2013高考化学考点精讲_考点28_化学平衡

2013年高考化学考点精讲之 考点28化学平衡 1．复习重点 1. 建立化学平衡的观点. 2. 理解化学平衡的特征. 3. 常识性介绍化学平衡常数. 2．难点聚焦 在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的. 例如:

3222NH3HN高温高压催化剂 这是一个可逆反应！（正反应的生成物，是逆反应的反应物。） 特点：（二同）同一条件下；同时进行。 显然，可逆反应不能进行到底。（即：反应物不能全部转化为生成物。） 因此，对任一可逆反应来说，都有一个化学反应进行的程度问题。 这就牵涉到化学平衡。 化学平衡主要是研究可逆反应规律的。 如：可逆反应进行的程度，以及各种条件对反应进行的程度的影响等。 （一） 化学平衡的建立： 当我们把蔗糖不断的溶入水中，直至蔗糖不能继续溶解。 此时，所得溶液为蔗糖的饱和溶液。 在此溶液中,继续加入蔗糖,蔗糖不再减少.(温度等其它条件不变时.) 蔗糖真的不能继续溶解了吗？ 我们做一个小实验：用一块中间有凹痕的蔗糖，放入蔗糖的饱和溶液中。过一段时间，我们会看到，凹痕不见了。取出蔗糖，小心称量，质量未变！ 这是怎么回事呢？ 原来，在蔗糖的饱和溶液中，蔗糖并非不再溶解，而是蔗糖溶解的同时，已溶解的蔗糖分子又回到晶体表面。而且，溶解的速率和结晶的速率相同。 所以，在蔗糖的饱和溶液中，加入蔗糖晶体。晶体的质量不会减少，但凹痕却不见了。 这种状态，叫溶解－结晶平衡状态。简称：溶解平衡状态。 显然，溶解平衡状态是动态平衡状态。

可逆反应的情形又是怎样呢？ 实验证明: 在一氧化碳和水蒸汽的反应中:

0.005 0.005 0.005 0.005 0 0 1 0.0 0.01 H CO OH CO 228002衡：始：催化剂℃

如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化. 正反应,逆反应都在继续进行! 只是: 正反应速率==逆反应速率 这种状态,称化学平衡状态.简称:化学平衡. 化学平衡是动态平衡. 当可逆反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行.只是由于在同一瞬间,正反应生成的CO2和H2,的分子数,和逆反应所消耗的CO2和H2,的分子数相等! 即: 正反应速率==逆反应速率 反应混合物中,各组份的浓度不变! 化学平衡: 化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态.

（二） 化学平衡常数： H CO OH CO 228002催化剂℃ 参见表2-1

分析数据可知: 1. 在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到化学平衡. 2. 达到化学平衡后,反应物的浓度之积,比上生成物的浓度之积,是一个常数.---化学平衡常数. 注意: 1.对同一个化学反应来说,温度不变,化学平衡常数不变!(但不一定是1) 2.化学计量数为浓度的指数. 3.K值越大,反应进行的程度越大.反应物的转化率也越大.反之亦然.

3．例题精讲 例1： H2(g)+ I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志 。 ①c(H2)=c(I2)=c(HI)时 ②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2时 ③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变 ④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI ⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2

⑥反应速率v(H2)=v(I2)=21v(HI)

⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂 ⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 ⑾条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 [解析] ①浓度相等，不能说明已达到平衡状态； ②浓度之比与平衡状态无必然联系； ③浓度不变，说明已达平衡。注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆； ④“生成nmolH2”指逆反应，“生成2nmolHI”指正反应，且v正=v逆，正确； ⑤“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反应，不能判断； ⑥无论是v正、v逆，用不同物质表示时，一定和化学计量数成正比，与是否达到平衡状态无关。 ⑦从微观角度表示v正=v逆，正确； ⑧由于Δν(g) = 0，压强始终不改变； ⑨颜色不变，说明I2(g)浓度不变，可以判断； ⑩由于Δν(g) = 0，体积始终不变，且反应混合物总质量始终不变，密度不变，不能判断是否达到平衡。 ⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变，所以平均分子量始终不变，不一定达到平衡状态。解答：③④⑦⑨ [点评] 此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关物理量的变化情况，有助于加深对平衡特点的理解。 [变式] 若反应为：2NO2（g）2N2O4（g）呢？

[ 方法提示] 1． 判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志：

①逆正vv ⑪直接标志 ②各组分的m、n不变（单一量）

③通过浓度（或百分含量）：各组分的浓度（或百分含量）不变

①通过总量：对Δn(g) 0的反应，n总(或恒温恒压下的V总，恒温恒容下的P总)不变；

⑫间接标志 ②通过复合量：__M(mn)、ρ(Vm)，需具体分析关系式中上下两项的变化。 ③其它：如平衡体系颜色等（实际上是有色物质浓度） 例2 把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3A（气）+B（气） 2C（气）+xD（气）经min5达到平衡，此时生成C为mol2，测定D的平均反应速率为0.1mol/L•min，下列说法中错误的是 （ ） A.x = 2 B. B的转化率为20% C. 平衡时A的浓度为0.8mol/L D. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85% [解析] 本题是一道有关化学平衡的基础计算题，解题的关键是弄清各量的含义。

因tVDvDn)()(min54min)(1.01LLmol)(:)(,2DnCnmol molmol2:21:1，所以2x。

3A（气）+B（气） 2C（气）+2D（气） 起始量（mol） 6 5 0 0 变化量（mol） 3 1 2 2 平衡量（mol） 3 4 2 2

B的转化率为：%20%10051%100的总量起始时反应的BB 平衡时A的浓度：175.043LmolLmolA容器的体积的物质的量平衡量 1)56()2243(molmolnnp

p

始平始平

，所以始平pp [答案]C、D 例3一定条件下，可逆反应A2（g） + B2(g) 2 C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为： c（A2）= 0.5mol/L；c（B2）= 0.1mol/L； c（C）= 1.6mol/L。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度（mol/L）,则： （1）a、b应满足的关系是 ； （2）a的取值范围是 。 [解析] (1)设转化过程中，A2（g）转化浓度为xmol/L，则B2（g）转化浓度也为xmol/L。平衡浓度： a–x = 0.5 b–x = 0.1 则有：a = b +0.4 （2）考虑两种极端情况：①A2、B2为起始物质；②A2、C为起始物质。 A2（g） + B2(g) 2 C(g) 物质的平衡浓度（mol/L） 0.5 0.1 1.6 ①A2、B2为起始物质 0.5+0.8 0.1+0.8 0 ②A2、C为起始物质 0.5-0.1 0 1.6+0.2 故a的取值范围为0.4≤ b ≤1.3。 [答案] （1）a = b +0.4 (2) 0.4≤ b ≤1.3 [点评] 本题重点考查可逆反应的特点，由此可得B2的取值范围为：0C ≤1.8。

[ 方法提示] 有关化学平衡的基本计算： 可逆反应mA＋nBpC+qD达到平衡时： ① 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比． 即：vA．∶vB．∶vC．∶vD．=m∶n∶p∶q ②各物质的变化量（变化浓度）之比等于化学方程式中相应化学计量数之比 ③反应物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）-消耗量（或浓度） 生成物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）+增加量（或浓度）

⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论 ⑥混合气体平均式量的计算（由A、B、C三种气体混合） 其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量；a％、b％、c％分别表示这3种气体的体积（或质量）分数．

例4:某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时气体C的体积占40%，则下列判断正确的是 （ ） A. 原混合气体的体积为1.1V B. 原混合气体的体积为0.9V C. 反应达到平衡时，气体A消耗了0.2V D. 反应达到平衡时，气体B消耗了0.2V [解析] 本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算，方程式的特征是反应掉的A的量就是总体积的减少量。可由C直接求出气体A消耗了0.2V，所以总体积为1.2V，气体B消耗了0.4V。 [答案] C [点评] 本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。

4．实战演练 一、选择题 1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是： （ ） A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B．合成氨工厂通常采用20MPa～50MPa压强，以提高原料的利用率； C．在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体; D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。 2．在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16 mol/L。若H2

和I2的起始浓度均变为0.20 mol/L，则平衡时H2的浓度（mol/L）是 （ ）

A．0.02 B．0.04 C．0.08 D．0.16 3．一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变．．．的是（ ）

A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO2(g) B．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g) C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g) D．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g) 4．右图曲线a表示放热反应X（g）+Y(g) Z(g) +M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（ ） A．升高温度 B．加催化剂 C．增大体积 D．加大X的投入量 5．某温度下在密闭容器中发生如下反应： 2M（g）+ N(g) 2G(g)若开始时只充入2molG(g),达平衡时，混合气体的压强比起始时增加20%，若开始时只充入2molM和1molN的混