高考總復習化學平衡

1、高考總復習 化學平衡（基礎）【考綱要求】 1了解化學反應的可逆性。2了解化學平衡建立的過程，理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。3理解化學平衡的標志。【考點梳理】考點一、可逆反應1概念：在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應稱為可逆反應。2可逆反應的特點： 要點詮釋：(1) 在相同條件下，正、逆反應能同時進行。(2) 反應有一定的限度，不能進行完全，任一反應物的轉(zhuǎn)化率均小于100%。(3) 最終只能得到反應物和生成物的混合物。3表示：化學方程式中的“=”用“”代替。考點二、化學平衡狀態(tài)1化學平衡狀態(tài)的含義：指在一定條件下的可逆反應中，正反應和

2、逆反應的速率相等，反應體系中所有反應物和生成物的質(zhì)量（或濃度）保持不變的狀態(tài)。2化學平衡狀態(tài)的特征：“逆、等、定、動、變、同”要點詮釋：（1）“逆”：可逆反應。（2）“等”：正逆對于同種物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率消耗速率；對于不同物質(zhì)：要將不同物質(zhì)表示的速率按照速率比等于系數(shù)比折算成同一物質(zhì)表示的速率，且滿足上述條件（正逆）。（3）“定”：條件一定時，反應體系中所有反應物和生成物的濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量百分含量、反應物轉(zhuǎn)化率等）不再隨時間變化。（4）“動”：正逆反應都在進行，對同一物質(zhì)：正逆0，體系處于動態(tài)平衡。（5）“變”：反應條件改變，正逆反應速率可能不再相等，平衡就會發(fā)生移動，直至

3、建立新的平衡，正逆反應速率又達到相等。（6）“同”：一個特定化學平衡的建立與反應途徑無關（等效平衡）。對于同一個可逆反應，只要條件相同（溫度、濃度、壓強），不論從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始，或從正、逆兩個方向同時開始，只要投料相當，均能達到同一平衡狀態(tài)。例如：相同條件下，對于可逆反應2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，投料2 mol SO2和1 mol O2或投料2 mol SO3，最終達到同一平衡狀態(tài)。3判斷化學平衡狀態(tài)的標志：（1）等速標志：正逆(對同一種物質(zhì)而言)，這是本質(zhì)特征。（2）恒濃標志：各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量百分含量（即體積分數(shù)）均保持

4、不變，這是外部特征?？键c三、化學平衡常數(shù)1定義：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)）。2表達式：對于可逆反應mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，在一定溫度下達到平衡，其平衡常數(shù)的表達式：3使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題：要點詮釋：（）純固體或純液體（如液態(tài)水）的濃度為一定值，不列入平衡常數(shù)的表達式中。如：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K=c(CO)·c(H2)/c(H2O)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2

5、(g)，K=c(CO2)/c(CO)（2）任何一個平衡常數(shù)表達式必須和具體的化學反應方程式相匹配。對于同一化學反應，由于方程式書寫形式不同，其平衡常數(shù)表達式也會相應改變，平衡常數(shù)數(shù)值也會改變。 若方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。不同書寫形式的平衡常數(shù)，雖然表達式不同，但實際含義相同。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù)為K3；K1和K2的關系式： K1=K22 。K2和K3的關系式： K2·K3=1 。

6、K1和K3的關系式： K1·K32=1 。（3）影響K的因素：不同的化學反應，K值一般不同。對于特定的化學反應方程式，影響K值的外界因素只有溫度,與反應物或生成物的濃度無關。溫度升高時，對H0的反應K值變小，對H0的反應K值增大。4平衡常數(shù)的意義：（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度（也叫反應的限度）。表示可逆反應的限度，K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，它的正向反應進行的程度越大，即該反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率也就越高；反之，反應就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越低。一般認為K105時，該反應進行得就基本完全。（2）判斷正在進行的可逆反應是否達到平衡及反應向何方向進行：

7、對于可逆反應：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫該反應的濃度商。QcK ，反應向正反應方向進行QcK ，反應處于平衡狀態(tài)QcK ，反應向逆反應方向進行（3）利用可判斷反應的熱效應若升高溫度，值增大，則正反應為吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”)。若升高溫度，值減小，則正反應為放熱反應(填“吸熱”或“放熱”)。（4）計算反應物或生成物的平衡濃度及反應物的轉(zhuǎn)化率。5利用平衡常數(shù)的計算模式：（1）步驟寫出有關化學平衡的方程式。確定各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化

8、量、平衡量。根據(jù)已知條件建立等式關系進行解答。（2）模式（“三段式”）如mA (g)+nB (g)pC (g)+qD (g)，令A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a mol / L、b mol / L，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx mol / L。 mA (g) + nB (g)pC (g)+qD (g)起始（mol·L1） a b 0 0變化（mol·L1） mx nx px qx平衡（mol·L1） amx bnx px qx（3）說明反應物：c（平）=c（始）c（變）生成物：c（平）=c（始）+c（變）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比?！?/p>

9、典型例題】類型一：化學平衡狀態(tài)的判斷例1、H2(g)+ I2(g)2HI(g)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的標志是_。c(H2)=c(I2)=c(HI)時c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2時c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolI2反應速率v(H2)=v(I2)=1/2v(HI)一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化【思路點撥】要

10、抓住本反應前后體積不變的特點來分析?！敬鸢浮俊窘馕觥咳邼舛认嗟?，不能說明已達到平衡狀態(tài)；濃度之比與平衡狀態(tài)無必然聯(lián)系；濃度不變，說明已達平衡。注意不要把濃度不變與、兩種情況混淆；“生成nmolH2”指逆反應，“生成2nmolHI”指正反應，且v正=v逆，正確；“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反應，不能判斷；無論是v正、v逆，用不同物質(zhì)表示時,一定和化學計量數(shù)成正比,與是否達到平衡狀態(tài)無關。從微觀角度表示v正=v逆，正確； 該反應是一個氣體總質(zhì)量不變、反應前后等體積的可逆反應，壓強始終不改變；故溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化不能表明達到平衡。顏色不變，說明I2(g)濃度不

11、變，可以判斷；由于(g) = 0，體積始終不變，且反應混合物總質(zhì)量始終不變，密度不變，不能判斷是否達到平衡。反應前后氣體的物質(zhì)的量、質(zhì)量均不變，所以平均分子量始終不變，不一定達到平衡狀態(tài)?！究偨Y(jié)升華】（1）從化學平衡的本質(zhì)判斷可逆反應是否達到化學平衡時，必須同時表明正反應速率和逆反應速率，且對同一種物質(zhì)而言滿足：v (正)=v (逆)。（2）要抓住本反應前后體積不變的特點來分析。舉一反三：【變式1】在一定溫度下，向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體，發(fā)生反應：X (g)+2Y (g)2Z (g)，此反應達到平衡的標志是（ ）容器內(nèi)壓強不隨時間變化容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時

12、間變化容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為122單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol ZA B C D【答案】C【變式2】A對可逆反應4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g) + 6H2O(g)，下列敘述正確的是A達到化學平衡時，4正(O2)= 5逆(NO)B若單位時間內(nèi)生成x mol NO同時消耗x mol NH3 ，則反應達到平衡狀態(tài)C達到化學平衡時，若增加容器體積，則正反應速率減少，逆反應速率增大D化學反應速率的關系是2正(NH3)= 3正(H2O)【答案】A【解析】A項，達到化學平衡時，4正(O2)= 5逆(NO)，又因為正(O2)：正(NO)=5:4，則有正(NO)= 逆

13、(NO)，故A成立。B項描述的是同一方向，不能判斷平衡。C項，若增加容器體積，正逆反應速率均減小。D項，化學反應速率的關系是3正(NH3)= 2正(H2O)。類型二：化學平衡常數(shù)例2、（2016 清華附中）一定條件下，通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收，其中Y是單質(zhì)。SO 2(g) + 2CO(g)2X(g)+Y(l)，為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用超靈敏氣體傳感器測得不同時間的SO2和CO濃度如下表： 時間/s01234c(SO2)/mol·L-11.000.500.233.00×10-373.00×10-37c(CO)/mol·

14、L-14.003.002.462.002.00下列說法不正確的是 AX的化學式為CO2B前1s內(nèi)v(X)= 1.00 mol·L-1·s-1C該回收原理運用了SO 2的還原性D該溫度下，此反應的平衡常數(shù)的數(shù)值是3.33×1036【思路點撥】對于反應: mA + nB pC + qD ，平衡常數(shù)表達式為：【答案】C【解析】根據(jù)X、Y前的計量數(shù)知X是CO2，Y是S，A正確；前1s內(nèi)v(SO2)=（1.0-0.5）mol·L-1÷1s=0.5 mol·L-1·s-1，根據(jù)反應速率之比=計量數(shù)之比知前1s內(nèi)用表示的反應速率為：v(C

15、O2)=1.00 mol·L-1·s-1，B正確；該回收原理運用了SO 2的氧化性，被還原為S，C錯誤。SO 2(g) + 2CO(g) 2 CO2 (g)+S(l)起始： 1.00 4.00 0 0變化： 2.00 2.00 平衡： 3.00×10-37 2.00 2.00K= 3.33×1036，故D正確。【總結(jié)升華】本題考查反應速率、平衡常數(shù)、二氧化硫的性質(zhì)。舉一反三：【變式1】工業(yè)合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。設在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應在一定條件下達到平

16、衡時，NH3的物質(zhì)的量分數(shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應體系中總的物質(zhì)的量之比)為4/7。計算： 該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率；該條件下反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。【答案】該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率：66.7%該條件下反應2NH3(g)N2(g) +3H2(g)的平衡常數(shù)為0.005【解析】起始時，c(N2)=0.3 mol/L；c(H2)=0.8 mol/L。由三行式法計算可知： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始濃度 0.3 0.8 0轉(zhuǎn)化濃度 x3x 2x平衡濃度 0.3-x 0.8-3x 2x平衡時NH3的物質(zhì)的量分數(shù)2x / (0.3-x+0.8-3x+2x)4

17、/7；x= 0.2 mol/L。平衡時，c(N2)=0.1 mol/L；c(H2)=0.2 mol/L；c(NH3)=0.4 mol/L。N2的平衡轉(zhuǎn)化率= (0.3-0.1) ÷0.3×100%=66.7%；反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K= c(N2)c3(H2)/ c2(NH3)=0.005。答案：66.7%；0.005【變式2】某溫度下H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)是50，在這個溫度下使H2與I2(g)發(fā)生反應，反應開始時，碘蒸氣的濃度是1mol/L，當達到平衡時c(HI)=0.9mol/L，求H2的轉(zhuǎn)化率?！敬鸢浮?3.8%根

18、據(jù)題給條件可知，H2的轉(zhuǎn)化濃度應該是H平衡濃度的一半為0.45mol/L。因此要求出H2的轉(zhuǎn)化率必然應求出H2的起始濃度。而H2的起始濃度為H2的轉(zhuǎn)化濃度和H2平衡濃度之和。設c(H2)的起始濃度為xmol/L，c(H2)的平衡濃度為ymol/L。 H2 + I2(g) 2HI 起始濃度（mol/L） x 1 0轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.45 0.45 0.9 平衡濃度（mol/L） y 0.55 0.9y=0.0295mol/Lx=0.0295 mol/L +0.45 mol/L =0.4795mol/L【變式3】（2015 甘肅部分高中第一次聯(lián)考）等物質(zhì)的量的X（g）與Y（g）在密閉容器

19、中進行反應：X（g）+2Y（g）3Z（g）+Q（s） H0，下列敘述正確的是（ ） A當容器中X與Y的物質(zhì)的量之比滿足12時反應達到平衡 B達到平衡時X的轉(zhuǎn)化率為25，則平衡常數(shù)K為94 C達到平衡后，反應速率2v正（Y）=3v逆（Z） D達到平衡后，加入Q，平衡逆向移動【答案】B 【解析】反應中X、Y按照物質(zhì)的量之比l2進行反應，而容器中兩者物質(zhì)的量之比為l2時不一定達到平衡，A項錯誤；設X、Y起始的物質(zhì)的量都為1 mol，容器的體積為V L，達到平衡時X的物質(zhì)的量是1 mol×(125)=0.75 mol，消耗X的物質(zhì)的量是0.25 mol，則Y的物質(zhì)的量為1 mol0.25 m

20、ol×2=0.5 mol，生成Z的物質(zhì)的量為0.25 mol×3=0.75 mol，則平衡常數(shù)，B項正確；達到平衡后3v正（Y）=2v正（Z），C項錯誤；由于Q為固體，加入Q后平衡不移動，D項錯誤。類型三：化學平衡的計算例3、在5L的密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，在一定條件下發(fā)生反應：2A(g) + B(g) 2C(g)達平衡時，在相同條件下測得容器內(nèi)混合氣體的壓強是反應前的5/6，則A 的轉(zhuǎn)化率為( )A.67 B. 50 C. 25 D. 5【思路點撥】將題給條件中的壓強關系轉(zhuǎn)化成氣體物質(zhì)的量關系是解題的基礎；本題利用了“三段式”（起始量、變化量、平衡量

21、）的化學平衡計算的基本模式?！敬鸢浮緽【解析】根據(jù)阿伏加德羅定律的推論，同溫同體積時，氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時氣體的物質(zhì)的量為×(2+1) mol=2.5mol。設達平衡時，B反應的物質(zhì)的量為x mol，根據(jù) 【總結(jié)升華】有關化學平衡的計算包括：求平衡時各組分含量，平衡濃度、起始濃度、反應物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度或平均相對分子質(zhì)量，某物質(zhì)的化學計量數(shù)等。解這類試題時要用到下列方法或規(guī)律：(1)化學平衡計算的基本方法是“始”、“變”、“平”三段分析法?；灸Ｊ剑喝畏治龈鶕?jù)條件列方程(2)化學平衡計算中用到的基本關系與定律：各物質(zhì)變化濃度之比方程式中的化學計量數(shù)之比；反應物

22、轉(zhuǎn)化率其消耗濃度與起始濃度之比；平衡時某組分體積分數(shù)該組分在平衡混合物中的物質(zhì)的量的分數(shù)；阿伏加德羅定律及其推論。舉一反三：【變式1】A、B、C為三種的氣體，把amolA和bmolB充入一密閉容器中，發(fā)生反應A+2B2C，達到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足n(A)+ n(B)= n(C)，則A的轉(zhuǎn)化率為： A、(a+b)/5； B、2(a+b)/5b； C、2(a+b)/5； D、(a+b)/5a。【答案】D【變式2】（2015 重慶高考）羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡： CO(g)+H2S(g)CO

23、S(g)+H2(g) K=0.1反應前CO的物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol，下列說法正確的是（ ）A升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應B通入CO后，正反應速率逐漸增大C反應前H2S物質(zhì)的量為7molDCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%【解析】A. 升高溫度，H2S濃度增加，表明平衡逆向移動，則該反應是放熱反應，故A錯誤；B通入CO后，正反應速率瞬間增大，隨著反應的進行又逐漸減小，故B錯誤；C. 根據(jù) CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1起始物質(zhì)的量 10 n 0 0變化物質(zhì)的量 2 2 2 2平衡物質(zhì)的量 8 n-2 2 2設該容器的體積為V，根據(jù)

24、K=0. 1，列關系式得 （2×2）/8×（n-2）=0.1，解得n=7，故C正確；D.根據(jù)上述數(shù)據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為2/10×100%=20%，故D錯誤；故選C?！眷柟叹毩暋恳?、選擇題（每題有1-2個選項符合題意）1對可逆反應，R (g)+P (g)Q (g)+S (g)，達到平衡狀態(tài)的標志是（ ）AR、P、Q、S濃度相等 B反應前后壓強不變C反應前后質(zhì)量不變 DR、P、Q、S濃度不變2（2016 北京四中）可逆反應：2NO22NO+O2在體積不變的密閉容器中，達到平衡狀態(tài)的標志是_。單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO2單位時間內(nèi)生成n

25、 mol O2的同時，生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為221的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A B C D3.(2015 西城期中)在一定條件下，把一定量NH3充入容積固定的密閉容器中，發(fā)生反應:2NH3 (g)3H2 (g)+N2 (g)。達到平衡時，如果保持溫度不變，增加N2的濃度。下列說法正確的是（ ）A平衡向正反應方向移動 B化學平衡常數(shù)不變C化學平衡常數(shù)增大 D化學平衡常數(shù)減小 4高溫下，某反應達平衡，平衡常數(shù)。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是（ ）

26、A該反應的焓變?yōu)檎礏恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小C升高溫度，逆反應速率減小5在密閉容器中進行如下反應：，已知、Z的起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是（ ） A. Z為0.3mol/LB. 為0.35mol/L C. 為0.2mol/L D. 為0.4mol/L6（2015 青島二中）在4 L密閉容器中充入6 mol A氣體和5 mol B氣體，在一定條件下發(fā)生反應：3A (g)+B (g)2C (g)+xD (g)，達到平衡時，生成了2 mol C，經(jīng)測定D的濃度為0.5 mol / L，下列判斷

27、正確的是（ ）Ax=1BB的轉(zhuǎn)化率為20%C平衡時A的濃度為1.50 mol / LD達到平衡時，在相同溫度下容器內(nèi)混合氣體的壓強是反應前的85%7 在25時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L-10.10.20平衡濃度/mol·L-10.050.050.1下列說法錯誤的是：A反應達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50B反應可表示為X+3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600C增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)8在一定溫度下，反應：的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的

28、密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于A5%B17%C25%D33%【答案與解析】一、選擇題1【答案】D【解析】該反應是一個氣體總質(zhì)量不變、反應前后等體積的可逆反應，壓強、質(zhì)量始終不改變；故容器內(nèi)壓強、總質(zhì)量不再變化不能表明達到平衡。若R、P、Q、S濃度瞬時相等不能表明平衡，只有R、P、Q、S濃度不變才能說明達到平衡。2【答案】A【解析】中描述的均是同一方向，恒成立，與平衡無關；中混合氣體的密度始終不變，與平衡無關。3【答案】B4【答案】A 【解析】由平衡常數(shù)表達式寫出可逆反應為：，D項錯誤；由于升高溫度，H2濃度減小，說明升溫平衡向正反應方向進行，因此正反應是吸熱的，焓變（即反應

29、熱）為正值，A項正確；由于反應前后氣體體積相等，增大壓強平衡不移動，B項錯誤；升高溫度，正、逆反應速率都會增大，C項錯誤。5 【答案】AB【解析】可逆反應不能進行到底，采取極端假設法分析得出各物質(zhì)平衡濃度取值范圍： 0X20.2；0.2Y20.4；0Z0.46【答案】B7【答案】C【解析】題中有一明顯的錯誤，就是C選項中平衡常數(shù)增大，增大壓強不可能使平衡常數(shù)增大。其他選項均為平衡中的基礎計算和基礎知識，關鍵是根據(jù)表中數(shù)據(jù)（0.10.05）(0.20.05)(0.10)=132可推導出：X+3Y2Z。8【答案】B【解析】1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)K1為10，那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常數(shù)K2為1/10， 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常數(shù)K3為(1/10)2