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文檔簡介
第21講化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動目錄第一部分:網(wǎng)絡構建(總覽全局)第二部分:知識點精準記憶第三部分:典型例題剖析高頻考點1、考查可逆反應的特點高頻考點2、考查化學平衡狀態(tài)的判斷高頻考點3、考查化學平衡的移動方向的判斷高頻考點4、考查等效平衡的應用高頻考點5、考查勒夏特列原理的應用高頻考點6、考查化學平衡圖像分析高頻考點7、考查化學平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用正文第一部分:網(wǎng)絡構建(總覽全局)第二部分:知識點精準記憶知識點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)1.可逆反應(1)概念:在同一條件下,既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。(2)特點:三同一?、傧嗤瑮l件下;②同時進行;③反應物與生成物同時存在;④任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。(3)表示:在方程式中用“”表示。2.化學平衡狀態(tài)(1)概念:在一定條件下的可逆反應中,當反應進行到一定程度時,正反應速率和逆反應速率相等,反應物的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立:對于只加入反應物從正向建立的平衡:以上過程可以用速率-時間圖像表示如下(3)化學平衡的特點3.化學平衡狀態(tài)的判斷化學反應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)的量分數(shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應速率之間的關系①單位時間內(nèi)消耗了mmolA,同時也生成了mmolA平衡②單位時間內(nèi)消耗了nmolB,同時也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡④單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時也消耗了qmolD不一定平衡壓強①其他條件一定、總壓強一定,且m+n≠p+q平衡②其他條件一定、總壓強一定,且m+n=p+q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量①平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n≠p+q平衡②平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時平衡氣體密度(ρ)①只有氣體參加的反應,密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡②m+n≠p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)平衡③m+n=p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡顏色反應體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡【歸納總結】(1)動態(tài)標志: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):必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA+bBcC+dD,eq\f(v正A,v逆B)=eq\f(a,b)時,反應達到平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標志: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)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。③溫度、壓強(化學反應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?,則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標志?!疽族e提醒】規(guī)避“2”個易失分點(1)化學平衡狀態(tài)判斷“三關注”關注反應條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關注反應特點,是等體積反應,還是非等體積反應;關注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應。(2)不能作為“標志”的四種情況①反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。知識點二化學平衡的移動1.化學平衡移動的過程2.化學平衡移動方向與化學反應速率的關系(1)v正>v逆:平衡向正反應方向移動。(2)v正=v逆:反應達到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動。(3)v正<v逆:平衡向逆反應方向移動。3.影響化學平衡的因素(1)改變下列條件對化學平衡的影響
改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參加的反應)反應前后氣體體積改變增大壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑同等程度改變v正、v逆,平衡不移動(2)溫度不變時濃度因素的“決定性作用”——分析“惰性氣體(不參加反應的氣體)”對化學平衡的影響。①恒溫恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動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?。ǖ刃в跍p壓)【特別提醒】壓強對化學平衡的影響主要看改變壓強能否引起反應物和生成物的濃度變化,只有引起物質(zhì)的濃度變化才會造成平衡移動,否則壓強對平衡無影響。(3)圖示影響化學平衡移動的因素4.勒夏特列原理(1)內(nèi)容:對于一個已經(jīng)達到平衡的體系,如果改變影響化學平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。(2)應用:可以更加科學有效地調(diào)控和利用化學反應,盡可能讓化學反應按照人們的需要進行。【特別提醒】①由“化學平衡”可知:勒夏特列原理的適用對象是可逆過程。②由“減弱”可知:只能減弱改變,而不能消除改變。知識點三等效平衡1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,還是正、逆反應同時投料,達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)等)均相同。2.等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應判斷方法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②0
0
2mol③0.5mol
0.25mol
1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三種配比,按化學方程式的化學計量關系均轉(zhuǎn)化為反應物,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前后體積改變的反應判斷方法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0②1mol3.5mol
2mol③amolbmolcmol按化學方程式的化學計量關系均轉(zhuǎn)化為反應物,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)恒溫條件下反應前后體積不變的反應判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。例如:H2(g)+I2(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。3.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡(1)構建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強。(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應為例,見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。知識點四化學圖像1.含量—時間—溫度(壓強)圖像常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,B%指反應物的百分含量。①②③④⑤【說明】表示不同條件下,反應達到平衡的時間快慢、反應速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含量的關系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達到平衡,反應速率快,以此判斷溫度或壓強的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應的熱效應及反應前后氣體體積的變化。2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分數(shù))與壓強—溫度圖像(1)恒壓線圖像【說明】表示兩個外界條件同時變化時,反應物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)之一設為恒量,討論另外兩個變量的關系。如:圖1中,當壓強相等(任意一條等壓線)時,升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度平衡正向移動,即正反應為吸熱反應。當溫度相等時,在圖1中作直線,與三條等壓線交于三點,這三點自下而上為增大壓強,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強平衡正向移動,即正反應為氣體體積減小的反應。(2)恒溫線圖像【說明】圖3中,當溫度相等(任意一條等溫線)時,增大壓強,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強平衡正向移動,即正反應是氣體體積減小的反應。當壓強相等時,在圖3中作直線,與兩條等溫線交于兩點,這兩點自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明降低溫度平衡正向移動,即正反應為放熱反應。3.化學平衡中的特殊圖像(1)對于化學反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點前,表示從反應開始,v(正)>v(逆);M點為剛達到平衡點;M點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)對于化學反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點。L線的上方(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系中A的百分含量,所以E點滿足v(正)>v(逆);同理L線的下方(F點)滿足v(正)<v(逆)。4.解答化學平衡圖像題四步驟第三部分:典型例題剖析高頻考點1、考查可逆反應的特點例1.(2023·全國·高三專題練習)下列對可逆反應的認識正確的是A.NH4ClNH3↑+HCl↑與NH3+HCl=NH4Cl互為可逆反應B.既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的反應叫可逆反應C.在同一條件下,同時向正、逆兩個方向進行的反應叫可逆反應D.對于可逆反應:N2+3H22NH3,增加反應物中N2的比例,可使H2完全轉(zhuǎn)化為NH3【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)在密閉容器中進行如下反應:X2(g)+Y2(g)?2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol?L﹣1、0.3mol?L﹣1、0.2mol?L﹣1,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.Y2為0.2mol?L﹣1 B.Y2為0.35mol?L﹣1C.X2為0.2mol?L﹣1 D.Z為0.4mol?L﹣1【題后歸納】極端假設法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目1可根據(jù)極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)0
0.20.4假設反應逆向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。高頻考點2、考查化學平衡狀態(tài)的判斷例2.(2023·全國·高三專題練習)在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說明反應X2(g)+Y2(g)2XY(g)已達到平衡狀態(tài)的是A.容器內(nèi)氣體的密度不再變化B.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化C.每斷開1個X—X鍵的同時,有2個X—Y鍵形成D.XY的分解速率是Y2的消耗速率的兩倍【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是:A.容器內(nèi)的溫度不再變化 B.相同時間內(nèi)斷開H-H鍵數(shù)目和生成N-H鍵數(shù)目相等C.容器內(nèi)的壓強不再變化 D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2【名師歸納】判斷平衡狀態(tài)的方法——“逆向相等,變量不變”(1)“逆向相等”:反應速率必須一個是正反應的速率,一個是逆反應的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的正反應速率和逆反應速率相等。特別注意:同一反應方向的反應速率不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。(2)“變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變的,當不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。高頻考點3、考查化學平衡的移動方向的判斷例3.(2023·上海青浦·二模)反應A(g)+B(g)3X,在其他條件不變時,通過調(diào)節(jié)容器體積改變壓強,達平衡時c(A)如下表:平衡狀態(tài)①②③容器體積/L40201c(A)(mol·L-1)0.022a0.05a0.75a下列分析不正確的是A.①→②的過程中平衡發(fā)生了逆向移動B.①→③的過程中X的狀態(tài)發(fā)生了變化C.①→③的過程中A的轉(zhuǎn)化率不斷減小D.與①②相比,③中X的物質(zhì)的量最大【變式訓練】(2023·上海虹口·模擬預測)向密閉容器中加入一定量,下發(fā)生反應:,保持溫度不變,容器內(nèi)最終二氧化碳濃度與容器容積的關系如圖所示。下列說法正確的是A.平衡常數(shù)值:B.從,平衡逆向移動C.容積為時,的平衡分解率為D.容積為時,再加入一定量,的濃度不發(fā)生變化【思維建?!颗袛嗷瘜W平衡移動方向的思維模型高頻考點4、考查等效平衡的應用例4.(2023·湖南·湘潭縣一中高三期中)一定溫度下,在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達到平衡,下列說法正確的是()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.該反應的正反應吸熱B.達到平衡時,容器Ⅰ中反應物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達到平衡時,容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大【名師歸納】兩平衡狀態(tài)間要互為等效應滿足四點:①同一條件;②同一可逆反應;③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡時相應物質(zhì)在各自平衡體系中的體積分數(shù)(或物質(zhì)的量分數(shù))相同?!咀兪接柧?】(恒溫恒容條件下等效平衡的應用)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:N2O4(g)2NO2(g),達到平衡時再通入amolN2O4氣體,再次達到平衡時,與第一次達平衡時相比,N2O4的轉(zhuǎn)化率()A.不變 B.增大C.減小 D.無法判斷【變式訓練2】(恒溫恒壓條件下等效平衡的應用)恒溫恒壓下,在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g)C(g),若開始時通入1molA和1molB,達到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是()A.若開始時通入3molA和3molB,達到平衡時,生成C的物質(zhì)的量為3amolB.若開始時通入4molA、4molB和2molC,達到平衡時,B的物質(zhì)的量一定大于4molC.若開始時通入2molA、2molB和1molC,達到平衡時,再通入3molC,則再次達到平衡后,C的物質(zhì)的量分數(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分子質(zhì)量不變高頻考點5、考查勒夏特列原理的應用例5.(2023·黑龍江·高三期末)下列事實中,能用勒夏特列原理解釋的是A.排飽和食鹽水收集氯氣B.對2H2O22H2O+O2的反應,使用MnO2可加快制O2的反應速率C.由H2(g)、I2(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后顏色變深D.500℃時比室溫更有利于合成氨的反應【易錯提醒】1.對于溶液中的離子反應,向溶液中加入與實際反應無關的離子,平衡不移動。2.溶液中的可逆反應,達平衡后加水稀釋,平衡向溶質(zhì)微粒數(shù)增多的方向移動。3.改變固體或純液體的量,對平衡無影響。4.當反應混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強的改變對平衡無影響。5.對于反應前后氣體體積無變化的反應,如H2(g)+I2(g)2HI(g),壓強的改變對平衡無影響。但增大(或減小)壓強會使各物質(zhì)的濃度增大(或減小),混合氣體的顏色變深(或淺)。6.“惰性氣體”對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。②恒溫、恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))容器容積增大,各反應氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)下列事實能用勒夏特列原理來解釋的是A.SO2氧化SO3,往往需要使用催化劑2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)B.500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
△H<0C.H2、I2、HI平衡混合氣體加壓后顏色加深H2(g)+I2(g)?2HI(g)D.實驗室采用排飽和食鹽水的方法收集氯氣Cl2+H2O?H++Cl-+HClO高頻考點6、考查化學平衡圖像分析例6.(2023·全國·高三專題練習)下圖是不同物質(zhì)在密閉容器中反應的有關圖象,下列對有關圖象的敘述正確的是A.圖1:對達到平衡后,在時刻充入了一定的HI,平衡逆向移動B.圖2:該圖象表示的方程式為C.圖3:對,圖中D.圖4:對可表示X的百分含量【名師總結】解答化學平衡圖像題的思路、步驟與技巧1.解題思路2.解題步驟3.解題技巧(1)先拐先平數(shù)值大。在含量—時間曲線中,先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡,說明該曲線表示的溫度較高或壓強較大。(2)定一議二。圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關系。即確定橫坐標所表示的量后,討論縱坐標與曲線的關系;或確定縱坐標所表示的量后(通常可畫一垂線),討論橫坐標與曲線的關系。(3)三步分析法。一看反應速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對大??;三看化學平衡移動的方向?!咀兪接柧殹?2023·安徽·蕪湖一中高三階段練習)某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對反應[可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示]的化學平衡的影響,得到如下圖象(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質(zhì)的量,α表示平衡轉(zhuǎn)化率,φ表示體積分數(shù))。根據(jù)圖象,下列判斷正確的是A.反應Ⅰ:若p1>p2,則此反應只能在高溫下自發(fā)進行B.反應Ⅱ:此反應的ΔH<0,且T1<T2C.反應Ⅲ:ΔH>0且T2>T1或ΔH<0且T2<T1D.反應Ⅳ:T1<T2,則該反應不易自發(fā)進行高頻考點7、考查化學平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用例7.(2023·遼寧高三二模)如圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。有關說法錯誤的是A.步驟③中“”是催化劑催化活性的最佳溫度B.晶胞符合分子密堆積C.步驟②、④、⑤均有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率D.產(chǎn)品液氨除可生產(chǎn)化肥外,還可用作制冷劑【題后歸納】工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中平衡類問題需綜合考慮的幾個方面(1)原料的來源、除雜,尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。(2)原料的循環(huán)利用。(3)產(chǎn)物的污染處理。(4)產(chǎn)物的酸堿性對反應的影響。(5)氣體產(chǎn)物的壓強對平衡造成的影響。(6)改變外界條件對多平衡體系的影響?!咀兪接柧殹?2023·河南信陽市·高三零模)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為。時,該反應的平衡常數(shù)。已知:的沸點為,固體雜質(zhì)不參與反應。第一階段:將粗鎳與反應轉(zhuǎn)化成氣態(tài);第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,加熱至制得高純鎳。下列判斷正確的是A.是離子化合物B.第一階段,反應體系的溫度應控制在以上,以達到氣化分離的目的C.反應達到平衡狀態(tài)以后,保持體積不變通入,平衡正向移動,反應的平衡常數(shù)增大D.第二階段,可以通過增大壓強來提高分解率第21講化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動目錄第一部分:網(wǎng)絡構建(總覽全局)第二部分:知識點精準記憶第三部分:典型例題剖析高頻考點1、考查可逆反應的特點高頻考點2、考查化學平衡狀態(tài)的判斷高頻考點3、考查化學平衡的移動方向的判斷高頻考點4、考查等效平衡的應用高頻考點5、考查勒夏特列原理的應用高頻考點6、考查化學平衡圖像分析高頻考點7、考查化學平衡原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用正文第一部分:網(wǎng)絡構建(總覽全局)第二部分:知識點精準記憶知識點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)1.可逆反應(1)概念:在同一條件下,既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。(2)特點:三同一?、傧嗤瑮l件下;②同時進行;③反應物與生成物同時存在;④任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。(3)表示:在方程式中用“”表示。2.化學平衡狀態(tài)(1)概念:在一定條件下的可逆反應中,當反應進行到一定程度時,正反應速率和逆反應速率相等,反應物的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立:對于只加入反應物從正向建立的平衡:以上過程可以用速率-時間圖像表示如下(3)化學平衡的特點3.化學平衡狀態(tài)的判斷化學反應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)的量分數(shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應速率之間的關系①單位時間內(nèi)消耗了mmolA,同時也生成了mmolA平衡②單位時間內(nèi)消耗了nmolB,同時也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡④單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時也消耗了qmolD不一定平衡壓強①其他條件一定、總壓強一定,且m+n≠p+q平衡②其他條件一定、總壓強一定,且m+n=p+q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量①平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n≠p+q平衡②平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時平衡氣體密度(ρ)①只有氣體參加的反應,密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡②m+n≠p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)平衡③m+n=p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡顏色反應體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變(其他條件不變)平衡【歸納總結】(1)動態(tài)標志: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):必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA+bBcC+dD,eq\f(v正A,v逆B)=eq\f(a,b)時,反應達到平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標志: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)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變??傊?,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標志?!疽族e提醒】規(guī)避“2”個易失分點(1)化學平衡狀態(tài)判斷“三關注”關注反應條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關注反應特點,是等體積反應,還是非等體積反應;關注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應。(2)不能作為“標志”的四種情況①反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。知識點二化學平衡的移動1.化學平衡移動的過程2.化學平衡移動方向與化學反應速率的關系(1)v正>v逆:平衡向正反應方向移動。(2)v正=v逆:反應達到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動。(3)v正<v逆:平衡向逆反應方向移動。3.影響化學平衡的因素(1)改變下列條件對化學平衡的影響
改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參加的反應)反應前后氣體體積改變增大壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑同等程度改變v正、v逆,平衡不移動(2)溫度不變時濃度因素的“決定性作用”——分析“惰性氣體(不參加反應的氣體)”對化學平衡的影響。①恒溫恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動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)【特別提醒】壓強對化學平衡的影響主要看改變壓強能否引起反應物和生成物的濃度變化,只有引起物質(zhì)的濃度變化才會造成平衡移動,否則壓強對平衡無影響。(3)圖示影響化學平衡移動的因素4.勒夏特列原理(1)內(nèi)容:對于一個已經(jīng)達到平衡的體系,如果改變影響化學平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。(2)應用:可以更加科學有效地調(diào)控和利用化學反應,盡可能讓化學反應按照人們的需要進行?!咎貏e提醒】①由“化學平衡”可知:勒夏特列原理的適用對象是可逆過程。②由“減弱”可知:只能減弱改變,而不能消除改變。知識點三等效平衡1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,還是正、逆反應同時投料,達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)等)均相同。2.等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應判斷方法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②0
0
2mol③0.5mol
0.25mol
1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三種配比,按化學方程式的化學計量關系均轉(zhuǎn)化為反應物,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前后體積改變的反應判斷方法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0②1mol3.5mol
2mol③amolbmolcmol按化學方程式的化學計量關系均轉(zhuǎn)化為反應物,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)恒溫條件下反應前后體積不變的反應判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。例如:H2(g)+I2(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。3.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡(1)構建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強。(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應為例,見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。知識點四化學圖像1.含量—時間—溫度(壓強)圖像常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量,B%指反應物的百分含量。①②③④⑤【說明】表示不同條件下,反應達到平衡的時間快慢、反應速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含量的關系。解題方法是“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點的首先達到平衡,反應速率快,以此判斷溫度或壓強的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應的熱效應及反應前后氣體體積的變化。2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分數(shù))與壓強—溫度圖像(1)恒壓線圖像【說明】表示兩個外界條件同時變化時,反應物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)之一設為恒量,討論另外兩個變量的關系。如:圖1中,當壓強相等(任意一條等壓線)時,升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度平衡正向移動,即正反應為吸熱反應。當溫度相等時,在圖1中作直線,與三條等壓線交于三點,這三點自下而上為增大壓強,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強平衡正向移動,即正反應為氣體體積減小的反應。(2)恒溫線圖像【說明】圖3中,當溫度相等(任意一條等溫線)時,增大壓強,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明增大壓強平衡正向移動,即正反應是氣體體積減小的反應。當壓強相等時,在圖3中作直線,與兩條等溫線交于兩點,這兩點自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說明降低溫度平衡正向移動,即正反應為放熱反應。3.化學平衡中的特殊圖像(1)對于化學反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點前,表示從反應開始,v(正)>v(逆);M點為剛達到平衡點;M點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)對于化學反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點。L線的上方(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系中A的百分含量,所以E點滿足v(正)>v(逆);同理L線的下方(F點)滿足v(正)<v(逆)。4.解答化學平衡圖像題四步驟第三部分:典型例題剖析高頻考點1、考查可逆反應的特點例1.(2023·全國·高三專題練習)下列對可逆反應的認識正確的是A.NH4ClNH3↑+HCl↑與NH3+HCl=NH4Cl互為可逆反應B.既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的反應叫可逆反應C.在同一條件下,同時向正、逆兩個方向進行的反應叫可逆反應D.對于可逆反應:N2+3H22NH3,增加反應物中N2的比例,可使H2完全轉(zhuǎn)化為NH3【解析】可逆反應是指在相同條件下同時向正、逆反應方向進行的反應。A.兩個反應的條件不同,也不是同時進行,A錯誤;B.沒有說明是在相同條件下進行,B錯誤;C.可逆反應是指在相同條件下同時向正、逆反應方向進行的反應,C正確;D.可逆反應不能完全進行,H2不會完全被轉(zhuǎn)化,D錯誤;答案選C?!敬鸢浮緾【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)在密閉容器中進行如下反應:X2(g)+Y2(g)?2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol?L﹣1、0.3mol?L﹣1、0.2mol?L﹣1,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.Y2為0.2mol?L﹣1 B.Y2為0.35mol?L﹣1C.X2為0.2mol?L﹣1 D.Z為0.4mol?L﹣1【解析】若反應向正反應進行到達平衡,X2、Y2的濃度最小,Z的濃度最大,假定完全反應,則:若反應逆正反應進行到達平衡,X2、Y2的濃度最大,Z的濃度最小,假定完全反應,則:由于為可逆反應,物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化所以平衡時濃度范圍為0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故B正確、ACD錯誤。故選:B?!敬鸢浮緽【題后歸納】極端假設法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目1可根據(jù)極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)0
0.20.4假設反應逆向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。高頻考點2、考查化學平衡狀態(tài)的判斷例2.(2023·全國·高三專題練習)在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說明反應X2(g)+Y2(g)2XY(g)已達到平衡狀態(tài)的是A.容器內(nèi)氣體的密度不再變化B.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化C.每斷開1個X—X鍵的同時,有2個X—Y鍵形成D.XY的分解速率是Y2的消耗速率的兩倍【解析】A.該反應的反應物和生成物都是氣體,混合氣的總質(zhì)量不變,容器體積恒定,所以容器內(nèi)氣體密度一直不變,所以不能根據(jù)容器內(nèi)氣體密度不再變化確定反應達到平衡狀態(tài);B.反應前后化學計量數(shù)之和相等,反應容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化,不能判斷反應達到平衡;C.根據(jù)化學方程式,每斷開1個X—X鍵的同時,一定有2個X—Y鍵形成,不能判斷反應達到平衡;D.XY的分解速率是Y2的消耗速率的兩倍即正逆反應速率相等,可以證明達到平衡狀態(tài);故答案D?!敬鸢浮緿【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是:A.容器內(nèi)的溫度不再變化 B.相同時間內(nèi)斷開H-H鍵數(shù)目和生成N-H鍵數(shù)目相等C.容器內(nèi)的壓強不再變化 D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2【解析】A.因為反應容器為絕熱容器,只要反應正向進行或逆向進行,容器內(nèi)的溫度都會發(fā)生改變,所以當容器內(nèi)的溫度不再變化時,反應達平衡狀態(tài),A符合題意;B.相同時間內(nèi)斷開H-H鍵和生成N-H鍵,反應都是正向進行,由此不能判斷反應是否達平衡,B不符合題意;C.因為容器為恒壓容器,容器內(nèi)的壓強始終不變,所以當壓強不再變化時,不能確定是否達平衡狀態(tài),C不符合題意;D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,可能是反應進行過程中的某個階段,不一定是平衡狀態(tài),D不符合題意;故選A?!敬鸢浮緼【名師歸納】判斷平衡狀態(tài)的方法——“逆向相等,變量不變”(1)“逆向相等”:反應速率必須一個是正反應的速率,一個是逆反應的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的正反應速率和逆反應速率相等。特別注意:同一反應方向的反應速率不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。(2)“變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變的,當不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。高頻考點3、考查化學平衡的移動方向的判斷例3.(2023·上海青浦·二模)反應A(g)+B(g)3X,在其他條件不變時,通過調(diào)節(jié)容器體積改變壓強,達平衡時c(A)如下表:平衡狀態(tài)①②③容器體積/L40201c(A)(mol·L-1)0.022a0.05a0.75a下列分析不正確的是A.①→②的過程中平衡發(fā)生了逆向移動B.①→③的過程中X的狀態(tài)發(fā)生了變化C.①→③的過程中A的轉(zhuǎn)化率不斷減小D.與①②相比,③中X的物質(zhì)的量最大【解析】A.①到②的過程中,體積縮小一半,平衡時c(A)由0.022a變?yōu)?.05a,說明增大壓強,平衡逆向移動,且X此時應為氣態(tài),故A正確;B.②到③的過程中,體積繼續(xù)縮小,平衡時c(A)由0.05a變?yōu)?.75a,說明增大壓強平衡正向移動,且X在壓縮的某個過程中變成了非氣態(tài),結合A項分析,①到③的過程中X的狀態(tài)發(fā)生了變化,故B正確;C.結合A、B選項的分析,平衡首先逆向移動,然后正向移動,故A的轉(zhuǎn)化率先減小后增大,故C錯誤;D.③狀態(tài)下A物質(zhì)的量為0.75amol<①的0.88amol<②的amol,其物質(zhì)的量最小,即A轉(zhuǎn)化率最大,則X的物質(zhì)的量最大,故D正確;故選:C?!敬鸢浮緾【變式訓練】(2023·上海虹口·模擬預測)向密閉容器中加入一定量,下發(fā)生反應:,保持溫度不變,容器內(nèi)最終二氧化碳濃度與容器容積的關系如圖所示。下列說法正確的是A.平衡常數(shù)值:B.從,平衡逆向移動C.容積為時,的平衡分解率為D.容積為時,再加入一定量,的濃度不發(fā)生變化【解析】A.下發(fā)生反應:,保持溫度不變,平衡常數(shù)值不變,故A錯誤;B.從,反應容器容積增大,使二氧化碳氣體的濃度下降,容器內(nèi)氣壓下降,根據(jù)平衡移動原理,反應應正向移動以增大容器內(nèi)壓強,設Y點、V=30L、Z點二氧化碳的物質(zhì)的量分別為n1、n2、n3,n1=(2a×20)mol=40amol,n2=(×30)mol=40amol,n3=(a×40)mol=40amol,可知加入容器的碳酸鈣已經(jīng)完全分解,不能按可逆反應的平衡規(guī)則來描述,故B錯誤;C.由X點、Y點分別產(chǎn)生的二氧化碳的物質(zhì)的量分別是20amol,40amol,比值為1:2,而根據(jù)B的分析,Y點之后加入的碳酸鈣已經(jīng)完全分解,Y點的碳酸鈣分解率為100%,X點對應的分解率為50%,故C正確;D.由B分析,容積為時,此時遠遠沒有達到此溫下二氧化碳的平衡濃度,再加入一定量,碳酸鈣會分解,的濃度會發(fā)生變化,故D錯誤;故選C?!敬鸢浮緾【思維建?!颗袛嗷瘜W平衡移動方向的思維模型高頻考點4、考查等效平衡的應用例4.(2023·湖南·湘潭縣一中高三期中)一定溫度下,在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達到平衡,下列說法正確的是()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.該反應的正反應吸熱B.達到平衡時,容器Ⅰ中反應物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達到平衡時,容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大【解析】對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當,若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時c(CH3OH)小,說明平衡向逆反應方向移動,即逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,A錯誤;Ⅱ相對于Ⅰ成比例增加投料量,相當于加壓,平衡正向移動,轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當于加壓,平衡正向移動,所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,C錯誤;對比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?!敬鸢浮緿【名師歸納】兩平衡狀態(tài)間要互為等效應滿足四點:①同一條件;②同一可逆反應;③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡時相應物質(zhì)在各自平衡體系中的體積分數(shù)(或物質(zhì)的量分數(shù))相同?!咀兪接柧?】(恒溫恒容條件下等效平衡的應用)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:N2O4(g)2NO2(g),達到平衡時再通入amolN2O4氣體,再次達到平衡時,與第一次達平衡時相比,N2O4的轉(zhuǎn)化率()A.不變 B.增大C.減小 D.無法判斷【解析】恒溫恒容條件下,投料等比增加等同于增壓,判斷平衡(指的是新建立的與原平衡等效的過渡態(tài)平衡,而不是原平衡),增大壓強平衡向左移,轉(zhuǎn)化率降低?!敬鸢浮緾【變式訓練2】(恒溫恒壓條件下等效平衡的應用)恒溫恒壓下,在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g)C(g),若開始時通入1molA和1molB,達到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是()A.若開始時通入3molA和3molB,達到平衡時,生成C的物質(zhì)的量為3amolB.若開始時通入4molA、4molB和2molC,達到平衡時,B的物質(zhì)的量一定大于4molC.若開始時通入2molA、2molB和1molC,達到平衡時,再通入3molC,則再次達到平衡后,C的物質(zhì)的量分數(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分子質(zhì)量不變【解析】選項A,開始時通入3molA和3molB,由于容器容積變大,保持恒壓,相當于將三個原容器疊加,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;選項B,無法確定平衡移動的方向,不能確定平衡時B的物質(zhì)的量一定大于4mol;選項C,根據(jù)題給數(shù)據(jù)可計算出達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)為eq\f(a,2-a);選項D,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變?!敬鸢浮緽高頻考點5、考查勒夏特列原理的應用例5.(2023·黑龍江·高三期末)下列事實中,能用勒夏特列原理解釋的是A.排飽和食鹽水收集氯氣B.對2H2O22H2O+O2的反應,使用MnO2可加快制O2的反應速率C.由H2(g)、I2(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后顏色變深D.500℃時比室溫更有利于合成氨的反應【解析】A.氯氣與水反應為可逆反應,反應生成氯離子,飽和食鹽水中的氯離子濃度較大,能使平衡逆向移動,從而抑制氯氣與水反應,減少氯氣的損失,故A正確;B.H2O2分解時使用MnO2作催化劑,可以加快反應速率,但催化劑對平衡無影響,故B錯誤;C.H2(g)、I2(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后I2(g)的濃度增大體系內(nèi)顏色加深,該反應前后氣體分子數(shù)不變,增大壓強平衡不移動,故C錯誤;D.合成氨的反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,選擇較高溫度是為了使催化劑活性最大,提高反應速率,故D錯誤;故選:A?!敬鸢浮緼【易錯提醒】1.對于溶液中的離子反應,向溶液中加入與實際反應無關的離子,平衡不移動。2.溶液中的可逆反應,達平衡后加水稀釋,平衡向溶質(zhì)微粒數(shù)增多的方向移動。3.改變固體或純液體的量,對平衡無影響。4.當反應混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強的改變對平衡無影響。5.對于反應前后氣體體積無變化的反應,如H2(g)+I2(g)2HI(g),壓強的改變對平衡無影響。但增大(或減小)壓強會使各物質(zhì)的濃度增大(或減小),混合氣體的顏色變深(或淺)。6.“惰性氣體”對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。②恒溫、恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))容器容積增大,各反應氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效于減壓)【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習)下列事實能用勒夏特列原理來解釋的是A.SO2氧化SO3,往往需要使用催化劑2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)B.500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
△H<0C.H2、I2、HI平衡混合氣體加壓后顏色加深H2(g)+I2(g)?2HI(g)D.實驗室采用排飽和食鹽水的方法收集氯氣Cl2+H2O?H++Cl-+HClO【解析】勒夏特列原理主要內(nèi)容為:在一個已經(jīng)達到平衡的反應中,如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強,以及參加反應的化學物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動,能用勒夏特列原理解釋,首先必須存在可逆過程。A.加入催化劑有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反應速率,但是不會引起平衡平衡移動,不能用勒夏特列原理解釋,A錯誤;B.合成氨的正反應是放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,但500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應,不能用平衡移動原理解釋,B錯誤;C.H2+I2?2HI的平衡中,增大壓強,濃度增加,顏色加深,平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,C錯誤;D.實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣,氯氣和水的反應是可逆反應,飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度大,化學平衡逆向進行,減小氯氣溶解度,能用勒夏特列原理解釋,D正確;故選D?!敬鸢浮緿高頻考點6、考查化學平衡圖像分析例6.(2023·全國·高三專題練習)下圖是不同物質(zhì)在密閉容
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