2024届高考一轮复习化学教案(通用版)：化学平衡状态 化学平衡移动
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第23讲 化学平衡状态 化学平衡移动
复 习 目 标
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。
考点一 可逆反应与化学平衡状态的建立
必备知识整理
1.可逆反应
(1)定义
在__________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
双向性 指可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应
双同性 指正、逆反应是在________下，同时进行
共存性
指反应物的转化率________100%，________与________共存
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________，反应物和生成物的浓度均保持不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
(2)建立：以“N2＋3H2高温、高压催化剂 2NH3”为例。
①正反应开始进行的ct图如图(a)
②逆反应开始进行的ct图如图(b)
③反应过程中v正、v逆变化
(3)平衡特点
[正误判断]
(1)反应NH4Cl=====△HCl↑＋NH3↑、NH3＋HCl===NH4Cl互为可逆反应( )
(2)可逆反应到达平衡前的v正一定大于v逆( )
(3)可逆反应到达平衡时，各组分的浓度相等( )
(4)在1 L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态( )
(5)对于反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态( )
(6)对于C(s)＋H2O(g) ⇌CO(g)＋H2(g)反应，当C(s)的质量不变时，化学反应达到平衡状态( )
对点题组训练
题组一 化学平衡状态的判定
1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)⇌2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂1 mol H—Cl键
2．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 催化剂2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。
微点拨
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)。③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
题组二 极端假设法判断平衡时组分浓度及范围
3．一定条件下，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0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0
4．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0.5 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.1 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
微点拨 极端假设法确定浓度范围的方法
注意：可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。
考点二 化学平衡的移动
必备知识整理
一、化学平衡移动的过程
1．定义：由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫化学平衡移动。
2．过程示意图
3．本质
①v正>v逆：平衡向____反应方向移动。
②v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。
③v正
二、外界因素对平衡移动的影响
1．影响化学平衡的因素
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向________反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向________反应方向移动
压强(对有气体
存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大
压强 向气体体积________的方向移动
减小
压强 向气体体积________的方向移动
反应前后气体分子数不变 改变
压强 平衡________移动
温度 升高温度 向________反应方向移动
降低温度 向________反应方向移动 催化剂 使用催化剂 平衡________移动
2.外界条件对化学平衡影响的图示分析
①浓度对化学平衡的影响
②压强对化学平衡的影响
对于反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4。
微点拨
压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压强变化。若平衡混合物的体积不变，而加入“惰性气体”，虽然总压强变化了，但平衡混合物的浓度仍不变，反应速率不变，平衡不移动；若保持总压强不变加入“惰性气体”，此时增大了体系体积，这就相当于降低了平衡体系的压强，平衡向气体体积增大的方向移动。 ③温度对化学平衡的影响
升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。vt图像[以N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0为例]如下。
④催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡移动无影响。vt图像(以N2+3H2⇌2NH3为例)如下。
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、压强或参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够__________的方向移动。
微点拨
(1)改变固体或纯液体的量时，对化学平衡基本无影响。
(2)反应混合物中不存在气体物质时，改变压强对化学平衡无影响。
(3)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同，只有当v(正)>v(逆)时，平衡才向正反应方向移动。
(4)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的增大等同，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高，而该反应物的转化率降低。
[正误判断]
(1)往平衡体系FeCl3＋3KSCN⇌Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅( )
(2)对于2NO2(g) ⇌N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅( )
(3)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大( )
(4)C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g) ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大( )
(5)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大( )
对点题组训练
题组一 平衡移动方向的判断
1．将1 mol N2和3 mol H2充入某固定容积的密闭容器中，在一定条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0并达到平衡，改变条件。下列关于平衡移动的说法中正确的是(
)
选项 改变条件 平衡移动方向
A 使用适当催化剂 平衡向正反应方向移动
B 升高温度
平衡向逆反应方向移动
C 再向容器中充入1 mol N2和3 mol H2 平衡不移动
D 向容器中充入氦气 平衡向正反应方向移动
2.燃煤会产生CO2、CO、SO2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下：
Ⅰ.CaSO4(s)＋CO(g)⇌CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋281.4 kJ·mol－1
Ⅱ.14CaSO4(s)＋CO(g)⇌14CaS(s)＋CO2(g) ΔH2＝－43.6 kJ·mol－1
(1)一定温度下，向某恒容密闭容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，若只发生反应Ⅰ，下列能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
a.容器内的压强不发生变化
b.v正(CO)＝v正(CO2)
c.容器内气体的密度不发生变化
d.n(CO)＋n(CO2)＝1 mol
(2)一定温度下，体积为1 L容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，若只发生反应Ⅱ，测得CO2的物质的量随时间变化如图中曲线A所示：
①在0～2 min内的平均反应速率v(CO)＝____。
②曲线B表示过程与曲线A相比改变的反应条件可能为________(答出一条即可)。
③若要提高反应体系中CO2的体积分数，可采取的措施为________________。
题组二 平衡移动结果的判断
3．(双选)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g) ΔH<0。改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态，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 升高温度 X的转化率变小
B 增大压强 X的浓度变小
C 充入一定量Y Y的转化率增大
D 使用适当催化剂 X的体积分数不变
4.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________(填字母，下同)。
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快，逆反应速率减慢
