑧由于Δν(g)=0,压强始终不改变;
⑨颜色不变,说明I2(g)浓度不变,可以判断;
⑩由于Δν(g)=0,体积始终不变,且反应混合物总质量始终不变,密度不变,不能判断是否达到平衡。
⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变,所以平均分子量始终不变,不一定达到平衡状态。
解答:
③④⑦⑨
[点评]此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关物理量的变化情况,有助于加深对平衡特点的理解。
[变式]若反应为:
2NO2(g)
2N2O4(g)呢?
[方法提示]
1.判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志:
①
⑴直接标志②各组分的m、n不变(单一量)
③通过浓度(或百分含量):
各组分的浓度(或百分含量)不变
①通过总量:
对Δn(g)
0的反应,n总(或恒温恒压下的V总,恒温恒容下的P总)不变;
⑵间接标志②通过复合量:
(
)、ρ(
),需具体分析关系式中上下两项的变化。
③其它:
如平衡体系颜色等(实际上是有色物质浓度)
例2把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:
3A(气)+B(气)
2C(气)+
(气)经
达到平衡,此时生成C为
,测定D的平均反应速率为0.1mol/L•min,下列说法中错误的是()
A.x=2B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为0.8mol/LD.恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%
[解析]
本题是一道有关化学平衡的基础计算题,解题的关键是弄清各量的含义。
因
,所以
。
3A(气)+B(气)
2C(气)+2D(气)
起始量(mol)6500
变化量(mol)3122
平衡量(mol)3422
B的转化率为:
平衡时A的浓度:
,所以
[答案]C、D
例3一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g)
2C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度为:
c(A2)=0.5mol/L;c(B2)=0.1mol/L;c(C)=1.6mol/L。
若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol/L),则:
(1)a、b应满足的关系是;
(2)a的取值范围是。
[解析]
(1)设转化过程中,A2(g)转化浓度为xmol/L,则B2(g)转化浓度也为xmol/L。
平衡浓度:
a–x=0.5b–x=0.1则有:
a=b+0.4
(2)考虑两种极端情况:
①A2、B2为起始物质;②A2、C为起始物质。
A2(g)+B2(g)
2C(g)
物质的平衡浓度(mol/L)0.50.11.6
①A2、B2为起始物质0.5+0.80.1+0.80
②A2、C为起始物质0.5-0.101.6+0.2
故a的取值范围为0.4≤b≤1.3。
[答案]
(1)a=b+0.4
(2)0.4≤b≤1.3
[点评]
本题重点考查可逆反应的特点,由此可得B2的取值范围为:
0
0 [方法提示] 有关化学平衡的基本计算: 可逆反应mA+nB pC+qD达到平衡时: 1用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比. 即: vA.∶vB.∶vC.∶vD.=m∶n∶p∶q ②各物质的变化量(变化浓度)之比等于化学方程式中相应化学计量数之比 ③反应物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)-消耗量(或浓度) 生成物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)+增加量(或浓度) ⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论 ⑥混合气体平均式量的计算(由A、B、C三种气体混合) 其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量;a%、b%、c%分别表示这3种气体的体积(或质量)分数. 例4: 某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应: 。 若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V,此时气体C的体积占40%,则下列判断正确的是() A.原混合气体的体积为1.1V B.原混合气体的体积为0.9V C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2V D.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V [解析]本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算,方程式的特征是反应掉的A的量就是总体积的减少量。 可由C直接求出气体A消耗了0.2V,所以总体积为1.2V,气体B消耗了0.4V。 [答案]C [点评]本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。 4.实战演练 一、选择题 1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是: () A.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率 B.合成氨工厂通常采用20MPa~50MPa压强,以提高原料的利用率; C.在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体; D.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。 2.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡: H2(g)+I2(g) 2HI(g) 已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时,达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。 若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L,则平衡时H2的浓度(mol/L)是() A.0.02 B.0.04C.0.08D.0.16 3.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是() A.保持温度和容器体积不变,充入1molSO2(g) B.保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g) C.保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g) D.保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3(g) 4.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。 若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是() A.升高温度B.加催化剂 C.增大体积D.加大X的投入量 5.某温度下在密闭容器中发生如下反应: 2M(g)+N(g) 2G(g)若开始时只充入2molG(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增加20%,若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的转化率为() A.20% B.40%C.60%D.80% 6.反应aX(g)+bY(g) cZ(g);∆H<0(放热反应),在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,产物Z的物质的量(nz)与反应时间(t)的关系如图所示.下列判断正确的是: () A.T1<T2,P1<P2,a+b<c B.T1<T2,P1>P2,a+b<c C.T1>T2,P1>P2,a+b>c D.T1>T2,P1<P2,a+b>c 7.在一定温度下,密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是() A.C的生成速率与B的反应速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的浓度之比为1: 3: 2 8.在容积固定的密闭容器中存在如下反应: A(g)+3B(g) 2C(g)该反应正反应为放热反应。 某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图: 下列判断一定错误的是() A.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高 B.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高 C.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高 D.图I研究的是压强对反应的影响,且乙的压强较高. 9.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应: 2SO2+O2 2SO3,并达到平衡。 在这过程中,甲容器保持压强不变,乙容器保持体积不变,若甲容器中SO2的转化率为P%,则乙容器中SO2的转化率() A.等于P%B.小于P%C.大于P%D.无法判断 10.在一定温度下,容器内某—反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,下列表述中正确的是() A.反应的化学方程式为: 2M N B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡 C.t3时,正反应速率大于逆反应速率 D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍 11.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是() A.H2(g)+I2(g) 2HI(g) B.3H2(g)+N2(g) 2NH3(s) C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)D.C(s)+CO2(g) 2CO(g) 12.在两个恒容容器中有平衡体系: A(g) 2B(g)和2A(g) B(g),X1和X2分别是A转化率。 在温度不变情况下,均增加A的物质的量,下列判断正确的是: () A.X1降低,X2增大B.X1、X2均降低 C.X1增大,X2降低D.X1、X2均增大 13.在一定条件下,向5L密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,发生可逆反应: 2A(g)+B(g) 2C(g),达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1moL/L,则A的转化率为() A.67% B.50%C.90%D.10% 14.在一定条件下发生反应: 2A(g)+2B(g) xC(g)+2D(g),在2L密闭容器中,把4molA和2molB混合,2min后达到平衡时生成1.6molC,又测得反应速率VD=0.2mol/(L·min),下列说法正确的是: () A.B的转化率是20% B.平衡时A的物质的量为2.8mol C.平衡时容器内气体压强比原来减小D.x=4 15.在下列平衡2CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙红色)+H2O中,溶液介于黄和橙红色之间,今欲增加溶液的橙红色,则要在溶液中加入() A.H+ B.OH-C.K+D.H2O 第Ⅱ卷(非选择题,共40分) 二、填空题(共24分。 把正确答案填写在题中的横线上,或按题目要求作答。 ) 16.I.合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。 写出氨的两种重要用途 。 II.实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是。 ①固态氯化铵加热分解②固体氢氧化钠中滴加浓氨水 ③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热 III.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。 [实验操作] ①检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e。 在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。 打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气发生。 在F出口处收集氢气并检验其纯度。 ②关闭弹簧夹c,放下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。 氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。 ③用酒精灯加热反应管E,继续通氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。 回答下列问题: (1)检验氢气纯度的目的是。 (2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是,防止了实验装置中压强过大。 此时再打开弹簧夹b的原因是,C瓶内气体的成份是。 (3)在步骤③中,先加热铁触媒的原因是。 反应管E中发生反应的化学方程式是。 17.反应A(g)+B(g)C(g)在密闭容器中进行,△H<0(放热反应)。 若存在三种情况: ①200℃,无催化剂;②500℃无催化剂;③500℃有催化剂;情况①是曲线,情况②是曲线,情况③是曲线。 三、计算题(10分) 18.在固定容器的密闭容器中,有可逆反应nA(g)+mB(g)pC(g)处于平衡状态(已知n+m>p,△H>0既吸热反应)。 升高温度时c(B)/c(C)的比值,混合气体的密度;降温时,混合气体的平均式量;加入催化剂,气体的总物质的量;充入C,则A、B的物质的量。 19.恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) (1)某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值。 (2)若已知反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。 计算平衡时NH3的物质的量。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=。 (4)原混合气体中,a∶b=。 (5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=。 (6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。 参考答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D B C C C C B D 题号 11 12 13 14 15 答案 A A B D A 二、填空题: 16.I.制化肥、制硝酸II.②④III. (1)排尽空气,避免爆炸,保证安全。 (2)锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率N2H2(3)铁触媒在较高温度时活性增大,加快氨合成的反应速率N2+3H2 17.①a;②c;③b。 三、计算题: 18.减小,不变;减小;不变;增加。 19.⑴a=16⑵n平(NH3)=8mol⑶5∶4⑷2∶3⑸1∶2⑹3∶3∶2
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