化学平衡状态-化学平衡的移动

第二节化学平衡状态化学平衡的移动考点一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应：(1)定义：在同一条件下既可以向___反应方向进行，同时又可以向___反应方向进行的化学反应。正逆(2)特点——“三同一小”。①三同：a.相同条件下；b.正逆反应_____进行；c.反应物与生成物同时存在。②一小：任一组分的转化率都_____(填“等于”或“小于”)100%。(3)表示方法：在化学方程式中用“_____”表示。同时小于2.化学平衡状态：(1)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率_____，反应体系中所有参加反应的物质的_____或质量保持不变的状态。相等浓度逐渐减少逐渐增大=保持不变(2)建立过程。(3)化学平衡状态的特征。可逆浓度或百分含量=3.化学平衡状态的判断“逆向相等，变量不变”“逆向相等，变量不变”“逆向相等，变量不变”“逆向相等，变量不变”3.(2017·合肥模拟)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达到平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.混合气体的平均相对分子质量D.2422cNOcNO（）（）Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态。B“逆向相等，变量不变”4.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，在一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是()A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3和NO的体积比保持不变D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2“逆向相等，变量不变”B5.在1L的密闭容器中发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态。()提示：√。气体的颜色保持不变，说明c(NO2)恒定，即反应达到平衡状态。“逆向相等，变量不变”6.恒温恒容条件下，对于可逆反应只要压强保持不变则说明达到了平衡状态。()提示：×。不一定，如可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体的体积不发生变化，恒容时压强不发生变化不能说明达到平衡状态。“逆向相等，变量不变”7.可逆反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)若3v(CH4)=v(H2)，说明达到平衡状态。()提示：×。不一定，3v(CH4)=v(H2)，未指明正、逆反应速率，只有3v正(CH4)=v逆(H2)时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态。“逆向相等，变量不变”考点二化学平衡的移动1.化学平衡移动的过程：具体变化情况如下所示：2.化学平衡移动与化学反应速率的关系：(1)v(正)__v(逆)：平衡向正反应方向移动。(2)v(正)__v(逆)：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。(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：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向_______方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向_______方向移动正反应逆反应改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数_____的方向移动减小压强向气体分子总数_____的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡___移动减小增多不改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向温度升高温度向_____反应方向移动降低温度向_____反应方向移动催化剂同等程度改变v(正)、v(逆)，平衡不移动吸热放热4.勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：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。【思维诊断】(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小。()提示：×。升高温度，正、逆反应速率均增大，但是吸热反应方向和放热反应方向速率增大的程度不同。(2)增加反应物的量平衡一定会正向移动。()提示：×。不一定，如果增加固体反应物的量平衡不移动。(3)平衡正向移动时反应物的百分含量一定减小，生成物的百分含量一定增大。()提示：×。若增加某一反应物的量平衡正向移动，但该反应物的百分含量增大。(4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大。()提示：×。增大压强减小体积，反应物和生成物的浓度都增大。(5)若改变条件正反应速率增大可能平衡会逆向移动。()提示：√。若改变条件正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡会逆向移动，如对放热反应升高温度。(6)气体反应物的量越多该反应的反应物的转化率一定越小。()提示：×。若反应物气体是两种以上，增加一种气体反应物的量，另一种气体反应物的转化率会增大。勒夏特列原理应用中的“三个误区”：(1)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。如一定温度下，恒容密闭容器中进行合成氨的反应，当反应达到平衡后，充入“惰性气体Ar”，尽管容器的压强增大，但N2、H2和NH3的浓度不变，故平衡不发生移动。(2)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消除”外界条件的改变。如：①增大反应物A的浓度，平衡右移，但达到新的平衡后，A的浓度比原平衡的大。②若对体系N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，从30MPa加压到60MPa，化学平衡右移，达到新的平衡时30MPaP60MPa。(3)不能把平衡正向移动与反应物的转化率增大等同起来。①当反应物的量不变时，平衡正向移动，反应物的转化率增大。②增大一种反应物A的浓度，平衡正向移动，另一种反应物B的转化率增大，但反应物A的转化率降低。【基础小题快练】1.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)ΔH0，若反应在恒容的密闭容器中进行，说法正确的是()A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B.平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C.平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D.其他条件不变，使用不同催化剂，平衡常数不变D2.(2017·衡水模拟)恒温恒压密闭容器：A(g)+B(g)2C(g)ΔH0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()A.0～t2时，始终存在v(正)v(逆)B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加C(g)C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数Ⅰ=ⅡD.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)A【解析】选A。过程Ⅰ中，逆反应速率增大，反应正向进行，则v(正)v(逆)，逆反应速率不变时，反应达到平衡，则v(正)=v(逆)，A错误；t2时刻改变条件后达到平衡时逆反应速率不变，说明平衡不移动，A的体积分数Ⅰ=Ⅱ，C正确；密闭容器中加C(g)，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，B正确；平衡常数只受温度影响，Ⅰ、Ⅱ两过程温度不变，平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)，D正确。【高考模拟预测】1.(2017·宜春模拟)在一密闭容器中一定量A、B的混合气体发生反应：aA(g)+bB(g)cC(s)+dD(g)，平衡时测得A的浓度为0.60mol·L-1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的3倍，再达到平衡时，测得A的浓度降为0.20mol·L-1。一定正确的是()A.平衡向正反应方向移动B.A的转化率增大C.D(g)的体积分数增大D.a+bc+dD【解析】选D。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的3倍，测得A的浓度降为0.20mol·L-1，则平衡不移动，则说明降低压强平衡不移动，A错误；减小压强平衡不移动，A的转化率不变，B错误；平衡不移动，则D(g)的体积分数不变，C错误；改变压强平衡不移动，则a+b=d，可以推出a+bc+d，D正确。2.MgO可用于制备特种陶瓷，在一定条件下，通过下列反应制备：MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH0，上述反应达到平衡后保持其他条件不变，下列说法正确的是()A.加入催化剂，反应的ΔH变大B.升高温度，混合气体的密度增大C.压缩容器，反应吸收的热量不变D.分离出部分MgO，可增大CO的转化率B【特殊题型—走极端】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0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()A.c(Z)=0.3mol·L-1B.c(X2)=0.2mol·L-1C.c(Y2)=0.4mol·L-1D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.55mol·L-1【解析】选A。该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，生成物也不可能完全转化为反应物。假设向右完全。假设向左完全。反应前后气态物质体积不变，反应达到平衡时，不论X2、Y2、Z怎么变化，总物质的量不会改变，物质的总浓度也不会改变，即c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6mol·L-1，D错误。化学平衡图象考点三化学平衡图象常见平衡图象类型以可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)ΔH=QkJ/mol为例(1)含量—时间—温度(或压强)图象(曲线__用催化剂，__不用催化剂，或化学计量数a+b=c时曲线m的压强大于n的压强)mnaA(g)+bB(g)cC(g)ΔH=QkJ/mol“先拐先平，数值大”看图像看方程得结论例1图中a曲线表示一定条件下的可逆反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s);△H0的反应过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（）A、加入催化剂B、增大Y的浓度C、降低温度D、增大体系压强ADC%时间P1P2ab例2在同一温度时，压强分别为P1、P2的条件下，A(g)+2B(g)nC(g)的反应体系中，C的百分含量与时间t，压强P1、P2的关系如下图所示，则下列结论正确的是（）A.P1＞P2，n＜3B.P1＜P2，n＝3C.P1＜P2，n＞3D.P1＞P2，n＞3C例3mA(g)+nB(g)xC(g)在不同温度及压强(p1和p2)条件下反应物A的转化率的变化情况如图所示。正确的是()A.正反应吸热，m+nxB.正反应吸热，m+nxC.正反应放热，m+nxD.正反应放热，m+nxD4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，△H=-1025kJ/mol，该反应是一个可逆反应，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（）C(2)恒压线(或恒温线)图象：该类图象的纵坐标为生成物的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：aA(g)+bB(g)cC(g)ΔH=QkJ/mol多条曲线及两个以上条件“定一议二”aA(g)+bB(g)cC(g)ΔH=QkJ/mol对于反应mA(g)＋nB(g)qC(g)有如右图所示关系，则:p1与p2的关系___________；m＋n与q的关系____________；T1与T2的关系_________；(选填“＞”“＜”或“＝”)正反应是吸热还是放热?正反应为放热反应。p1＜p2m＋n＞qT1＞T2可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);△H0中m、n、p为系数，且m+np。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t℃、压强P，关系正确的是（）B•对于2A(g)+B(g)C(g)+3D(g)(正反应吸热)有如下图所示的变化，图中Y轴可能表示：A、B物质的转化率B、正反应的速率C、平衡体系中的A%D、平衡体系中的C%PY100℃200℃300℃A、D例题2一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4