高考化学二轮复习专题08化学平衡考点讲解学案Word文档格式.docx
《高考化学二轮复习专题08化学平衡考点讲解学案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学二轮复习专题08化学平衡考点讲解学案Word文档格式.docx（36页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1．化学平衡状态判断
（1）本质标志
同一物质的消耗速率与生成速率相等，即v正＝v逆。
（2）等价标志
①可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。
②体系中各组成成分的含量，即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。
③对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。
④对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于化学方程式中的化学计量数（系数）之比。
（3）特殊标志
①对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化，则反应达到平衡状态。
此标志不适用于反应前后气体计量数相等的可逆反应，因为这类反应不管是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终是不变的。
②对于气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应（体系中可存在固、液态物质），当恒温、恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；
当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变或混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。
对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数相等的可逆反应，恒温、恒容时压强不变以及恒温、恒压时密度不变等均不能说明反应已达到平衡状态。
③由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。
④对于反应混合物中含有有色气体物质的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。
（4）一角度
从微观的角度分析，如反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），下列各项均可说明该反应达到了平衡状态
①断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键
②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键
③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键
④生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键
2．化学平衡问题中的“三不混同”
（1）不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。
如：
化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；
再如：
别以为平衡正向移动一定是v（正）加快，v（逆）减慢等。
（2）不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。
别以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。
（3）不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。
别以为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。
三、化学平衡常数及转化率的计算
1．化学平衡常数和平衡转化率的相关计算
（1）步骤
①写出有关化学平衡的方程式。
②确定各物质的起始量、转化量、平衡量。
③根据已知条件建立等式关系进行解答。
（2）模式（“三段式”）
如mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为amol·
L－1、bmol·
L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·
L－1。
K＝
（3）说明
①反应物：
c（平）＝c（始）－c（变）；
生成物：
c（平）＝c（始）＋c（变）。
②各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比。
③转化率＝
×
100%。
2．化学平衡常数的应用
（1）判断反应进行的程度
对于同类型的反应，K值越大，表示反应进行的程度越大；
K值越小，表示反应进行的程度越小。
（2）判断反应进行的方向，应用浓度商Qc与平衡常数K的关系判断
（3）判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
（4）利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。
2.经典精讲
【经典考题1】【2018天津卷】室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；
C2H5OH+HBr
C2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。
已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是
A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C．若反应物增大至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
【答案】D
【解析】分析：
本题考查反应速率和平衡的基本知识。
根据题目的反应，主要判断外界条件的变化对平衡和速率的应该结果即可。
D．若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间。
选项D错误。
【经典考题2】对于反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g） ΔH＜0，在其他条件不变的情况下（）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变
B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变
D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变
答案：
B
解析：
反应的ΔH大小只取决于反应物、生成物的状态与反应条件，而和反应是否使用催化剂、反应途径无关，A项错误；
该反应在反应前后气体的总体积不变，因此改变压强，平衡不移动，反应放出的热量不变，B项正确；
升高温度，平衡逆向进行，反应放出热量减小，C项错误；
在原电池中，随反应进行，能量转化形式是化学能转化为电能，而不再是化学能转化为热能，D项错误。
【经典考题3】在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X（g）＋Y（g）
2Z（g） ΔH＜0，一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表：
t/min
2
4
7
9
n（Y）/mol
0.12
0.11
0.10
下列说法正确的是（）
A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×
10－3mol/（L·
min）
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v逆＞v正
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大
C
利用反应式可知v（Z）＝2v（Y）＝2×
（0.16mol－0.12mol）÷
（10L×
2min）＝4.0×
min），A项错误；
该反应放热，降温平衡正向移动，v正＞v逆，B项错误；
列三段式，K＝
＝
＝1.44，C项正确；
因反应前后气体物质的量不变，故再充入0.2molZ，平衡不移动，平衡时X的体积分数不变，D项错误。
【经典考题4】一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：
MgSO4（s）＋CO（g）
MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g） ΔH＞0。
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（）
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
CO的物质的量
CO2与CO的物质
的量之比
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量（忽略体积）
CO的转化率
【经典考题5】【2018届重庆一中三模】工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）。
在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1mol
CH4（g）和1.1
mol
H2O（g），测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。
已知容器a的体积为10L，温度为Ta，下列说法不正确的是
A．容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率为0.025mol·
L-1·
min-1
B．a、b两容器的温度可能相同
C．在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大
D．该反应在Ta温度下的平衡常数为27（mol·
L-1）2
【答案】B
详解：
A．容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率=
=
=0.025mol·
min-1,故A正确；
B．根据以上分析a、b两容器的温度不可能相同，B错误；
C．因为该反应条件为等温等容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大，C正确；
D．该反应在Ta温度下的平衡常数=
（mol·
L-1）2=27（mol·
L-1）2，D正确；
因此本题答案为B。
【经典考题6】在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：
A（g）
B（g）＋C（g） ΔH＝＋85.1kJ·
mol－1。
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：
时间t/h
1
8
16
20
25
30
总压强p/
100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
回答下列问题：
（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_____________________________________________。
（2）由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为____________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K____________________。
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），n总＝________mol，n（A）＝________mol。
②下表为反应物A的浓度与反应时间的数据，计算：
a＝________。
反应时间t/h
c（A）/（mol·
L－1）
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（Δt）的规律，得出的结论是
________________________________，
由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为________mol·
（1）升高温度、降低压强
（2）（
－1）×
100% 94.1%
A（g）
B（g） ＋ C（g）
0．1000
0.10×
94.1%0.10×
94.1%
＝1.5
（3）①0.10×
0.10×
（2－
）
②0.051 达到平衡前每间隔4h，c（A）减少约一半 0.013
（1）该反应是一个体积增加的吸热反应，升温、降压均有利于平衡正向移动，提高A的转化率。
（2）结合pV＝nRT，该反应消耗A的物质的量即是体系增加的物质的量，α（A）＝
；
α（A）＝
100%＝94.1%。
（3）①结合在等温、等容下物质的量之比等于压强之比，那么
，n总＝0.10×
n（A）＝0.10－（n总－0.10）＝0.10－
＝0.10×
。
②结合①，4min时n（A）＝0.10mol×
＝0.051mol，c（A）＝0.051mol/L。
由表格数据可知，达到平衡前每4h，c（A）减小约一半，那么12h时，c（A）约为0.013mol/L。
【解题技巧】
（1）改变固体或纯液体反应物的用量，化学反应速率不变。
（2）压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的，对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不变。
（3）对于气体反应，有如下几种类型：
类型一：
恒温时，增大压强→体积减小→浓度增大→反应速率增大。
类型二：
恒容时，充入气体反应物→反应物浓度增大→总压强增大→反应速率增大；
充入无关气体（稀有气体或与本反应无关的气体，如N2等）→总压强增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变。
类型三：
恒压时，充入无关气体（稀有气体或与本反应无关的气体，如N2等）→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减小。
（4）不论反应是放热还是吸热，升高温度，反应速率都加快。
（5）判断化学平衡状态时的注意事项：
①速率相等要指明正、逆反应速率，或有正、逆反应速率的描述，否则只知道速率相等不能判断是平衡状态。
②各反应混合物的含量“保持不变”，并非是“相等”或“成比例”。
（6）增大固体或纯液体物质的量，化学平衡不发生移动，因固体或纯液体的浓度可视为1，增加其用量，对平衡不产生影响。
（7）化学反应速率改变是化学平衡移动的前提条件，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，化学平衡移动，化学反应速率必定改变。
（8）改变容器内气体的压强，使化学平衡发生移动，是通过改变气体的浓度而实现的。
即改变压强，若气体的浓度不变则化学平衡一定不会发生移动。
（9）勒夏特列原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。
（10）平衡移动能够“减弱”外界条件的变化，但不能“抵消”外界条件的变化。
（11）注意H2O只有在气态或非水溶剂中才能代入平衡常数表达式。
（12）计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度。
（13）催化剂能改变化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。
（14）放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。
（15）反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。
【规律总结】
（1）化学平衡问题中的“三不混同”：
①不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。
②不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。
③不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。
（2）“惰性气体”（不参加反应的气体）对化学平衡的影响：
①恒温、恒容：
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（转化率不变）
②恒温、恒压：
容器容积增大―→体系中各组分的浓度同倍数减小
（3）关于图像题：
①看图像：
一看轴，即纵、横坐标的意义；
二看点：
即起点、拐点、交点、终点；
三看线，即线的走向和变化趋势；
四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；
五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。
②依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：
吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。
③先拐先平：
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。
④定一议二：
勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。
【高考演练】
1．【2018届全国四月大联考】已知某密闭容器中发生反应：
X（g）+Y（g）
mZ（g）△H<
0。
反应过程中，X、Y、Z的物质的量随时间的变化如图所示，则t1时刻改变的条件可能是（）
A．升高温度B．加入更高效的催化剂
C．增大压强D．加入一定量的Z
【答案】A
【解析】A、正反应方向是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，Z的物质的量减少，X或Y的物质的量增大，符合图像，故A正确；
B、使用催化剂不影响化学平衡的移动，故B错误；
C、相同容器和时间，物质的量变化的比等于化学计量数之比，即m=2，反应前后气体系数之和相等，增大压强，化学平衡不移动，故C错误；
D、加入一定量Z，Z的量增大，故D错误。
2．（2018·
马鞍山质检）下列关于化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D．相同温度下，H2（g）＋CO2（g）
CO（g）＋H2O（g）中，密闭容器中两种反应物浓度为0.020mol/L的反应速率大于两种反应物浓度为0.010mol/L的反应速率
【答案】D
3．（2018·
深圳模拟）某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为：
能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是（ ）
①容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②v正（H2O）＝v逆（H2） ③容器中气体的密度不随时间而变化 ④容器中气体总质量不随时间而变化 ⑤消耗nmolH2的同时消耗nmolCO
A．①②③B．①②③④C．②D．①④⑤
【解析】根据平衡常数可知，该可逆反应为C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），因为C为固体，若没有达到平衡，则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化，平均相对分子质量不变，说明反应已经达到平衡，①对；
v正（H2O）＝v逆（H2），说明反应达到平衡，②对；
虽然容器的体积不变，但是气体的质量可变，当气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态，③对、④对；
任何时刻消耗nmolH2的同时都消耗nmolCO，⑤错，正确选项为B。
4．【2018届延边州三模】温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:
2NO2（g）
2NO（g）+O2
（g）（正反应吸热）。
实验测得:
v正=
v
（NO2
）消耗=
k正c2（NO2
），v逆=
v（NO）消耗=2v
（O2
k逆c2
（NO）·
c（O2
），k正、k逆为速率常数，受温度影响。
下列说法正确的是
容器
编号
物质的起始浓度（mol·
物质的平衡浓度（mol·
c（NO2）
c（NO）
c（O2）
Ⅰ
0.6
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
Ⅲ
0.35
A．设k为该反应的化学平衡常数，则有k=k逆:
k正
B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17
C．容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小
D．若改变温度为T2,且T2>
T1,则k正:
k逆<
0.8
【答案】C
平衡常数为k=0.3×
0.72/0.12=14.7>
8,所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小，C正确；
由于该反应正反应是吸热反应，温度
，所以
时平衡常数增大，则k正:
k逆>
0.8；
正确选项C。
5．（2018·
山东实验中学质检）利用低温技术可用于处理废气中的氮氧化物。
在恒容密闭容器中发生下列化学反应：
4NH3（g）＋6NO（g）
5N2（g）＋6H2O（g） ΔH＝QkJ/mol（Q<
0）。
下列有关说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中NO的转化率减小
C．单位时间内生成NH3和H2O的物质的量比为2∶3时，反应达到平衡
D．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
6．下列说法正确的是（）
A.在轮船表面涂刷富锌油漆，能有效防止船体在海水中被腐蚀
B.相同条件下，Na2CO3溶液的碱性强于C6H5ONa，说明C6H5OH的酸性强于H2CO3
C.任何条件下，2CO2（g）=2CO（g）＋O2（g）（ΔH＞0，ΔS＞0）均不能自发进行
D.采用450℃的高温，可以提高N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）（ΔH＜0）的转化率
【解析】轮船表面漆层破坏后，锌、铁和海水形成的原电池中锌做负极，铁作正极被保护，A项正确；
CO32－是HCO3－的酸根离子，由相同条件下Na2CO3溶液的碱性强于C6H5ONa可判断苯酚的酸性强于HCO3－，但不能证明苯酚酸性强于碳酸，B项错误；
若反应自发进行，则H－T△S＜0，结合H＞0，△S＞0，可判断在高温时反应2CO2=2CO＋O2可自发进行，C项错误；
D合成氨反应是放热反应，高温可提高反应速率，但会使平衡逆向移动，反应物转化率降低，D项错误。
7．（20
升级会员 