第七章第二节化学平衡状态化学平衡的移动
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第2课时必备知识——化学平衡及其移动知识清单[重要概念]①可逆反应;②化学平衡状态;③化学平衡的移动[基本规律]①化学平衡状态的判断方法;②化学平衡移动原理及规律知识点1 可逆反应与化学平衡状态1.化学平衡研究的对象——可逆反应2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应,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不再改变,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
化学平衡是一种动态平衡。
(2)建立过程(3)平衡特点3.理解化学平衡状态判断的两种标志 (1)直接标志(2)间接标志①有气体参加的反应,气体的总压强、总体积、总物质的量不变时,若是等体积反应时,不一定达到平衡;若是不等体积反应时,达到平衡。
②气体的密度(ρ=m (气体)V (气体) )、气体的平均相对分子质量[M =m (气体)n (气体)]不变时,要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况,判断是否平衡。
③如果平衡体系中的物质有颜色,则平衡体系的颜色不变时,达到平衡。
④一定温度下,若浓度商与平衡常数相等,即Q c =K 时,化学反应处于平衡状态。
⑤根据化学键的断裂与形成判断,要考虑分子结构及所含共价键的数目。
[通关1] (易错排查)判断正误(1)在化学平衡建立过程中,v 正一定大于v 逆(×) (2)恒温恒容下进行的可逆反应:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g),当SO 3的生成速率与SO 2的消耗速率相等时,反应达到平衡状态(×)(3)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3(×)(4)对于反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒温恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变时达到平衡状态(√)(5)对于反应2NO2(g)N2O4(g),恒温恒容下,反应体系中气体的压强保持不变时达到平衡状态(√)[通关2] (人教选修4·P32,5题改编)在一个体积固定的密闭容器中,进行的可逆反应A(s)+3B(g)3C (g)。
第二节化学平衡状态和平衡移动考纲定位要点网络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。
可逆反应与化学平衡状态知识梳理1.可逆反应[辨易错](1)2H2+O22H2O为可逆反应。
()(2)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O为可逆反应.()(3)2 mol SO2和2 mol O2在一定条件下的密闭容器中发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时的O2物质的物质的量为1 mol。
()[答案](1)×(2)×(3)×2.化学平衡状态(1)概念一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率与逆反应速率相等,这种状态称为化学平衡状态。
(2)建立在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。
反应过程如下:以上过程可用如图表示:;若开始加入生成物,从逆反应建立平衡,则v -t图为.因此,化学平衡状态的建立可以从正反应建立,也可以从逆反应方向建立,也可以从正、逆两反应方向同时建立,即平衡建立与反应途径无关。
(3)特征注意:化学平衡状态的两种标志[辨易错](1)可逆反应达到平衡时,各组分浓度不变,反应停止。
()(2)从正反应建立平衡的过程中,平衡前v正大于v逆.()(3)对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应,当v正(N2)=v逆(NH3)时反应达到平衡状态。
()(4)在相同温度下,相同容器(恒容)发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应,当分别向容器中充入2 mol SO2、1 mol O2与2 mol SO3平衡时,c(SO2)相同。
()(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。
考点(一) 化学平衡状态 【精讲精练快冲关】[知能学通]1.可逆反应2.化学平衡状态 (1)概念在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的建立[题点练通]1.(2019·223的18O2,经足够长的时间后,下列有关说法中正确的是()A.18O只存在于O2中B.18O只存在于O2和SO3中C.某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66D.三氧化硫的相对分子质量均为82解析:选C由于2SO2+O22SO3为可逆反应,故18O存在于O2、SO3、SO2中,故A、B项错误;SO2的相对分子质量可能为64或66或68,C项正确;SO3的相对分子质量可能为80或82或84,D项错误。
2.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0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·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.Z为0.3 mol·L-1B.Y2为0.4 mol·L-1C.X2为0.2 mol·L-1D.Z为0.4 mol·L-1解析:选A若X2完全转化为Z,则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1;若Z完全转化为X2、Y2,则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L-1、0.4 mol·L -1、0 mol·L-1;反应为可逆反应,反应物不能完全转化,所以0<c(X)<0.2 mol·L-1,0.2 mol·L2-1<c(Y)<0.4 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1。
高考化学一轮复习:第二节化学平衡状态及其移动最新考纲:1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程,掌握化学平衡的概念。
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,认识并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。
核心素养: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。
知识点一可逆反应和化学平衡状态1.化学平衡研究的对象——可逆反应2.极端假设法确定各物质浓度范围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) 0.1 0.3 0.2改变浓度(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(mol·L-1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底:X 2(g)+Y 2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L -1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L -1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol·L -1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为X 2∈(0,0.2),Y 2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。
3.化学平衡状态 (1)概念一定条件下的可逆反应,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不再改变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积密闭容器中。
第二节化学平衡状态化学平衡的移动[考纲展示] 1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程。
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,认识其一般规律。
考点1| 可逆反应与化学平衡状态固本探源1.化学平衡研究的对象——可逆反应(1)定义: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①三同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行;c. 反应物与生成物同时存在。
②一小:任一组分的转化率都小于100%。
(3)表示方法:在化学方程式中用“”表示。
2.化学平衡状态(1)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。
反应过程如下:以上过程可用如图表示:(2)特征典例引领[典例1](2012·海南高考)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)。
判断该反应是否达到平衡状态的依据为()A.压强不随时间改变B.气体的密度不随时间改变C.c(A)不随时间改变D.单位时间里生成C和D的物质的量相等[拓展延伸]若恒温恒容的密闭容器中发生反应:4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),上述选项中能说明反应达到平衡的依据为:A、C。
【提示】该反应是气体物质的量增大的反应,故A项正确;因容器体积固定、所有物质为气体,故气体的密度始终不变,B项错误;A的浓度不变能说明反应达到平衡,C项正确;反应中C、D始终按物质的量比2∶3转化,D项错误。
考点精析可逆反应达到化学平衡状态的两个标志1.本质标志:v(正)=v(逆)≠0。
对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
2.等价标志:以m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)为例:题组强化●题组1—极值法确定化学平衡状态量的范围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0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·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.Z为0.3 mol·L-1B.Y2为0.4 mol·L-1C.X2为0.2 mol·L-1D.Z为0.4 mol·L-12.在一个密闭容器中进行如下反应:2X2(g)+Y2(g)2Z(g),反应过程中某一时刻X2、Y2、Z的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。
当反应达到平衡时,下列数据中可能合理的是()A.Z为0.4 mol·L-1B.X2、Z的浓度均为0.15 mol·L-1C.X2为0.4 mol·L-1D.X2与Z浓度之和为0.4 mol·L-13.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,向某体积恒定的密闭容器中按体积比1∶3 充入N2和H2,在一定条件下发生反应,右图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图。
Y 可以是()A.N2的转化率B.混合气体的密度C.密闭容器的压强D.H2的体积分数●题组2—化学平衡状态的判断4.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变A .①④⑥⑦B .②③⑤⑦C .①③④⑤D .全部 5.现在一容器中加入一定量的A 和B ,发生化学反应:A +2B3C 。
如果在反应中用v (A)、v (B)、v (C)表示正反应速率,用v ′(A)、v ′(B)、v ′(C)表示逆反应速率,下列描述中正确的是 ( )A .在容器中,任何时候v (A)=v (B)=v (C)B .在任何时候容器中都必然存在着:v (A)∶v (B)∶v (C)=v ′(A)∶v ′(B)∶v ′(C)=1∶2∶3C .当v (A)=v (B)=v ′(A)=v ′(B)时,表示反应已达到平衡状态D .当v ′(A)=12v ′(B)时,表示反应已达到平衡状态[归纳总结]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减少速率和生成速率相等。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
考点2| 影响化学平衡的因素固本探源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.外界因素对化学平衡的影响4.勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
典例引领[典例2](2015·山东高考节选)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。
(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段,氢溶解于M中形成固液体MH x,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MH x与氢气发生氢化反应生成氢化物MH y,氢化反应方程式为:z MH x(s)+H2(g)z MH y(s)ΔH1(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。
反应(Ⅰ)中z=________(用含x和y的代数式表示)。
温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。
反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“>”“=”“<”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)________η(T2)(填“>”“=”“<”)。
当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。
【解题导引】(1)图中显示几种因素对该平衡的影响?【提示】压强和温度。
(2)如何确定该反应的ΔH符号?【提示】从图看等H/M条件下,P2、T2具有更大的压强,更高的温度,压强越大应有利于平衡右移,而温度高有利于平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH1<0。
【答案】(1)2y-x30<(2)>c加热减压题组强化●题组1—化学平衡移动方向的判断1.在体积为V L的密闭容器中存在化学平衡:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。
保持温度不变,将容器体积压缩至V/2后,下列说法不正确的是()A.容器内气体颜色变深B.容器内NO2分子数减少C.混合气体的平均相对分子质量增大D.NO2的物质的量分数增大2.(2013·大纲全国卷)反应X(g)+Y(g)2Z(g)ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是()A.减小容器体积,平衡向右移动B.加入催化剂,Z的产率增大C.增大c(X),X的转化率增大D.降低温度,Y的转化率增大3.(2012·安徽高考)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)催化剂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●题组2—利用平衡移动方向判断反应特点4.(2015·天津高考)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(g)平衡时,X 、Y 、Z 的体积分数分别为30%、60%、10%。
在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X 、Y 、Z 的体积分数不变。
下列叙述不正确...的是( ) A .m =2B .两次平衡的平衡常数相同C .X 与Y 的平衡转化率之比为1∶1D .第二次平衡时,Z 的浓度为0.4 mol·L -15.(2015·重庆高考)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。
在恒容密闭容器中,将CO 和H 2S 混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H 2S(g)COS(g)+H 2(g) K =0.1反应前CO 物质的量为10 mol ,平衡后CO 物质的量为8 mol 。
下列说法正确的是( ) A .升高温度,H 2S 浓度增加,表明该反应是吸热反应 B .通入CO 后,正反应速率逐渐增大 C .反应前H 2S 物质的量为7 mol D .CO 的平衡转化率为80%6.(2016·南昌调研)某恒定温度下,在一个2 L 的密闭容器中充入A 气体,B 气体,测得其浓度为2 mol/L 和1 mol/L ;且发生如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)已知“?”代表C 、D 状态未确定;反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C ,且反应前后压强比为5∶4,则下列说法中正确的是( )①该反应的化学平衡常数表达式为K =c 4(C )·c 2(D )c 3(A )·c 2(B )②此时B 的转化率为35%③增大该体系压强,平衡向右移动,但化学平衡常数不变 ④增加C 的量,A 、B 转化率不变A .①②B .②③C .①④D .③④考点3| 化学平衡图像固本探源以可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g) ΔH =Q kJ·mol -1(1)含量—时间—温度(或压强)图:(结合图像完成下列填空)(曲线a 用催化剂,b 不用催化剂或化学计量数a +b =c时曲线a的压强大于b的压强)(T2>T1,ΔH>0)(T1<T2,ΔH<0)(p1>p2,a+b>c)(p1>p2,a+b<c)(2)恒压(温)线(如图所示):该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(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:(若a+b>c,则p1> p2>p3,ΔH<0)(若T1>T2,则ΔH>0,a+b>c)(3)其他如下图所示曲线,是其他条件不变时,某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,v(正)>v(逆)的点是3,v(正)<v(逆)的点是1,2、4点v(正)=v(逆)。