高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第1部分第7章第2節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡移動教學(xué)案魯科版.docx

第2節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡移動考綱定位核心素養(yǎng)1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。1.變化觀念從可逆的角度認(rèn)識化學(xué)變化及其化學(xué)變化的特征和規(guī)律。2.平衡思想從動態(tài)平衡的觀點(diǎn)考察、分析化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志及條件改變平衡的移動方向。3.模型認(rèn)知認(rèn)知化學(xué)平衡的特征及影響因素建立思維模型，并解釋一些現(xiàn)象和問題。同時關(guān)注“等效平衡”的建立模型。4.社會責(zé)任根據(jù)平衡移動規(guī)律認(rèn)識合成氨等工業(yè)生產(chǎn)的條件選擇問題，提高經(jīng)濟(jì)效益和原料利用率?？键c(diǎn)一| 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1可逆反應(yīng) 示例含有2 mol SO2和2 mol O2在一定條件下的密閉容器中發(fā)生2SO2(g)O2(g2SO3(g)，平衡時的O2物質(zhì)的量范圍為1_moln(O2)2_mol。2化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立過程在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下： 以上過程可用如圖表示：若開始加入生成物，從逆反應(yīng)建立平衡，則v t圖為。(3)特征深度歸納化學(xué)平衡狀態(tài)的判定(1)一般標(biāo)志(2)等價標(biāo)志全部是氣體參加的非等體積反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時間而變化。絕熱體系的溫度不變，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。全部是氣體的非等體積反應(yīng)，恒壓條件下，若密度不再變化；對于有固體參與或生成的反應(yīng)，恒容條件下，若密度不再變化。正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)Cl2H2OHClHClO，PCl3Cl2PCl5均為可逆反應(yīng)。()(2)在化學(xué)平衡的建立過程中，v正一定大于v逆。()(3)對于反應(yīng)A(g)B(g)2C(g)D(g)，當(dāng)密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。()(4)在相同溫度下，相同容器(恒容)發(fā)生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反應(yīng)，當(dāng)分別向容器中充入2 mol SO2、1 mol O2與2 mol SO3平衡時，SO2相同。()(5)對于2NO2(g)N2O4(g)反應(yīng)，當(dāng)v正(NO2)v逆(N2O4)時，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)考法1極端轉(zhuǎn)化法確定可逆反應(yīng)某時刻的量1一定條件下，對于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，則下列判斷正確的是()Ac1c231B平衡時，Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等Dc1的取值范圍為0c10.14 molL1D平衡濃度之比為13，轉(zhuǎn)化濃度亦為13，故c1c213，A、C不正確；平衡時Y的生成表示的是逆反應(yīng)速率，Z的生成表示的是正反應(yīng)速率，且vY(生成)vZ(生成)32，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0c10.14 molL1，D正確。2在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，X2、Y2、Z的濃度范圍分別為_，_，_。解析：假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度/(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度/(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度/(molL1) 0 0.2 0.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度/(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度/(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度/(molL1) 0.2 0.4 0平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0c(X2)0.2 molL1,0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1,0c(Z)0.4 molL1。答案：0c(X2)0.2 molL10.2 molL1c(Y2)0.4 molL10c(Z)0.4 molL1思維建模極端轉(zhuǎn)化法確定范圍的思維模板范圍說明：可逆反應(yīng)的平衡物理量一定在最大值和最小值之間，但起始物理量可以為最大值或最小值。考法2化學(xué)平衡狀態(tài)的判定3(2019長春模擬)在一定溫度下，向2 L固定容積的密閉容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)Hv逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；v正v逆，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡不發(fā)生移動；v正v逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動。即哪個方向速率大就向哪個方向移動。2影響化學(xué)平衡的外界因素(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)：已知在K2Cr2O7的溶液中存在平衡Cr2OH2O2CrO2H(橙色) (黃色)a取兩支試管各加入5 mL 0.1 molL1的K2Cr2O7溶液。向1號試管中加入幾滴濃硫酸，橙色變深，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動。b向2號試管中加入幾滴濃NaOH溶液，橙色變黃色，說明平衡向正反應(yīng)方向移動。實(shí)驗(yàn)：將充入NO2的球放入熱水，顏色變化為紅棕色變深，放入冰水中顏色變化為紅棕色變淺，說明2NO2(g)N2O4(g)H0。(2)影響化學(xué)平衡的外界因素濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積改變增大壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動提醒：(1)催化劑同程度改變v正與v逆，平衡不移動；(2)溫度改變對任何可逆反應(yīng)均有平衡移動，但壓強(qiáng)改變只對有氣體參與且反應(yīng)前后氣體系數(shù)不相等的反應(yīng)有平衡移動。(3)通過圖像分析影響化學(xué)平衡移動的因素某溫度下，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件對反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示：ABCD加催化劑對反應(yīng)速率影響的圖像是C(填字母，下同)，平衡不移動。升高溫度對反應(yīng)速率影響的圖像是A，平衡向逆反應(yīng)方向移動。增大反應(yīng)容器體積對反應(yīng)速率影響的圖像是D，平衡向逆反應(yīng)方向移動。增大O2的濃度對反應(yīng)速率影響的圖像是B，平衡向正反應(yīng)方向移動。3勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。如對N2(g)3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)在一定溫度下達(dá)到平衡時N2a molL1，壓強(qiáng)為p，在恒溫下，將容器容積縮小一半，達(dá)到平衡時，N22a molL1，p2p。深度歸納三種特殊情況的歸納理解(1)改變固體或純液體的量，對化學(xué)平衡沒影響。(2)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響。恒溫、恒容條件原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動。恒溫、恒壓條件原平衡體系(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。如N2(g)3H2(g)2NH3(g)在恒溫恒容條件下達(dá)平衡時，N2、H2、NH3的濃度分別為1 molL1、2 molL1、3 molL1，若再充入0.5 mol N2，1 mol H2和1.5 mol NH3時平衡向正向移動。1正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)往平衡體系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入KCl固體，平衡將向逆反應(yīng)方向移動，溶液顏色將變淺。()(2)增加反應(yīng)物的量平衡一定會正向移動。()(3)增大某一反應(yīng)物A的濃度，平衡正向移動時，反應(yīng)物的濃度一定小于原來的濃度，生成物的濃度一定大于原來的濃度。()(4)對于2NH3(g)N2(g)3H2(g)反應(yīng)，恒溫恒容下再充入一定量的NH3，NH3的轉(zhuǎn)化率增大。()(5)除去SO2中HCl可將氣體通過飽和NaHSO3溶液，不能用勒夏特列原理解釋。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2對于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，達(dá)平衡后，改變條件，請回答：(1)升溫，平衡向_移動，新平衡的溫度比原來的_。(2)縮小容器體積至原體積的，平衡向_移動，新平衡的壓強(qiáng)p與原平衡的壓強(qiáng)p0的關(guān)系為_，新平衡時N2與原平衡的N2的關(guān)系為_。答案：(1)逆反應(yīng)高(2)正反應(yīng)p0p2p0N2N22N2考法1化學(xué)平衡移動與平衡轉(zhuǎn)化率1(2019日照模擬)T 時，在恒容密閉容器中充入一定量的H2和CO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。反應(yīng)達(dá)到平衡時，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A反應(yīng)達(dá)平衡時，升高體系溫度，CO轉(zhuǎn)化率升高B反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入一定量Ar，平衡右移，平衡常數(shù)不變C容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.2.5時達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖中的F點(diǎn)D氣體投料比等于系數(shù)之比時，平衡時生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，當(dāng)2.5時，達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)比C點(diǎn)時對應(yīng)的CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小，可能是圖中的F點(diǎn)，D項(xiàng)正確；該反應(yīng)的H0，反應(yīng)達(dá)平衡時，升高體系溫度，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A項(xiàng)錯誤；該反應(yīng)在T 下在恒容密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入一定量Ar，平衡不移動，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B項(xiàng)錯誤；因該反應(yīng)前后均是氣體，故混合氣體的總質(zhì)量不變，又容器容積不變，故混合氣體的密度始終保持不變，C項(xiàng)錯誤。2對于一定條件下的可逆反應(yīng)甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0達(dá)到化學(xué)平衡后，改變條件，按要求回答下列問題：(1)升溫，平衡移動的方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”)：甲_；乙_；丙_。此時反應(yīng)體系的溫度均比原來_(填“高”或“低”)?；旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”)甲_；乙_；丙_。(2)加壓，使體系體積縮小為原來的平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”)：甲_；乙_；丙_。設(shè)壓縮之前壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙，壓縮后壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙，則p甲與p甲、p乙與p乙、p丙與p丙的關(guān)系分別為：甲_；乙_；丙_。(3)恒溫恒壓充入氖氣，平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”)：甲_；乙_；丙_。答案：(1)向左向左向右高減小減小不變(2)向右不移動不移動p甲p甲bc時，(A)增大，(A)減小；abc時，(A)減小，(A)增大?？挤?利用v t圖推導(dǎo)影響平衡的條件3(2019合肥模擬)在一恒溫恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：M(g)N(g) 2R(g)H0)，起始物質(zhì)的量如表所示：序號ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。(2)達(dá)到平衡后，放出的熱量為Q2 kJ，吸收的熱量為Q3 kJ，則Q1、Q2、Q3的定量關(guān)系為Q2Q3Q1。(3)其他條件不變，當(dāng)D為固體時，上述反應(yīng)達(dá)到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。(4)將“恒溫恒容”改為“恒溫恒壓”，a.上述反應(yīng)達(dá)到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？。b.達(dá)平衡后放出的熱量分別為Q1和Q2，則Q1與Q2的關(guān)系Q22Q1。4平衡狀態(tài)比較的三種思維模板(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動。 (3)恒溫恒容與恒溫恒壓條件平衡比較模式(起始量相同)1(2019石家莊模擬)同溫度下，體積均為1 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.6 kJmol1。測得數(shù)據(jù)如表：容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡時體系能量的變化N2H2NH323027.78 kJ1.61.80.8Q下列敘述不正確的是()A容器、中反應(yīng)達(dá)平衡時壓強(qiáng)相等B容器中反應(yīng)開始時v(正)v(逆)C容器中反應(yīng)達(dá)平衡時，吸收的熱量Q為9.26 kJD若條件為“絕熱恒容”，容器中反應(yīng)達(dá)平衡時n(NH3)0.6 molB根據(jù)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時能量的變化可知，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的N2為0.3 mol，因此根據(jù)三段式法可得 N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始/(mol) 2 3 0轉(zhuǎn)化/(mol) 0.3 0.9 0.6平衡/(mol) 1.7 2.1 0.6故平衡常數(shù)K0.023 (molL1)2 (molL1)20.069 (molL1)2，因此容器中反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v(正)”“”或“”)。解析：(1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，當(dāng)它們的壓強(qiáng)相等達(dá)到平衡時，乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍，生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2m mol。當(dāng)甲、乙兩容器的體積相等時，相當(dāng)于將建立等效平衡后的乙容器壓縮，故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2m mol。(2)起始加入量相同，平衡時乙中的壓強(qiáng)大，反應(yīng)程度大，(N2)大。答案：(1)DE(2)課堂反饋真題體驗(yàn)1(2018全國卷，T28(3)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率_%。平衡常數(shù)K343 K_(保留2位小數(shù))。(2)在343 K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的措施有_、_。解析：(1)溫度越高，反應(yīng)越先達(dá)到平衡，根據(jù)圖示，左側(cè)曲線對應(yīng)的溫度為343 K,343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)開始時加入SiHCl3的濃度為a molL1，根據(jù)化學(xué)方程式和SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率知，達(dá)平衡時，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的濃度分別為0.78a molL1、0.11a molL1、0.11a molL1，化學(xué)平衡常數(shù)K0.02。(2)根據(jù)化學(xué)平衡移動原理并結(jié)合該反應(yīng)特點(diǎn)，及時分離出生成物可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率?？s短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，實(shí)質(zhì)就是提高反應(yīng)速率，可采用加壓的方式或選擇更為高效的催化劑。答案：(1)220.02(2)及時移去產(chǎn)物 改進(jìn)催化劑 提高反應(yīng)物壓強(qiáng)2(2017全國卷，T27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反應(yīng)的H1為_kJmol1。圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標(biāo)號)。A升高溫