2024版新教材高考化学全程一轮总复习第七章化学反应速率与化学平衡第23讲化学平衡状态化学平衡移动（课件+课时作业+学生用书）（3份）

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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
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。
③反应过程中v正、v逆变化
[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(　　)
×　可逆反应的反应条件必须相同
×　对反应N2＋3H2⇌2NH3若从NH3分解开始，则达到平衡前v逆大于v正
(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(　　)
×　化学反应达到平衡后，反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变，不一定相等
(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(　　)
×　该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应，反应过程中压强始终保持不变
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 ml Cl—Cl键的同时断裂1 ml H—Cl键
解析：反应过程中压强为变量，压强不再改变说明反应达到平衡；反应过程中气体质量为变量，体积不变，所以气体密度是变量，容器内气体密度不再改变说明反应达到平衡；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，反应一定达到平衡状态；平衡时断裂1 ml Cl—Cl键的同时断裂2 ml H—Cl键，因此D项不能说明该反应达到平衡状态。
2．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 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)。
解析：①达到平衡时，v正应保持不变。②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
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 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.08 ml·L－1，则下列判断正确的是(　　)A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0解析：由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，平衡时应vY(生成)∶vZ(生成)＝3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知04．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 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.2 ml·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 ml·L－1 B．Y2为0.4 ml·L－1C．X2为0.1 ml·L－1 D．Z为0.4 ml·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
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。v-t图像[以N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH<0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(　　)
×　KCl没有参与反应，加入KCl固体，平衡不移动，颜色不变
×　因为压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深
(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(　　)
×　升高温度，v放、v吸均增大
对点题组训练题组一　平衡移动方向的判断1．将1 ml N2和3 ml 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(　　)
解析：使用催化剂，平衡不移动，A错误；正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，B正确；再向容器中充入1 ml N2和3 ml H2相当于增大压强，平衡正向移动，C错误；向容器中充入氦气，由于容器的容积不变，N2、H2和NH3的浓度均不变，平衡不移动，D错误。
解析：反应前后气体体积不等，则容器内的压强不发生变化，可说明达到平衡状态，故a正确；v正(CO)、v正(CO2)都表示正反应，两者相等不能说明反应达到平衡状态，故b错误；有固体参加反应，则容器内气体的密度不发生变化，可说明达到平衡状态，故c正确；由碳原子守恒可知，始终有n(CO)＋n(CO2)＝1 ml，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
(2)一定温度下，体积为1 L容器中加入CaSO4(s)和1 ml 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_________。
0.45 ml·L－1·min－1
加入催化剂(或增大压强)
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(　　)
解析：升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，消耗反应物X，增大压强的实质是增大浓度，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减弱了改变的程度，故达到新的平衡状态时，X的浓度仍比原平衡大，B错误；充入一定量Y，平衡正向移动，X的转化率增大，但Y的转化率减小，C错误；使用催化剂，能改变反应速率，但平衡不移动，X的体积分数不变，D正确。
解析：该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。A.升高温度B.将CH3OH从体系中分离C.充入He，使体系总压强增大
解析：由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；容器容积不变，充入He，平衡不移动。
本讲真题研练1．[2022·湖南卷](双选)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 ml X和1 ml Y发生反应：2X(g)＋Y(g)⇌Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．ΔH>0B．气体的总物质的量：na12D．反应速率：va正2．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)⇌BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)A．该反应的ΔH<0B．a为n(H2O)随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
解析：从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误； 从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气在平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。
3．[2020·浙江7月]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 kPaB．温度130 ℃、压强300 kPaC．温度25 ℃、压强100 kPaD．温度130 ℃、压强50 kPa
解析：本题考查化学平衡知识，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想。测定NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高温度，则选D项。
4．[2020·天津卷(节选)]用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。