全国通用版高考化学一轮复习第24讲化学平衡学案文档格式.docx
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(1)v正>v逆,平衡向正反应方向移动。
(2)v正=v逆,平衡不移动。
(3)v正<v逆,平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素
若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:
4.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),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
1.正误判断,正确的画“√”,错误的画“×
”。
(1)二次电池的充、放电为可逆反应。
( )
(2)恒温恒容下,反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)体系压强不随时间而变,说明反应已达平衡状态。
(3)达到化学平衡状态指的是反应停止了,不再反应了。
(4)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若每消耗1molO2,同时生成2molSO2,则平衡正向移动。
(5)对于反应I2(g)+H2(g)2HI(g),若使体系颜色变浅,则平衡一定正向移动。
(6)对于反应2A(g)+B(g)2C(g),当v(A)正=
v(B)逆时,平衡不移动。
(7)合成氨反应需使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。
(8)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v正加快。
(9)向平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固体,平衡将向逆反应方向移动,溶液颜色将变浅。
答案
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
(6)×
(7)×
(8)×
(9)×
2.教材改编题
(据人教必修二P53T2)在密闭容器中进行的如下反应:
2SO2+O2
2SO3,下列有关说法中正确的是( )
A.使用催化剂可以加快反应速率,提高SO2的转化率
B.在上述条件下,SO2可以完全转化为SO3
C.适当提高O2的浓度,可以提高SO2的转化率
D.反应达到平衡时,c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)=2∶1∶2
答案 C
考点1 化学平衡状态
题型一 可逆反应的特点
典例1 在一个密闭容器中发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为:
0.2mol·
L-1、0.2mol·
L-1,当反应达到平衡时,
可能出现的数据是( )
A.c(SO3)=0.4mol·
L-1
B.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol·
C.c(SO2)=0.25mol·
D.c(SO2)+c(SO3)=0.5mol·
解析 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
c(某时刻)0.2mol·
L-10.2mol·
向右进行完全00.1mol·
L-10.4mol·
向左进行完全0.4mol·
L-10.3mol·
L-1 0
A项,由于反应为可逆反应,SO3的浓度一定小于0.4mol·
L-1,故A错误;
B项,SO2与SO3浓度不会均为0.15mol·
L-1,只能一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,故B错误;
C项,由于反应为可逆反应,SO3的浓度一定小于0.4mol·
L-1,大于0,则可能为0.25mol·
L-1,故C正确;
D项,根据元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4mol·
L-1,故D错误。
名师精讲
极端假设法确定物质的浓度范围
(1)原理:
可逆反应不可能进行完全,反应体系各物质同时存在。
(2)假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。
1.可逆反应N2+3H22NH3,在容积为10L的密闭容器中进
行,开始时加入2molN2和3molH2,达平衡时,NH3的浓度不可能达到( )
A.0.1mol·
L-1B.0.2mol·
C.0.05mol·
L-1D.0.15mol·
答案 B
解析 2molN2和3molH2反应,假设反应能够进行到底,则3molH2完全反应,生成2molNH3,此时NH3的浓度为0.2mol·
L-1,但由于是可逆反应,不能完全反应,所以NH3的浓度达不到0.2mol·
L-1。
2.在一密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g),在一定条件下发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),达到平衡时,生成2/3molCO2,当充入的H2O(g)改为4mol时,在上述条件下生成的CO2为( )
A.0.60molB.0.93mol
C.1.0molD.2.50mol
解析 假设反应向正向进行到底,由于CO仍为1mol,故生成的CO2最多为1mol,但由于反应的可逆性,这是不可能的。
同时增大c(H2O)提高CO的转化率,所以
mol<
n(CO2)<
1mol。
B项正确。
题型二 化学平衡状态的判断
典例2 在一个恒容绝热的密闭容器中,发生可逆反应:
M(?
)+2N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,已知M的状态未知,则反应达到平衡的标志是( )
①当物质M、N、P的体积分数比为1∶1∶1时 ②混合气体的密度不变时 ③体系的温度不变时 ④反应速率2v(N)正=v(Q)逆时 ⑤体系的压强不变时 ⑥气体的平均相对分子质量不变时
A.①③④B.③⑥
C.②③⑥D.③④⑤
解析 当物质M、N、P的体积分数比不变时达到平衡状态,①错误;
若M是气体,反应前后密度恒定,此时混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态,②错误;
因为是恒容绝热容器,反应过程中伴随着热效应,因而体系温度会发生变化,当温度不变时,说明反应达到平衡状态,③正确;
v(N)正=2v(Q)逆时才达到平衡状态,④错误;
当M不是气体时,反应前后气体体积不变,此时压强不变不能说明达到平衡状态,⑤错误;
若M是气体,反应正向进行,气体物质的量减小,气体质量不变,则气体的平均相对分子质量增大,若M不是气体,反应正向进行,气体质量增大,气体物质的量不变,气体的平均相对分子质量增大,因而无论M是什么状态,当气体的平均相对分子质量不变时均可说明反应达到平衡状态,⑥正确。
判断化学平衡状态的方法
1.“逆向相等”:
反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。
2.“变量不变”:
如果一个量是随反应进行而改变的,当该量不变时为平衡状态;
一个随反应的进行始终保持不变的量,不能作为是否达到平衡状态的判断依据。
以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例:
3.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
解析 该反应为气体物质的量增加的反应,且容器体积不变,所以压强、密度均可作标志,该题应特别注意D项,因为该反应为固体的分解反应,所以NH3、CO2的体积分数始终为定值。
4.
(1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是__________________________。
下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是________。
A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)
(2)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:
a.反应容器中生成物的浓度不变;
b.反应物的生成速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比;
c.混合气体的压强不变;
d.混合气体的密度不变;
e.混合气体的平均相对分子质量不变;
f.混合气体的总物质的量不变;
g.混合气体的颜色不变;
h.各反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比;
i.某种气体的质量分数不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有________;
②能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有________。
答案
(1)正反应速率与逆反应速率相等 C
(2)①acefi ②acefgi
解析
(1)化学平衡状态的本质特征是v(正)=v(逆),A项均为正反应速率,错误;
B项,2v正(N2)=v逆(NH3),才达到平衡,错误;
D项,3v正(N2)=v逆(H2),才达到平衡,错误。
(2)依据化学平衡状态的特征进行判断。
考点2 化学平衡移动及影响因素
典例3 (2017·
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) ΔH>0
B.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 从图a可得出该反应为M(g)+3N(g)2R(g),从图b中可看出T1>T2,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。
几种特殊情况说明
(1)改变固体或纯液体的量,对化学平衡没影响。
(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。
5.一定温度下,某容器中加入足量的碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),达到平衡,下列说法正确的是( )
A.将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍
B.CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),ΔS<0
C.升高温度,再次达平衡时,CO2的浓度增大
D.保持容器体积不变,充入He,平衡向逆反应方向移动
解析 将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,若平衡不移动,CO2的浓度为原来的2倍,由于压强增大,平衡逆向移动,则平衡时二氧化碳的浓度不会是原来的2倍,A错误;
CaCO3(s)高温分解为CaO
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- 全国 通用版 高考 化学 一轮 复习 24 化学平衡