人教A版高二化学上册选择性必修一试卷讲义第04讲 化学平衡 -【暑假衔接】新高二化学暑假精品课（人教版）（学生版）

这是一份人教A版高二化学上册选择性必修一试卷讲义第04讲 化学平衡 -【暑假衔接】新高二化学暑假精品课（人教版）（学生版），共17页。试卷主要包含了变化观念与平衡思想，证据推理与模型认知，科学探究等内容，欢迎下载使用。
1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，浓度、压强、温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.证据推理与模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。
通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。
从Q与K的关系及浓度、压强对可逆反应速率的影响，分析理解化学平衡的移动。通过实验论证说明温度的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
3.科学探究：通过实验论证说明浓度、压强、温度的改变对化学平衡移动的影响。
一、化学平衡状态
1．可逆反应
(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
(2)特征
2．化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H2 eq \(\s\up14(高温、高压),,\s\d10(催化剂) )2NH3
如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而c(NH3)逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。

如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而c(N2)、c(H2)逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。
通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。
3．化学平衡状态的概念
在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，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”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡。
4．化学平衡状态的特征
二、化学平衡状态的判断方法
1．用本质特征判断
判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。
(1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
2．用宏观特征判断
判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。
3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如：
(2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如
三、化学平衡常数
1．化学平衡状态时浓度数据分析
(1)无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，eq \f(c2(HI),c(H2)·c(I2))的值近似相等。
(2)无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，eq \f(c2(HI),c(H2)·c(I2))的值也近似相等。
2．化学平衡常数的概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。
3．浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))称为浓度商，常用Q表示，即Q＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。
(2)化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。
(3)Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。
4．化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K值越大，表示反应进行得越完全，反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物的转化率越小。当K＜10－5时，该反应很难发生。
5．化学平衡常数的影响因素
(1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。
(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。
四、化学平衡的有关计算
“三段式”法进行化学平衡的有关计算
可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a ml、b ml，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx ml。
(1)模式
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml mx nx px qx
平衡量/ml a－mx b－nx px qx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转)
则有①平衡常数K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)。
②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1。
③平衡时A的转化率：α＝eq \f(mx,a)×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)。
④平衡时A的体积分数：φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%。
⑤平衡时和开始时的压强比：eq \f(p(平),p(始))＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。
⑥混合气体的密度：ρ(混)＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),V) g·L－1。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：
eq \x\t(M)＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g·ml－1。
⑧生成物产率＝eq \f(该物质实际产量,该物质理论产量)×100%。
(2)基本步骤
①确定反应物和生成物的初始加入量；
②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)；
③确定平衡量。
五、浓度对化学平衡移动的影响
1.化学平衡移动
(1)概念：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动的特征
新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度、百分含量发生改变。
(3)化学平衡移动方向的判断
当Q＝K时：反应处于平衡状态，v正＝v逆；
当Q＜K时：反应向正反应方向进行，v正＞v逆；
当Q＞K时：反应向逆反应方向进行，v正＜v逆。
2．浓度对化学平衡的影响规律及解释
(1)浓度对化学平衡移动的影响规律
当其他条件不变时：
①c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。
②c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。
(2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响：
①eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(增大c(反应物),减小c(生成物)))Q减小，则Q＜K，平衡向正反应方向移动
②eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(增大c(生成物),减小c(反应物)))Q增大，则Q＞K，平衡向逆反应方向移动
3．分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：

t1时刻，增大反应物浓度，使v′正增大，而v′逆不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。
t1时刻，减小生成物浓度，使v′逆减小，而v′正不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。
t1时刻，增大生成物浓度，使v′逆增大，而v′正不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
t1时刻，减小反应物浓度，使v′正减小，而v′逆不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
4．应用
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
六、压强变化对化学平衡移动的影响
1.压强对化学平衡移动的影响规律及解释
(1)在其他条件不变时：
①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动。
(2)利用平衡常数分析压强对化学平衡移动的影响
2.分析压强变化对正、逆反应速率影响
(1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g) m＋n≠p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②：
t1时刻，增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，缩体方向的v′逆减小幅度更大，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。
t1时刻，缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，缩体方向的v′逆增大幅度更大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
(2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g) m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③：
t1时刻，若缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图上线。t1时刻，若增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图下线。
七、温度对化学平衡移动的影响
1.温度对化学平衡移动的影响规律
①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
②当其他条件不变时：
温度升高，平衡向吸热反应方向移动；
温度降低，平衡向放热反应方向移动。
2.用v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g) ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示。
t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡逆向移动。
t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡正向移动。
八、催化剂对化学平衡的影响
1.催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时：
催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。
2.用v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。
九、勒夏特列原理
1．定义
如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
简单记忆：改变―→减弱这种改变。
2．适用范围
(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
考点一 化学平衡状态的特征
例1．在一定温度下，可逆反应A(g)+ 3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是
A．C的生成速率与A的生成速率相等
B．单位时间内生成1摩尔A的同时生成3摩尔B
C．混合气体的总物质的量不再变化
D．A、B、C的物质的量之比为1：3：2
考点二 化学平衡状态的判断
例2．恒温下，在一恒容密闭容器中进行反应：A(g)+3B(g)2C(g)，下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是
A．每消耗1mlA同时有2mlC生成B．v(A)：v(B)：v(C)=1：3：2
C．混合气体的平均摩尔质量不再变化D．气体的密度不随时间而变化
考点三 化学平衡常数及其影响因素
例3．高温下，某可逆反应的平衡常数，恒容时，温度升高浓度减小。下列说法正确的是
A．该反应的化学方程式为
B．该反应的正反应是吸热反应
C．恒温恒容下，增大浓度平衡常数增大
D．平衡移动时，K值一定变化
考点四 化学平衡常数表达式及计算
例4．一定量的CO2与足量的炭在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，反应达到平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，下列说法错误的是
A．曲线Ⅱ表示CO2体积分数随温度的变化
B．该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量
C．反应速率：v(d)＜v(c)＜v(b)＜v(a)
D．该反应的平衡常数表达式为K=
考点五 化学平衡常数的简单计算与大小比较
例5．在一恒温、恒容密闭容器中，A、B气体可建立如下平衡：。已知A、B的起始量均为2ml，平衡时A的物质的量为1ml。则该温度下，该反应的平衡常数为
A．B．C．1D．
考点六 化学平衡常数的相关综合
例6．利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中，只发生 ，在不同催化剂作用下，反应tmin时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．使用催化剂1时，d点已达到平衡
B．温度下的平衡常数小于温度下的平衡常数
C．若a点时，，则此条件下反应已达到最大限度
D．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低
考点七 浓度对化学平衡移动的影响
例7．某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
①2X(g)+Y(g)Z(s)+2Q(g) △H1＜0
②M(g)+N(g)R(g)+Q(g) △H2＞0
下列叙述错误的是
A．加入适量Z，①和②平衡均不移动B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C．降温时无法判断Q浓度的增减D．通入Y，则N的浓度增大
考点八 压强对化学平衡移动的影响
例8．已知反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) 。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A．升高温度，K增大B．减小压强，增加
C．更换高效催化剂，减小D．充入一定量的氮气，不变
考点九 温度对化学平衡的影响
例9．一定条件下的密闭容器中发生反应：。达平衡后升高反应温度，下列叙述不正确的是
A．正、逆反应速率都增大B．平衡向逆反应方向移动
C．的转化率增大D．化学平衡常数增大
考点十 化学平衡移动的相关图像
例10．在密闭容器中，反应 ，达到如下图甲平衡，在仅改变某一条件后达到乙平衡，对改变的条件下列分析正确的是
A．图Ⅰ是增大反应物的浓度
B．图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况
C．图Ⅲ是增大压强
D．图Ⅲ是升高温度
考点十一 勒夏特列原理的应用
例11．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．向Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B．实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C．重铬酸钾溶液中存在：Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+，若滴加少量NaOH溶液，溶液由橙色变黄色
D．实验室保存FeSO4溶液时，常加入少量铁粉
1．观察图：对合成氨反应中，下列叙述错误的是
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大
C．反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止
D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态
2．在恒温恒容条件下，反应达到化学平衡状态时，下列描述正确的是
A．反应停止
B．SO2与SO3的物质的量浓度一定相等
C．容器内气体分子总数不再变化
D．SO2的消耗速率与SO3的生成速率相等
3．一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应，不能说明该反应一定达到平衡状态的是
A．压强保持不变
B．的消耗速率和的生成速率之比为
C．、、的物质的量之比为
D．的百分含量保持不变
4．已知反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＞0，一定温度和压强下，在某密闭容器中反应达到平衡。下列叙述正确的是
A．更换高效催化剂，α(CO)增大B．移出部分CO，c(CO2)减小
C．升高温度，K减小D．充入一定量的氮气，n(H2)增大
5．已知下列反应的平衡常数：①，；②，；则反应的平衡常数是
A．B．C．D．
6．已知：T℃时反应的平衡常数。恒温(T℃)条件下向恒容密闭容器中投入、、，一段时间后，下列说法正确的是
A．混合气体颜色变浅B．氢气的体积分数变大
C．混合气体颜色不变D．容器内压强逐渐减小
7．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是
A．平衡移动，K一定变化B．平衡移动，K可能不变
C．K变化，平衡一定移动D．K不变，平衡可能移动
8．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．开启啤酒瓶后，马上泛起大量泡沫
B．在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
9．已知反应3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g) ΔH