第二節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動(dòng)-2023屆高考化學(xué)一輪針對(duì)性復(fù)習(xí)方案_第1頁(yè)
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第二節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動(dòng)【必備知識(shí)要求】1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡的建立;掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?!娟P(guān)鍵能力及高考要求】關(guān)鍵能力要求:微觀想象能力、化學(xué)計(jì)算能力、理解辨析能力、模型認(rèn)知能力。高考要求:本節(jié)內(nèi)容為高考的常考內(nèi)容之一,主要考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡移動(dòng)中相關(guān)量變化分析,以圖像形式綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系,結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題考查化學(xué)平衡理論的應(yīng)用?!緦W(xué)科核心素養(yǎng)解析】1.變化觀念與平衡思想:知道化學(xué)變化需要一定的條件,并遵循一定規(guī)律;認(rèn)識(shí)化學(xué)變化有一定限度,是可以調(diào)控的。能多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng),運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系;知道可以通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征及其影響因素,建立模型。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。必備知識(shí)點(diǎn)1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1.可逆反應(yīng)在相同條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)??赡娣磻?yīng)中,反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在,任一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均小于100%。2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)含義一定條件下的可逆反應(yīng),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再改變的狀態(tài)。(2)建立過(guò)程在一定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入到固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過(guò)程如下:以上過(guò)程可用下圖表示:(3)特征3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系①單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA,同時(shí)也生成了mmolA平衡②單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB,同時(shí)也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡④單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB,同時(shí)也消耗了qmolD不一定平衡壓強(qiáng)①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m+n≠p+q平衡②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m+n=p+q不一定平衡混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量①平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n≠p+q平衡②平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)平衡氣體密度(ρ)①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡②m+n≠p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)平衡③m+n=p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡【知識(shí)理解提點(diǎn)】1.動(dòng)態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bBcC+dD,eq\f(v正A,v逆B)=eq\f(a,b)時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。2.靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變??傊粑锢砹坑勺兞孔兂闪瞬蛔兞?,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。3.規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。(2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g)。④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變?!净簏c(diǎn)辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。1.一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度。()2.可逆反應(yīng)不等同于可逆過(guò)程??赡孢^(guò)程包括物理變化和化學(xué)變化,而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化。()3.二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)。()4.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等,若用不同物質(zhì)表示時(shí),反應(yīng)速率不一定相等。()5.在化學(xué)平衡建立過(guò)程中,v正一定大于v逆。()6.恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。()【答案】:1.√2.√3.×4.√5.×6.×【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】可逆反應(yīng)的特點(diǎn)例1.下列對(duì)可逆反應(yīng)的認(rèn)識(shí)正確的是A.SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr與2HBr+H2SO4(濃)=SO2↑+Br2+2H2O互為可逆反應(yīng)B.既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)C.外界條件改變可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)限度不改變D.在同一條件下,同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)【答案】D【解析】根據(jù)可逆反應(yīng)定義中的“同一條件下”“同時(shí)”“正、逆兩個(gè)方向”等關(guān)鍵字眼進(jìn)行分析,A項(xiàng):已知的兩個(gè)反應(yīng)中硫酸的濃度不同,不符合可逆反應(yīng)的定義,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):該說(shuō)法缺少前提條件“同一條件下”,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng):化學(xué)反應(yīng)限度是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的狀態(tài),外界條件改變影響可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)限度,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):該說(shuō)法符合可逆反應(yīng)的定義,故D正確。綜上所述,答案為D。【跟蹤演練】1.一定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是()A.c1:c2=3:1B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2:3C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1【解析】A項(xiàng):平衡濃度之比為1:3,轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1:3,故起始濃度之比c1:c2=1:3,A錯(cuò)誤;B項(xiàng):平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng),Z生成表示正反應(yīng)且v生成(Y):v生成(Z)應(yīng)為3:2,B錯(cuò)誤;C項(xiàng):起始濃度之比c1:c2=1:3,轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1:3,起始濃度之比=系數(shù)比,轉(zhuǎn)化率就相等,C錯(cuò)誤;D項(xiàng):由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L-1,D正確?!敬鸢浮緿【基礎(chǔ)例析】化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例2.(2022·江西名師聯(lián)盟第一次模擬測(cè)試)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項(xiàng)表明反應(yīng)一定已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.容器內(nèi)的溫度不再變化B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化C.相同時(shí)間內(nèi),斷開(kāi)H—H鍵的數(shù)目和生成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2【答案】A【解析】A項(xiàng):已知反應(yīng)為放熱反應(yīng),當(dāng)絕熱容器內(nèi)的溫度不變時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)符合題意;B項(xiàng):反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,反應(yīng)前后壓強(qiáng)均不變,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),B項(xiàng)不符合題意;C項(xiàng):斷開(kāi)H—H鍵和生成N—H鍵均指正反應(yīng)方向,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),C項(xiàng)不符合題意;D項(xiàng):當(dāng)c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)為1∶3∶2時(shí),無(wú)法證明正逆反應(yīng)速率相等,D項(xiàng)不符合題意?!靖櫻菥殹?.一定溫度下某容積固定的密閉容器中,對(duì)可逆反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g),下列敘述能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是()A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化B.混合氣體的密度不再變化C.消耗B的速率是生成C的速率的eq\f(1,2)D.單位時(shí)間內(nèi)生成amolB,同時(shí)生成2amolC【答案】D【解析】A項(xiàng):反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變,總物質(zhì)的量不變,容器內(nèi)壓強(qiáng)一直不變;B項(xiàng):混合氣體質(zhì)量不變,體積不變,則密度一直不變;C項(xiàng):消耗B和生成C都是正反應(yīng);D項(xiàng):生成B為逆反應(yīng),生成C為正反應(yīng),反應(yīng)速率符合化學(xué)計(jì)量數(shù)比,可以作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)志。必備知識(shí)點(diǎn)2化學(xué)平衡的移動(dòng)和影響因素1.化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程(1)v正>v逆:平衡向eq\a\vs4\al(正)反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)v正=v逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不移動(dòng)。(3)v正<v逆:平衡向eq\a\vs4\al(逆)反應(yīng)方向移動(dòng)。2.外界因素對(duì)化學(xué)平衡的影響改變影響平衡的一個(gè)條件化學(xué)平衡移動(dòng)方向化學(xué)平衡移動(dòng)結(jié)果圖示濃度增大反應(yīng)物濃度向eq\a\vs4\al(正)反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)物濃度減小,但比原來(lái)大如圖甲減小反應(yīng)物濃度向eq\a\vs4\al(逆)反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)物濃度增大,但比原來(lái)小如圖乙增大生成物濃度向eq\a\vs4\al(逆)反應(yīng)方向移動(dòng)生成物濃度減小,但比原來(lái)大如圖丙減小生成物濃度向eq\a\vs4\al(正)反應(yīng)方向移動(dòng)生成物濃度增大,但比原來(lái)小如圖丁壓強(qiáng)增大體系壓強(qiáng)向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動(dòng)體系壓強(qiáng)減小,但比原來(lái)大如圖戊減小體系壓強(qiáng)向氣體體積增大的反應(yīng)方向移動(dòng)體系壓強(qiáng)增大,但比原來(lái)小如圖己溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)體系溫度降低,但比原來(lái)高如圖庚降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)體系溫度升高,但比原來(lái)低如圖辛3.勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度等)之一,平衡將向著減弱這種改變的方向移動(dòng)。【知識(shí)理解提點(diǎn)】1.勒夏特列原理中,“減弱”不等于“消除”,更不是“扭轉(zhuǎn)”,即平衡移動(dòng)不能將外界影響完全消除,而只能減弱。2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響主要看改變壓強(qiáng)能否引起反應(yīng)物和生成物的濃度變化,只有引起物質(zhì)的濃度變化才會(huì)造成平衡移動(dòng),否則壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響。如:分析“惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對(duì)化學(xué)平衡的影響。(1)恒溫恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強(qiáng)增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動(dòng)(2)恒溫恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))容器容積增大→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)【惑點(diǎn)辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。1.升高溫度,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。()2.化學(xué)平衡正向移動(dòng),說(shuō)明正反應(yīng)速率一定增大。()3.合成氨反應(yīng)需使用催化劑,說(shuō)明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動(dòng)。()4.恒容條件下,增加氣體反應(yīng)物的量,平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。()5.對(duì)于反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g),若使體系顏色變淺,則平衡一定正向移動(dòng)。()6.對(duì)于反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g),當(dāng)v正(A)=12v逆(B)時(shí),平衡不移動(dòng)。()【答案】:1.√2.×3.×4.×5.×6.×【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的判斷例3.(2022·衡陽(yáng)高三調(diào)研)關(guān)于一定條件下的化學(xué)平衡H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0,下列說(shuō)法正確的是()A.恒溫恒容,充入H2,v(正)增大,平衡右移B.恒溫恒容,充入He,v(正)增大,平衡右移C.加壓,v(正),v(逆)不變,平衡不移動(dòng)D.升溫,v(正)減小,v(逆)增大,平衡左移【答案】A【解析】A項(xiàng):恒溫恒容,充入H2,H2濃度增大,v(正)增大,平衡右移,故A正確;B項(xiàng):恒溫恒容,充入He,各反應(yīng)物濃度都不變,v(正)不變,平衡不移動(dòng),故B錯(cuò)誤;C項(xiàng):加壓,容積縮小,各物質(zhì)濃度均增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡不移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):升溫,v(正)增大,v(逆)增大,由于正反應(yīng)放熱,所以平衡左移,故D錯(cuò)誤?!靖櫻菥殹?.對(duì)于已建立化學(xué)平衡的可逆反應(yīng),當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),下列有關(guān)敘述正確的是①生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增加;②生成物的產(chǎn)量一定增加;③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;④反應(yīng)物濃度一定降低;⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率;⑥使用了合適的催化劑;A.①②B.②⑤C.③④D.④⑥【答案】B【解析】①總質(zhì)量不變,向正反應(yīng)移動(dòng),生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增大,若生成物質(zhì)量增大小于混合物總質(zhì)量增大,生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能降低,故①錯(cuò)誤;②平衡向正反應(yīng)移動(dòng),生成物會(huì)增加,即生成物的產(chǎn)量一定增加,故②正確;③降低生成物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大,但增大某一反應(yīng)的濃度,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,自身轉(zhuǎn)化率降低,故③錯(cuò)誤;④如增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正方向移動(dòng),達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物的濃度比改變條件前大,故④錯(cuò)誤;⑤平衡向正反應(yīng)移動(dòng),正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率,故⑤正確;⑥加入催化劑,正逆反應(yīng)速率同等程度增大,平衡不移動(dòng),故⑥錯(cuò)誤;綜上所述②⑤正確,故選:B。【基礎(chǔ)例析】勒夏特列原理的應(yīng)用例4.(2022·北京高三期末)下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是A.銅與濃硫酸反應(yīng)需要加熱B.加熱蒸干FeCl3溶液最終得到Fe(OH)3C.使用催化劑提高合成氨的生產(chǎn)效率D.鋼管與銅管堆放一處,鋼管更易腐蝕【答案】B【解析】A項(xiàng):銅與濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,不涉及化學(xué)平衡,不能用勒夏特列原理解釋,A與題意不符;B項(xiàng):FeCl3為強(qiáng)酸弱堿鹽,鐵離子水解生成Fe(OH)3和H+,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),加熱促進(jìn)水解,能用勒夏特列原理解釋,B符合題意;C項(xiàng):使用催化劑能加快反應(yīng)速率,不能使化學(xué)平衡移動(dòng),能用勒夏特列原理解釋,C與題意不符;D項(xiàng):鋼管與銅管堆放一處,鐵、銅及金屬表面的水膜形成原電池,能加快鐵的腐蝕,則鋼管更易腐蝕,屬于電化學(xué)腐蝕,能用勒夏特列原理解釋,D與題意不符;答案為B。【跟蹤演練】4.(2022·重慶高三二模)下列實(shí)驗(yàn)操作或現(xiàn)象不能用勒夏特列原理解釋的是A.B.C.D.【答案】B【解析】A項(xiàng):配制氯化鐵溶液時(shí),先將FeCl3溶于濃鹽酸,H+濃度大,對(duì)Fe3+水解產(chǎn)生抑制作用,溶液不產(chǎn)生渾濁,A不合題意;B項(xiàng):在稀硫酸溶液中,乙酸乙酯水解速率快,是因?yàn)橄×蛩岽呋饔靡鸬?,不能用勒夏特列原理解釋,B符合題意;C項(xiàng):石灰石與稀鹽酸反應(yīng),在密閉容器中隨氣體的增多,壓強(qiáng)不斷增大,最后無(wú)氣泡產(chǎn)生,打開(kāi)瓶塞,壓強(qiáng)減小,氣體溶解度減小,有氣泡逸出,C不合題意;D項(xiàng):有AgCl沉淀的濁液中滴入KI溶液,由于AgI的溶解度比AgCl小,所以沉淀轉(zhuǎn)化為AgI,D不合題意。故選B。必備知識(shí)點(diǎn)3化學(xué)平衡圖像類型1.含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像常見(jiàn)圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,B%指反應(yīng)物的百分含量。①②③④⑤2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與壓強(qiáng)—溫度圖像(1)恒壓線圖像(2)恒溫線圖像3.化學(xué)平衡中的特殊圖像(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點(diǎn)前,表示從反應(yīng)開(kāi)始,v(正)>v(逆);M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故ΔH<0。(2)對(duì)于化學(xué)反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。L線的上方(E點(diǎn)),A的百分含量大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中A的百分含量,所以E點(diǎn)滿足v(正)>v(逆);同理L線的下方(F點(diǎn))滿足v(正)<v(逆)。【知識(shí)理解提點(diǎn)】1.含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像:表示不同條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間快慢、反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含量的關(guān)系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn)的首先達(dá)到平衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫度或壓強(qiáng)的高低。再依據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與壓強(qiáng)—溫度圖像:(1)表示兩個(gè)外界條件同時(shí)變化時(shí),反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化情況,解決這類圖像一般采用“定一議二”的方法,即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為恒量,討論另外兩個(gè)變量的關(guān)系。如:圖1中,當(dāng)壓強(qiáng)相等(任意一條等壓線)時(shí),升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。當(dāng)溫度相等時(shí),在圖1中作直線,與三條等壓線交于三點(diǎn),這三點(diǎn)自下而上為增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(2).圖3中,當(dāng)溫度相等(任意一條等溫線)時(shí),增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí),在圖3中作直線,與兩條等溫線交于兩點(diǎn),這兩點(diǎn)自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。【夯基例析·跟蹤演練】【基礎(chǔ)例析】化學(xué)平衡圖像分析例5.(2022·黑龍江哈爾濱市第六中學(xué)校高三月考)根據(jù)如圖有關(guān)圖象,說(shuō)法正確的是A.由圖Ⅰ知,反應(yīng)在T1、T3處達(dá)到平衡,且該反應(yīng)的ΔH<0B.由圖Ⅱ知,t1-t6時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)在t6時(shí)刻,NH3體積分?jǐn)?shù)最小C.由圖Ⅱ知,t3時(shí)采取降低反應(yīng)體系溫度的措施D.圖Ⅲ表示在10L容器、850℃時(shí)的反應(yīng),由圖知,到4min時(shí),反應(yīng)放出5.16kJ的熱量【答案】B【解析】A項(xiàng):根據(jù)圖I,T2℃下反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最小,生成物的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大,T2℃反應(yīng)達(dá)到平衡,T1℃沒(méi)有達(dá)到平衡,T2℃以后,X的體積分?jǐn)?shù)增大,Z的體積分?jǐn)?shù)減小,隨著溫度的升高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),即△H<0,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):t2時(shí)刻正逆反應(yīng)速率相等,平衡不移動(dòng),根據(jù)圖像Ⅱ,t3后,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,NH3的量減少,t5后,反應(yīng)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,NH3的量又減少,故在t6時(shí)刻,NH3體積分?jǐn)?shù)最小,故B正確;C項(xiàng):根據(jù)圖像Ⅱ,t3時(shí),正逆反應(yīng)速率都降低,改變的因素是降低溫度,或減小壓強(qiáng),根據(jù)圖像Ⅱ,t3時(shí),反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),如果降低溫度,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),即v正>v逆,不符合圖像,t3時(shí)刻采取的是減小壓強(qiáng),故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):根據(jù)圖Ⅲ,0到4min變化的物質(zhì)的量為0.12mol·L-1×10L=1.2mol,即放出的熱量為1.2mol×43kJ·mol-1=51.6kJ,故D錯(cuò)誤;故答案為:B。【跟蹤演練】5.(2022·六盤水高級(jí)中學(xué)高三月考)臭氧在煙氣脫硝中的反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)。若此反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列選項(xiàng)中有關(guān)圖象對(duì)應(yīng)的分析正確的是()A.平衡后升溫,NO2含量降低B.0~2s內(nèi),v(O3)=0.2mol·L-1·s-1C.v正:b點(diǎn)>a點(diǎn),b點(diǎn):v逆>v正D.恒溫,t1時(shí)再充入O3【答案】C【解析】A項(xiàng):由圖可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO2的含量增大,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):由圖可知,0-2s內(nèi),二氧化氮的濃度變化量=0.8mol?L-1-0.4mol?L-1=0.4mol?L-1,故v(NO2)==0.2mol?L-1?s-1,v(O3)=v(NO2)=0.1mol?L-1?s-1,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng):溫度高,化學(xué)反應(yīng)速率快,b點(diǎn)溫度高于a點(diǎn),故V正:b點(diǎn)>a點(diǎn);b點(diǎn)的NO2的分?jǐn)?shù)未達(dá)到平衡的分?jǐn)?shù),則平衡向生成NO2的方向移動(dòng),即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故b點(diǎn):v逆>v正,故C正確;D項(xiàng):容器中充入反應(yīng)物,正反應(yīng)速率瞬間加快,逆反應(yīng)速率不變,然后平衡移動(dòng)至建立新平衡,該效果與圖示不符,故D錯(cuò)誤;故選C。必備知識(shí)點(diǎn)4等效平衡1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。2.對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反應(yīng)特點(diǎn)a+b≠c+da+b=c+d條件等溫等容等溫等壓等溫等容等溫等壓起始投料換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”成比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”成比例平衡特點(diǎn)物質(zhì)的量/n相同成比例成比例成比例百分含量/w%相同相同相同相同濃度相同相同成比例相同3.等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②00

2mol③0.5mol

0.25mol

1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2mol,O2均為1mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中a、b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,eq\f(c,2)+b=1,即與上述平衡等效。(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0②1mol3.5mol

2mol③amolbmolcmol按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中eq\f(nSO2,nO2)=eq\f(2,3),故互為等效平衡。③中a、b、c三者關(guān)系滿足:eq\f(c+a,\f(c,2)+b)=eq\f(2,3),即與①②平衡等效。(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)判斷方法:無(wú)論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無(wú)影響。例如:H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③amolbmolcmol①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互為等效平衡。③中a、b、c三者關(guān)系滿足eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)+a))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)+b))=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即與①②平衡等效?!局R(shí)理解提點(diǎn)】1.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見(jiàn)圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)。2.兩平衡狀態(tài)間要互為等效應(yīng)滿足四點(diǎn):①同一條件;②同一可逆反應(yīng);③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同)④平衡時(shí)相應(yīng)物質(zhì)在各自平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))相同?!竞换觥じ櫻菥殹俊净A(chǔ)例析】等效平衡的應(yīng)用例6.(2022·長(zhǎng)春市第六中學(xué)校高三月考)一定溫度下,在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說(shuō)法正確的是()容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大【答案】D【解析】A項(xiàng):對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng),若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時(shí)c(CH3OH)小,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;B項(xiàng):Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯(cuò)誤;C項(xiàng):不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,C錯(cuò)誤;D項(xiàng):對(duì)比Ⅰ和Ⅲ,若溫度相同,兩者建立等效平衡,兩容器中速率相等,但Ⅲ溫度高,速率更快,D正確?!靖櫻菥殹?.向一固定容積的密閉容器中通入amolN2O4氣體,在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g),達(dá)到平衡時(shí)再通入amolN2O4氣體,再次達(dá)到平衡時(shí),與第一次達(dá)平衡時(shí)相比,N2O4的轉(zhuǎn)化率()A.不變B.增大C.減小D.無(wú)法判斷【答案】C【解析】恒溫恒容條件下,在兩個(gè)相同的容器中,都加入amolN2O4,在相同條件下,N2O4的轉(zhuǎn)化率相等;然后,將兩個(gè)容器合并,再加壓到一個(gè)容器中,加壓時(shí),平衡向左移,轉(zhuǎn)化率降低。這叫先平衡,再合并,后加壓。7.恒溫恒壓下,在一個(gè)容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g)C(g),若開(kāi)始時(shí)通入1molA和1molB,達(dá)到平衡時(shí)生成amolC。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.若開(kāi)始時(shí)通入3molA和3molB,達(dá)到平衡時(shí),生成C的物質(zhì)的量為3amolB.若開(kāi)始時(shí)通入4molA、4molB和2molC,達(dá)到平衡時(shí),B的物質(zhì)的量一定大于4molC.若開(kāi)始時(shí)通入2molA、2molB和1molC,達(dá)到平衡時(shí),再通入3molC,則再次達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(a,2-a)D.若在原平衡體系中,再通入1molA和1molB,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變【答案】B【解析】A項(xiàng):開(kāi)始時(shí)通入3molA和3molB,由于容器容積變大,保持恒壓,相當(dāng)于將三個(gè)原容器疊加,各物質(zhì)的含量與原平衡中的相同,生成C的物質(zhì)的量為3amol;B項(xiàng):無(wú)法確定平衡移動(dòng)的方向,不能確定平衡時(shí)B的物質(zhì)的量一定大于4mol;C項(xiàng):根據(jù)題給數(shù)據(jù)可計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(a,2-a);D項(xiàng):混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變?!靖呖紤?yīng)用】高頻考點(diǎn)高考中的圖像題1.轉(zhuǎn)化率—時(shí)間例1:(2018全國(guó)高考Ⅲ)(3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑,在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。①343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=%.平衡常數(shù)K343K=(保留2位小數(shù))?!敬鸢浮?20.02【解析】(3)①溫度越高,反應(yīng)速率越快,圖象中點(diǎn)a所在曲線為343K,由圖示可知343K時(shí)反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率α=22%,設(shè)SiHCl3的起始濃度為cmol/L,則2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始濃度(mol/L)c00變化濃度(mol/L)0.22c0.11c0.11c平衡濃度(mol/L)0.78c0.11c0.11c平衡常數(shù)K343K==≈0.02,故答案為:22;0.02;2.各組分的分壓—時(shí)間例2:(2019全國(guó)高考Ⅰ)(4)Shoichi研究了467℃、489℃時(shí)水煤氣變換中CO和H2分壓隨時(shí)間變化關(guān)系(如圖所示)。催化劑為氧化鐵,實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的和pCO相等、和相等。計(jì)算曲線a的反應(yīng)在30~90min內(nèi)的平均速率(a)=kPa?min﹣1.467℃時(shí)和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是、。489℃時(shí)和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是、。【答案】0.0047;b、c;a、d;【解析】(4)曲線a的反應(yīng)在30~90min內(nèi),分壓變化=4.08kPa﹣3.80kPa=0.28kPa,平均速率(a)===0.0047kPa/min,反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高平衡逆向進(jìn)行,CO分壓越大,氫氣分壓越小,489℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是a、d,467℃時(shí)pH2和pCO隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線分別是b、c,故答案為:0.0047;b、c;a、d;。3.轉(zhuǎn)化率—溫度例3:(2019全國(guó)高考Ⅲ)(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)。如圖為剛性容器中,進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)分別等于1:1、4:1、7:1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系:可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0,根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)=(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率,同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)過(guò)低、過(guò)高的不利影響分別是?!敬鸢浮看笥?;;Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低;【解析】(1)根據(jù)圖象可知,進(jìn)料濃度比相同時(shí),溫度越高HCl平衡轉(zhuǎn)化率越低,說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向著逆向移動(dòng),則溫度越高平衡常數(shù)越小,所以反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)大于K(400℃);進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)的比值越大,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低,根據(jù)圖象可知,相同溫度時(shí)HCl轉(zhuǎn)化率最高的為進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1,該曲線中400℃HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為84%,4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)初始c0c000平衡0.84c00.21c00.42c00.42c0轉(zhuǎn)化c0﹣0.84c0c0﹣0.21c00.42c00.42c0K(400℃)===;進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)過(guò)低時(shí),O2濃度較大,HCl的轉(zhuǎn)化率較高,但Cl2和O2分離能耗較高,生成成本提高;進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)過(guò)高時(shí),O2濃度較低,導(dǎo)致HCl的轉(zhuǎn)化率減小,故答案為:大于;;Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低;例4:(2020全國(guó)高考Ⅰ)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品,接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=?98kJ·mol?1?;卮鹣铝袉?wèn)題:(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α=__________,判斷的依據(jù)是__________。影響α的因素有__________。【答案】(2)0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少,增大壓強(qiáng),α提高。所以,該反應(yīng)在550℃、壓強(qiáng)為5.0MPa>2.5MPa=p2的,所以p1=5.0MPa反應(yīng)物(N2和O2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強(qiáng)【解析】(2)SO2(g)+O2(g)?SO3(g),該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng),故增大壓強(qiáng)可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。因此,在相同溫度下,壓強(qiáng)越大,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,所以,該反應(yīng)在550℃、壓強(qiáng)為5.0MPa條件下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率一定高于相同溫度下、壓強(qiáng)為2.5MPa的,因此,p1=5.0MPa,由圖中數(shù)據(jù)可知,α=0.975。影響α的因素就是影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素,主要有反應(yīng)物(N2和O2)的濃度、溫度、壓強(qiáng)等。4.各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)——溫度例5:(2020全國(guó)高考Ⅲ)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?;卮鹣铝袉?wèn)題:(2)理論計(jì)算表明,原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中,表示C2H4、CO2變化的曲線分別是______、______。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。(2)dc小于【解析】(2)由題中信息可知,兩反應(yīng)物的初始投料之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;由圖中曲線的起點(diǎn)坐標(biāo)可知,c和a所表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:3、d和b表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:4,則結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可以判斷,表示乙烯變化的曲線是d,表示二氧化碳變化曲線的是c。由圖中曲線的變化趨勢(shì)可知,升高溫度,乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),?H小于0。5.和例6:(2021年全國(guó)高考乙卷試題)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強(qiáng)氧化性,可與金屬直接反應(yīng),也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題:(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。得到和均為線性關(guān)系,如下圖所示:①由圖可知,NOCl分解為NO和反應(yīng)的_______0(填“大于”或“小于”)②反應(yīng)的K=_______(用、表示):該反應(yīng)的_______0(填“大于”或“小于”),寫出推理過(guò)程_______?!敬鸢浮浚?)EQ\o\ac(○,1)大于EQ\o\ac(○,2)大于設(shè),即,由圖可知:則:,即,因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即大于0【解析】(3)①結(jié)合圖可知,溫度越高,越小,lgKp2越大,即Kp2越大,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),則NOCl分解為NO和反應(yīng)的大于0;②Ⅰ.Ⅱ.Ⅰ+Ⅱ得,則的K=;該反應(yīng)的大于0;推理過(guò)程如下:設(shè),即,由圖可知:則:,即,因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即大于0;6.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)—溫度—壓強(qiáng)例7:(2021·全國(guó)高考甲卷試題)二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳?;卮鹣铝袉?wèn)題:(2)合成總反應(yīng)在起始物時(shí),在不同條件下達(dá)到平衡,設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,在℃下的、在下的如圖所示。①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù),表達(dá)式_______;②圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是_______,判斷的理由是_______;③當(dāng)時(shí),的平衡轉(zhuǎn)化率____,反應(yīng)條件可能為_(kāi)__或___?!敬鸢浮浚?)EQ\o\ac(○,1)EQ\o\ac(○,2)b總反應(yīng)ΔH<0,升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變小EQ\o\ac(○,3)33.3%5×105Pa,210℃9×105Pa,250℃【解析】(2)①二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為,因此利用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù),表達(dá)式Kp=,故答案為:。②該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng),體系中將減小,因此圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是b,故答案為:b;總反應(yīng)ΔH<0,升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變小。③設(shè)起始n(CO2)=1mol,n(H2)=3mol,則,當(dāng)平衡時(shí)時(shí),=0.1,解得x=mol,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率α==33.3%;由圖可知,滿足平衡時(shí)的條件有:5×105Pa,210℃或9×105Pa,250℃,故答案為:33.3%;5×105Pa,210℃;9×105Pa,250℃?!究键c(diǎn)演練】1.(2022·河南中原名校二模)一定條件下,在2L恒容密閉容器中充入1.5molCO2和3molH2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)下圖是反應(yīng)體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。已知在溫度為500K的條件下,該反應(yīng)10min達(dá)到平衡;若改充入2molCO2和3molH2,圖中的曲線會(huì)________(填“上移”或“下移”)。【答案】下移【解析】改充入2molCO2和3molH2,相當(dāng)于增加了CO2的比例,可使H2的轉(zhuǎn)化率上升,自身轉(zhuǎn)化率下降;所以圖中的曲線會(huì)下移。2.(2022·湖北丹江口高三4月模擬)工業(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該方法的化學(xué)方程式是:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)):回答下列問(wèn)題:僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。與實(shí)線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是________________________,曲線Ⅱ改變的條件可能是__________________。若實(shí)線對(duì)應(yīng)條件下平衡常數(shù)為K,曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)條件下平衡常數(shù)為K1,曲線Ⅱ?qū)?yīng)條件下平衡常數(shù)為K2,則K、K1和K2的大小關(guān)系__________________?!敬鸢浮可邷囟?,增大壓強(qiáng);K1<K2=K【解析】曲線I反應(yīng)速率增大,但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少,應(yīng)是升高溫度,因該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),不利于氫氣的轉(zhuǎn)化,故曲線I是升高溫度;曲線Ⅲ反應(yīng)速率增大,轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多,因增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),故應(yīng)是增大壓強(qiáng);平衡常數(shù)只受溫度的影響,該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故溫度越高平衡常數(shù)越小,曲線Ⅰ溫度最高,實(shí)線和曲線Ⅱ、Ⅲ溫度相同,故平衡常數(shù)大小為:K1<K2=K。3.(2022·河南駐馬店高三上

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