1、第2讲化学平衡状态化学平衡移动考纲要求1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一可逆反应与化学平衡状态基础梳理自我排查1.可逆反应(1)定义在_下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的_都小于100%。(3)表示在化学方程式中用“_”表示。思考对于可逆反应2SO2O22SO3H0)，充分反
2、应后生成SO3的物质的量_ (填“”或“”，下同) 2 mol，SO2的物质的量_0 mol，转化率_ 100%，反应放出的热量_ Q kJ。判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)2H2O电解点燃2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度()(4)对反应A(g)B(g)C(g)D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态()(5)对NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)反应，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态()(6)对于反应A(g)B(g)2C(g
3、)D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志()微点拨1化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。2化学反应达到化学平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等。3化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。考点专练层级突破练点一化学平衡状态的判断1一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()A混合气体的密度不再变化B反应容器中Y的质量分数不变CX的分解速率与Y的消耗速率相等D单位时间内生成1 mol Y的同时生
4、成2 mol X2汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)2CO(g)催化剂2CO2(g)N2(g)H0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填序号)。练点二可逆反应与平衡观3反应2SO2O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素818O的氧气，经过一段时间后818O原子存在于()AO2BSO2CO2和SO2 DO2、SO2和SO34一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X，Y，Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X，Y，Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.0
5、8 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0c10，其他条件不变时升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大()(5)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HnBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动3已知某密闭容器中发生反应：X(g)Y(g)mZ(g)H0。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练点二等效平衡4恒温恒压下，在一个容积可变的
6、密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，C的物质的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为a2aD若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变5一定温度下，在3个体积均为1.0 L
7、的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g)CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应吸热B达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D.达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大6在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A(g)2B(g)3C(g)，已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡
8、后生成a mol C，请填写下列空白：(1)平衡时C在混合气体中的体积分数是_(用字母a表示)。(2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为_mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气体中的体积分数_(填“增大”“减少”或“不变”)。(3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在混合气体中的体积分数不变，则还应加入C_mol。(4)在同一容器中加入n mol A和3n mol B，达到平衡时C的物质的量为m mol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m2m mol之间变化，那么n与m的
9、关系应是_(用字母“m”“n”表示)。方法总结虚拟“中间态法”构建等效平衡的两种思维模式(1)构建恒温恒容平衡新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。真题演练素养通关1.2021湖南卷，11(双选)已知：A(g)2B(g)3C(g)H()D平衡常数K：K()K()22020浙江1月，21一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：t/minn(A)/moln(B)/moln(C
10、)/mol02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是()A05 min用A表示的平均反应速率为0.09 molL1min1B该反应在10 min后才达到平衡C平衡状态时，c(C)0.6 molL1D物质B的平衡转化率为20%32020浙江7月，20一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) HT172021全国甲卷，28二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H141 kJmol
11、1CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H290 kJmol1总反应的H_ kJmol1；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号)，判断的理由是_。(2)合成总反应在起始物nH2nCO23时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t250 下的x(CH3OH)p、在p5105 Pa下的x(CH3OH)t如图所示。用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp_；图中对应等压过程的曲线是_，判断的理由是_；当x(CH3OH)0.10时，CO2的平衡转化率_，反应条件可能为_或_。第2讲化学平衡状态化学平衡移动考点一基础梳理自我排查1
12、(1)同一条件(2)转化率(3)思考答案：(1)由于2SO2O22SO3为可逆反应，18O存在于O2、SO3、SO2三种物质的分子中(2)SO2的相对分子质量可能为64或66或682(1)相等一定(2)最大逐渐减小逐渐增大思考答案：判断答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考点专练层级突破1解析：X的分解速率与Y的消耗速率之比为21时，才能说明反应达到平衡状态，C项说明反应未达到平衡状态。答案：C2解析：达到平衡时，v正应保持不变。由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是11。(NO)逐渐减小
13、，达到平衡时保持不变。因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。H是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。答案：3解析：可逆反应达到平衡状态，正、逆反应并没有停止，所以氧气中的18O可通过正反应进入SO3中，SO3中的18O又可通过逆反应而进入SO2中。答案：D4解析：平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。答案：D考点二基础梳理自我排查2正逆减小增大不吸热反应放热反应不
14、能3减弱这种改变思考答案：(从左到右，从上到下)正向增大逆向减小增大逆向减小减小不移动不变不变判断答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考点专练层级突破1解析：A项，正反应是体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，B正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，C不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确，答案选B。答案：B2解析：温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质
15、的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。答案：C3解析：正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，Z的物质的量减少，X或Y的物质的量增大，符合图像，A正确；使用催化剂不影响化学平衡的移动，不符合图像，B错误；由题图知，反应达到平衡时，n(X或Y)a mol，n(Z)2a mol，参与反应的各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比，即m2，反应前后气体物质的化学
16、计量数之和相等，增大压强，化学平衡不移动，不符合图像，C错误；加入一定量的Z，t1时，Z的物质量应增大，不符合图像，D错误。答案：A4解析：选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol，正确；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol，错误；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为a2a，正确；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。答案：B5解析：对比容器和可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但温度高，平衡时
17、c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；相对于成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以中转化率高，B错误；不考虑温度，中投料量是的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以中c(H2)小于中c(H2)的两倍，且的温度比高，相对于，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比和，温度相同，两者建立等效平衡两容器中速率相等，但温度高，速率加快，D正确。答案：D6解析：(1)A(g)2B(g)3C(g) 1 mol 3 mol 0 mol mol a mol (1) mol (32) mol a mol依题意得C在混合气体中的体
18、积分数是。(2)C的体积分数不变，物质的量是原来的2倍。(3)只需将C完全转化为A和B后满足n(A)n(B)13即可。(4)若C的物质的量为m mol时，求得：n；若C的物质的量为2m mol时，求得：n；综合两种情况，n与m的关系应是n。答案：(1) a4(2)2a不变(3)6(4)n 2m3真题演练素养通关1解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 mol C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入1 mol A和2
19、 mol B，则状态相当于起始投料为2 mol A和5 mol B，若是投料为2 mol A和6 mol B与状态等效，即状态相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即()()，C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K()K()，D错误。答案：BC2解析：本题考查化学反应速率和化学平衡的简单计算。根据化学方程式及题表中数据可知，达到平衡时消耗0.4 mol A，消耗0.8 mol B，生成1.2 mol C，则平衡时C的物质的量为1.2 mol，其物质的量浓度为0.6 molL1，C正确；由反应的化学方程式及题表中数据可算出05 min 内，消耗0.3 mo
20、l A，用A表示的平均反应速率为0.03 molL1min1，A错误；根据题表中数据知，010 min内消耗0.8 mol B，此时剩余1.6 mol B，则在10 min时反应已经达到平衡，B错误；平衡时消耗0.8 mol B，则其平衡转化率为0.82.4100%33.3%，D错误。答案：C3解析：本题考查化学平衡知识，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想。测定NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高温度，则选D项。答案：D4解析：对于反应H2(g)I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，缩小反
21、应容器体积，平衡不移动，正逆反应速率增大相同的倍数，A项错误；碳的质量不变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，B项正确；恒温恒容条件下，若A、C同时为气体，当压强不变时，也能说明反应达到平衡状态，C项错误；设N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha(a0) kJmol1，1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出热量Q10.1a kJ，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收热量Q20.1a kJ，故Q1Q2，D项错误，故选B。答案：B5解析：加入NaOH，c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，A项正确；增大HBr
22、浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物按照化学计量数之比加入溶液中，则各物质的平衡转化率相等，故反应物均增大至2 mol，两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度提高至60 ，生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。答案：D 6解析：A项，2NO2(g)2NO(g)O2(g)c(始)/(molL1) 0.6 0 0c(变)/(molL1) 0.4 0.4 0.2c(平)/(molL1) 0.2 0.4 0.2K0.8，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol。容器中起始气体的
23、总物质的量为1.0 mol，此时QcK，平衡逆向移动，故容器中，K，平衡逆向移动，NO的体积分数小于50%，另解：容器的投料量改为0.6 mol NO和0.3 mol O2，则建立与容器等效的平衡，现在投料量减少0.1 mol NO，增加0.05 mol O2，造成NO体积分数减小，正确；D项，达到平衡时，v(正)v(逆)，有k正c2(NO2)k逆c2(NO)c(O2)，有K，T1时K0.8，T2时K1，K值增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，说明温度升高，即T2T1，正确。答案：CD7解析：(1)根据盖斯定律可知总反应反应反应，则总反应的HH1H241 kJmol1(90 kJ
24、mol1)49 kJmol1。总反应是放热反应，即生成物的总能量比反应物的总能量低，则B项、D项错误；反应为慢反应，则反应的活化能较大，故A项正确。(2)根据总反应的化学方程式可知，其压强平衡常数表达式Kp。氢气和二氧化碳合成甲醇的总反应为放热反应，则升温平衡向逆反应方向移动，混合气体中甲醇的物质的量分数减小，故曲线b表示等压过程的曲线。根据起始物n(H2)/n(CO2)3，设初始时H2为3 mol，CO2为1 mol，达到平衡时转化的CO2为a mol，应用三段式法计算：CO2(g) 3H2(g)=CH3OH(g) H2O(g)起始量/mol 1 3 0 0转化量/mol a 3a a a平衡量/mol 1a 33a a a则a42a0.10，计算得a13，故CO2的平衡转化率为13 mol(1 mol)100%33.3%。结合上述分析知，曲线a、b分别对应t250 下的x(CH3OH)p的曲线、p5105 Pa下的x(CH3OH)t的曲线，对照图像中的x(CH3OH)0.10可知，反应条件可能是5105Pa，210 或9105Pa，250 。答案：(1)49AH1为正值，H2和H为负值，反应活化能大于反应的(2)b总反应H0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小33.3%5105 Pa，210 9105 Pa，250