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2022版高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第2节化学平衡课件
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这是一份2022版高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第2节化学平衡课件，共60页。PPT课件主要包含了栏目导航，必备知识关键能力，不再改变，易错辨析，答案B，答案D，答案A，气体体积减小，气体体积增大，减弱这种改变等内容，欢迎下载使用。
☞知识点1 可逆反应与化学平衡状态
1.可逆反应【答案】正 逆 同时 小于
可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2.化学平衡状态(1)建立过程。(2)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________，反应物的浓度和生成物的浓度____________，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
(3)特征。【答案】可逆 动态平衡 ＝ ≠
(5)只有可逆反应才存在化学平衡状态( )(6)总压强不变是平衡的标志( )【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
【解析】2 ml N2和3 ml H2反应，假设反应能够进行到底，则3 ml H2完全反应，生成2 ml NH3，此时NH3浓度为0.2 ml·L－1，但由于反应是可逆反应，任何物质都不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2 ml·L－1。
【解析】平衡浓度之比为1∶3，转化浓度也为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C均错误；平衡时Y、Z的生成速率之比应为3∶2，B错误；由可逆反应的特点可知0
A．①② B．②④C．③④D．①④【答案】D
判断化学平衡状态的方法
☞知识点2 化学平衡的移动
1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正>v逆：平衡向________反应方向移动。(2)v正________v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。(3)v正＜v逆：平衡向________反应方向移动。
3.外界因素对化学平衡的影响(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
(2)几种特殊情况说明：①改变固体或纯液体的量，对化学平衡无影响。②“惰性气体”对化学平衡的影响。
③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度始终保持不变。
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________________的方向移动。
化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。建立新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)化学平衡发生移动，速率一定改变；速率改变，化学平衡一定发生移动( )(2)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( )(3)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快( )(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)×
突破一 外界条件对化学平衡移动的影响1．对于某平衡体系，下列措施一定会使平衡移动的是( )A．升高温度 B．使用催化剂C．改变体系压强 D．改变各组分浓度【答案】A【解析】升高温度平衡一定向吸热方向移动，A正确；使用催化剂平衡不移动，B错误；对于没有气体参加的反应或是前后气体体积不变的反应，改变体系压强平衡不移动，C错误；对于反应前后气体体积相等的反应，同比例改变各组分浓度，平衡不移动，D错误。
A．③②① B．③①②C．①②③ D．②①③【答案】A
解答化学平衡移动类试题的一般思路
(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜溶液再生的生产适宜条件应是____________________________。
【答案】Ⅰ.(1)防止CO使催化剂中毒 (2)低温、高压(3)高温、低压Ⅱ.< 在该条件下，CO的转化率已很高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失【解析】Ⅱ.从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故ΔH＜0。综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给条件下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。
【解析】由图像可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知p2＞p1，且压强越大，w(B)越高，说明压强增大平衡向逆反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，即a＋b＜c；压强为p2时，根据到达平衡的时间可知T1＞T2，且温度越高，w(B)越低，说明温度升高平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即Q＞0，B正确。
☞核心素养14 “等效平衡”原理及其应用
“平衡状态比较”在近几年的高考中时常出现，难度较大，不易分析。如果运用“假设—等效”思想去领悟，就容易理解了。此类试题充分体现“证据推理与模型认知”的核心素养。
1．含义：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
3．解题模板：等效平衡判断“四步曲”
[解题思路] 设计过程图示如下：
构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A．乙＝丁＞甲＝丙 B．甲＞乙＞丙＞丁C．乙＝甲＞丁＝丙 D．丁＞丙＞乙＞甲【答案】A
[解题思路]四种情况的反应物起始量可折合成下表情况：所以乙和丁相当于提高了反应物(CO2)的初始量，平衡向正反应方向移动，n(CO)相对于甲和丙提高了，故有乙＝丁＞甲＝丙。
(1)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)。新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
(2)恒温恒容与恒温恒压条件平衡比较模式(起始量相同)
A．该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大【答案】D
【解析】对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中反应物转化率大，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡时两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率加快，达到平衡时，正反应速率大，D正确。
【答案】0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。所以该反应在550 ℃、压强为5.0 MPa时的α大于550 ℃、压强为2.5 MPa时的α，所以推测p1＝5.0 MPa 反应物的起始浓度(组成)、温度、压强
【答案】升高温度 减小压强(增大体积)
3．(2020·全国卷Ⅲ，节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)1∶4 变大 (2)d c 小于【解析】(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO2＋6H2 CH2 ===CH2＋4H2O，因此，该反应中产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4。由于该反应是气体分子数减小的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大。(2) 由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1∶3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1∶4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化的曲线是c。由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH小于0。
4．(2019·江苏卷)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。
【解析】由虚线知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；与X点相同温度下，NO的转化率没有达到最大，所以反应没有达到平衡，如果延长时间，使反应达到平衡，则可以提高NO的转化率，B正确；Y点处，反应已达平衡，通入O2时，平衡正向移动，NO的转化率会提高，C错误；设起始时c(NO)＝a ml·L－1，则：
☞知识点1 可逆反应与化学平衡状态
1.可逆反应【答案】正 逆 同时 小于
可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2.化学平衡状态(1)建立过程。(2)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________，反应物的浓度和生成物的浓度____________，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
(3)特征。【答案】可逆 动态平衡 ＝ ≠
(5)只有可逆反应才存在化学平衡状态( )(6)总压强不变是平衡的标志( )【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
【解析】2 ml N2和3 ml H2反应，假设反应能够进行到底，则3 ml H2完全反应，生成2 ml NH3，此时NH3浓度为0.2 ml·L－1，但由于反应是可逆反应，任何物质都不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2 ml·L－1。
【解析】平衡浓度之比为1∶3，转化浓度也为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C均错误；平衡时Y、Z的生成速率之比应为3∶2，B错误；由可逆反应的特点可知0
A．①② B．②④C．③④D．①④【答案】D
判断化学平衡状态的方法
☞知识点2 化学平衡的移动
1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正>v逆：平衡向________反应方向移动。(2)v正________v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动。(3)v正＜v逆：平衡向________反应方向移动。
3.外界因素对化学平衡的影响(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
(2)几种特殊情况说明：①改变固体或纯液体的量，对化学平衡无影响。②“惰性气体”对化学平衡的影响。
③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度始终保持不变。
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________________的方向移动。
化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。建立新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)化学平衡发生移动，速率一定改变；速率改变，化学平衡一定发生移动( )(2)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( )(3)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快( )(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)×
突破一 外界条件对化学平衡移动的影响1．对于某平衡体系，下列措施一定会使平衡移动的是( )A．升高温度 B．使用催化剂C．改变体系压强 D．改变各组分浓度【答案】A【解析】升高温度平衡一定向吸热方向移动，A正确；使用催化剂平衡不移动，B错误；对于没有气体参加的反应或是前后气体体积不变的反应，改变体系压强平衡不移动，C错误；对于反应前后气体体积相等的反应，同比例改变各组分浓度，平衡不移动，D错误。
A．③②① B．③①②C．①②③ D．②①③【答案】A
解答化学平衡移动类试题的一般思路
(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜溶液再生的生产适宜条件应是____________________________。
【答案】Ⅰ.(1)防止CO使催化剂中毒 (2)低温、高压(3)高温、低压Ⅱ.< 在该条件下，CO的转化率已很高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失【解析】Ⅱ.从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故ΔH＜0。综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给条件下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。
【解析】由图像可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知p2＞p1，且压强越大，w(B)越高，说明压强增大平衡向逆反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，即a＋b＜c；压强为p2时，根据到达平衡的时间可知T1＞T2，且温度越高，w(B)越低，说明温度升高平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即Q＞0，B正确。
☞核心素养14 “等效平衡”原理及其应用
“平衡状态比较”在近几年的高考中时常出现，难度较大，不易分析。如果运用“假设—等效”思想去领悟，就容易理解了。此类试题充分体现“证据推理与模型认知”的核心素养。
1．含义：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
3．解题模板：等效平衡判断“四步曲”
[解题思路] 设计过程图示如下：
构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A．乙＝丁＞甲＝丙 B．甲＞乙＞丙＞丁C．乙＝甲＞丁＝丙 D．丁＞丙＞乙＞甲【答案】A
[解题思路]四种情况的反应物起始量可折合成下表情况：所以乙和丁相当于提高了反应物(CO2)的初始量，平衡向正反应方向移动，n(CO)相对于甲和丙提高了，故有乙＝丁＞甲＝丙。
(1)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)。新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
(2)恒温恒容与恒温恒压条件平衡比较模式(起始量相同)
A．该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大【答案】D
【解析】对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中反应物转化率大，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡时两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率加快，达到平衡时，正反应速率大，D正确。
【答案】0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。所以该反应在550 ℃、压强为5.0 MPa时的α大于550 ℃、压强为2.5 MPa时的α，所以推测p1＝5.0 MPa 反应物的起始浓度(组成)、温度、压强
【答案】升高温度 减小压强(增大体积)
3．(2020·全国卷Ⅲ，节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)1∶4 变大 (2)d c 小于【解析】(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO2＋6H2 CH2 ===CH2＋4H2O，因此，该反应中产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4。由于该反应是气体分子数减小的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大。(2) 由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1∶3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1∶4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化的曲线是c。由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH小于0。
4．(2019·江苏卷)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。
【解析】由虚线知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；与X点相同温度下，NO的转化率没有达到最大，所以反应没有达到平衡，如果延长时间，使反应达到平衡，则可以提高NO的转化率，B正确；Y点处，反应已达平衡，通入O2时，平衡正向移动，NO的转化率会提高，C错误；设起始时c(NO)＝a ml·L－1，则：
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