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第2讲化学平衡状态和平衡移动微专题一可逆反应与化学平衡状态微专题二化学平衡移动总纲目录微专题三平衡原理在化工生产中的应用 1.了解可逆反应的涵义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。2.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。3.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。4.学生必做实验:探究影响化学平衡移动的因素。山东省教学指导意见微专题一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应(1)概念在①相同条件下,既可以向②正反应方向进行,同时又可以向③逆反应方向进行的化学反应。(2)特点a.二同:相同条件下;正、逆反应同时进行。b.一小:反应物与生成物同时存在,任一组分的转化率都④小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示用“ ”连接。2.化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的⑤质量或⑥浓度保持恒定的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)2H2O 2H2↑+O2↑为可逆反应 (✕)(2)二次电池充、放电过程中发生的反应为可逆反应 (✕)(3)标准状况下,22.4LNO与足量O2反应可生成NA个NO2分子 (✕)(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)对于NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)反应,当每消耗1molSO3的同时生成1molNO2时,说明反应达到平衡状态 (✕)(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2L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 (√)2.【深度思考】反应2SO2+O2 2SO3,在一定温度下,将0.02molSO2和0.01molO2通入1L密闭容器中,依据反应进行阶段填空: 答案最大最大00减小减小增大增大v(逆)不变0.020题组一可逆反应的特点及应用1.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中 和 代表不同元素的原子。 关于此反应说法错误的是 (A)A.一定属于吸热反应B.一定属于可逆反应C.一定属于氧化还原反应D.一定属于分解反应解析由图示可知该反应中一种反应物分解生成两种生成物,其中一种生成物为单质,故该反应一定是分解反应和氧化还原反应;由反应后图示知反应物和生成物共存,故一定属于可逆反应。2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是 (B)A.SO2为0.4mol·L-1,O2为0.2mol·L-1B.SO2为0.25mol·L-1C.SO3为0.4mol·L-1D.SO2、SO3均为0.15mol·L-1解析假设该反应正向进行到底,则最终SO3的浓度为0.4mol·L-1,SO2和O2的浓度均为0;若该反应逆向进行到底,则最终SO2和O2的浓度分别为0.4mol·L-1和0.2mol·L-1,SO3的浓度为0。但该反应为可逆反应,平衡时各物质浓度不为0,故A、C错误;反应物、生成物的浓度不可能同时减小,故D错误。方法技巧用极端假设法确定各物质浓度范围先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(开区间),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平衡体系中各物质的浓度范围为0c(X2)0.2mol·L-1,0.2mol·L-1c(Y2)0.4mol·L-1,0c(Z)0.4mol·L-1,同时要注意原子守恒。题组二化学平衡状态的判断3.一定温度下,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 (C) A.①③B.②③C.①④D.②④解析ΔH是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1molN2O,正反应速率应是逐渐减小直至不变,③曲线趋势不正确。4.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 (A)①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥B.②③⑥C.②④⑤⑥D.只有④解析①A呈固态,反应正向进行时气体质量增大,逆向进行时气体质量减小,混合气体密度不变时达到平衡状态,故①正确;②该反应反应前后气体体积不变,所以压强不变时不一定平衡,故②错误;③该反应反应前后气体物质的量不变,故③错误;④B的物质的量浓度不变,说明达到平衡状态,故④正确;⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的质量不变,反应达到平衡状态,故⑤正确;⑥v正(B)=2v逆(C)时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故⑥正确。5.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),(乙)H2(g)+I2(g) 2HI(g)。现有下列状态,将能证明上述反应达到化学平衡状态的填入相应表格:表明(甲)达到平衡表明(乙)达到平衡①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于化学计量数之比的状态②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比的状态③速率之比等于化学计量数之比的状态④浓度之比等于化学计量数之比的状态⑤百分含量之比等于化学计量数之比的状态⑥混合气体的颜色不再改变的状态⑦混合气体的密度不再改变的状态⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑨体系温度不再改变的状态⑩压强不再改变的状态 反应物的浓度不再改变的状态 反应物或生成物的百分含量不再改变的状态答案②⑥⑧⑨⑩ ②⑥⑨ 规律方法判断化学平衡状态的方法——“正逆相等,变量不变” 微专题二化学平衡移动1.化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示: 2.借助图像分析影响化学平衡的因素3.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、浓度),平衡将向着能够 减弱这种改变的方向移动。[注意](1)改变固体或纯液体的量,对化学平衡无影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)升高温度,化学平衡一定发生移动 (√)(2)反应2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)ΔH0,其他条件不变,使用高效催化剂,氮氧化物的转化率增大 (✕)(3)对于反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),无论恒温恒容,还是恒温恒压,充入稀有气体,平衡均不移动 (√)(4)只要v正增大,平衡一定正向移动 (✕)(5)平衡正向移动时,反应物浓度一定减小 (✕)(6)平衡正向移动时,反应物转化率一定增大 (✕)2.对于一定条件下的可逆反应:甲:A(g)+B(g) C(g)ΔH0乙:A(s)+B(g) C(g)ΔH0丙:A(g)+B(g) 2C(g)ΔH0达到化学平衡后,改变条件,按要求回答下列问题:(1)升温,平衡移动方向分别为甲(填“向左”“向右”或“不移动”,下同);乙;丙。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲(填“增大”“减小”或“不变”,下同);乙;丙。(2)加压,平衡移动方向分别为甲;乙;丙。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲;乙;丙。答案(1)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动增大不变不变3.已知一定条件下:A(g)+B(g) C(g)ΔH0,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。 t1;t2;t3;t4。答案增大c(A)或c(B)加入催化剂降低温度增大压强题组一选取使化学平衡定向移动的措施1.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是 (B)A.增加压强B.降低温度C.增大CO的浓度D.更换催化剂解析该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应,增加压强,平衡不移动,CO的转化率不变,A项错误;该可逆反应的正反应是放热反应,降温可使平衡正向移动,CO的转化率提高,B项正确;增大CO的浓度,H2O(g)的转化率提高,CO的转化率降低,C项错误;催化剂不影响化学平衡,对反应物的转化率不产生影响,D项错误。2.(2018山东烟台模拟)随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,570K时平衡常数为1×10-59。下列说法正确的是 (A)A.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COD.570K时及时抽走CO2、N2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳解析提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂,加快反应速率,A正确,B错误;该反应为可逆反应,排出的气体中仍然含有NO或CO,C错误;570K时及时抽走CO2、N2,尾气净化效率更佳,但平衡常数不变,D错误。3.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)ΔH0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是 (B)A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥解析该反应正向为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使平衡正向移动。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。题后悟道提高反应物转化率的措施(1)对于吸热反应,升温能提高转化率;对于放热反应,降温能提高转化率。(2)对于气体体积减小的反应,增大压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率;对于气体体积增大的反应,减小压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率。(3)对于A(g)+B(g) 2C(g),增大c(A)能提高B的转化率。题组二化学平衡移动的结果判断4.(2018河南中原名校联考)一定温度下,某恒温密闭容器中存在如下平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)ΔH0。减小压强后,下列说法错误的是(D)A.平衡常数不变B.n(O2)增大C.SO2的体积分数增大D.c(SO2)增大解析温度不变,平衡常数不变,A正确;该反应是气体体积减小的反应,减小压强,该平衡向逆反应方向移动,n(O2)和n(SO2)增大,SO2的体积分数增大,B、C正确;由K= 可知,减小压强该平衡逆向移动,c(SO3)减小,但K不变,故c(SO2)也减小,D错误。23222(O)(O)(O)cScSc5.在某容积一定的密闭容器中,有下列可逆反应:A(g)+B(g) xC(g),根据图Ⅰ(T表示温度,p表示