2022高考化学一轮复习教案：第7章 第2讲 化学平衡及其移动

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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＝)、气体的平均相对分子质量[M＝]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Qc＝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：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2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)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是(　　)
①C的生成速率与C的分解速率相等；②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；③B的浓度不再变化；④混合气体总的物质的量不再发生变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3；⑥混合气体的密度不再变化。
A．①②③　　　　　　　　 B．①③④⑥
C．①③⑥　　　 D．①③④
C　[C的生成速率与C的分解速率相等，说明正逆反应速率相等，①正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间生成a mol A，同时生成3a mol B，②错误；当反应达到化学平衡状态时，各物质的浓度不变，③正确；气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，④错误；平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，⑤错误；A为固体，当反应达到平衡状态时，气体的总质量不变，反应达到平衡状态，⑥正确。]

[通关3] (2021·吉林白城期初调研)一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)

A．①② B．②④
C．③④　　　 D．①④
D　[ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。]
[通关4] (深度思考)在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是________。
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦
(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦

知识点2　化学平衡移动及影响因素

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，不发生平衡移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
3．影响化学平衡的因素
(1)文字描述
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
“惰性气体”(非反应气体)对化学平衡的影响
①恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同等倍数减小

(2)图像分析
①浓度对化学平衡的影响

②压强对化学平衡的影响


③温度对化学平衡的影响
　　
④催化剂对化学平衡的影响

4．勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理的适用对象是处于平衡状态的可逆反应，非可逆反应及处于非平衡状态的可逆反应均不能用勒夏特列原理来解释。

[通关1] (易错排查)判断正误
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(×)
(2)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(×)
(3)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(√)
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(√)
(5)向平衡体系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(×)
(6)在恒温恒容的密闭容器中发生反应3CO(g)＋Fe2O3(s) 2Fe(s)＋3CO2(g)到达平衡，充入氩气，原平衡不发生移动(√)
[通关2] (2021·海南三亚检测)下列事实中，不能用勒夏特列原理加以解释的是(　　)
A．夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动
D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体颜色变浅
C　[考查溶解平衡CO2(g) CO2(aq)，压强减小，则平衡向逆反应方向移动，形成大量气体逸出，A项正确；考查温度、浓度、酸碱性对NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡移动的影响，B项正确；催化剂同等程度地加快正、逆反应的速率，平衡不移动，C项错误；温度对平衡2NO2N2O4产生影响，而气体颜色深浅与c(NO2)有关，D项正确。]

[通关3] (人教选修4·P24，2题改编)某温度下，密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)＋cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是(　　)
A．可逆反应的化学方程式的化学计量数：a＞b＋c
B．压缩容器的容积时，v正增大，v逆减小
C．达到新平衡时，物质X的转化率减小
D．达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大
C　[体积缩小，假设平衡不移动，则Y和Z的浓度应该为原来的2倍，而实际上为1.8倍，则表明平衡向逆反应方向移动，压强增大，v正、v逆均增大，且v逆＞v正，向Y、Z消耗的方向即逆反应方向移动，则b＋c＞a，A、B项错误；X的转化率减小，C项正确；混合物中Z的质量分数减小，D项错误。]

[通关4] (2020.7·浙江选考)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是(　　)
A．温度0 ℃、压强50 kPa
B．温度130 ℃、压强300 kPa
C．温度25 ℃、压强100 kPa
D．温度130 ℃、压强50 kPa
D　[测定NO2的相对分子质量时，由于存在可逆反应2NO2(g)N2O4(g)，气体中必然存在N2O4，混合气体的平均相对分子质量在46～92之间，测定结果偏大。若让误差最小，应使得平衡逆向移动，减少N2O4的含量。该反应是放热反应，升温有利于逆向进行；该反应是气体分子数减小的反应，减压有利于逆向进行，故适宜的条件应为高温、低压，选项中温度最高为130℃，压强最小为50kPa，D项符合题意。]
[通关5] (2020.7·浙江选考)5 mL 0.1 mol·L－1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是(　　)
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数K＝
D　[加入苯，I2易溶于苯，促使平衡正向移动，A项正确；根据题中数据，FeCl3少量，加入KSCN，溶液呈血红色，则萃取后的溶液中仍然存在Fe3＋，说明该反应存在限度，B项正确；加入FeSO4，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C项正确；该表达式中缺少了c(I2)，D项错误。]


训练(三十五)　化学平衡及其移动

1．(2021·河南部分重点校联考)在恒温恒容的密闭容器中发生反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0，下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
①反应速率5v(NH3)＝4v(O2)　②体系的压强不再发生变化　③混合气体的密度不再发生变化　④气体的平均摩尔质量不再发生变化　⑤单位时间内生成5 mol O2，同时断裂12 mol O—H键　⑥NO的浓度不变
A．②④⑥　　　　　 B．①②④⑥
C．②⑤⑥　　　 D．①②③④⑤
A　[无论反应是否达到平衡，用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，v(NH3)∶v(O2)＝4∶5，则有5v(NH3)＝4v(O2)，①错误；该反应的正向是气体总分子数增加的反应，恒温恒容时，体系的压强不变，则气体总物质的量不变，达到平衡状态，②正确；恒容时，反应中各物质均为气体，则混合气体的密度始终不变，③错误；气体的总质量一定，平均摩尔质量不变，则气体总物质的量不变，该反应达到平衡状态，④正确；单位时间内生成5 mol O2必然消耗6 mol H2O，断裂12 mol H—O键，不能判断是否平衡，⑤错误；NO的浓度不变，则其消耗速率等于生成速率，该反应达到平衡，⑥正确。]
2．(2021·山东日照检测)对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔHv(逆)　⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③　　　 D．④⑤
B　[A是固体，其量的变化对平衡无影响，①错误；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，④正确；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，②错误；此反应为反应前后气体分子数不变的反应，故增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大，③错误；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变，⑤错误。]
3．(2021·北京师大附中检测)实验：
①0.005 mol/L FeCl3溶液和0.015 mol/L KSCN溶液各1 mL混合得到红色溶液a，均分溶液a置于b、c两支试管中；
②向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液，溶液颜色加深；
③再向上述b溶液中滴加3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液颜色变浅且出现浑浊；
④向c中逐渐滴加1 mol/L KSCN溶液2 mL，溶液颜色先变深后变浅。
下列分析不正确的是(　　)
A．实验②中增大Fe3＋浓度使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动
B．实验③中发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
C．实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同
D．实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响
C　[实验②中增大Fe3＋浓度使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动，c[Fe(SCN)3]增大，溶液的红色加深，A项正确；实验③中滴加3滴1 mol/L NaOH溶液，发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3逆向移动，溶液的颜色变浅，B项正确；实验④逐渐滴加1 mol/L KSCN溶液，使平衡正向移动，后继续加溶液相当于稀释，红色变浅，二者原因不同，C项错误；根据上述分析，实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响，D项正确。]
4．(2021·山东日照实验中学检测)一定条件下，反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH>0，达到平衡状态后，分别改变某个条件，下面四个说法中，条件改变、影响原因及影响结果均正确的是(　　)

条件改变
影响原因
影响结果
A
适当缩小容器的容积
活化分子所占百分比增大，正逆反应速率均同等程度加快
平衡不移动
B
适当升高温度
活化分子所占百分比增大，正逆反应速率加快，逆反应速率减慢
平衡正向移动
C
加入催化剂
分子能量增大，活化分子所占百分比增大，正逆反应速率均同等程度加快
平衡不移动
D
适当扩大容器的容积
活化分子所占百分比不变，但是单位体积内的活化分子数减少，正逆反应速率同等程度减慢
平衡不移动
D　[缩小容器的容积，单位体积内活化分子的数目增大，正、逆反应速率同等程度加快，平衡不移动，但活化分子所占百分比不变，A项错误；适当升高温度，活化分子所占百分比增大，正、逆反应速率均增大，但正反应速率增大倍数大于逆反应速率，平衡正向移动，B项错误；加入催化剂，降低了活化能，分子能量不变，活化分子数目及所占百分比均增大，正、逆反应速率同等程度加快，平衡不移动，C项错误；扩大容器的容积，单位体积内活化分子数目减少，正、逆反应速率均同等程度地减慢，平衡不移动，D项正确。]
5．下列说法正确的是(　　)
A． (海南卷)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH