2024届高考化学复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第二讲化学平衡考点一化学平衡状态含答案

这是一份2024届高考化学复习讲义第七章化学反应速率和化学平衡第二讲化学平衡考点一化学平衡状态含答案，共8页。
1.学科观点与视角
（1）速率与限度相结合视角
结合化学反应速率（瞬时速率）认识化学反应的限度（化学平衡状态）及限度的改变（平衡移动）。
（2）理论与实际相结合视角
①单变量与多变量。通常以控制变量（单个变量）的方式进行理论分析，而实际情况往往是多种因素（多个变量）共同影响，因此需要在对单个变量分析的基础上进行综合分析。
②动力学与热力学。动力学和热力学在理论上是分开分析的，但在实际生产中，需要综合考虑外界因素对速率和转化率等方面的影响。
（3）变化观
化学变化不仅有物质变化和能量变化，同时还存在快慢和限度，且反应的快慢和限度是可以调控的，因此对化学变化应多角度、动态地进行分析。
2.认识思路
化学平衡移动的模型建构
考点1 化学平衡状态
1.可逆反应
定义：在相同条件下，既能向[1] 正反应 方向进行，同时又能向[2] 逆反应 方向进行的化学反应，称为可逆反应。在可逆反应中使用“⇌”，如2SO2＋O2催化剂 △ 2SO3。
注意 （1）平衡时，反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都[3] 小于 100％。
（2）能量转化可逆：若正反应是吸（放）热反应，则逆反应是[4] 放（吸） 热反应。
2.化学平衡状态
（1）定义
一定条件下的[5] 可逆 反应体系中，当正、逆反应速率[6] 相等 时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）化学平衡状态的特征
（3）判断化学平衡状态的标志
1.易错辨析。
（1）二次电池的充、放电过程为可逆反应。（ ✕ ）
（2）对于反应A（g）＋B（g）⇌C（g）＋D（g），压强不随时间的变化而变化，说明反应已达平衡状态。（ ✕ ）
（3）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。（ ✕ ）
（4）800 ℃时在2 L密闭容器内发生反应2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g），该容器内气体颜色保持不变能说明反应已达到平衡状态。（ √ ）
2.已知500 ℃、20 MPa下，N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－QkJ·ml－1（Q＞0）。
（1）向2 L密闭容器中充入2 ml NH3（g），充分反应达到平衡时，吸收的热量 A Q kJ（填标号）。
A.小于B.大于C.等于
（2）向2 L密闭容器中充入3 ml H2、1 ml N2，下列叙述能表示该反应达到化学平衡的是 ①②③⑤⑧ （填序号）。
①c（H2）保持不变
②N2的体积分数保持不变
③平均摩尔质量（M）保持不变
④密度保持不变
⑤压强保持不变
⑥v正（H2）∶v正（N2）＝3∶1
⑦单位时间内断裂0.3 ml H—H键，同时生成0.6 ml N—H键
⑧Qc＝Kc
（3）2 min时（2）中反应达到平衡，测得NH3的体积分数为20.0％。则平衡时：
①H2的体积分数为 60％ ；
②c（NH3）＝ 0.33 ml·L－1；
③Kc＝ ×13 （写计算式）；
④v（NH3）＝ 0.17 ml·L－1·min－1；
⑤p总＝ 16.67 MPa；
⑥H2的分压p（H2）＝ 10 MPa。
研透高考 明确方向
命题点 化学平衡状态的判断
1.[全国Ⅲ高考]298 K时，将 20 mL 3xml·L－1 Na3AsO3、20 mL 3xml·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33－（aq）＋I2（aq）＋2OH－（aq）⇌AsO43－（aq）＋2I－（aq）＋H2O（l）。溶液中c（AsO43－）与反应时间（t）的关系如图所示。
（1）下列可判断反应达到平衡的是 ac （填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v（I－）＝2v（AsO33－）
c.c（AsO43－）/c（AsO33－）不再变化
d.c（I－）＝yml·L－1
（2）tm时，v正 大于 v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）tm时v逆 小于 tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是 tm时生成物浓度较低 。
解析 （1）溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正（I－）＝2v逆（AsO33－）或v逆（I－）＝2v正（AsO33－）时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，b项错误；反应达到平衡之前，c（AsO33－）逐渐减小而c（AsO43－）逐渐增大，故c（AsO43－）/c（AsO33－）逐渐增大，当c（AsO43－）/c（AsO33－）不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c（I－）＝2c（AsO43－），观察题图可知反应达到平衡时c（AsO43－）＝yml·L－1，此时c（I－）＝2yml·L－1，d项错误。（2）tm时反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，所以v正大于v逆。（3）从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小，而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。
2.一定温度下，反应N2O4（g）⇌2NO2（g）的焓变为ΔH。现将1 ml 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（ D ）
A.①②B.②④
C.③④D.①④
解析 因为反应容器保持恒压，正反应为气体分子数增大的反应，所以容器容积随反应进行而不断增大，气体总质量不变，气体密度不断减小，气体密度不再变化时，说明容器容积不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，②不符合题意；反应开始时充入1 ml N2O4，随着反应的进行，N2O4的反应速率逐渐减小直至不变，③不符合题意；反应开始时充入1 ml N2O4，N2O4的转化率随反应的进行不断增大，N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意。故D项正确。
3.[2023湖南]向一恒容密闭容器中加入 1 ml CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4（g）＋H2O（g）⇌CO（g）＋3H2（g）。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x＝n（CH4）n（H2O）]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（ B ）
A.x1＜x2
B.反应速率：vb正＜vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc
D.反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
解析
结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka＜Kb＝Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，说明反应达到平衡状态，D项正确。
技巧点拨
化学平衡状态的判断
以反应mA（g）＋nB（g）⇌pC（g）＋qD（g）为例进行说明：
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
4.通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
5.学生必做实验：探究影响化学平衡移动的因素
化学平衡状态
2023湖南，T13；2023上海，T23；2022湖南，T16；2021天津，T16；2020 北京，T10；2020年1月浙江，T21；2020上海，T20；2019年4月浙江，T17
变化观念与平衡思想：
能记住浓度商、平衡常数等重要概念的表达式；能基于平衡常数解释平衡移动的规律；能基于K与Qc的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向
化学平衡常数及化学平衡移动
2023上海，T24；2023年1月浙江，T19；2022全国甲，T28；2022广东，T13；2022年6月浙江，T19；2021北京，T10；2021海南，T8；2021辽宁，T11；2020天津，T12；2020江苏，T15
命题分析预测
1.利用平衡常数K与Qc的关系判断反应是否达到平衡及平衡移动的方向，是分析等温条件下平衡移动问题的基本思路，越来越受到重视。
2.预计2025年高考会考查化学反应速率和化学平衡移动在生产、生活、科学等领域的应用，考生应予以重视
角度
标志
正、逆反应速率
①用同一种物质表示的反应速率v正[10] ＝ v逆时，反应达到平衡。
②反应方程式[如aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g）]中用不同物质表示的反应速率v正（A）v逆（D）＝ad时，反应达到平衡
浓度
（含量）
①反应方程式中任意一种物质的浓度[11] 保持不变 时，反应达到平衡。
②反应方程式中各物质的质量分数（或气体体积分数、物质的量分数等）保持不变时，反应达到平衡
平衡常数
物质的浓度商（Qc）[12] 等于 化学平衡常数（Kc）时，反应达到平衡
可能的情况举例
是否达到平衡
混合气体的平均相对分子质量（Mr）
当m＋n≠p＋q时，Mr一定
是
当m＋n＝p＋q时，Mr一定
不一定
温度
绝热体系内温度不变
是
气体
密度（ρ）
反应物与生成物均为气体的反应
恒容体系，ρ一定
不一定
恒压体系，当m＋n＝p＋q时，ρ一定
不一定
恒压体系，当m＋n≠p＋q时，ρ一定
是
其他
如体系（反应前后物质的颜色有改变）颜色不再变化
是