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第八章 第36讲 化学平衡状态及平衡移动-2025年高考化学一轮总复习课件
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这是一份第八章 第36讲 化学平衡状态及平衡移动-2025年高考化学一轮总复习课件，共56页。PPT课件主要包含了栏目索引，可逆反应，考点一，3平衡特征，a∶b，考点二，原有的平衡，新的平衡，正反应，不移动等内容，欢迎下载使用。
2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，当正反应速率与逆反应速率_______时，反应物和生成物的浓度均保持_______，即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立过程相同条件下，无论可逆反应从正向开始，还是从逆向开始，均可建立相同的平衡状态：
3．判断化学平衡状态的方法(1)动态标志：v(正)＝v(逆)≠0①同种物质：同一物质的生成速率_______消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系，且速率之比等于其化学计量数之比。例如，aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，若v正(A)∶v逆(B)＝_______时，该反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“物理量”不变，如质量、物质的量(或浓度)、百分含量(物质的量分数、质量分数等)等。总之，若物理量由变量变成不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
考向一 可逆反应的理解及应用 [例1] 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、0.3 ml/L、0.2 ml/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )A．Z为0.3 ml/L B．Y2为0.4 ml/LC．X2为0.2 ml/L D．Z为0.4 ml/L
利用“极端转化法”确定各物质的最大浓度和最小浓度范围：①假设反应正向进行到底，此时c(X2)＝0，c(Y2)＝0.2 ml/L，c(Z)＝0.4 ml/L；②假设反应逆向进行到底，此时c(Z)＝0，c(X2)＝0.2 ml/L，c(Y2)＝0.4 ml/L，从而推知c(X2)介于0～0.2 ml/L之间，c(Y2)介于0.2～0.4 ml/L之间，c(Z)介于0～0.4 ml/L之间，不包括两个极值点，A正确。
[练1] (2024·河南项城五校联考)在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 ml/L、0.1 ml/L、0.4 ml/L，当反应达到平衡时，可能存在的是( )A．c(Z)＝0.7 ml/LB．c(Y)＋c(X)＝1.0 ml/LC．c(Y)＋c(Z)＝1.05 ml/LD．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 ml/L
利用“极端转化法”进行分析，确定Z的浓度范围，c(Z)介于0～0.6 ml/L之间，A错误；反应逆向进行到底，c(X)、c(Y)达最大值，分别为0.7 ml/L、0.3 ml/L，由于反应不能逆向进行到底，故c(X)＋c(Y)＜1.0 ml/L，B错误；同理，0.3 ml/L
[练2] (2024·北京清华附中统考)甲烷消除NO2污染的原理为CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是( )A．v正(CH4)＝2v逆(NO2)B．容器中混合气体的平均密度不再变化C．容器中混合气体总压强不再发生变化D．单位时间内，消耗1 ml CH4同时生成1 ml CO2
v正(CH4)、v逆(NO2)分别代表正、逆反应速率，达到平衡时2v正(CH4)＝v逆(NO2)，A错误； 容器容积不变，混合气体总质量不变，则密度始终不变，则当容器中混合气体的平均密度不再变化，不能判断该反应达到化学平衡状态，B错误；容器容积不变，随反应进行，气体物质的量逐渐增大，压强会增大，则压强是一个变化的量，则当容器中混合气体总压强不再发生变化，能判断该反应达到化学平衡状态，C正确；无论反应是否达到平衡，单位时间内，消耗1 ml CH4，同时生成1 ml CO2，故不能判断该反应达到化学平衡状态，D错误。
1．化学平衡的移动(1)在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，若反应条件(如温度、浓度、压强等)发生变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态，这种由___________状态达到_________状态的过程，叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动的过程
[微点拨1]①化学反应条件改变，使正、逆反应速率不再相等，化学平衡才会发生移动。②化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。
2．判断化学平衡移动的方向(1)根据正、逆反应速率判断
(2)根据浓度商(Q)和平衡常数(K)判断
[微点拨2]温度一定时，化学平衡常数(K)是定值，浓度商(Q)是变量，平衡发生移动，Q发生变化，最终达到Q＝K的平衡状态。
3．影响化学平衡的外界因素其他条件保持不变，改变温度、浓度、压强等因素，对化学平衡的影响如下表所示：
5．勒夏特列原理(化学平衡移动原理)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化学物质的浓度)，平衡将向着能够_______这种影响的方向移动。
考向一 化学平衡移动的方向及结果分析[例1] (2022·海南卷)某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
增大压强，平衡正向移动，则有v正>v逆，由于温度不变，则平衡常数不变，A错误；加入催化剂，平衡不移动，CH3CH2OH(g)的浓度不变，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡正向移动，H2O(g)的平衡转化率增大，但CH2===CH2(g)的平衡转化率反而减小，D错误。
分析化学平衡移动及结果的思维流程
a．温度越高，反应速率越大b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度答案：cd
该反应为放热反应。从图像看，随着温度升高，反应速率先增大后减小，a错误；随着温度升高，反应的转化率应逐渐减小，图像中曲线为不同温度下的等转化率下的反应速率曲线，b错误；由题图可知，转化率越高对应的反应速率最高的温度越低，c正确；结合图像的转化率与速率最高的温度可选取最佳生产温度，d正确。
平衡移动方向与转化率的关系以反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)为例进行分析：
(3)若按原起始投料比同倍数增加(或减小)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关：
[练2] (2024·山东聊城期初统考)在容积固定的密闭容器中，发生反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH<0，改变条件，下列说法正确的是( )A．增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大B.将部分NH3分离出来，氮气转化率和v(正)均增大C．增加氮气的物质的量，平衡正向移动，氮气的转化率降低D．使用高效催化剂，可以提高氢气的平衡转化率
平衡常数只与温度有关，改变压强，温度不变，K不变，A错误；将部分NH3分离出来，平衡正向移动，但反应物浓度也减小，v(正)相应也减小，B错误；增加氮气的物质的量，平衡正向移动，但氮气的转化率降低，C正确；催化剂只能增大反应速率，不能提高平衡转化率，D错误。
1．(2024·湖北省名校联盟联考)对于可逆反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，下列说法错误的是( )A．当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，该反应达到平衡状态B．该反应在一定条件下能自发进行，则ΔH＜0C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态D．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的NO2，NO2转化率将减小
v正(N2O4)代表正反应速率，v逆(NO2)代表逆反应速率，当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比，该反应达到平衡状态，A正确；该反应的ΔS＜0，在一定条件下能自发进行，应满足ΔH－TΔS＜0，推知ΔH＜0，B正确；恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，说明c(NO2)不变，则该反应达到平衡状态，C正确；恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的NO2，相当于增大压强，而增大压强，平衡正向移动，NO2的转化率增大，D错误。
2．可逆反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2②单位时间内生成n ml O2的同时，生成2n ml NO③NO2、NO、O2的物质的量浓度均保持不变④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①③④⑥ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤⑥
单位时间内生成n ml O2，必然消耗2n ml NO2，若同时生成2n ml NO2，则达到平衡状态，①正确；O2和NO都是生成物，单位时间内生成n ml O2，必然生成2n ml NO，不能判断反应是否达到平衡状态，②错误；达到平衡时，各物质的浓度均不变，③正确；只有NO2是红棕色气体，混合气体的颜色不变，说明c(NO2)不变，达到平衡状态，④正确；各物质均是气体，密闭容器中混合气体的密度始终不变，⑤错误；混合气体的总质量不变，若平均相对分子质量不再改变，则气体总物质的量不变，达到平衡状态，⑥正确。
3．(2024·辽宁沈阳二中月考)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)⥫⥬Y (s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是( )A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH＞0B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大D．加入一定量氩气，平衡不移动
升高温度，若c(Z)增大，说明升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即ΔH＞0，A正确；加入一定量Z，生成物浓度增大，平衡逆向移动，则m(Y)减小，B正确；达到新平衡时，加入等物质的量的Y和Z，由于K＝c(Z)不变，故达新平衡后c(Z)不变，C错误；体积不变，加入一定量氩气，Z的浓度不变，则平衡不移动，D正确。
5．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A错误； NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B正确；常温下铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率增大，与平衡移动无关，D错误。
A．x1
2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，当正反应速率与逆反应速率_______时，反应物和生成物的浓度均保持_______，即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立过程相同条件下，无论可逆反应从正向开始，还是从逆向开始，均可建立相同的平衡状态：
3．判断化学平衡状态的方法(1)动态标志：v(正)＝v(逆)≠0①同种物质：同一物质的生成速率_______消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系，且速率之比等于其化学计量数之比。例如，aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，若v正(A)∶v逆(B)＝_______时，该反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“物理量”不变，如质量、物质的量(或浓度)、百分含量(物质的量分数、质量分数等)等。总之，若物理量由变量变成不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
考向一 可逆反应的理解及应用 [例1] 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、0.3 ml/L、0.2 ml/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )A．Z为0.3 ml/L B．Y2为0.4 ml/LC．X2为0.2 ml/L D．Z为0.4 ml/L
利用“极端转化法”确定各物质的最大浓度和最小浓度范围：①假设反应正向进行到底，此时c(X2)＝0，c(Y2)＝0.2 ml/L，c(Z)＝0.4 ml/L；②假设反应逆向进行到底，此时c(Z)＝0，c(X2)＝0.2 ml/L，c(Y2)＝0.4 ml/L，从而推知c(X2)介于0～0.2 ml/L之间，c(Y2)介于0.2～0.4 ml/L之间，c(Z)介于0～0.4 ml/L之间，不包括两个极值点，A正确。
[练1] (2024·河南项城五校联考)在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 ml/L、0.1 ml/L、0.4 ml/L，当反应达到平衡时，可能存在的是( )A．c(Z)＝0.7 ml/LB．c(Y)＋c(X)＝1.0 ml/LC．c(Y)＋c(Z)＝1.05 ml/LD．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 ml/L
利用“极端转化法”进行分析，确定Z的浓度范围，c(Z)介于0～0.6 ml/L之间，A错误；反应逆向进行到底，c(X)、c(Y)达最大值，分别为0.7 ml/L、0.3 ml/L，由于反应不能逆向进行到底，故c(X)＋c(Y)＜1.0 ml/L，B错误；同理，0.3 ml/L
[练2] (2024·北京清华附中统考)甲烷消除NO2污染的原理为CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是( )A．v正(CH4)＝2v逆(NO2)B．容器中混合气体的平均密度不再变化C．容器中混合气体总压强不再发生变化D．单位时间内，消耗1 ml CH4同时生成1 ml CO2
v正(CH4)、v逆(NO2)分别代表正、逆反应速率，达到平衡时2v正(CH4)＝v逆(NO2)，A错误； 容器容积不变，混合气体总质量不变，则密度始终不变，则当容器中混合气体的平均密度不再变化，不能判断该反应达到化学平衡状态，B错误；容器容积不变，随反应进行，气体物质的量逐渐增大，压强会增大，则压强是一个变化的量，则当容器中混合气体总压强不再发生变化，能判断该反应达到化学平衡状态，C正确；无论反应是否达到平衡，单位时间内，消耗1 ml CH4，同时生成1 ml CO2，故不能判断该反应达到化学平衡状态，D错误。
1．化学平衡的移动(1)在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，若反应条件(如温度、浓度、压强等)发生变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态，这种由___________状态达到_________状态的过程，叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动的过程
[微点拨1]①化学反应条件改变，使正、逆反应速率不再相等，化学平衡才会发生移动。②化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。
2．判断化学平衡移动的方向(1)根据正、逆反应速率判断
(2)根据浓度商(Q)和平衡常数(K)判断
[微点拨2]温度一定时，化学平衡常数(K)是定值，浓度商(Q)是变量，平衡发生移动，Q发生变化，最终达到Q＝K的平衡状态。
3．影响化学平衡的外界因素其他条件保持不变，改变温度、浓度、压强等因素，对化学平衡的影响如下表所示：
5．勒夏特列原理(化学平衡移动原理)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化学物质的浓度)，平衡将向着能够_______这种影响的方向移动。
考向一 化学平衡移动的方向及结果分析[例1] (2022·海南卷)某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
增大压强，平衡正向移动，则有v正>v逆，由于温度不变，则平衡常数不变，A错误；加入催化剂，平衡不移动，CH3CH2OH(g)的浓度不变，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡正向移动，H2O(g)的平衡转化率增大，但CH2===CH2(g)的平衡转化率反而减小，D错误。
分析化学平衡移动及结果的思维流程
a．温度越高，反应速率越大b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度答案：cd
该反应为放热反应。从图像看，随着温度升高，反应速率先增大后减小，a错误；随着温度升高，反应的转化率应逐渐减小，图像中曲线为不同温度下的等转化率下的反应速率曲线，b错误；由题图可知，转化率越高对应的反应速率最高的温度越低，c正确；结合图像的转化率与速率最高的温度可选取最佳生产温度，d正确。
平衡移动方向与转化率的关系以反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)为例进行分析：
(3)若按原起始投料比同倍数增加(或减小)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关：
[练2] (2024·山东聊城期初统考)在容积固定的密闭容器中，发生反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH<0，改变条件，下列说法正确的是( )A．增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大B.将部分NH3分离出来，氮气转化率和v(正)均增大C．增加氮气的物质的量，平衡正向移动，氮气的转化率降低D．使用高效催化剂，可以提高氢气的平衡转化率
平衡常数只与温度有关，改变压强，温度不变，K不变，A错误；将部分NH3分离出来，平衡正向移动，但反应物浓度也减小，v(正)相应也减小，B错误；增加氮气的物质的量，平衡正向移动，但氮气的转化率降低，C正确；催化剂只能增大反应速率，不能提高平衡转化率，D错误。
1．(2024·湖北省名校联盟联考)对于可逆反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，下列说法错误的是( )A．当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，该反应达到平衡状态B．该反应在一定条件下能自发进行，则ΔH＜0C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态D．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的NO2，NO2转化率将减小
v正(N2O4)代表正反应速率，v逆(NO2)代表逆反应速率，当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比，该反应达到平衡状态，A正确；该反应的ΔS＜0，在一定条件下能自发进行，应满足ΔH－TΔS＜0，推知ΔH＜0，B正确；恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，说明c(NO2)不变，则该反应达到平衡状态，C正确；恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的NO2，相当于增大压强，而增大压强，平衡正向移动，NO2的转化率增大，D错误。
2．可逆反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2②单位时间内生成n ml O2的同时，生成2n ml NO③NO2、NO、O2的物质的量浓度均保持不变④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①③④⑥ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤⑥
单位时间内生成n ml O2，必然消耗2n ml NO2，若同时生成2n ml NO2，则达到平衡状态，①正确；O2和NO都是生成物，单位时间内生成n ml O2，必然生成2n ml NO，不能判断反应是否达到平衡状态，②错误；达到平衡时，各物质的浓度均不变，③正确；只有NO2是红棕色气体，混合气体的颜色不变，说明c(NO2)不变，达到平衡状态，④正确；各物质均是气体，密闭容器中混合气体的密度始终不变，⑤错误；混合气体的总质量不变，若平均相对分子质量不再改变，则气体总物质的量不变，达到平衡状态，⑥正确。
3．(2024·辽宁沈阳二中月考)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)⥫⥬Y (s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是( )A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH＞0B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大D．加入一定量氩气，平衡不移动
升高温度，若c(Z)增大，说明升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即ΔH＞0，A正确；加入一定量Z，生成物浓度增大，平衡逆向移动，则m(Y)减小，B正确；达到新平衡时，加入等物质的量的Y和Z，由于K＝c(Z)不变，故达新平衡后c(Z)不变，C错误；体积不变，加入一定量氩气，Z的浓度不变，则平衡不移动，D正确。
5．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A错误； NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B正确；常温下铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率增大，与平衡移动无关，D错误。
A．x1
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