1、考点2考点1目 录 ONTENTSC微专题274 第七章化学反应速率和化学平衡第24讲 化学平衡状态 化学平衡的移动5 做真题对接高考课时作业【考纲要求】1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。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。知识梳理 抓基础 夯实必备知识1可逆反应(1)概念：在下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。(2)特点：相同条件下，正、逆反应同时进行；任何时刻，反应物、生成物必定共存；任意组分的转化率都(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法：在化学方程式中必须用表示。相同
2、条件小于2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。浓度(2)化学平衡的建立 从反应开始建立 从反应开始建立正逆(3)平衡特点多维思考查漏补缺一、思维诊断易错易混辨析(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)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()(4)对于 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()(5)化学平衡状态指的是反应
3、静止了，不再发生反应了()(6)对于 A(g)B(g)2C(g)D(g)反应，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()(7)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，当 SO3 的生成速率与SO2 的消耗速率相等时，反应达到平衡状态()(8)在 2 L 密闭容器内，800 时反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)二、深度思考提升思维能力1向含有 2 mol 的 SO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2(g)O2
4、(g)催化剂加热 2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成 SO3 的物质的量_ 2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_ 0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_QkJ。答案：2(1)在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，Y2 浓度的取值范围为_。(2)一定条件下，对于可逆反应 X(g)3Y(g)2Z(g)，若达到平衡时 X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则物
5、质 Z 的起始浓度取值范围为_。答案：(1)0.2 molL1c(Y2)v 逆。(2)随着反应正向进行，生成物浓度逐渐增大，故 v 逆逐渐增大，则 tm时 v 逆小于 tn 时v 逆。答案：(1)大于(2)小于 tm时生成物浓度较低知识梳理 抓基础 夯实必备知识1化学平衡移动的过程2化学平衡移动与化学反应速率的关系v 正v 逆，平衡移动；v 正v 逆，反应达到平衡状态，平衡移动；v 正0，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()(6)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大()(7)往平衡体系 FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl 中加入适量
6、 KCl 固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅()(8)对于 2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大加强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)二、深度思考提升思维能力1对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0达平衡后加压，使体系体积缩小为原来的12，达到新平衡。设压缩之前压强分别为 p 甲、p 乙、p 丙，压缩平衡后压强分别为 p甲、p乙、p丙，则 p 甲与 p甲，p 乙与 p乙，p 丙与 p丙的关系分别为甲_；乙_；丙_。答案：p 甲p甲0，当反应达到平衡时，下列措施：升温 恒
7、容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体。能提高 COCl2 转化率的是()ABCD该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓度，将导致平衡逆向移动。B2(2017全国高考卷，27 节选)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)为吸热反应。图(a)是该反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A
8、升高温度B降低温度C增大压强D降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短链烃类化合物。丁烯产率在 590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。解析：由图(a)可知温度一定时压强由 0.1 MPa 变成 x MPa，平衡转化率增大，对题给反应而言，减小压强平衡正向移动，平衡
9、转化率增大，故 x 小于 0.1；升高温度或减小压强可使反应的平衡正向移动，丁烯的平衡产率提高，故选择 A、D。答案：(1)小于 AD(2)氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类题组 2 条件改变时对化学平衡移动结果的判断3将等物质的量的 N2、H2 气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H乙丙丁。答案：甲乙丙丁5乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH2CH3(g)催化剂 CHCH2(g)H2(g)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(
10、原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19)，控制反应温度 600，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 H2 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_。(2)控制反应温度为 600 的理由是_。答案：(1)正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果(2)600，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大核心要点归纳一、等效平衡原理对于同一个可逆反应，在相同的条件
11、下(恒温恒容或恒温恒压)，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，达到平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。二、等效平衡的分类及判断方法对于反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)条件mnpq 时mnpq 时恒温、恒容一边倒后数值完全相同才建立等效(等同)平衡，即“等量等效”恒温、恒压一边倒后数值成比例就建立等效平衡，即“等比等效”一边倒后数值成比例就建立等效平衡，即“等比等效”说明：1“一边倒”(完全转化)指的是把一边“归零”，通过可逆反应的化学计量数比换算成另一半边物质的物质的量(浓度)。2等效指的是达到平衡后同种组分百分含量(
12、物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。也有可能同种组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度也相同。三、等效平衡的应用1解答加料问题例 1 在一个固定体积的密闭容器中，加入 2 mol A 和 1 mol B，发生反应 2A(g)B(g)2C(g)，达到平衡时，C 的物质的量浓度为 k mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质：4 mol A2 mol B 2 mol A1 mol B2 mol C2 mol C1 mol B 2 mol C1 mol A0.5 mol B1 mol C(1)达到平衡后，C 的物质的量浓度仍是 k mol/L 的是_。(2)若令 a、b、c
13、 分别代表初始加入的 A、B、C 的物质的量，如果 a、b、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：.若 a0，b0，则 c_。.若 a0.5，则 b_，c_。.a、b、c 的取值必须满足的一般条件是_；_。(用两个方程式表示，一个只含 a、c，另一个只含 b、c)解析(1)该反应 mnpq 且条件为恒温、恒容，所以要满足“等量等效”。将的加料方式全部进行“一边倒”转化为反应物 A 和 B 的量后，只有的加料方式与 2 mol A 和 1 mol B 的加料方式完全一致。(2)根据“一边倒”的方式进行转化，即
14、 a mol Ab mol Bc mol C 等价转化为 a mol Ab mol B(c mol Ac/2 mol B)。答案(1)(2).c2.b0.25 c1.5.ac2 bc/212解答平衡移动方向问题例 2 某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，A、B 和 C 的物质的量分别为 4 mol、2 mol 和 4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A均减半B均加倍C均增加 1 molD均减少 1 mol解析 容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。A 项，“均减半”后 A、B、C 的物
15、质的量分别为 2 mol、1 mol 和 2 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；B 项，“均加倍”后 A、B、C 的物质的量分别为 8 mol、4 mol 和 8 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；C 项，“均增加 1 mol”后 A、B、C 的物质的量分别为 5 mol、3 mol 和 5 mol，相当于在 5 mol、2.5 mol 和 5 mol 的基础上又增加了 0.5 mol B，平衡向右移动；D 项，“均减小 1 mol”后 A、B、C 的物质的量分别为 3 mol、1 mol 和 3 mol，相当于在 3 mol、1.5 mol 和 3 mol 的基础上减少了 0.5
16、 mol B，平衡向左移动。答案 C3解答方程式计量系数问题例 3 在一固定容积的密闭容器中充入 3 mol A 和 1 mol B，发生反应：3A(g)B(g)xC(g)，达到平衡后，C 的体积分数为 w%。若维持容器体积和温度不变，将0.9 mol A、0.3 mol B 和 2.1 mol C 作为起始物质，达到平衡后，C 的体积分数仍为w%，则 x 值可能为()A1B2C3D任意值解析 分两种情况分析：(1)当反应前后气体体积不相等，则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒容时“等量等效”)：3A(g)B(g)xC(g)起始量/mol 0.9 0.3 2.1等效于/mol
17、 0.96.3/x 0.32.1/x 0即 0.96.3/x3 0.32.1/x1解得 x3(2)当反应前后气体体积相等，则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒压时“等比等效”)：3A(g)B(g)4C(g)起始量/mol 0.9 0.3 2.1等效于/mol 0.96.3/4 0.32.1/4 0即 0.96.3/42.475 0.32.1/40.82524750.82531，与起始量的投料比相同，故 x4 成立。答案 C4解答反应物转化率问题例 4 在一个固定容积的密闭容器中充入 2 mol NO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2N2O4，此时 NO2 的转化率为 x%，
18、若再充入 1 mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得 NO2的转化率为 y%，则 x和 y的大小关系正确的是()AxyBxyCxyD不能确定解析 先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入 1 mol N2O4 后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时 NO2 的转化率依然为 x%。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积减小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2 的转化率增大，即 x甲丙B甲乙丙丁C乙甲丁丙D丁丙乙甲答案：A2一定温度下，在 3 个容积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中反应 2H2(g)CO(g)C
19、H3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()物质的起始浓度/(molL1)物质的平衡浓度/(molL1)容器温度/Kc(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.080 4000.400.200 500000.100.025A.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答案：D1(2018天津高考卷，5)室温下，向圆底烧瓶中加入 1 mol C2H5OH 和含 1 mol HBr 的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH
20、2O，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 C2H5BrC若反应物均增大至 2 mol，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 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
21、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，因此不一定缩短反应达到平衡的时间，D 项错误。D2(2018全国高考卷，28 节选)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时 N2O5(g)分解反应：其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示t时，N2O5(g)完全分解：t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1研究表明，N2O5(g)分解的反
22、应速率 v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min 时，测得体系中 pO22.9 kPa，则此时的 pN2O5_kPa，v_kPamin1。若升高反应温度至 35，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35)_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_。(已知二聚反应为放热反应)解析：由方程式 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)可知，62 min 时，Po22.9 kPa，则减小的 N2O5 为 5.8 kPa，此时 pN2O535.8 kPa5.8 kPa30.0 kPa，则 v(N2O5)210330.0 kPamin16.0102kPamin1。温
23、升提高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系的物质的量增加，总压强提高。答案：30.0 6.0102大于 温度升高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高3(2018全国高考卷，27节选)CH4-CO2催化重整反应为 CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1。(1)有利于提高 CH4 平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压B低温高压C高温高压D低温低压(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)
24、2H2(g)消碳反应 CO2(g)C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172催化剂 X3391活化能/(kJmol1)催化剂 Y4372由上表判断，催化剂 X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK 积、K 消均增加Bv 积减小、v 消增加CK 积减小、K 消增加Dv 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大解析：(1)根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压
25、有利于反应正向移动。(2)积碳反应中，由于催化剂 X 的活化能比催化剂 Y 的活化能要小，所以催化剂 X 更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂 X 的活化能大于催化剂 Y，所以催化剂 Y 更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂 X 劣于催化剂 Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K 积、K 消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以 v 消增加的倍数要比 v 积增加的倍数大。答案：(1)A(2)劣于 相对于催化剂 X，催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应
26、速率大 AD4(2016全国高考卷，27 节选)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)32O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)如图为丙烯腈产率与反应温度
27、的关系曲线，最高产率对应的温度为 460，低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于 460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低B平衡常数变大C副反应增多D反应活化能增大解析：(1)根据影响平衡移动的因素可知，提高丙烯腈平衡产率(即使反应的平衡右移)的条件可以是降低温度、降低压强。在影响反应速率的外界因素中，催化剂的影响最大，且不同的反应一般使用的催化剂也不同，因此催化剂是提高丙烯腈反应选择性的关键因素。(2)温度升高，反应的平衡常数变小，反应的活化能不变，高于 460 时，丙烯腈产率降低的原因可能是催化剂的活性降低、副反应增多，AC 正确。答案：(1)降低温度、降低压强 催化剂(2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC课时作业 点击进入word.