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文檔簡介

第2講化學平衡狀態(tài)化學平衡移動

2024級教學指導看法核心素養(yǎng)

1.變更觀念與平衡思想:知道化學變更須要

1.了解化學反應的可逆性、化學平衡的建立

肯定的條件,并遵循肯定規(guī)律;相識化學變

過程,駕馭化學平衡的特征。

更有肯定限度,是可以調控的。能多角度、

2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強等)對化

多動態(tài)地分析化學反應,運用化學反應原理

學平衡的影響規(guī)律,推想推斷平衡移動的方

解決實際問題。

向、濃度、轉化率等相關物理量的變更。

2.證據推理與模型認知:建立觀點、垢論和

3.能從化學反應速率、化學平衡的角度結合

證據之間的邏輯關系;知道可以通過分析、

分析選擇并優(yōu)化化學反應條件及化工生產條

推理等方法相識化學平衡的特征及其影響因

件。

素,建立模型。能運用模型說明化學現象。

考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)

高效學習課堂內外學考一體

[學在課內]

1.可逆反應

(1)定義

在同一條件下既可以向正反應方向進行,同時乂可以向逆反應方向進行的化學反應。

⑵特點

?--指可逆反應分為方向相反的兩個反應:正反應和逆反應

I

迤遜)■---指正、逆反應一在同一條件K同時進行-

I

在殛)---指反應物的轉化率把I"1%.反應物與生成物共存

2.化學平衡狀態(tài)

(1)概念

肯定條件下的可逆反應,當反應進行到肯定程度時,正反應速率和逆反應速率超笠,反應物

的濃度和生成物的濃度丕變的狀態(tài)。

(2)建立過程

在肯定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程如下:

I器十一[反應物濃度坡大內正)典士生成物濃度為山(逆)為零

0

友后反應物濃度逐漸減小一r(正)逐漸遮丕生成物濃度由零逐漸增大

進行詞~~逆)從零一?逐漸增大

O________________

據,j—[r(正)百逆)?反應混合物中各組分的濃度保麗婦

以上過程可用下圖表示:

r(正)=M逆)

~化學平衡

(3)平衡特點

化學平衡研究的對象是遮反應

化學平衡是一種動態(tài)平衡,r(正)=「(逆)內)

"正)=,(逆)

反應物和生成物的濃度或百分含量保持不變

條件改變,平衡狀態(tài)可能改變,新條件卜.建立.新的平衡狀態(tài)

3.推斷化學平衡狀態(tài)的兩種方法

(1)動態(tài)標記:逆20

①同種物質:同一物質的生成速率等于消耗速率.

②不同物質:必需標明是“異向”的反應速率關系。如aA+?==^刃+㈤,"=弓時,

反應達到平衡狀態(tài)。

(2)靜態(tài)標記:各種“量”不變

①各物質的質量、物質的量或濃度不變。

②各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數等)不變。

③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。

總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài);若物理量為“不變

量”,則不能作為平衡標記。

[考在課外]

教材延長

推斷正誤

(l)3Fe+4H2。西遢FeO+4H2,FeQ+4H2些遢3Fe+4H2O互為可逆反應。(義)

(2)Pb+PbO24-2U2SO,美常2PbS(h+21l2()電池反應為可逆反應。(X)

(3)由2s()2(g)+02(g)A//=-196?6kj?mol7知,2molSO2與1mol02

在恒壓密閉容器中充分反應,可放出196.6kJ的熱量。:X)

(4)化學反應達平衡后,反應物和生成物的濃度或百分含量相等。(X)

V

(5)恒溫恒容下進行的可逆反應:2SO2(g)+02(g)v2S0:t(g),當SO,的生成速率與$02的

消耗速率相等時,反應達到平衡狀態(tài)。(X)

(6)在2L密閉容器內,800℃時反應體系中,當該容梏內顏

色保持不變時能說明該反應已達到平衡狀態(tài)。(J)

(7)對于反應2A(g)+B(s)^=^3C(g),在恒溫恒容密閉容器中反應,當混合氣體的密度或

壓強保持不變時,都說明反應已達平衡狀態(tài)。(J)

(8)對于反應A(g)+B(g)\、C(g)+D(g),壓強不隨時間而變,說明反應已達到平衡狀態(tài)。

(X)

拓展應用

對于可逆反應2N0(g)+O2㈤、'2NO2(g)。

(1)現向恒容密閉容器中加入含途。的氧氣,達到平衡后,叱)存在于中;達到平衡的

過程中,正反應速率漸漸(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________o

a.r(N02)=2r(02)

b.容器內氣體總物質的量保持不變

c./逆(N0)=2【,正(0J

d.容器內氣體的密度保持不變

答案(】)。2、N()2、NO減小(2)b、c

思維探究

肯定溫度下,向?恒容密閉容器中充入肯定量的比、L(g),混合氣體的平均相對分子質量保

持不變能否說明反應已達平衡?

C./正(&)=3/逆(CO?)

D.斷裂3molH—H鍵的同時,形成2mol0—卜1鍵

答案C

4.在1L定容的密閉容器中,可以證明可逆反應N2(g)+3HKg)-------2NL(g)已達到平衡

狀態(tài)的是()

A.C(N2):C(H2):C(NH3)=1:3:2

B.一個N三N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵生成

C.其他條件不變時,混合氣體的密度不再變更

D.2P正@)=33(ML)

解析A項,。他):。仇):c(NH;i)=1:3:2不能說明各物質的濃度不變,因而不能說明反應

達到平衡,錯誤;B項,一個N三N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵生成,能說明正、逆反應速

率相等,止確;C項,混合氣體的密度不再變更,不能說明達到反應平衡,錯誤;D項,正

(NJ=P逆(NHJ時,正、逆反應速率才相等,才達到平衡,錯誤。

答案B

[實力點提升]

5.肯定溫度下,反應ND(g)\、2N()2(g)的焙變?yōu)锳//o現將.1molNO充入一恒壓密閉

容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是()

A.①②B.②④C.③④D.①④

解析因反應容器保持恒壓,所以容器體積隨反應進行而不斷變更,結合P氣=3,可?知,氣

體密度不再變更,說明容器體積不再變更,即氣體的物質的量不再變更,反應達到平衡狀態(tài),

①符合題意;無論是否平衡,反應的△〃都不變,②不符合題意;反應起先時,加入1molN2O1,

隨著反應的進行,的濃度漸漸變小,故人(凡0)漸漸變小,直至達到平衡,③不符合題意;

NzOi的轉化率不再變更,說明反應達到平衡狀態(tài),④符合題意,故選【)。

答案D

6.肯定溫度下的恒容容器中,反應從正反應一端起先,當下列物理量不再發(fā)生變更時:①混

合氣體的壓強,②混合氣體的密度,③混合氣體的總物質的量,④混合氣體的平均相對分子

質量,⑤混合氣體的顏色,⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比,⑦某種氣

體的百分含量

(D能說明2S02(g)+02(g)\、2S0Kg)達到平衡狀態(tài)的是________o

⑵能說明L(g)+H2(g)\、2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是<,

⑶能說明C(s)+C02(g)\、2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(4)能說明NH2C00NH.(S)L-、2NH3(g)+CO?(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(5)若上述題目中的(1)?⑶改成肯定溫度卜的恒壓密閉容器,結果乂如何?

答案(1)??④⑦(2)⑤⑦(3)①@③④⑦

⑷①②③⑸②③⑤⑦②③④⑦

[名師點撥]

突破化學平衡狀態(tài)推斷的兩個提示

(D化學平衡狀態(tài)推斷“三關注”

關注反應條件:是恒溫恒容,恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關注反應特點:是等體積反應,

還是非等體積反應;關注特殊狀況:是否有固體參與或生成,或固體的分解反應:投料比是

否符合等于計量數比。

⑵不能作為“標記”的五種狀況

①某狀態(tài)點的信息,如2s&(g)+02(g)=2S03(g),c(S02):c(S02):c(SOs)。

②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變更,如

2HI(g)、、H2(g)+l2(g)。

③全是氣體參與的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不再隨時間而變更,如

V

2HI(g)vH2(g)+I2(g)o

④全是氣體參與的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。

⑤投料比等于計量數時,反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數

之比。

[高考真題體驗]

7.(2024?浙江4月)反應N2(g)+3H2(g)、、2NHKg)&HV0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)

生,下列選項表明肯定已經達平衡狀態(tài)的是()

A.容器內的溫度不再變更

B.容器內的壓強不再變更

C.相同時間內,H—H斷開鍵的數目和生成N—H鍵的數目相等

D.容器內氣體的濃度比為:。他):c(HJ:c(NH:J=l:3:2

解析該反應在絕熱容器口進行且為放熱反應,當放出的熱量不再變更時則可以推斷反應為

平衡狀態(tài),故A正確;反應在恒壓中進行,壓強始終不變,故B錯誤;斷開H—H鍵和生成N—H

鍵都指正反應速率,故C錯誤;在反應過程中各物質的濃度比為c(N“:C(H2):c(NH.O=

1:3:2為某一狀態(tài)點,無法推斷反應是否達到平衡,D錯誤;答案選A。

答案A

-I-1

8.(2024?全國II【節(jié)選)298K時,將20mL3%mol-LXa3AsO3.20mL3xmol-LL和20

-

mLNaOH溶液混合,發(fā)生反應:AsOf(aq)+I2(aq)+2OH(aq)\、AsO『(aq)+2「(aq)+

H2(D°溶液中c(AsOT)與反應時間(力的關系如圖所示。

r/min

下列可推斷反應達到平衡的是(填標號)。

a.溶液的pH不再變更

b.r(I-)=2r(As(^-)

u.c(AsO『)/c(AsO廠)不再變更

cl.。(1—)=ymol?L-1

解析a項,隨反應進行,溶液的pH不斷降低,當陽不再變更時,說明反應達到了平衡;b

項,速率之比等于化學計量數之比,該結論在任何時刻都成立,故無法推斷是否達到平衡;c

項,隨反應進行,c(AsO;)不斷增大,c(As(T)不斷減小,當二者比值不變時,說明二者濃度

不再變更,則反應達到平衡;d項,由圖像并結合方程式可知,平衡時c0F)=2ymol/L,故

當。(1一)=/moi/L時,反應未達到平衡。

答案ac

考點二化學平衡移動

I高效學習課堂內外學考一體

[學在課內]

1.化學平衡的移動

平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)一不平衡狀態(tài)一新平衡狀態(tài)”的過程??隙l件下的平衡體

系,條件變更后,平衡可能發(fā)生移動,如下所示:

2.外界因素對化學平衡移動的影響

(1)影響化學平衡的因素

條件的變更(其他條件不變)化學平衡的移動

增大反應物濃度或減

向正反應方向移動

小生成物濃度

濃度

減小反應物濃度或增

向逆反應方向移動

大生成物濃度

反應前后氣體分子數增大壓強向氣體體積減小的方向移動

壓強(對有氣

變更減小壓強向氣體體積增大的方向移動

體存在的反

反應前后氣體分子數

應)變更壓強平衡丕移動

六變

上升溫度向吸熱反應方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應方向移動

催化劑運用催化劑平衡丕移動

(2)勒夏特列原理

假如變更影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參與反應的化學物質的濃度),平衡

將向著能夠減弱這種變更的方向移動。

[名師點撥]

化學平衡移動的目的是“減弱”外界條件的變更,而不是“抵消”外界條件的變更,變更是

不行逆轉的。新平衡時此物理量更靠近于變更的方向。

(3)平衡移動原理導圖

化學平衡發(fā)生移動

I原因I

原平衡狀態(tài)條件改變新平衡狀態(tài)

U

逆---->。正當區(qū)---->心:=「'逆

結u果

相關物理法為q二":>相關物理R為Q

方向判定

特殊提示

變更固體或純液體的化學反應化學平衡

?量無氣體反應變更壓強速率不變不移動

②“惰性氣體”對化學平衡的影響

恒溫、恒原平衡體系充入道隹氣體體系總壓強增大一體系中各組分的

容條件濃度不變一平衡不移動

原平衡體系充人道生氣體容器容積增大,各反應氣體的分壓減

恒溫、

小一體系中各組分的濃度同倍數減小

恒壓

反應前后戈體體?不變反應-m也

條件

-反應前后氣體體僅可變反應平衡向氣體體積

一增大的方向移動

③同等程度地變更反應混合物中各物質的濃度時,應視為壓強的影響。

[考在課外]

教材延長

推斷正誤

(1)溫度變更,平衡肯定發(fā)生移動。(J)

(2)增加反應物的量平衡肯定會正向移動。(X)

(3)合成氨反應需運用催化劑,說明催化劑可以促進該平衡向生成氨的方向移動。(X)

(4)不論恒溫恒容,還是恒溫恒壓容器,加入稀有氣體,平衡皆發(fā)生移動。(X)

(5)化學平衡向正向移動,說明正反應速率肯定增大。(X)

(6)變更某一條件,/正、修均增大且平衡不移動,該條件肯定為加入催化劑。(X)

(7)上升溫度,平衡向吸熱反應方向移動?此時/放減小,I,吸增大。(X)

(8)C(s)+C02(g)T------2C0(g)bH>0,只上升溫度,反應速率《0。和CO?的平衡轉化率

均增大(J)

(9)起始加入原料的物質的量相等,則各種原料的轉化率肯定相等。(X)

(10)通過變更一個條件使某反應向正反應方向移動,轉化率肯定增大。(X)

(11)往平衡體系FeCh+3KSCNT^Fe(SCN)3+3KC1中加入適量KC1固體,平衡逆向移動,

溶液的顏色變淺。(X)

(12)變更某條件平衡向正反應方向移動,體系中生成物的百分含量肯定增大。(X)

(13)化學平衡發(fā)生移動,化學反應速率肯定變更:化學反應速率變更,化學平衡也肯定發(fā)生

移動。(X)

拓展應用

某溫度下,在密閉容器中S0?、。2、S03三種氣態(tài)物質建立化學平衡后,變更條件對反應2s()2(g)

+02(g)\、2S0Kg)A小0的正、逆反應速率的影響如圖所示:

試依據圖像分析對應變更的條件分別為:

A_______B_______C_______D

答案升溫增大c(0”或增大。(S02)加催化劑降壓

思維探究

對于的平衡體系,壓縮體積,混合氣體的顏色如何變更?

答案壓縮時,氣體顏色變深,一段時間后變淺,但比原來深。

對接高考分層訓練逐級突破

[基礎點鞏固]

V

1.COCl2(g)VC0(g)+Cl2(g)△及0,當反應達到平衡時,下列措施:①升溫②恒

容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COC1

轉化率的是()

A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥

解析該反應為體積增大的吸熱反應,所以升溫柔減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入

惰性氣體,相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度,將

導致平衡逆向移動。

答案B

2.將等物質的量的X、Y氣體充入某密閉容器中,肯定條件下,發(fā)生如下反應并達到平衡:

V

X(g)+3Y(g)K2Z(g)△水0。變更某個條件并維持新條件直至達到新的平衡,下表中

關于新平衡與原平衡的比較正確的是()

選項變更的條件新平衡與原平衡比較

A上升溫度X的轉化率變小

B增大壓強X的濃度變小

C充入肯定量YY的轉化率增大

D運用適當催化劑X的體積分數變小

解析升溫,平衡向吸熱反應的方向移動,即逆向移動,X的轉化率變小,A項正確;增大壓

強,平衡向氣體分子數減小的方向移動,即正向移動,X的物質的量減小,但由于容器體積減

小,各組分的濃度均比原平衡的大,故B項錯誤;增大一種反應物的濃度,能夠提高另一種

反應物的轉化率,而其本身的轉化率降低,故C項錯誤;催化劑只能變更反應速率,不影響

平衡狀態(tài),故各物質的體積分數不變,D項錯誤。

答案A

3.在一個不導熱的密閉反應器中,發(fā)生兩個反應:

V

A(g)+B(g)v2C(g)A〃V0

X(g)+3Y(g)、、2Z(g)A^>0

進行相關操作且達到平衡后(忽視體積變更所做的功),下列敘述錯誤的是()

A.恒壓時,通入惰性氣體,C的物質的量不變

B.恒壓時,通入Z氣體,反應器中溫度上升

C.恒容時,通入惰性氣體,各反應速率不變

D.恒容時,通入Z氣體,Y的物質的量濃度增大

解析恒壓時,通入情性氣體,容器體積增大,相當于壓強減小,故平衡X(g)+

3Y(g)--、2Z(g)左移,放熱,溫度上升,導致平衡A(g)+B(g)l、2C(g)左移,C的

物質的量減小。

答案A

4.在壓強為0.1MPa、溫度為300C條件下,amolCO與3amol壓的混合氣體在催化劑作

用下發(fā)生反應生成甲醇:

CO(g)+2H2(g),、CH:OH(g)A/AOo

⑴平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半,其他條件不變,對平衡體系產生的影響是

(填字母)。

A.c(Ha)減小

B.正反應速率加快,逆反應速率減慢

C.反應物轉化率增大

D.重新平衡減小

(2)若容器容積不變,下列措施可增大甲醇產率的是_____(填字母)。

A.上升溫度

B.將CH30H從體系中分別

C.充入He,使體系總壓強增大

答案(l)CD(2)B

[名師點撥]

平衡移動方向推斷的思維模型

[實力點提升]

5.密閉容器中進行的可逆反應aA(g)+加(g)^^=^8(g)在不同溫度(不和為及壓強(。和

R)下,混合氣體中B的質量分數MB)與反應時間(。的關系如圖所示。下列推斷正確的是

()

A.7K冕,a+b>c,正反應為吸熱反應

B.T,T?,R<R,a+從。,正反應為吸熱反應

C.T<“,a+從c,正反應為吸熱反應

D.T〉Ti,0>R,a+力c,正反應為放熱反應

解析比較R,0、E,。兩線可知T,九該反應為吸熱反應,比較T、,九。兩線可知

尺>",該反應為氣體分子數增大的反應,即a+樂。。綜合以上分析B項正確。

答案B

6.有一化學平衡旅(g)+加(g)F=^c(g)+a)(g),如圖表示的是A的轉化率與壓強、溫度

的關系。下列敘述正確的是()

7代

A.正反應是放熱反應;/〃+〃>〃+g

B.正反應是吸熱反應;m+n<p+q

C.正反應是放熱反應;〃<〃+(?

D.正反應是吸熱反應;/+〃>夕+。

解析圖像中有三個量,應定一個量來分別探討另外兩個量之間的關系。定壓強,探討7與A

的轉化率的關系:同一壓強下,溫度越高,A的轉化率越高,說明正反應是吸熱反應;定溫度,

探討壓強與A的轉化率的關系:同一溫度下,壓強越大,A的轉化率越高,說明正反應是體積

縮小的反應,即■力0+q。

答案D

7.在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體,在肯定條件下發(fā)生反應:2A(g)+B(g)vV2C(g)

卜及0。達到平衡后,變更一個條件⑺,下列量(力肯定符合圖中曲線的是()

選項Xy

A通入A氣體B的轉化率

B加入催化劑A的體積分數

C增大壓強混合氣體的總物質的量

D上升溫度混合氣體的總物質的量

解析A項,當通入A氣體時,平衡向正反應方向移動,B的轉化率增大,正確;B項,加入

催化劑只能變更反應速率,平衡不移動,A的體積分數不變,錯誤;C項,增大壓強,平衡向

正反應方向移動,混合氣體的總物質的量減小,錯誤;D項,正反應為吸熱反應,上升溫度,

平衡向吸熱反應方向移動,混合氣體的總物質的最減小,錯誤。

答案A

8.向某容積為2L的恒容密閉容器中充入2molX(g)和1molY(g),發(fā)生反應2X(g)+

V

Y(g)K3Z(g)o反應過程中,持續(xù)上升溫度,測得混合體系中X的體積分數與溫度的關

系如圖所示。下列推斷正確的是()

A.必點時,Y的轉化率最大

B.上升溫度,平衡常數減小

C.平衡后充入X,達到新平衡時X的體枳分數減小

D.W,M兩點Y的正反應速率相同

解析。點時體系中X的體積分數最小、轉化率最大,故0點時Y的轉化率最大,A項錯誤;

。點前X的體積分數漸漸減小,。點后X的體積分數漸漸增大,故。為平衡點,。前的點均未

達到平衡,。后的點均已達到平衡,升溫平衡向逆反應方向移動,說明正反應為放熱反應,上

升溫度,平衡常數減小,B項正確;反應物有X、Y兩種,平衡后充入X,達到新平衡時X的

體枳分數增大,C項錯誤;//點對應的溫度低于"點對應的溫度,溫度越高,反應速率越快,

所以1點Y的正反應速率小于"點Y的正反應速率,D項錯誤。

答案B

[名師點撥]

一、常規(guī)化學平衡的圖像類型

1.濃度一時間圖像

2.含量一時間一溫度(壓強)圖像

常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,I強指反應物的百分含量。

(1)

3用催化劑5不用)

(4>工.正反應為吸熱反應1

⑴>T”正反應為放熱反應?

(小>內,正反應為氣體體積減小的反應)

(Pl〉加正反應為氣體體枳增大的反應)

3.恒溫(壓)線

二、幾種特殊圖像

1.對于化學反應就(g)+/B(g),:pC(g)+d(g),V點前,表示化學反應從反應物起先,

則必點為剛達到的平衡點。.獷點后為平衡受溫度的影響狀況,即升溫,A%增大(C%減

小),平衡逆向移動,△從0。

oT

2.對于化學反應加(g)+/?B(g)王4(g)+<?D(g),L線上全部的點都是平衡點。左上方

(£點),A%大于此壓強時平衡體系中的岷,〃點必需向正反應方向移動才能達到平衡狀杰,所

以,/點。正》/逆;則右下方(/點)?/正</逆。

三、解決化學平衡圖像題的步驟

--看面(縱、橫坐標的意義)

-二看線(線的走向和變化趨勢)

看圖像?三看點(起點、拐點、終點)

-四看輔助戰(zhàn)(如等溫線、等壓線、平街線)

-五看量的變化(如求度變化、溫度變化)

X聯想平街移動原理,分析條件對反應速率、

想規(guī)律

工化學平衡移動的影響

利用原理,結合圖像,分析困像中所代表,

作,一列斯,應速率變化或化學平街的線,作出判斷

四、方法技巧

1.先拐先平

在含量(轉化率)一時間曲線中,先出現拐點的先達到平衡,說明該曲線反應速率快,表示溫

度較高、有催化劑、壓強較大等。

2.定一議二

當圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再探討另外兩個量的關系,有時還須要作協助線。

3.三步分析法

一看反應速率是增大還是減小;二看『正、”的相對大?。蝗椿瘜W平衡移動的方向。

[高考真題體驗]

9.(2024?天津理綜,5)室溫下,向圓底燒瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr的氫嗅酸,

溶液中發(fā)生反應:GHsOH+HBrv^GH.sBr+H^O,充分反應后達到平衡。已知常壓下,C:,HsBr

和3卜011的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有關敘述錯誤的是()

A.加入NaOH,可增大乙醇的物質的量

B.增大HBr濃度,有利于生成CMBr

C.若反應物均增大至2mol,則兩種反應物平衡轉化率之比不變

D.若起始溫度提高至60C,可縮短反應達到平衡的時間

解析加入NaOH,c(HBr)減小,平衡向逆反應方向移動,乙醇的物質的量增大,A項正確:

增大HBr濃度,平衡向正反應方向移動,有利于生成C2HBr,B項正確;若反應物依據化學計

量數之比加入溶液中,則各物質的平衡轉化率相等,故反應物均增大至2m。1,兩種反應物平

衡轉化率之比不變。C項正確;若起始溫度提高至60°C,生成物G出Br為氣態(tài),能夠從反應

體系中逸出,導致反應不斷向正反應方向進行,因此不能縮短反應達到平衡的時間,D項錯誤。

答案D

10.(1)[2024?課標仝國山,28(3)]對于反應2SiHCL(g)1------XiHzClz(g)+SiCL(g),采

納大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323K和343K時SiHCh的轉化率隨時間變更的結

果如圖所示。

25

20

15

10

5

0KM)2(x>:?X)UM)

r/min

在343K下:要提高SiHCL轉化率,可實行的措施是;要縮短反應達到平

衡的時間,可實行的措施有、0

(2)(2024?北京理綜)已知反應H為S02+2H2()+l2=S07+21一+41「,對反應H,在某一投料

比時,兩種壓強下,IbSOi在平衡體系中物質的量分數隨溫度的變更關系如圖所示。

R填“>”或“<”),得出該結論的理由是

:10?

C

S

7

H

(3)(2015,全國卷I)Bodensteins探討了下列反應:2HI(g)、------H?(g)+12(g)在716K時,

氣體混合物中碘化氫的物質的量分數*(H【)與反應時間Z的關系如下表:

t/min020406080120

>(川)10.910.850.8150.7950.784

x(HI)00.600.730.7730.7800.784

由上述試驗數據計算得到「正?WHI)和小?*(IL)的關系可用下圖表示。當上升到某一溫度時,

反應重新達到平衡,相應的點分別為(填字母)。

解析(1)依據化學平衡移動原理并結合該反應特點,剛好分別誕生成物可提高反應物的轉化

率??s短反應達到平衡的時間,實質就是提高反應速率,可采納加壓的方式或選擇更為高效

的催化劑。

(3)原平衡時,x(HI)為0.784,*a)為0.108,二者圖中縱坐標均約為。6(因為平衡時『正=

v逆),上升溫度,正、逆反應速率均加快,對應兩點在L6上面,上升溫度,平衡向正反應

方向移動,方HI)減小(4點符合),x(W)增大(£點符合)。

答案(D剛好移去產物改進催化劑提高反應物壓強:濃度)

(2)>反應0是氣體物質的量減小的反應,溫度肯定時,增大壓強使反應正向移動,H60i的

物質的量增大,體系總物質的量減小,H6O,的物質的量分數增大

(3)4點、£點

核心素養(yǎng)提升創(chuàng)新思維關鍵能力

一、等效平衡一平衡狀態(tài)比較的紐帶,提升學生的“模型認知”素養(yǎng)

素養(yǎng)說明:平衡狀態(tài)比較是近幾年高考中的常涉題型。對新、舊平衡間某量關系比較有困難

時,則可借助等效平衡,使困難的問題簡潔化。解題時允構建一個與原平衡等效的“虛擬的

第三平衡”,然后與新平衡聯系參照對比,從而促使條件向結論轉化,提升學生的模型認知

素養(yǎng)。

[名師點撥]

1.定義:在肯定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應起先,

還是從逆反應起先,還是正、逆反應同時投料,達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分

含量(質量分數、物質的量分數、體積分數等)均相同。

2.形成等效平衡的條件

換算成化學方程式同一邊物質,具濃度相同。(反應前后分了數相等的反應由于具平衡狀態(tài)不

隨壓強變更,其濃度可不同)

3.等效平衡分類及規(guī)律

等效類型①②③

條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓

反應的反應前后氣體分子數

任何可逆反應任何可逆反應

特點相等

換算為化學方程式同換算為化學方程式一換算為化學方程式同

起始投料一邊物質,其“量”邊物質,其“量”符一邊物質,其“量”

相同合同一比例符合同i比例

質量分數(遙)相同相同相同

平衡

濃度(。)相同成比例相同(氣體)

特點

物質的量(")相同成比例成比例

等效平衡判斷“四步曲”

觀察可逆反應桿點(物質狀態(tài)、氣沐分子數).判

斷反應是前后等氣體分子數的可逆反應還是反

應前后不等氣體分子數的可違反應

挖掘期日條件,區(qū)分恒溫恒容還是恒溫恒壓,

注意密閉容器不等于恒容容豁

采用一邊倒法,將起始物質轉化成一邊的物質

聯系等效平衡判斷依據,結合題目條件判斷是

哪種等效平衡并注意此類等效平衡特點

4.構建模板

(1)構建等溫等容平衡思維模式(見圖示):新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡潔的疊加并

壓縮而成,相當于增大壓強。

起始平衡

M爵噸K茴

(2)構建等溫等壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例,見圖示):新平衡狀態(tài)可認

為是兩個原平衡狀態(tài)簡潔的疊加,壓強不變,平衡不移動。

起始.平.新平街

ra-EWoi

國一EJ產七I

[題組訓練]

1.(2024?江蘇化學,改編)肯定溫度下,在3個體積均為1.0L的恒容密閉容器中反應2H式g)

+CO(g)?CH:QH(g)達到平衡,下列說法正確的是()

物質的平衡濃

物質的起始濃度/mol,L-1

容器溫度/K度/mol-L-*

。仇)c(C0)C(CH30H)c(ClhOH)

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

in500000.100.025

A.該反應的正反應吸熱

B.達到平衡時,容器I中反應物轉化率比容器n中的大

c.達到平衡時,容器II中。(也)大于容器in中。(“)的兩倍

D.達到平衡時,容器III中的正反應速率比容器I中的大

解析對比容器I和HI可知兩者投料量相當,若溫度相同,最終建立等效平衡,但in溫度高,

平衡時c(CH:QH)小,說明平衡向逆反應方向移動,即逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,

A錯誤;I[相對于I成比例增加投料量,相當于加壓,平衡正向移動,轉化率提高,所以I【中

轉化率高,B錯誤;不考慮溫度,II中投料量是IH的兩倍,相當于加壓,平衡正向移動,所以

H中。(1坊小于III中。(11”的兩倍,且IH的溫度比II高,相對于II,平衡向逆反應方向移動,

c(Hj增大,C錯誤;對比I和山,溫度相同,兩者建立等效平衡兩容器中速率相等,但HI溫

度高,速率加快,D正確。

答案D

2.在一恒溫容積為2L的容器中,加入1molX(g:)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+

成(g)、、Z(g),平衡時,X、Y、Z的體積分數分別為30樂60%,10%o在此平衡體系中

加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是()

A.m=2

B.兩次平衡的平衡常數相同

C.X與Y的平衡轉化率之比為1:1

0.其次次平衡時,Z的濃度為0.4mol?

解析在此平衡體系中加入ImolZ(g),則可等效為兩等效平衡體系合并,在合并瞬間X、Y、

Z的體積分數不變,但單位體積內體系分子總數增多,依據勒夏特列原理平衡應朝氣體計量數

和減小方向移動,但再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變,則說明/1=3,故w=2,

A項正確;同一化學反應的平衡常數只與溫度有關,兩次平衡溫度不變,故兩次平衡的平衡常

數相同,B項正確;m=2,則起始量X與Y之比為1:2,則反應過程中由方程式可知反應的X

與Y之比為1:2,故X與Y的平衡轉化率之比為1:1,C項正確:/77=2,則該反應為反應前

后氣體總量不變的反應,故其次次平衡時Z的物質的量為:4X10%=0.4(moD,故Z的濃度

為0.4mol4-2L=0.2mol/L,故D項錯誤。

答案D

3.相同溫度下,有相同容積的甲、乙兩容器,甲容器中充入1gN2fll1g112,乙容器中充入

2gN?和2gH2O下列敘述中不正確的是()

A.化學反應速率:乙〉甲

B.平衡后Nz的濃度:乙〉甲

C.壓的轉化率:乙〉甲

D.平衡混合氣中H,的體積分數:乙,甲

解析容器中發(fā)生的反應為N2(g)+3H2(g)^^=^2NH(g)。相同容積的容器中充入不同量的

反應物,乙容器中壓強大,化學反應速率:乙〉甲,A正確。依據勒夏特列原理可知,平衡時

乙容器中岫的濃度應大于甲容器,但會小于甲容器中凡濃度的2倍,B正確。乙容器中壓強

較大,平衡向正反應方向移動,所以比的轉化率:乙〉甲,C正確。平衡混合氣中山的體積

分數:乙〈甲,D錯誤。

答案D

二、化學平衡移動原理在化工生產中的運用,培育學生的社會責任感

素養(yǎng)說明:從化學反應速率、化學平衡的角度綜合分析,選擇與優(yōu)化化工生產條件是2D24級

教學指導看法中的評價內容,也是高考命題的重要素材。從理論動身結合生產實際優(yōu)化生產

條件與措施,培育學生學問服務于社會的責任感。

[名師點撥]

1.總體原則

(1)化工生產相宜條件選擇的一般原則

條件原則

從化學反應速率分析既不能過快,又不能太慢

從化學平衡移動分析既要留意外界條件對速率和平衡影響的一樣性,又要留意二者影

響的沖突性

增加易得廉價原料,提高難得高價原料的利用率,從而降低生產

從原料的利用率分析

成本

從實際生產實力分析如設備承受高溫、高壓實力等

從催化劑的運用活性分

留意催化劑的活性對溫度的限制

(2)平衡類問題需考慮的幾個方面

①原料的來源、除雜,尤其考慮雜質對平衡的影響。

②原料的循環(huán)利用。

③產物的污染處理。

④產物的酸堿性對反應的影響。

⑤氣體產物的壓強對平衡迨成的影響。

⑥變更外界條件對多平衡體系的影響。

2.典型實例一一工業(yè)合成颯

(1)反應原理

V-1

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△〃=-92.4kJ?mol

(2)反應特點:①反應為可逆反應;②正反應為放熱反應;③反應物、生成物均為氣體,旦正

反應為氣體物質的量減小的反應。

(3)反應條件的選擇

對化學反

反應對平衡混合物中

應速率的合成氨條件的選擇

條件氨含量的影響

影響

壓強增大,有利于氨的合成,但須

增大增大反應平衡正向移動,提高平衡混

要動力大,對材料、設備的要求高。

壓強速率合物中氨的含量

故采納10?30MPa的面壓

溫度要相宜,既要保證反

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