搜索
第2节化学平衡状态化学平衡的移动-2-考查要点说明核心素养解读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。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。1.变化观念与平衡思想:知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律。认识化学变化有一定限度,是可以调控的,能多角度、动态地分析化学反应。运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素,建立模型。通过运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。-3-自主预诊考向突破化学平衡状态1.可逆反应正反应逆反应同时小于-4-自主预诊考向突破2.化学平衡的建立(1)化学平衡的建立过程。(2)化学平衡状态的定义一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率,反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。相等质量或浓度-5-自主预诊考向突破3.化学平衡状态的特点微点拨(1)可逆反应体系中,反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能完全转化为反应物。(2)化学反应达到平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但不一定相等。可逆动态物质的量物质的量浓度质量分数体积分数可能-6-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)二次电池的充、放电为可逆反应。()(2)对于反应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。()(3)对于反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),当消耗1molSO3的同时生成1molNO2时,说明反应达到平衡状态。()(4)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。()(5)在2L的密闭容器内,800℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),当该容器内颜色保持不变时说明该反应已经达到平衡状态。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√-7-自主预诊考向突破2.(1)总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志?(2)混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志?提示:(1)恒温恒容条件下,对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应,总压强不变不能作为判断平衡的标志;恒温恒压条件下,对于一切可逆反应,总压强不变均不能作为判断平衡的标志。(2)恒温恒容条件下,反应物、生成物都是气体的化学反应,混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。恒温恒压条件下,反应物、生成物都是气体的化学反应,若反应前后气体的化学计量数之和相等,则混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。-8-自主预诊考向突破3.在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强②混合气体的密度③混合气体的总物质的量④混合气体的平均相对分子质量⑤混合气体的颜色⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比⑦某种气体的体积分数(1)能说明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是。(2)能说明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是。(4)能说明C(s)+CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是。(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是。(6)能说明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是。答案:(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦-9-自主预诊考向突破考向1极端假设法界定可逆反应中各物质的浓度范围典例❶一定条件下,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0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是()A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14mol·L-1答案解析解析关闭平衡浓度之比为1∶3,转化浓度也为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C项错误;平衡时生成Y表示逆反应速率,生成Z表示正反应速率,且v生成(Y)∶v生成(Z)=3∶2,B项错误;由可逆反应的特点可知0c10.14mol·L-1,D项正确。答案解析关闭D-10-自主预诊考向突破思维建模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,各物质浓度的可能范围分析如下:根据极端假设法判断,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。假设反应正向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L-1)0.10.30.2改变浓度/(mol·L-1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L-1)00.20.4-11-自主预诊考向突破假设反应逆向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L-1)0.10.30.2改变浓度/(mol·L-1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L-1)0.20.40故平衡体系中各物质的浓度(单位:mol·L-1)范围为0c(X2)0.2,0.2c(Y2)0.4,0c(Z)0.4。-12-自主预诊考向突破对点演练1在一个恒容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、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-1B.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol·L-1C.c(SO2)=0.25mol·L-1D.c(SO2)+c(SO3)=0.5mol·L-1答案解析解析关闭根据极限法分析:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)c(某时刻)/(mol·L-1)0.20.20.2向右进行完全/(mol·L-1)00.10.4向左进行完全/(mol·L-1)0.40.30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;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;由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol·L-1,则可能为0.25mol·L-1,故C正确;根据元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4mol·L-1,故D错误。答案解析关闭C-13-自主预诊考向突破考向2化学平衡状态的判断典例❷(2019安徽江南片高三入学摸底考试)在恒温、恒容条件下,能说明可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的是()A.气体的压强保持不变B.v正(H2)=2v逆(HI)C.气体的密度保持不变D.气体的颜色保持不变答案解析解析关闭因为反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数目不变的反应,在反应的过程中气体的压强始终不变,则气体的压强不变不能说明反应达到平衡状态,故A项错误;根据方程式的计量数可知,当达到平衡状态时应有2v正(H2)=v逆(HI),故B项错误;在恒容条件下,由反应的质量守恒可知反应混合物的密度始终不会改变,所以气体的密度不变不能说明可逆反应达到平衡状态,故C项错误;气体的颜色不变即碘蒸气的浓度不变,可说明反应达到平衡状态,故D项正确。答案解析关闭D-14-自主预诊考向突破易错警示以下几种情况不能作为判断可逆反应达到平衡的标志(1)某一时刻,体系中各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于相应物质的化学计量数之比的状态。(2)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应,混合气体的压强或气体总物质的量不再随时间而变化。如I2(g)+H2(g)2HI(g)。(3)全部是气体参加的反应前后气体体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。如I2(g)+H2(g)2HI(g)。(4)全部是气体参加的反应,恒容条件下气体的密度保持不变。-15-自主预诊考向突破对点演练2一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()A.①②B.②④C.③④D.①④答案解析解析关闭因反应容器保持恒压,所以容器体积随反应进行而不断变化,结合ρ气=𝑚𝑉可知,气体的密度不再变化,说明容器体积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH都不变,②不符合题意;反应开始时,加入1molN2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,故v正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,③不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。答案解析关闭D-16-自主预诊考向突破深度指津判断化学平衡状态的两方法和两标志1.两方法——逆向相等、变量不变(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正反应速率和逆反应速率相等。(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变,当这个量不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为平衡状态的判断依据。2.两标志——本质标志、等价标志(1)本质标志:v(正)=v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某物质的速率等于逆反应生成该物质的速率。-17-自主预诊考向突破(2)等价标志:①全部是气体参加的气体物质的量发生改变的反应,体系的压强(恒温恒容)、平均相对分子质量不随时间而变化。例如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。③对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。④对于有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。例如,2NO2(g)N2O4(g)。⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。⑥绝热体系的温度不变,说明反应处于平衡状态。-18-自主预诊考向突破化学平衡的移动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(1)v(正)v(逆):平衡向移动。(2)v(正)=v(逆):反应达到,平衡不发生移动。(3)v(正)v(逆):平衡向移动。正反应方向平衡状态逆反应方向-19-自主预诊考向突破3.影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:正逆减小增大不吸热反应放热反应不能-20-自主预诊考向突破(2)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等),平衡将向着能够的方向移动。减弱这种改变-21-自主预诊考向突破(3)“惰性气体”对化学平衡的影响。-22-自主预诊考向突破微点拨(1)改变平衡体系中固体或纯液体的量,对化学平衡无影响。(2)同等程度地改变气体反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。-23-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动。()(2)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。()(3)往平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅。()(4)对于反应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)×-