第21讲 化学平衡移动-2021年高考化学复习考点360°精讲精练(新高考专用)
- 格式:docx
- 大小:658.26 KB
- 文档页数:29
化学平衡的移动1。
将4 mol A和2 mol B放入2 L密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0。
4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0。
6 mol·L-1。
下列说法正确的是 ( )A.4 s内,v(B)=0.075 mol·L—1·s—1B.4 s后平衡状态下,c(A)∶c(C)=2∶1C。
达到平衡状态后,若只升高温度,则C的物质的量浓度增大D。
达到平衡状态后,若温度不变,缩小容器的体积,则A的转化率降低【解析】选A。
A项,C的浓度为0。
6 mol·L—1,则B的浓度变化为0.3 mol·L—1,故v(B)==0.075 mol·L—1·s-1,故正确;B项,4 s后达到化学平衡状态时,c(A)∶c(C)=7∶3,故不正确;C项,因为正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,C的物质的量浓度减小,故不正确;D项,温度不变,缩小容器的体积,相当于增大体系压强,则化学平衡向正反应方向移动,A的转化率升高,故不正确。
2.将等物质的量的N2、H2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) ΔH〈0。
当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大【解析】选B。
A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率降低,正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,不正确;D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。
第21讲电离平衡1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应,如酸碱性、导电性等。
2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡,了解电离平衡常数的含义。
3.能运用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡,能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡,能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。
【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想:认识弱电解质的电离有一定限度,是可以调控的,能多角度、动态地分析弱电解质的电离平衡,并运用平衡移动原理解决实际问题。
2.科学研究与创新意识:能发现和提出有关弱电解质的判断问题;能问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行哙验探究。
3.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识电离平衡的本质特征,建立模型。
能运用模型解释电离平衡的移动,揭示现象的本质和规律。
知识点一弱电解质的电离平衡1.弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物,弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离概念(1)电离平衡的建立在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的建立与特征①开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
②平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。
③当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外因对电离平衡的影响(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。
如:以0.1mol·L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOH CH3COO-+H+ΔH>0的影响。
课时规范练20化学平衡状态化学平衡的移动基础巩固1.(2019上海鲁迅中学高三阶段性测试)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是()A.久置的氯水pH变小B.向稀盐酸中加入少量蒸馏水,溶液中氢离子浓度降低C.合成氨工厂通常采用20~50MPa的压强,以提高原料的利用率D.工业生产硫酸过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率2.将等物质的量的N2、H2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)ΔH<0。
当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()3.一定温度下,某容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)达到平衡,下列说法正确的是()A.将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍B.增加CaCO3(s)的量,平衡正向移动,CO2的浓度增大C.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体密度不变D.保持容器体积不变,充入氦气,平衡向逆反应方向进行4.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三期中)在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g);下列能说明该反应达到平衡状态的是()①反应混合物的密度不再改变②混合气体的平均相对分子质量不再改变③C和D的物质的量之比为1∶2④体系压强不再改变⑤C的质量分数不再改变⑥v(A)∶v(C)=1∶1A.①②④⑤B.①②⑤C.②⑤⑥D.①②③④⑤⑥5.(2019浙江温州高三适应性测试)一定温度下,0.1 mol N2(g)与0.3 mol H2(g)在密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。
下列说法正确的是()A.达到化学平衡状态时,反应放出0.1a kJ热量B.达到化学平衡状态时,v正(NH3)∶v逆(N2)=2∶1C.n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2时,说明该反应达到平衡D.缩小容器体积,用氮气表示的反应速率:v正(N2)增大,v逆(N2)减小6.探究浓度对化学平衡的影响,实验如下:Ⅰ.向5 mL 0.05 mol·L-1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 mol·L-1 KI溶液(反应a),反应达到平衡后将溶液分为两等份。
第21讲化学平衡状态化学平衡的移动目录第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆第三部分:典型例题剖析高频考点1、考查可逆反应的特点高频考点2、考查化学平衡状态的判断高频考点3、考查化学平衡的移动方向的判断高频考点4、考查等效平衡的应用高频考点5、考查勒夏特列原理的应用高频考点6、考查化学平衡图像分析高频考点7、考查化学平衡原理在工农业生产中的应用正文第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆知识点一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应(1)概念:在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点:三同一小①相同条件下;②同时进行;③反应物与生成物同时存在;④任一组分的转化率都小于100%。
(3)表示:在方程式中用“”表示。
2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
(2)建立:对于只加入反应物从正向建立的平衡:以上过程可以用速率-时间图像表示如下(3)化学平衡的特点3.化学平衡状态的判断 化学反应 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否平衡 混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系①单位时间内消耗了m mol A ,同时也生成了m mol A平衡 ②单位时间内消耗了n mol B ,同时也消耗了p mol C 平衡 ③v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=m ∶n ∶p ∶q不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B ,同时也消耗了q mol D不一定平衡 压强①其他条件一定、总压强一定,且m +n ≠p +q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定,且m +n =p +q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定,且m +n ≠p +q平衡②平均相对分子质量一定,且m +n =p +q 不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)不一定平衡 ②m +n ≠p +q 时,密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m +n =p +q 时,密度保持不变(恒压容器中)不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)平衡【归纳总结】(1)动态标志:v 正=v 逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
练案[21]第21讲化学平衡状态化学平衡的移动一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023·河北衡水检测)合成氨是工业上的重要反应:N2(g)+3H2(g)催化剂高温高压2NH3(g),下列说法错误的是( A )A.反应达平衡状态后,各物质浓度不变,反应停止B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1 mol N2的同时消耗3 mol H2C.在上述条件下,N2不可能100%转化为NH3D.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率[解析]反应达到平衡状态,是一个动态平衡,正、逆反应速率相等,各物质浓度不变。
反应仍在进行,故A错误。
2.(2023·山东日照模拟)在一个恒容密闭容器中发生反应: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1.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1,当反应达到最大限度时,可能出现的数据是( D )A.c(SO3)=1.5 mol·L-1B.c(O2)=c(SO3)=0.75 mol·L-1C.c(O2)=1.25 mol·L-1D.c(SO2)+c(SO3)=1.5 mol·L-1[解析]该反应为可逆反应,不能完全转化,则c(SO3)<1.5 mol·L-1,故A 错误;某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1,SO3的浓度增大0.25 mol·L-1变为0.75 mol·L-1,此时转化的氧气为0.125 mol·L-1,此时c(O2)=1.0 mol·L-1-0.125 mol·L-1=0.875 mol·L-1,故B 错误;该反应为可逆反应,不能完全转化,结合上述分析可知,c(O2)<1.25 mol·L -1,故C错误;由S原子守恒可知,c(SO2)+c(SO3)=1.5 mol·L-1,故D正确。
第21讲化学平衡移动1.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。
2.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。
知识点一化学平衡移动1.化学平衡移动的过程2.化学平衡的移动与反应速率的关系3.外界条件对化学平衡移动的影响(1)温度对平衡移动的影响①升高温度,平衡向_____反应方向移动②降低温度,平衡向_____反应方向移动(2)浓度对平衡移动的影响①增大反应物浓度或减少生成物浓度,平衡___向移动②增大生成物浓度或减少反应物浓度,平衡___向移动③改变固体或纯液体的用量,平衡______移动(3)压强对平衡移动的影响①增大压强,平衡向______反应方向移动②减小压强,平衡向______反应方向移动③改变非气体反应的压强,速率______,平衡___移动④改变等体反应的压强,速率______,平衡___移动4.勒夏特列原理及其应用(1)原理:改变影响平衡移动的一个条件,平衡向减弱该条件方向移动(2)“加的多,剩的更多”原理①增大X的浓度,新平衡时c(X)一定比原平衡时的大②增大压强,新平衡时P一定比原平衡时的大③升高温度,新平衡时T一定比原平衡时的大题组一正常的化学平衡移动【典例1】(201825和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C 2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,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2mol,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【解题指南】解答本题要明确如下几点:(1)增大反应物浓度,平衡正向移动;减少反应物浓度,平衡逆向移动。
(2)当起始反应物的量之比等于化学计量数之比时,反应物的转化率相等。
(3)根据沸点数据可以判断C2H5Br易挥发。
【解析】选D。
加入NaOH后,NaOH能与HBr反应,使平衡向逆方向移动,增大乙醇的物质的量,A正确;增大HBr浓度,使平衡向正方向移动,有利于生成C2H5Br,B正确;加入反应物的物质的量之比与反应物的化学计量数之比相等,两种反应物平衡转化率之比不变,C正确;温度提高到60℃,反应速率加快,而C2H5Br 挥发,导致C2H5Br浓度减小,反应速率减慢,不能判断反应达到平衡的时间与原平衡时间的长短,D错误。
1.(2020·天津和平区一模)已知CH 4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol-1,则有利于提高CH4平衡转化率的条件是()。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压2.(2020·普陀区一模)下列叙述,能肯定判断某化学平衡发生转移的是()。
A.反应混合物的浓度改变B.反应混合物中各组分的含量改变C.正、逆反应速率改变D.反应物的转化率改变3.(2020·江苏苏州一模)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)ΔH<0。
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是()。
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,该反应的平衡常数不变4.(2020·北京等级考抽样测试)CO2催化加氢制取甲醇、乙醇等低碳醇的研究,对于环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。
已知一定条件下的如下反应:CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)∆H=-49.0kJ·mol-12CO 2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)∆H=-173.6kJ·mol-1下列说法不正确...的是()。
A.CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)CH3CH2OH(g)+2H2O(g)∆H<0B.增大压强,有利于反应向生成低碳醇的方向移动,平衡常数增大C.升高温度,可以加快生成低碳醇的速率,但反应限度降低D.增大氢气浓度可以提高二氧化碳的转化率5.(2020·河南商丘高三上学期期末)在一定温度和压强条件下发生了反应:CO 2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)△H<0,反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(p),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(p)的关系判断正确的是()。
A.P3>P2,T3>T2B.P2>P4,T4>T2C.P1>P3,T3>T1D.P1>P4,T2>T36.(双选)(2017·海南高考)已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。
在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。
下列叙述正确的是()。
A.升高温度,K减小B.减小压强,n(CO2)增加C.更换高效催化剂,α(CO)增大D.充入一定量的氮气,n(H2)不变1.【解析】选A。
根据CH 4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol可知要提高CH4平衡转化率应该使平衡正向移动,但是不能通过增大甲烷浓度实现,该反应的正反应是一个反应前后气体体积增加的吸热反应,升高温度、减小压强能使平衡正向移动,增大甲烷转化率。
2.【解析】选D。
对于前后气体系数相等的反应来说,增大体积压强减小,各组分的浓度改变,但是平衡不移动,A错误;对于前后气体系数相等的反应来说,加入惰性气体,混合物中各组分含量改变,但是平衡不移动,B错误;加入催化剂,正逆反应速率都增大,但是平衡不移动,C错误;反应的转化率改变,则化学平衡一定发生移动,D正确。
3.【解析】选D。
正反应是气体分子数减小的反应,因此平衡前,随着反应的进行容器内压强不断变化,A 项错;因硫为液态,故平衡时,其他条件不变,分离出硫,反应速率不变,B项错;正反应是放热反应,故升高温度,平衡逆向进行,SO2的转化率降低,C项错;其他条件不变时,使用不同的催化剂,只能改变反应速率,不影响平衡的移动,故反应的平衡常数不变,D项正确。
4.【解析】选B。
根据盖斯定律,用第二个反应减第一个反应得:CH 3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)CH3CH2OH(g)+2H2O(g)∆H=-124.6kJ·mol-1<0,故A正确;温度不变,平衡常数不变,故B错误;升高温度,正逆反应速率都可以加快,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,即平衡逆向移动,反应限度降低,故C正确;反应物中氢气和二氧化碳都是气体,增大一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率,故D正确。
5.【解析】选D。
增大压强,平衡向体积缩小的方向移动,在一定温度和压强条件下发生了反应:CO2(g)+3H 2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,增大压强,平衡正向移动,则反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐增大,即P1>P2>P3>P4,温度升高,平衡向着吸热方向进行,在一定温度和压强条件下发生了反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,温度升高,平衡逆向移动,则反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数逐渐减小,故T1>T2>T3>T4。
6.【解析】选AD。
该反应为放热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数K减小,A选项正确;该反应为气体体积不变的反应,减小压强,平衡不移动,n(CO2)不变,B选项错误;催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,α(CO)不变,C选项错误;对于该反应,氮气属于无关气体,在恒温恒压下,充入一定量的氮气,容器的体积变大,各气体组分的浓度降低,相当于减小压强,该平衡不移动,所以n(H2)不变,D选项正确。
【典例2】(2020)。
A.溴水中存在Br 2+H2O HBr+HBrO,当加入硝酸银溶液并静置后,溶液颜色变浅B.反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)+Q>0,平衡后,升高温度体系颜色变深C.用饱和食盐水除去Cl2中的HClD.合成氨反应中,为提高原料的转化率,可采用高温加热的条件【解析】选D。
加入硝酸银溶液后,硝酸银和HBr反应生成沉淀而促进溴溶解,导致溴浓度减小,溶液颜色变浅,所以能用勒夏特列原理解释,故A正确;升高温度平衡逆向移动导致二氧化氮浓度增大,颜色加深,所以能用勒夏特列原理解释,故B正确;排饱和食盐水的方法收集氯气,利用的是氯离子浓度增大。
使平衡Cl 2+H2O H++Cl-+HClO逆向进行,减少氯气的溶解性,故C正确;合成氨是放热反应,高温加热是加快反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释,故D错误。
【归纳总结】勒夏特列原理的适用范围1.必须存在可逆过程(存在平衡)(1)化学平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(2)电离平衡:Fe3++3H 2O Fe(OH)3+3H+(3)水解平衡:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-(4)沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)(5)气体溶解平衡:O2(g)O2(aq)(6)结晶溶解平衡:KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)2.必须有平衡移动,且实际移动方向符合理论移动方向(1)催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
(2)等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
1.(2020·上海虹口区高三上学期期末)下列工业生产的条件选择与勒夏特列原理无关的是()。
A.工业合成氯化氢时使用过量氢气B.硫酸工业接触室中使用过量空气C.合成氨工业采用20~50MPa高压D.侯氏制碱法向母液中加入氯化钠提取氯化铵2.(2020·塘沽二模)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是()。
A.对熟石灰的悬浊液加热,悬浊液中固体质量增加B.实验室中常用排饱和食盐水的方式收集氯气C.打开汽水瓶,有气泡从溶液中冒出D.向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸中氢离子浓度降低3.(2020·浙江绍兴选考模拟)下列事实不能用平衡移动原理解释的是()。
A BC D1.【解析】选A。
氢气与氯气生成氯化氢的反应不是可逆反应,不能用勒夏特列原理解释,A正确;工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气,增加氧气的量,使平衡正向移动,从而提高二氧化硫的利用率,可以用勒夏特列原理解释,B错误;合成氨反应中,增大压强可使平衡向正反应分析移动,可提高原料的利用率,可用勒夏特列原理解释,C错误;加入食盐细粉目的是提高Cl-的浓度,促进化学平衡正向移动,促使氯化铵结晶析出,能用勒夏特列原理解释,D错误。