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2022届高考化学（人教版）一轮总复习课件：第19讲 化学平衡状态和化学平衡移动
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这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习课件：第19讲 化学平衡状态和化学平衡移动，共60页。PPT课件主要包含了高考备考导航，核心知识梳理，正反应速率，逆反应速率，保持不变，v正＝v逆，浓度或百分含量，特别提醒，2“两标志”，基础小题自测等内容，欢迎下载使用。
第19讲 化学平衡状态和化学平衡移动
考试要求：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状态及能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。2．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响，并能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。3．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
名师点拨：本讲内容是高考的重点、热点与难点，其重要性不言而喻，试题难度以中等或中等偏难为主。复习时应注意：(1)注重对原理的理解，特别是浓度、压强对化学反应速率及化学平衡的影响，要理解规律的实质，总结反常情况。(2)要理清概念，理清速率的变化与化学平衡移动的关系、理清转化率的变化与化学平衡移动的关系，理清焓变、熵变与化学反应方向的关系等。
(3)解答问题时，首先要把握化学反应的特点，利用化学反应速率的相关理论、平衡移动原理、图像分析技巧等，通过细致的分析，作出正确的判断。(4)注意相关题型的演练，特别是化学平衡图像的题型，要尽可能多地练习各种题型，熟悉常见考查方式，对各种题型的解决方法，做到心中有数。(5)注重方法的总结，例如利用三段式解题模板解决化学平衡的有关计算，根据“先拐先平速率大”的原理分析解决化学平衡图像的问题等。
考点一 可逆反应与化学平衡状态
考点二 化学平衡的移动
考点三 化学反应速率、化学平衡的图像分析
1．可逆反应(1)定义：在________条件下既可以向______反应方向进行，同时又可以向______反应方向进行的化学反应。(双向性)
(2)特点——“三同一小”：①三同：a．相同条件下；b．正逆反应________进行；c．反应物与生成物________存在。②一小：任一组分的转化率都________(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法：在化学方程式中用“________”表示。
2．化学平衡状态(1)定义：在一定条件下的________反应中，反应物和生成物的________不再随时间的延长而发生变化，______________和______________相等的状态。
(2)建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v－t图像表示。图像分析：
(1)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)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。
(3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。(4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
4．“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断(1)“两审”
(2)平衡正向移动，反应物的转化率一定增大吗？____________________________________________________________________________________(3)①总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？②混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？
[提示] (3)①恒温恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应，总压强不变不能作为判断平衡的标志；恒温恒压条件下，对于一切可逆反应，总压强不变均不能作为判断平衡的标志。②恒温恒容条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。恒温恒压条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，若反应前后气体的化学计量数之和相等，则混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。
微考点1 可逆反应与化学平衡的建立
可能存在的数据是( )A．SO2为0.4 ml·L－1，O2为0.2 ml·L－1B．SO2为0.25 ml·L－1C．SO3为0.4 ml·L－1D．SO2、SO3均为0.15 ml·L－1
[解析] SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，SO2和O2的浓度变化分别为0.2 ml·L－1、0.1 ml·L－1，需要消耗三氧化硫的浓度为0.2 ml·L－1，由于该反应为可逆反应，实际变化浓度应小于三氧化硫的原有浓度0.2 ml·L－1，所以达到平衡时SO2的浓度小于0.4 ml·L－1，O2的浓度小于0.2 ml·L－1，故A错误；SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度变化为0.2 ml·L－1，实际变化为0.05 ml·L－1，故B正确；
SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度变化为0.2 ml·L－1，实际变化应小于该值，故C错误；反应物、生成物的浓度不可能同时减小，故D错误。
萃取精华：极端假设法确定物质的浓度范围原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。
[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项错误；平衡时生成Y表示逆反应速率，生成Z表示正反应速率，且v生成(Y)∶v生成(Z)＝3∶2，B项错误；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14 ml·L－1，D项正确。
[解析] 反应达到平衡状态，是一个动态平衡，正逆反应速率相等，各物质浓度不变，反应仍在进行，故A正确；单位时间内生成1 ml N2的同时，消耗3 ml H2表明反应正逆反应速率相等，故B正确；可逆反应的特点是反应不能完全转化产物，在上述条件下，N2不可能100%转化为NH3，故C错误；使用催化剂可以加快反应速率，不会引起平衡移动，可以改变生产效率，故D正确。
微考点2 化学平衡状态的判断
[解析] ①A呈固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，混合气体密度不变时达到平衡状态，故①正确；②该反应反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，故②错误；③该反应反应前后气体物质的量不变，故③错误；④B的物质的量浓度不变，说明达到平衡状态，故④正确；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故⑤正确；⑥v正(B)＝2v逆(C)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故⑥正确。
[解析] 因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1 ml N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；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，故选D。
[解析] 绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A项正确；该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故B项错误；相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C项错误；容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否不再变化，则无法判断平衡状态，故D项错误。
1．化学平衡移动的过程
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系化学平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变造成了v正≠v逆，其具体情况如下：(1)v正______v逆，平衡向正反应方向移动。(2)v正______v逆，平衡不移动。(3)v正______v逆，平衡向逆反应方向移动。
浓度对化学平衡的影响：谁增耗谁，谁减补谁。但不能将外加条件削减为0，此规律只适用于气态或溶液中的平衡混合物。对固体、纯液体来说，其浓度是常数，改变它们的量平衡不移动。
(2)化学平衡移动原理——勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如________、________以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够________这种改变的方向移动。
①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增大反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。②化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的改变，更不能超过外界条件的变化。③化学反应速率改变，平衡不一定发生移动。④化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变(v正≠v逆)。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)化学平衡向正向移动，说明正反应速率一定增大。( )(2)增加反应物的量平衡一定会正向移动。( )(3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度。( )(4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大。( )
(5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。( )(6)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。( )
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：①升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)甲________；乙________；丙________。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)甲________；乙________；丙________。②加压，平衡移动方向分别为甲________；乙__________；丙__________。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________；乙________；丙________。
(2)①当平衡向正反应方向发生移动，反应物的转化率一定增大吗？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
不一定。当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，若有多种反应物的反应，当增大某一反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，只会使另一种反应物的转化率增大，但该物质的转化率反而减小。
②对于有气体参与的化学平衡体系，充入稀有气体。化学平衡会发生什么样的变化？
微考点1 外界条件对化学平衡的影响
萃取精华：解答化学平衡移动类试题的一般思路
微考点2 化学平衡原理在化工生产中的应用
利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，说明升高温度，化学平衡向吸热方向移动，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故C正确；扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g)，WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长灯丝的使用寿命，故D正确。
萃取精华：提高反应物转化率的措施对于吸热反应，升温能提高转化率；对于放热反应，降温能提高转化率。对于气体体积减小的反应，增大压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率；对于气体体积增大的反应．减小压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率。
〔对点集训2〕 (2020·山东等级考模拟二，19)探索氮氧化合物反应的特征及机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题：(1)工业上利用Na2CO3溶液吸收NO、NO2混合气制备NaNO2，该反应可实现NO和NO2的完全转化，反应的化学方程式为_________ ____________________________________。
NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2
(3)图中A、B、C、D四点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度T1时化学平衡常数K＝______L·ml－1。已知温度T1时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2 ml·L－1，此时v正______v逆(填“＞”或“＜”)；上述反应达到平衡后，继续通入一定量的NO2，则NO2的平衡转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，NO2的平衡浓度将________。
1．化学反应速率图像及应用(1)全程速率—时间图像①如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况
原因解释：AB段(v渐大)，因为该反应为________反应，随着反应的进行，________逐渐升高，导致反应速率____________；BC段(v渐小)，则主要原因是随着反应的进行，溶液中__________逐渐减小，导致反应速率____________。要抓住各阶段的主要矛盾，全面分析。
降低温度 增大压强 使用催化剂
方法点拨：①改变某一反应物或生成物的浓度条件，图像一点保持连续。②改变______________，两点突变。③______________使正逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动。
(2)物质的量(或浓度)—时间图像分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下：甲：如图表示一定温度下，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，试回答：①该反应的化学方程式为______________。②反应物的转化率是________。③10 s内v(C)＝____________________。
0.12 ml·L－1·s－1
乙：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①由图像得出如下信息A．反应物是__________，生成物是______；B．______时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。②根据图像可进行如下计算A．某物质的平均反应速率、转化率，如：v(X)＝____________________，Y的转化率＝_____________。B．确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为_______________________。
(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2
解答速率图像题的基本思路(1)看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。
(4)看变化趋势：在速率—时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v吸大增，v放小增；增大反应物浓度，v正突增，v逆渐增。
2．常见化学平衡的图像类型(1)浓度—时间图像浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比＝浓度变化量之比)。
(2)速率—时间图像此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动方向等。
(3)转化率(或含量)—时间关系图该类图像主要看斜率的大小，斜率的大小反映速率的大小，可理解为“先拐先平数值大”，即图像先拐弯的先达到平衡，对应的温度或压强大。
注意：该类图像在求解时，一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。
据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。
3．化学平衡图像解读(1)v－t图像解读
(3)等温(压)平衡曲线解读
①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有：
A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆；C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆；处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。
①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。③T2点表示反应达到平衡状态。④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。
4．化学平衡图像题的解题技巧(1)先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。
(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
下列说法中正确的是( )A．30～40 min时该反应使用了催化剂B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30 min时降低温度，40 min时升高温度D．8 min前A的平均反应速率为0.08 ml·L－1·min－1
2．(2021·湖北部分重点中学高三检测)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中，每生成3 ml H2时放出30.8 kJ的热量。
恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( )A．Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B．Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C．Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D．Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
由图可知在t1、t3、t5、t7时反应都达到了平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，改变的条件分别是_____________________ _______________________________。
升高温度、减小压强、
增大反应物浓度、使用了催化剂
[提示] (3)图1，升温平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，故正反应为放热反应；图2，温度升高平均相对分子质量减小，总质量不变，说明气体物质的量变大，所以平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应。
微考点1 化学反应速率相关图像的剖析
由图可得出的正确结论是( )A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
[解析] 图像为从反应开始以后正反应速率的变化曲线，c点正反应速率达到最大值后开始减小，c点一定未达平衡，故A项错误；a点到b点正反应速率增大，反应物浓度不断减小，反应物浓度：a点大于b点，故B项错误；从a点到c点，反应物的浓度减小，而速率增大，因为该容器是绝热恒容密闭容器，正反应是放热反应，放出的热量使容器的温度升高，温度对反应速率的影响程度大，反应速率加快；
c点后反应仍放热，但此时浓度减小对反应速率的影响程度较大，正反应速率随反应物浓度的减小而减小；因此，正反应是放热的，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C项错误；a～b段的反应速率小于b～c段的，故相等的时间内，b～c段转化的SO2多，故D项正确。
[解析] 图像中，正反应速率与逆反应速率的交叉点为平衡状态，升高温度或增大压强，v正、v逆均应增大。B项中升温v逆减小，D项中增大压强v正和v逆均减小，故B、D项均错误；该反应的正反应是吸热反应，升高温度时，吸热反应的反应速率受到的影响程度较大，即升高温度时，吸热反应的反应速率增大的程度较大，则v正＞v逆，故A项错误；对于反应前后气体体积变化的反应，改变压强对化学方程式中气态物质化学计量数之和大的一侧影响程度较大，即增大压强时，化学计量数之和大的一侧反应速率增大的程度大，则v正＜v逆，故C项正确。
(2)(2021·经典习题选萃)如图表示800 ℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试回答：
①该反应的反应物是______。②该反应的化学反应方程式为______________________。③若达到平衡状态的时间是2 min，A物质的平均反应速率为_____________________。
0.6 ml·L－1·min－1
萃取精华：v－t图像中的“断点”和“接点”“断点”表示改变温度、压强、催化剂引起v正、v逆的变化。“接点”表示改变反应体系中某种物质浓度引起v正、v逆的变化。
微考点2 化学平衡图像问题
[解析] 根据“先拐先平数值大”的原则，应该是500 ℃时的曲线先出现拐点，A项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，B项错误；随着压强增大，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，v(正)＞v(逆)，C项正确；相同压强时，温度升高平衡逆向移动，A的转化率降低，500 ℃时的曲线应该在100 ℃时的曲线之下，D项错误。
下列说法不正确的是( )A．ΔH＞0B．Y点对应的正反应速率大于X点对应的正反应速率C．p4＞p3＞p2＞p1D．1 100 ℃，p4条件下该反应的平衡常数K约为1.64
下列说法正确的是( )A．该反应的正反应是放热反应B．773 K时，该反应的平衡常数小于12.96C．H2的体积分数：φ(b)＝φ(c)D．873 K时，向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4 ml，CO、H2各1.2 ml，平衡不发生移动
[解析] 由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m＜n＋p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC；A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点。
本讲要点速记：1．化学平衡状态判断的两个根本依据：(1)v正＝v逆(实质)。(2)各组分浓度或质量保持不变(现象)。2．化学平衡的五个特征：逆、等、动、定、变。3．影响化学平衡移动的三个外界因素：(1)浓度；(2)压强；(3)温度。
4．掌握一个原理：勒夏特列原理(化学平衡移动原理)。5．明确两个解题技巧(1)判断反应是否平衡时的依据：应该变的不变了就平衡了(变量不变)。(2)判断平衡移动的方向的依据：平衡向着削弱外界条件影响的方向移动。
6．解平衡图像题的2个策略(1)“先拐先平数值大”原则：先出现拐点的反应则先达到平衡，其代表的温度越高或压强越大。(2)“定一议二”原则：先确定横坐标(或纵坐标)所表示的数值，再讨论纵坐标(或横坐标)与曲线的关系。
第19讲 化学平衡状态和化学平衡移动
考试要求：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状态及能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。2．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响，并能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。3．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
名师点拨：本讲内容是高考的重点、热点与难点，其重要性不言而喻，试题难度以中等或中等偏难为主。复习时应注意：(1)注重对原理的理解，特别是浓度、压强对化学反应速率及化学平衡的影响，要理解规律的实质，总结反常情况。(2)要理清概念，理清速率的变化与化学平衡移动的关系、理清转化率的变化与化学平衡移动的关系，理清焓变、熵变与化学反应方向的关系等。
(3)解答问题时，首先要把握化学反应的特点，利用化学反应速率的相关理论、平衡移动原理、图像分析技巧等，通过细致的分析，作出正确的判断。(4)注意相关题型的演练，特别是化学平衡图像的题型，要尽可能多地练习各种题型，熟悉常见考查方式，对各种题型的解决方法，做到心中有数。(5)注重方法的总结，例如利用三段式解题模板解决化学平衡的有关计算，根据“先拐先平速率大”的原理分析解决化学平衡图像的问题等。
考点一 可逆反应与化学平衡状态
考点二 化学平衡的移动
考点三 化学反应速率、化学平衡的图像分析
1．可逆反应(1)定义：在________条件下既可以向______反应方向进行，同时又可以向______反应方向进行的化学反应。(双向性)
(2)特点——“三同一小”：①三同：a．相同条件下；b．正逆反应________进行；c．反应物与生成物________存在。②一小：任一组分的转化率都________(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法：在化学方程式中用“________”表示。
2．化学平衡状态(1)定义：在一定条件下的________反应中，反应物和生成物的________不再随时间的延长而发生变化，______________和______________相等的状态。
(2)建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v－t图像表示。图像分析：
(1)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)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。
(3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。(4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
4．“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断(1)“两审”
(2)平衡正向移动，反应物的转化率一定增大吗？____________________________________________________________________________________(3)①总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？②混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？
[提示] (3)①恒温恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应，总压强不变不能作为判断平衡的标志；恒温恒压条件下，对于一切可逆反应，总压强不变均不能作为判断平衡的标志。②恒温恒容条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。恒温恒压条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，若反应前后气体的化学计量数之和相等，则混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。
微考点1 可逆反应与化学平衡的建立
可能存在的数据是( )A．SO2为0.4 ml·L－1，O2为0.2 ml·L－1B．SO2为0.25 ml·L－1C．SO3为0.4 ml·L－1D．SO2、SO3均为0.15 ml·L－1
[解析] SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，SO2和O2的浓度变化分别为0.2 ml·L－1、0.1 ml·L－1，需要消耗三氧化硫的浓度为0.2 ml·L－1，由于该反应为可逆反应，实际变化浓度应小于三氧化硫的原有浓度0.2 ml·L－1，所以达到平衡时SO2的浓度小于0.4 ml·L－1，O2的浓度小于0.2 ml·L－1，故A错误；SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度变化为0.2 ml·L－1，实际变化为0.05 ml·L－1，故B正确；
SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度变化为0.2 ml·L－1，实际变化应小于该值，故C错误；反应物、生成物的浓度不可能同时减小，故D错误。
萃取精华：极端假设法确定物质的浓度范围原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。
[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项错误；平衡时生成Y表示逆反应速率，生成Z表示正反应速率，且v生成(Y)∶v生成(Z)＝3∶2，B项错误；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14 ml·L－1，D项正确。
[解析] 反应达到平衡状态，是一个动态平衡，正逆反应速率相等，各物质浓度不变，反应仍在进行，故A正确；单位时间内生成1 ml N2的同时，消耗3 ml H2表明反应正逆反应速率相等，故B正确；可逆反应的特点是反应不能完全转化产物，在上述条件下，N2不可能100%转化为NH3，故C错误；使用催化剂可以加快反应速率，不会引起平衡移动，可以改变生产效率，故D正确。
微考点2 化学平衡状态的判断
[解析] ①A呈固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，混合气体密度不变时达到平衡状态，故①正确；②该反应反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，故②错误；③该反应反应前后气体物质的量不变，故③错误；④B的物质的量浓度不变，说明达到平衡状态，故④正确；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故⑤正确；⑥v正(B)＝2v逆(C)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故⑥正确。
[解析] 因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1 ml N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；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，故选D。
[解析] 绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A项正确；该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故B项错误；相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C项错误；容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否不再变化，则无法判断平衡状态，故D项错误。
1．化学平衡移动的过程
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系化学平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变造成了v正≠v逆，其具体情况如下：(1)v正______v逆，平衡向正反应方向移动。(2)v正______v逆，平衡不移动。(3)v正______v逆，平衡向逆反应方向移动。
浓度对化学平衡的影响：谁增耗谁，谁减补谁。但不能将外加条件削减为0，此规律只适用于气态或溶液中的平衡混合物。对固体、纯液体来说，其浓度是常数，改变它们的量平衡不移动。
(2)化学平衡移动原理——勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如________、________以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够________这种改变的方向移动。
①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增大反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。②化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的改变，更不能超过外界条件的变化。③化学反应速率改变，平衡不一定发生移动。④化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变(v正≠v逆)。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)化学平衡向正向移动，说明正反应速率一定增大。( )(2)增加反应物的量平衡一定会正向移动。( )(3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度。( )(4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大。( )
(5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。( )(6)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。( )
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：①升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)甲________；乙________；丙________。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)甲________；乙________；丙________。②加压，平衡移动方向分别为甲________；乙__________；丙__________。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________；乙________；丙________。
(2)①当平衡向正反应方向发生移动，反应物的转化率一定增大吗？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
不一定。当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，若有多种反应物的反应，当增大某一反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，只会使另一种反应物的转化率增大，但该物质的转化率反而减小。
②对于有气体参与的化学平衡体系，充入稀有气体。化学平衡会发生什么样的变化？
微考点1 外界条件对化学平衡的影响
萃取精华：解答化学平衡移动类试题的一般思路
微考点2 化学平衡原理在化工生产中的应用
利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，说明升高温度，化学平衡向吸热方向移动，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故C正确；扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g)，WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长灯丝的使用寿命，故D正确。
萃取精华：提高反应物转化率的措施对于吸热反应，升温能提高转化率；对于放热反应，降温能提高转化率。对于气体体积减小的反应，增大压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率；对于气体体积增大的反应．减小压强(各物质浓度发生变化)能提高反应物的转化率。
〔对点集训2〕 (2020·山东等级考模拟二，19)探索氮氧化合物反应的特征及机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题：(1)工业上利用Na2CO3溶液吸收NO、NO2混合气制备NaNO2，该反应可实现NO和NO2的完全转化，反应的化学方程式为_________ ____________________________________。
NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2
(3)图中A、B、C、D四点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度T1时化学平衡常数K＝______L·ml－1。已知温度T1时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2 ml·L－1，此时v正______v逆(填“＞”或“＜”)；上述反应达到平衡后，继续通入一定量的NO2，则NO2的平衡转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，NO2的平衡浓度将________。
1．化学反应速率图像及应用(1)全程速率—时间图像①如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况
原因解释：AB段(v渐大)，因为该反应为________反应，随着反应的进行，________逐渐升高，导致反应速率____________；BC段(v渐小)，则主要原因是随着反应的进行，溶液中__________逐渐减小，导致反应速率____________。要抓住各阶段的主要矛盾，全面分析。
降低温度 增大压强 使用催化剂
方法点拨：①改变某一反应物或生成物的浓度条件，图像一点保持连续。②改变______________，两点突变。③______________使正逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动。
(2)物质的量(或浓度)—时间图像分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下：甲：如图表示一定温度下，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，试回答：①该反应的化学方程式为______________。②反应物的转化率是________。③10 s内v(C)＝____________________。
0.12 ml·L－1·s－1
乙：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①由图像得出如下信息A．反应物是__________，生成物是______；B．______时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。②根据图像可进行如下计算A．某物质的平均反应速率、转化率，如：v(X)＝____________________，Y的转化率＝_____________。B．确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为_______________________。
(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2
解答速率图像题的基本思路(1)看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。
(4)看变化趋势：在速率—时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v吸大增，v放小增；增大反应物浓度，v正突增，v逆渐增。
2．常见化学平衡的图像类型(1)浓度—时间图像浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比＝浓度变化量之比)。
(2)速率—时间图像此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动方向等。
(3)转化率(或含量)—时间关系图该类图像主要看斜率的大小，斜率的大小反映速率的大小，可理解为“先拐先平数值大”，即图像先拐弯的先达到平衡，对应的温度或压强大。
注意：该类图像在求解时，一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。
据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。
3．化学平衡图像解读(1)v－t图像解读
(3)等温(压)平衡曲线解读
①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有：
A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆；C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆；处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。
①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。③T2点表示反应达到平衡状态。④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。
4．化学平衡图像题的解题技巧(1)先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。
(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
下列说法中正确的是( )A．30～40 min时该反应使用了催化剂B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30 min时降低温度，40 min时升高温度D．8 min前A的平均反应速率为0.08 ml·L－1·min－1
2．(2021·湖北部分重点中学高三检测)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中，每生成3 ml H2时放出30.8 kJ的热量。
恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( )A．Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B．Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C．Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D．Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
由图可知在t1、t3、t5、t7时反应都达到了平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，改变的条件分别是_____________________ _______________________________。
升高温度、减小压强、
增大反应物浓度、使用了催化剂
[提示] (3)图1，升温平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，故正反应为放热反应；图2，温度升高平均相对分子质量减小，总质量不变，说明气体物质的量变大，所以平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应。
微考点1 化学反应速率相关图像的剖析
由图可得出的正确结论是( )A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
[解析] 图像为从反应开始以后正反应速率的变化曲线，c点正反应速率达到最大值后开始减小，c点一定未达平衡，故A项错误；a点到b点正反应速率增大，反应物浓度不断减小，反应物浓度：a点大于b点，故B项错误；从a点到c点，反应物的浓度减小，而速率增大，因为该容器是绝热恒容密闭容器，正反应是放热反应，放出的热量使容器的温度升高，温度对反应速率的影响程度大，反应速率加快；
c点后反应仍放热，但此时浓度减小对反应速率的影响程度较大，正反应速率随反应物浓度的减小而减小；因此，正反应是放热的，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C项错误；a～b段的反应速率小于b～c段的，故相等的时间内，b～c段转化的SO2多，故D项正确。
[解析] 图像中，正反应速率与逆反应速率的交叉点为平衡状态，升高温度或增大压强，v正、v逆均应增大。B项中升温v逆减小，D项中增大压强v正和v逆均减小，故B、D项均错误；该反应的正反应是吸热反应，升高温度时，吸热反应的反应速率受到的影响程度较大，即升高温度时，吸热反应的反应速率增大的程度较大，则v正＞v逆，故A项错误；对于反应前后气体体积变化的反应，改变压强对化学方程式中气态物质化学计量数之和大的一侧影响程度较大，即增大压强时，化学计量数之和大的一侧反应速率增大的程度大，则v正＜v逆，故C项正确。
(2)(2021·经典习题选萃)如图表示800 ℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试回答：
①该反应的反应物是______。②该反应的化学反应方程式为______________________。③若达到平衡状态的时间是2 min，A物质的平均反应速率为_____________________。
0.6 ml·L－1·min－1
萃取精华：v－t图像中的“断点”和“接点”“断点”表示改变温度、压强、催化剂引起v正、v逆的变化。“接点”表示改变反应体系中某种物质浓度引起v正、v逆的变化。
微考点2 化学平衡图像问题
[解析] 根据“先拐先平数值大”的原则，应该是500 ℃时的曲线先出现拐点，A项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，B项错误；随着压强增大，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，v(正)＞v(逆)，C项正确；相同压强时，温度升高平衡逆向移动，A的转化率降低，500 ℃时的曲线应该在100 ℃时的曲线之下，D项错误。
下列说法不正确的是( )A．ΔH＞0B．Y点对应的正反应速率大于X点对应的正反应速率C．p4＞p3＞p2＞p1D．1 100 ℃，p4条件下该反应的平衡常数K约为1.64
下列说法正确的是( )A．该反应的正反应是放热反应B．773 K时，该反应的平衡常数小于12.96C．H2的体积分数：φ(b)＝φ(c)D．873 K时，向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4 ml，CO、H2各1.2 ml，平衡不发生移动
[解析] 由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m＜n＋p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC；A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点。
本讲要点速记：1．化学平衡状态判断的两个根本依据：(1)v正＝v逆(实质)。(2)各组分浓度或质量保持不变(现象)。2．化学平衡的五个特征：逆、等、动、定、变。3．影响化学平衡移动的三个外界因素：(1)浓度；(2)压强；(3)温度。
4．掌握一个原理：勒夏特列原理(化学平衡移动原理)。5．明确两个解题技巧(1)判断反应是否平衡时的依据：应该变的不变了就平衡了(变量不变)。(2)判断平衡移动的方向的依据：平衡向着削弱外界条件影响的方向移动。
6．解平衡图像题的2个策略(1)“先拐先平数值大”原则：先出现拐点的反应则先达到平衡，其代表的温度越高或压强越大。(2)“定一议二”原则：先确定横坐标(或纵坐标)所表示的数值，再讨论纵坐标(或横坐标)与曲线的关系。
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