2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第1節(jié)第2課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動(dòng)學(xué)案魯科版

PAGE18-第2課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動(dòng)考試評(píng)價(jià)解讀1．了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2．了解化學(xué)平衡建立的過程，駕馭化學(xué)平衡的概念。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，相識(shí)并能用相關(guān)理論說明其一般規(guī)律。4．了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)探討領(lǐng)域中的重要作用。核心素養(yǎng)達(dá)成變更觀念與平衡思想知道化學(xué)變更須要肯定的條件，并遵循肯定規(guī)律：相識(shí)化學(xué)變更有肯定限度，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)際問題。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：知道可以通過分析、推理等方法相識(shí)化學(xué)平衡的特征及其影響因素，建立模型。通過運(yùn)用模型說明化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)[以練帶憶]1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：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，在肯定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為0.3mol·L－1 B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1 D．Z為0.4mol·L－1A解析：若反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行到達(dá)平衡，X2、Y2的濃度最小，Z的濃度最大，假定完全反應(yīng)，則：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)初始濃度/(mol·L－1):0.10.30.2變更濃度/(mol·L－1):0.10.10.2平衡濃度/(mol·L－1):00.20.4若反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行到達(dá)平衡，X2、Y2的濃度最大，Z的濃度最小，假定完全反應(yīng)，則：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)初始濃度/(mol·L－1)：0.10.30.2變更濃度/(mol·L－1):0.10.10.2平衡濃度/(mol·L－1):0.20.40因?yàn)槭强赡娣磻?yīng)，物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化，所以平衡時(shí)濃度范圍為0＜c(X2)＜0.2mol·L－1,0.2mol·L－1＜c(Y2)＜0.4mol·L－1，0＜c(Z)＜0.4mol·L－1，所以A選項(xiàng)正確，B、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2．可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物濃度的變更來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．v正(N2)＝3v逆(H2)D．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D解析：3v正(N2)＝v正(H2)，都是正反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；v正(N2)＝v逆(NH3)，反應(yīng)速率之比不等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)系數(shù)之比，故B錯(cuò)誤；v正(N2)＝3v逆(H2)，反應(yīng)速率之比與化學(xué)方程式中各物質(zhì)系數(shù)之比不等，故C錯(cuò)誤；2v正(H2)＝3v逆(NH3)，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)系數(shù)之比，故v正＝v逆，故D正確。3．用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物HCl，利用下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。恒溫恒容的密閉容器中，充入肯定量的反應(yīng)物發(fā)生上述反應(yīng)，能充分說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．氣體的質(zhì)量不再變更B．氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再變更C．?dāng)嚅_4molH—Cl鍵的同時(shí)生成4molH—O鍵D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2B解析：反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物均為氣體，氣體的總質(zhì)量始終不變，A錯(cuò)誤；反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率上升；反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率降低，當(dāng)HCl的轉(zhuǎn)化率不再變更時(shí)，可以說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；斷開4molH—Cl鍵和生成4molH—O鍵均表示正反應(yīng)速率，不能據(jù)此推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)的量保持不變，但各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比不肯定等于對(duì)應(yīng)的系數(shù)之比，不能據(jù)此推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。[練后梳理]1．可逆反應(yīng)2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念：肯定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中全部參與反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立：在肯定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：以上過程可用如圖表示：(3)平衡特點(diǎn)3．推斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法(1)動(dòng)態(tài)標(biāo)記：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)：必需標(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)記：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)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。總之，若物理量由變量變成了不變量，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)記。(3)綜合分析舉例mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)狀態(tài)混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)肯定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)肯定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)肯定平衡總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量肯定不肯定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA，同時(shí)生成mmolA，即v正＝v逆平衡在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB，同時(shí)生成pmolC不肯定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不肯定等于v逆不肯定平衡在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB，同時(shí)消耗了qmolD不肯定平衡壓強(qiáng)m＋n≠p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)肯定(其他條件肯定)平衡m＋n＝p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)肯定(其他條件肯定)不肯定平衡混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(eq\x\to(M)r)eq\x\to(M)r肯定，當(dāng)m＋n≠p＋q時(shí)平衡eq\x\to(M)r肯定，當(dāng)m＋n＝p＋q時(shí)不肯定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變更，在其他條件不變的狀況下，體系溫度肯定平衡密度密度肯定不肯定平衡顏色含有有色物質(zhì)的體系顏色不再變更平衡化學(xué)平衡狀態(tài)推斷需“三關(guān)注”(1)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。(2)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)。(3)關(guān)注特別狀況，是否有固體參與或生成，或固體的分解反應(yīng)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的移動(dòng)[以練帶憶]1．在某定容密閉容器中建立下列平衡：3A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，在上述反應(yīng)中假如加入B的量后體系顏色加深，則有顏色的物質(zhì)不行能為()A．AB．BC．CD．DA解析：平衡中加入B，平衡右移，C、D濃度增大，A的濃度減小，體系顏色加深，則有色氣體不行能為A。加入B時(shí)，雖平衡右移，但B的濃度增大，因此有色氣體可能為B。2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥B解析：該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫柔減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。3．將等物質(zhì)的量的N2、H2充入某密閉容器中，在肯定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。當(dāng)變更某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()選項(xiàng)變更條件新平衡與原平衡的比較A增大壓強(qiáng)N2的濃度肯定減小B上升溫度N2的轉(zhuǎn)化率減小C充入肯定量H2H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率增大D運(yùn)用適當(dāng)催化劑NH3的體積分?jǐn)?shù)增大B解析：A項(xiàng)，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，依據(jù)勒·夏特列原理可知，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但氮?dú)獾臐舛热耘f比原平衡大，不正確；B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率減小，正確；C項(xiàng)，充入肯定量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，不正確；D項(xiàng)，催化劑只能變更反應(yīng)速率而不能變更平衡狀態(tài)，不正確。[練后梳理]1．化學(xué)平衡移動(dòng)的過程2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng)。(3)v正＜v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。3．影響化學(xué)平衡的因素(1)若其他條件不變，變更下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下：變更的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小反應(yīng)產(chǎn)物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大反應(yīng)產(chǎn)物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參與的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積變更增大壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體體積不變變更壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)溫度上升溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑同等程度變更v正、v逆，平衡不移動(dòng)(2)勒·夏特列原理假如變更影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)。(3)“惰性氣體”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\up10(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\up10(充入惰性氣體))容器容積增大，各反應(yīng)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)(1)由“化學(xué)平衡”可知，勒·夏特列原理的適用對(duì)象是可逆過程。(2)由“減弱”可知，只能減弱變更，而不能消退變更?？键c(diǎn)1化學(xué)平衡狀態(tài)的判定[抓本質(zhì)·悟考法]肯定溫度下，反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．①③B．②④C．③④D．①④【解題關(guān)鍵點(diǎn)】(1)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)為氣體物質(zhì)的量增大的可逆反應(yīng)。(2)反應(yīng)在恒壓密閉容器中進(jìn)行。(3)四個(gè)圖像展示了氣體密度、ΔH、正反應(yīng)速率、N2O4轉(zhuǎn)化率的變更趨勢?！疽族e(cuò)失分點(diǎn)】本題易錯(cuò)誤推斷③中圖像，隨著反應(yīng)的進(jìn)行消耗的N2O4漸漸增多，生成的NO2漸漸增多直到平衡，但正反應(yīng)速率漸漸減小，直到平衡時(shí)不再變更。而且無法確定正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________D解析：反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在恒壓密閉容器中進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量增加，則容器容積增大，由于氣體質(zhì)量不變，則氣體密度減小，直到平衡時(shí)不再發(fā)生變更，①正確。在相同溫度下，ΔH是恒量，不能作為推斷平衡狀態(tài)的標(biāo)記，②錯(cuò)誤。該反應(yīng)充入1molN2O4，正反應(yīng)速率應(yīng)是漸漸減小直至不變，③錯(cuò)誤。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)消耗的N2O4增多，因此N2O4轉(zhuǎn)化率增大，平衡時(shí)N2O4轉(zhuǎn)化率不再變更，④正確。[多角度·突破練]?角度1可逆反應(yīng)的特征與平衡狀態(tài)的建立1．合成氨是工業(yè)上的重要反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列說法不正確的是()A．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后，各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)停止B．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后，單位時(shí)間內(nèi)生成1molN2的同時(shí)消耗3molH2C．在上述條件下，N2不行能100%轉(zhuǎn)化為NH3D．運(yùn)用催化劑是為了加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率A解析：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，正、逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)仍在進(jìn)行，故A錯(cuò)誤。2．肯定條件下，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，則下列推斷正確的是()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－1D解析：X、Y平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的轉(zhuǎn)化率相等，A、C不正確；平衡時(shí)v生成(Y)表示逆反應(yīng)，v生成(Z)表示正反應(yīng)，v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知，0<c1<0.14mol·L－1，D正確。運(yùn)用極端假設(shè)法確定各物質(zhì)的濃度范圍可逆反應(yīng)中各物質(zhì)濃度范圍可依據(jù)極端假設(shè)法推斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行究竟，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。例如：可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)，各物質(zhì)的初始濃度分別為c(A)＝0.1mol·L－1，c(B)＝0.3mol·L－1，c(C)＝0.2mol·L－1。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行究竟：A(g)＋3B(g)2C(g)初始濃度/mol·L－10.10.30.2轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－10.10.30.2終態(tài)濃度/,mol·L－1000.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行究竟：A(g)＋3B(g)2C(g)起始濃度/mol·L－10.10.30.2轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－10.10.30.2終態(tài)濃度/mol·L－10.20.60平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為A∈(0,0.2)，B∈(0,0.6)，C∈(0,0.4)。?角度2化學(xué)平衡狀態(tài)的判定3．肯定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I(xiàn)2(s)。下列事實(shí)不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變更B．容器內(nèi)氣體密度不再變更C．容器內(nèi)氣體顏色不再變更D．?dāng)嗔?molCl—Cl鍵同時(shí)斷裂1molH—Cl鍵D解析：在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I(xiàn)2(s)，依據(jù)化學(xué)方程式，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)為變量，壓強(qiáng)不再變更肯定平衡，故可以說明；在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I(xiàn)2(s)，反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量為變量，所以密度是變量，容器內(nèi)氣體密度不再變更肯定平衡，故可以說明；容器內(nèi)氣體顏色不再變更，說明氯氣的濃度不變，肯定達(dá)到平衡狀態(tài)，故可以說明；平衡時(shí)斷裂1molCl—Cl鍵同時(shí)斷裂2molH—Cl鍵，故D不能說明。4．在一個(gè)溫度恒定、容積固定的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，已知m＋n＝p＋q，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)記是()①體系的壓強(qiáng)不再變更②氣體的密度不再變更③各氣體的濃度不再變更④各氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更⑤反應(yīng)速率v(C)∶v(D)＝p∶q⑥單位時(shí)間內(nèi)nmolB斷鍵反應(yīng)，同時(shí)pmolC也斷鍵反應(yīng)A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤C．①②③④⑥ D．④⑤⑥C解析：該反應(yīng)的特點(diǎn)是隨著反應(yīng)進(jìn)行，該體系的壓強(qiáng)將變更，壓強(qiáng)不變時(shí)說明達(dá)到平衡，①可以作為平衡的標(biāo)記。隨著反應(yīng)進(jìn)行，m(氣)將發(fā)生變更，依據(jù)ρ＝eq\f(m氣,V)，ρ不變，V不變，則m(氣)也不變，說明達(dá)到平衡，②可以作為平衡的標(biāo)記。各組分的濃度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，③和④可以作為平衡的標(biāo)記。速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比，不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在這一關(guān)系，故⑤不肯定是平衡狀態(tài)。單位時(shí)間內(nèi)nmolB斷鍵反應(yīng)，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，同時(shí)pmolC斷鍵反應(yīng)，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，正、逆反應(yīng)速率相等，⑥可以作為平衡的標(biāo)記。推斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法——“正逆相等，變量不變”考點(diǎn)2化學(xué)平衡的移動(dòng)與等效平衡[抓本質(zhì)·悟考法](雙選)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，按不同方式向甲、乙、丙三個(gè)相同容積的密閉容器中投入反應(yīng)物，且保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：容器甲乙丙反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO21molSO2、0.5molO22molSO3平衡常數(shù)K1KK3反應(yīng)的能量變更放出akJ放出bkJ汲取ckJ氣體密度ρ1ρ2ρ3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3下列有關(guān)的關(guān)系式正確的是()A．K1＝K3<K2 B．ρ1＝ρ3>ρ2C．α2＋α3＜1 D．2b＋c>197【解題關(guān)鍵點(diǎn)】(1)可逆反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為放熱反應(yīng)，在三個(gè)相同容積的密閉容器中保持恒溫、恒容反應(yīng)。(2)甲和丙分別從正、逆反應(yīng)起先，可達(dá)等效平衡。(3)甲和乙比較，甲中兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量分別是乙中的2倍。【易錯(cuò)失分點(diǎn)】解答本題時(shí)，不能正確理解甲容器和丙容器為等效平衡，確定各物理量的關(guān)系；不能依據(jù)甲容器和乙容器關(guān)系，確定乙容器和丙容器物理量的關(guān)系。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________BC解析：三個(gè)容器的容積相同，且保持恒溫、恒容，而平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，則平衡常數(shù)K1＝K2＝K3，A錯(cuò)誤；甲和丙中通入氣體的物質(zhì)的量相等，且是乙中氣體物質(zhì)的量的2倍，由于在恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)，則氣體密度ρ1＝ρ3>ρ2，B正確；甲和丙中反應(yīng)分別從正向、逆向起先，達(dá)到平衡時(shí)二者是等效平衡，則有α1＋α3＝1；將甲的容積增大1倍，與乙中平衡體系等效，容積增大，壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小，則有α1>α2，從而可得α2＋α3<1，C正確；由C中分析可知，甲和丙中的反應(yīng)是等效平衡，且反應(yīng)分別從正、逆反應(yīng)方向起先，則有a＋c＝197；若甲和乙中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，則甲中反應(yīng)放出熱量是乙中反應(yīng)放出熱量的2倍，則有a＝2b，事實(shí)上甲中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大于乙，則有a>2b，從而可得2b＋c<197，D錯(cuò)誤。[多角度·突破練]?角度1化學(xué)平衡的移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率1．已知反應(yīng)式：mX(g)＋nYpQ(s)＋2mZ(g)，已知反應(yīng)已達(dá)平衡，此時(shí)c(X)＝0.3mol·L－1，其他條件不變，若容器縮小到原來的eq\f(1,2)，c(X)＝0.5mol·L－1，下列說法正確的是()A．反應(yīng)向逆方向移動(dòng)B．Y可能是固體或液體C．系數(shù)n>mD．Z的體積分?jǐn)?shù)減小C解析：依據(jù)c(X)＝0.3mol·L－1，其他條件不變，若容器縮小到原來的eq\f(1,2)，若平衡不移動(dòng)，則c(X)＝0.6mol·L－1>0.5mol·L－1，說明在消耗X，即平衡正向移動(dòng)，A錯(cuò)誤；縮小體積，即增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)方向氣體體積減小，故Y必為氣體，B錯(cuò)誤；平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)方向氣體體積減小，m＋n>2m，即n>m，C正確；平衡正向移動(dòng)，生成了Z，故Z的體積分?jǐn)?shù)增大，D錯(cuò)誤。2．在肯定條件下，向密閉容器中充入30mLCO和20mL水蒸氣，使其反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達(dá)到平衡時(shí)，水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)與H2的體積分?jǐn)?shù)相等，則下列敘述錯(cuò)誤的是()A．平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%B．平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為25%C．平衡后水的轉(zhuǎn)化率為50%D．平衡后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為24B解析：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)初始/mL302000轉(zhuǎn)化/mLxxxx平衡/mL30－x20－xxx由題意知：20－x＝x，故x＝10，故平衡后總體積為(30－10)mL＋(20－10)mL＋10mL＋10mL＝50mL，CO的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(30－10,50)×100%＝40%，A正確；CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(10,30)×100%≈33.3%，B錯(cuò)誤；H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為eq\f(10,20)×100%＝50%，C正確；平衡后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，仍為eq\f(30×28＋20×18,50)＝24，D正確。3．已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng)，當(dāng)變更條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)，下列有關(guān)敘述正確的是()①反應(yīng)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)肯定增大②反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)量肯定增加③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率肯定增大④反應(yīng)物濃度肯定降低⑤逆反應(yīng)速率肯定降低⑥運(yùn)用合適的催化劑A．②B．①②⑤C．②③④D．④⑥A解析：①若總物質(zhì)的量不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)肯定增大，若反應(yīng)產(chǎn)物總物質(zhì)的量的增大值小于混合物總物質(zhì)的量的增大值，反應(yīng)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)可能降低，錯(cuò)誤；②平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)的量肯定增加，正確；③增大某一反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，自身轉(zhuǎn)化率降低，錯(cuò)誤；④如增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的濃度比變更條件前大，錯(cuò)誤；⑤平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)速率肯定大于逆反應(yīng)速率，但逆反應(yīng)速率可能比原來的大，如上升溫度或增大壓強(qiáng)時(shí)，錯(cuò)誤；⑥加入催化劑，正、逆反應(yīng)速率同等程度地增大，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤。4．對(duì)于可逆反應(yīng)2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)ΔH<0，在肯定條件下達(dá)到平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()①增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)②上升溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，v(正)減?、蹓簭?qiáng)增大一倍，平衡不移動(dòng)，v(正)、v(逆)不變④增大B的濃度，v(正)>v(逆)⑤加入催化劑，B的轉(zhuǎn)化率提高A．①②B．④C．③D．④⑤B解析：①A是固體，其量的變更對(duì)平衡無影響，錯(cuò)誤；②上升溫度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，錯(cuò)誤；③此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，但v(正)、v(逆)都增大，錯(cuò)誤；④增大B的濃度，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v(正)>v(逆)，正確；⑤催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)誤。化學(xué)平衡移動(dòng)中的易錯(cuò)點(diǎn)(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率不相等。但正、逆反應(yīng)速率發(fā)生變更，平衡不肯定移動(dòng)。例如：運(yùn)用催化劑，正、逆反應(yīng)速率均增大，但是增大后的正、逆反應(yīng)速率仍舊相等，所以平衡不發(fā)生移動(dòng)。(2)不要把v(正)增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同起來，只有v(正)>v(逆)時(shí)，平衡才向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同起來，當(dāng)反應(yīng)物總量不變時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)，只會(huì)使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。?角度2應(yīng)用“等效平衡”推斷平衡移動(dòng)結(jié)果5．已知H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＜0。有相同容積的恒容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同溫度下分別達(dá)到平衡?，F(xiàn)欲使甲中HI平衡時(shí)的百分含量大于乙中HI平衡時(shí)的百分含量，則應(yīng)實(shí)行的措施是()A．甲、乙提高相同溫度B．甲中加入0.1molHe，乙中不變C．甲降低溫度，乙增大壓強(qiáng)D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2C解析：相同溫度下，相同容積的恒容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，此時(shí)二者建立的平衡是等效的。甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動(dòng)，HI的平衡濃度均減小，故A錯(cuò)誤；甲中加入0.1molHe，在恒容密閉容器中，平衡不會(huì)移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；甲降低溫度，平衡正向移動(dòng)，甲中HI的平衡濃度增大，乙增大壓強(qiáng)平衡不變，HI平衡時(shí)的百分含量不變，故C正確；甲中增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，結(jié)果還是等效的，故D錯(cuò)誤。6．在恒溫恒壓條件下，向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A(g)＋2B(g)xC(g)＋yD(g)，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度不變，將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為初始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值分別為()A．x＝3、y＝1 B．x＝4、y＝1C．x＝5、y＝1 D．x＝2、y＝3C解析：由題意可知恒溫恒壓下，向容積可變的密閉容器中，狀態(tài)Ⅰ：3A(g)＋2B(g)xC(g)＋yD(g)初始體積/L32狀態(tài)Ⅱ：3A(g)＋2B(g)xC(g)＋yD(g)初始體積/L0.60.440.8兩種狀態(tài)下到平衡時(shí)混合氣體中C的體積分?jǐn)?shù)均為m%，則二者為等效平衡狀態(tài)，利用極限轉(zhuǎn)化為起始量時(shí)，A、B的物質(zhì)的量之比為3∶2，所以狀態(tài)Ⅱ：3A(g)＋2B(g)xC(g)＋yD(g)初始體積/L0.6＋eq\f(3,x)×40.4＋eq\f(2,y)×0.8則(0.6＋eq\f(12,x))∶(0.4＋eq\f(1.6,y))＝3∶2，解得x∶y＝5∶1，明顯只有C中x＝5、y＝1符合。7．在相同溫度和壓強(qiáng)下，對(duì)反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組試驗(yàn)，試驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四種狀況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小依次是()A．乙＝丁>甲＝丙B．甲>乙>丙>丁C．乙＝甲>丁＝丙D．丁>丙>乙>甲A解析：四種狀況均“一邊倒”為反應(yīng)物，進(jìn)行比較：CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙amolamol0mol0mol丁2amolamol0mol0mol所以乙和丁中相當(dāng)于增大了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相對(duì)于甲和丙中n(CO)增大，故有乙＝丁>甲＝丙。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)簡潔的疊加并壓縮而成，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，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡潔的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。1．(命題情境：汽車尾氣處理與化學(xué)平衡問題)汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉(zhuǎn)化器的前半部分發(fā)生的反應(yīng)為2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)?？隙l件下，下列說法能充分說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．正、逆反應(yīng)速率都等于零B．CO、NO、CO2、N2的濃度相等C．CO、NO、CO2、N2在容器中共存D．CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變更D解析：在肯定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)且不等于零，或反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)產(chǎn)物的濃度不再變更即為平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；CO、NO、CO2、N2的濃度相等，并不能說明各物質(zhì)的濃度不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物都會(huì)同時(shí)存在于一個(gè)容器中，CO、NO、CO2、N2在容器中共存不能說明為平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變更，能夠說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確。2．氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。在恒溫恒容的密閉容器中，某儲(chǔ)氫反應(yīng)：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()A．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變B．汲取ymolH2只需1molMHxC．若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小D．若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫)A解析：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)ΔH<0，該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變更的反應(yīng)。平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，A正確；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，汲取ymolH2須要大于1mol的MHx，B錯(cuò)誤；降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，C錯(cuò)誤；向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，v(放氫)<v(吸氫)，D錯(cuò)誤。3．(命題情境：汽車尾氣處理與化學(xué)平衡移動(dòng)問題)大氣中的污染物氮氧化物主要來源于機(jī)動(dòng)車尾氣，低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)ΔH<0。在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡B．平衡時(shí)，其他條件不變，上升溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大C．平衡時(shí)，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小D．其他條件不變，運(yùn)用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大A解析：單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，故A正確；該反應(yīng)是放熱可逆反應(yīng)，上升溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故B錯(cuò)誤；增加NH3的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，新平衡時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率減小，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，故C錯(cuò)誤；運(yùn)用高效催化劑，反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡不移動(dòng)，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤。4．化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)是一種固體或液體物質(zhì)A在肯定溫度下與一種氣體物質(zhì)B反應(yīng)，先形成氣相產(chǎn)物，該氣相產(chǎn)物在體系的不同溫度部分又發(fā)生逆反應(yīng)，結(jié)果重新得到A的反應(yīng)，下圖為固體物質(zhì)A發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng)的志向裝置，在原料放置區(qū)(即圖中T1段)，A和B盡可能生成C并向沉淀區(qū)移動(dòng)，在沉淀區(qū)(T2段)，C盡可能分解沉積出A。下列說法不正確的是()A．溫度和濃度是反應(yīng)的重要要素B．絕大多數(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)應(yīng)在真空中進(jìn)行C．對(duì)于化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)A(s)＋B(g)C(g)，降低C的濃度，平衡正向移動(dòng)D．用化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)制備TaS2晶體：2TaI5(s)＋2S2(g)5I2(g)＋2TaS2(s)ΔH＞0，T1應(yīng)當(dāng)小于T2D解析：溫度和濃度都能影響化學(xué)反應(yīng)速率，所以是反應(yīng)的重要要素，故A正確；因?yàn)榛瘜W(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)會(huì)受到其他氣體的影響，所以絕大多數(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)應(yīng)在真空中進(jìn)行，故B正確；A(s)＋B(g)C(g)，降低C的濃度，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故C正確；2TaI5(s)＋2S2(g)5I2(g)＋2TaS2(s)ΔH＞0，則用化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)制備TaS2，所以在T1時(shí)要平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，T2時(shí)要平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以T1應(yīng)當(dāng)大于T2，故D錯(cuò)誤。5．(命題情境：新型材料與化學(xué)平衡問題)工業(yè)上利用Ga與NH3在高溫條件下合成新型半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)固體，同時(shí)有氫氣生成[2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)]。反應(yīng)中，每生成3molH2時(shí)放出30.8kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng)，下列有關(guān)表達(dá)正確的是()A．Ⅰ圖像中假如縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，則T時(shí)刻變更的條件可以為升溫或加壓B．Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率C．Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率D．Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量A解析：A項(xiàng)，Ⅰ圖像中假如縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，上升溫度或增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率會(huì)突然增大，且平衡