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文檔簡(jiǎn)介
第02講化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡的移動(dòng)
目錄
01考情透視目標(biāo)導(dǎo)航............................................................2
02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航............................................................3
03考點(diǎn)突破考法探究............................................................4
考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài).............................................................4
知識(shí)點(diǎn)1可逆反應(yīng).............................................................4
知識(shí)點(diǎn)2化學(xué)平衡..............................................................4
考向1考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn).....................................................7
考向2考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷.................................................7
考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng).............................................................9
知識(shí)點(diǎn)1化學(xué)平衡的移動(dòng).......................................................9
知識(shí)點(diǎn)2影響化學(xué)平衡的因素..................................................9
知識(shí)點(diǎn)3勒夏特列原理........................................................11
知識(shí)點(diǎn)4等效平衡.............................................................11
考向1考查化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的判斷.........................................12
考向2考查等效平衡的應(yīng)用....................................................14
考向3考查勒夏特列原理的應(yīng)用...............................................16
04真題練習(xí)?命題洞見(jiàn)...........................................................17
考情;靈汨?日粽旦骷:
考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析
2024吉林卷10題,3分分析近三年高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:
化學(xué)平衡2023湖南卷13題,3分1.從考查題型和內(nèi)容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn),考
狀態(tài)2022遼寧卷12題,3分查內(nèi)容主要有以下兩個(gè)方面:
2021廣東卷14題,4分(1)考查化學(xué)平衡的建立及化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及判斷。
(2)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率或反應(yīng)熱,考查平衡移動(dòng)的影響因素,及
平衡移動(dòng)引起的濃度、轉(zhuǎn)化率等的判斷。
2.從命題思路上看,試題往往以新材料的開(kāi)發(fā)利用、新科技的推廣
2024浙江1月卷14題,2分
應(yīng)用、污染的治理或廢物利用等形式呈現(xiàn),考查平衡建立、平衡移
2024浙江6月卷11題,2分
動(dòng)、轉(zhuǎn)化率等內(nèi)容。
2024浙江6月卷16題,2分
(1)選擇題:結(jié)合化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、化學(xué)平衡圖像或圖表考查外界
2024廣東卷15題,4分
條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,或與化學(xué)反應(yīng)速率結(jié)合的綜合應(yīng)用。
化學(xué)平衡2023重慶卷14題,3分
(2)非選擇題:以工業(yè)生產(chǎn)為背景,通過(guò)反應(yīng)機(jī)理或濃度、轉(zhuǎn)化
移動(dòng)2023江蘇卷13題,3分
率圖像提供信息進(jìn)行命題,主要考查外界條件改變引起的化學(xué)平衡
2023廣東卷15題,4分
移動(dòng)、對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇等。
2023北京卷4題,3分
3.根據(jù)高考命題特點(diǎn)和規(guī)律,復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:
2022廣東卷13題,4分
(1)反應(yīng)平衡狀態(tài)的判斷;
2022天津卷6題,4分
(2)關(guān)注溶液中的平衡移動(dòng);注意外界因素對(duì)化學(xué)平衡與反應(yīng)速
率的綜合影響;
(3)關(guān)注化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇調(diào)控作用。
復(fù)習(xí)目標(biāo):
1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。
2.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。
寓2
知道烏圖?奧始己I骯
r
r可逆反應(yīng)—特點(diǎn):三同一小
化學(xué)平衡狀態(tài)
建立:正、逆或正逆
化學(xué)平衡一
-特征:逆、動(dòng)、等、定、變
L化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷{動(dòng)態(tài)v正二喳,0
靜態(tài)標(biāo)志:各種"量"不變
化學(xué)平衡狀態(tài)、r
化學(xué)平衡的移動(dòng)r化學(xué)平衡的移動(dòng)--過(guò)程
J化學(xué)平衡移動(dòng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
-影響化學(xué)平衡的因素化學(xué)平衡中的特殊情況
圖示影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
內(nèi)容
化學(xué)平衡的移動(dòng)
勒夏特列原理--理解
JJiM
r的含義
恒溫恒容條件下
反應(yīng)前后體積改
r變的反應(yīng)的判斷
釗¥?-方法:極值等量
即等效
恒溫恒壓條件下
血前后做改
J等效平衡的判斷方法--變的反應(yīng)判斷方
法:極值等比即
糊
恒溫條4牛下反應(yīng)前
后體積^的反應(yīng)
_的判斷方法:無(wú)論
是恒溫恒容,還是
恒溫恒壓,只要極
值等比即位
匐3
生占空德?考法埃交
考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)
知識(shí)點(diǎn)1可逆反應(yīng)
1.概念:在同一條件下,既可以向方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
2.特點(diǎn):三同一小
①一條件下;
②—進(jìn)行;
③反應(yīng)物與生成物同時(shí);
④任一組分的轉(zhuǎn)化率均100%,即不能全部轉(zhuǎn)化。
3.表示:在方程式中用表示,而不用表示。
知識(shí)點(diǎn)2化學(xué)平衡
1.概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,反應(yīng)物的
濃度和生成物的濃度保持—的狀態(tài)。
2.建立:
U)對(duì)于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡:
時(shí)間。4時(shí)間
過(guò)程正、逆反應(yīng)速率反應(yīng)物、生成物的濃度
V(正)最大
反應(yīng)開(kāi)始反應(yīng)物濃度—生成物濃度為—
V(逆)=0
V(正)逐漸____,
反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物濃度逐漸—生成物濃度逐漸____
V(逆)逐漸____
平衡狀態(tài)時(shí)V(正)」(逆)各組分的濃度——隨時(shí)間的變化而變化
(2)對(duì)于只加入生成物從逆向建立的平衡:
[反或速率\
卜舟西?a\反應(yīng)物
八、;生成物
Bzi/--
;時(shí)盯。',時(shí)間
過(guò)程正、逆反應(yīng)速率反應(yīng)物、生成物的濃度
V(逆)最大
反應(yīng)開(kāi)始生成物濃度____,反應(yīng)物濃度為—
v(正)=0
V(逆)逐漸____,
反應(yīng)過(guò)程中生成物濃度逐漸___,反應(yīng)物濃度逐漸____
V(1)逐漸____
平衡狀態(tài)時(shí)v(正)—v(逆)各組分的濃度—隨時(shí)間的變化而變化
【名師點(diǎn)撥】化學(xué)平衡狀態(tài)既可以從正反應(yīng)方向建立,也可以從逆反應(yīng)方向建立,或者同時(shí)從正、逆兩方
向建立。
3.化學(xué)平衡的特征
(1)逆:反應(yīng);
(2)動(dòng):化學(xué)平衡是一種—平衡,.;
(3)等:正反應(yīng)速率—逆反應(yīng)速率;
(4)定:反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量或濃度保持—;
(5)變:條件改變,平衡狀態(tài)可能改變,新條件下建立—的化學(xué)平衡。
4.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
C1)判斷方法分析
化學(xué)反應(yīng)mA(g)+?B(g)==^pC(g)+qD(g)是否平衡
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定
混合物體系
②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
中各成分的
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
含量
④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定
①單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA,同時(shí)也生成了mmolA
正、逆反
②單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB,同時(shí)也消耗了pmolC
應(yīng)速率之
③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q
間的關(guān)系
④單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB,同時(shí)也消耗了qmolD
①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且冽+〃初+q
壓強(qiáng)
②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且冽+〃=p+q
混合氣體的①平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n^p+q
平均相對(duì)分
子質(zhì)量②平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q
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)
①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中)
氣體密度S)②%+〃初+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)
@m+n=p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中)
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)
(2)動(dòng)態(tài)標(biāo)志:—―
①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率—消耗速率。
②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“—”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+6B=±cC+㈤,v正卜=9時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
y逆Bb
狀態(tài)。
(3)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變
①各物質(zhì)的—、或—不變。
②各物質(zhì)的(、等)不變。
③—(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積)或—(某組分有)不變。
④絕熱容器中不變。
⑤密度1=1不變(注意容器中的氣體變化)。
⑥平均相對(duì)分子質(zhì)量I—不變(注意變化)。
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)志。
【易錯(cuò)提醒】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)+l2(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2Hl(g)4^:H2(g)+
l2(g)o
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。
考向1考查可逆反應(yīng)的特點(diǎn)
例1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ci、C2、。3(均不為零),
達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol,!/、0.3mol-L\0.08mol-L1,則下列判斷正確的是
A.ci:C2=3:1
B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2:3
C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D.ci的取值范圍為0mol-LT<ci<0.14mol-L-1
【思維建模】極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍
假設(shè)正向反應(yīng)物最小值,確
進(jìn)行完全生成物最大值定
>范
假設(shè)逆向反應(yīng)物最大值,圍
*
進(jìn)行完全生成物最小值
可逆反應(yīng)的平衡物理量一定在最大值和最小值之間,但起始物理量可以為最大值或最小值。
【變式訓(xùn)練1】(2024?陜西商洛?一模)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng),化學(xué)與文化傳承密不可分。下列說(shuō)法
正確的是
A.?;韬钅钩鐾亮舜罅勘4嫱旰玫木澜鹌?,這與金的惰性有關(guān)
B.“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還成丹砂”中涉及的反應(yīng)為可逆反應(yīng)
C.“九秋風(fēng)露越窯開(kāi),奪得千峰翠色來(lái)”,“翠色”是因?yàn)槌煞种泻醒趸瘉嗐~
D.“世間絲、麻、裘、褐皆具素質(zhì)”,“絲、麻、裘”的主要成分都是蛋白質(zhì)
【變式訓(xùn)練2】對(duì)于反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)WSO3(g)+NO(g)AH-41.8kJ.mol-1,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.達(dá)到平衡后,升高溫度,c(SO3)增大
B.使用催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
C.lmolNO2(g)與lmolSO2(g)混合后,充分反應(yīng)會(huì)放出41.8kJ熱量
D.在恒溫、恒容條件下,當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強(qiáng)不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡
考向2考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
甌(2024?廣東廣州?三模)向一恒容密閉容器中加入ImolCH4和一定量的H?。,發(fā)生反應(yīng):
n(CH4)、
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)oCH4的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比xx=溫度的變化曲線如
n(H2O)?
圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.X[<x2
B.b、c兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率:vb>vc
C.此反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行
D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
【思維建?!颗袛嗥胶鉅顟B(tài)的方法一“逆向相等,變量不變”
(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的
正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。
特別注意:同一反應(yīng)方向的反應(yīng)速率不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)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)。
【變式訓(xùn)練1】(2024?浙江杭州?模擬預(yù)測(cè))汽車尾氣脫硝脫碳的主要反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在一定溫度、體積固定為2L的密閉容器中,
某興趣小組模擬該反應(yīng),用傳感器測(cè)得該反應(yīng)在不同時(shí)刻的NO和CO濃度如表所示:
時(shí)間/s01234
c(NO)/(mol/L)9.50x10-34.50x10-32.50x10-31.50義10-31.50x10-3
c(CO)/(mol/L)9.00x10-34.00x10-32.00x10-3l.OOxW31.00xl0-3
下列說(shuō)法不正確的是
A.前2s內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v(N?)=1.75x10-3mol/(L-s)
B.升高溫度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均增大
C.當(dāng)密閉容器中氣體壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),密閉容器中氣體濃度C(NO):C(CO):C(N2):C(COJ=2:2:1:2
【變式訓(xùn)練2】(2024?重慶?模擬預(yù)測(cè))如圖所示,無(wú)摩擦、有質(zhì)量的隔板1、2、3將容器分為甲,乙、丙
3個(gè)部分,同時(shí)進(jìn)行反應(yīng):A(g)+B(g)^==±C(g)AH<0,起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量已標(biāo)在圖中。在固定的
溫度和壓強(qiáng)下充分反應(yīng)后,各部分的體積分別為冷、%、%。此時(shí)若抽走隔板1,不會(huì)引起其他活塞移
動(dòng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
甲[乙丙
xmolA
2molA2molA
ymolB3molBzmolB
1molC)2127!
隔板1隔板2隔板3
A.若乙中氣體密度不再改變,說(shuō)明乙中已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.若x=l,諦
C.若將3個(gè)隔板全部固定,與未固定相比,丙中放熱量減少
D.若將該容器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。豎立在桌面上,重新平衡時(shí),乙中C的體積分?jǐn)?shù)減小
考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動(dòng)
(知識(shí)固本J
知識(shí)點(diǎn)1化學(xué)平衡的移動(dòng)
1.概念:一個(gè)可逆反應(yīng),達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)以后,若改變反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等),使正、逆反
應(yīng)的速率,化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。最終在新的條件下,會(huì)建立新的化學(xué)平衡,這個(gè)過(guò)程叫作化學(xué)平衡
的移動(dòng)。
2.化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程
3.化學(xué)平衡移動(dòng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
(1)VlE>Va:平衡向—反應(yīng)方向移動(dòng)。
(2)VIE=V逆:反應(yīng)___平衡狀態(tài),平衡
(3)V正<v逆:平衡向—反應(yīng)方向移動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)2影響化學(xué)平衡的因素
1.改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向—反應(yīng)方向移動(dòng)
濃度
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
向氣體分子總數(shù)—的方向移
增大壓強(qiáng)
反應(yīng)前后氣動(dòng)
壓強(qiáng)(對(duì)有氣體體體積改變向氣體分子總數(shù)—的方向移
減小壓強(qiáng)
參加的反應(yīng))動(dòng)
反應(yīng)前后氣
改變壓強(qiáng)平衡______
體體積不變
升高溫度向___反應(yīng)方向移動(dòng)
溫度
降低溫度向___反應(yīng)方向移動(dòng)
催化劑同等程度改變V正、V逆,平衡______
2.化學(xué)平衡中的特殊情況
(1)當(dāng)反應(yīng)物或生成物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時(shí),由于其“濃度”是,不隨其
量的增減而變化,故改變這些固體或液體的對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響。
(2)—程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí),應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。
(3)溫度不變時(shí)濃度因素的“決定性作用”——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
原平衡體系充入惰性氣體>體系總壓強(qiáng)增大一>體系中各組分的濃度
,平衡不移動(dòng)
②恒溫恒壓條件
原平衡體系一充入惰性氣體->容器容積
體系中各組分的濃度同倍數(shù)—(等效于—)
氣體體積不變的反應(yīng)力g斗
------------------?平衡不移動(dòng)
氣體體積可變的反應(yīng)R—七一心心he4—j
-----------------?平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)
【特別提醒】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。
3.圖示影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
知識(shí)點(diǎn)3勒夏特列原理
1.內(nèi)容:對(duì)于一個(gè)已經(jīng)達(dá)到平衡的體系,如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(如—、—、—),平衡將
向著能夠—這種改變的方向移動(dòng)。
2.理解勒夏特列原理的注意問(wèn)題
(1)勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡等),狀態(tài)不能用此來(lái)分析。
(2)勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個(gè)條件”時(shí)平衡移動(dòng)的方向。若同時(shí)改變影響平衡移動(dòng)的幾個(gè)
條件,則不能簡(jiǎn)單地根據(jù)勒夏特列原理來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,只有在改變的條件對(duì)平衡移動(dòng)的方向影響
一致時(shí),才能根據(jù)勒夏特列原理進(jìn)行判斷。
(3)平衡移動(dòng)的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響,而不是“”外界條件的影響,更不是“扭轉(zhuǎn)”外界條件的
影響。
3.應(yīng)用:可以更加科學(xué)有效地調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng),盡可能讓化學(xué)反應(yīng)按照人們的需要進(jìn)行。
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—。
2.等效平衡的判斷方法
(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積的反應(yīng)的判斷方法:極值____即等效。
例如:2so2(g)+02(g)=WSO3(g)
?2mol1mol0
②002mol
③0.5mol0.25mol1.5mol
④amolbmolcmol
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S02均為2mol,Ch均為1mol,
三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中。、從c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,£+b=l,即與上述平衡等效。
2
(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—即等效。
例如:2so2(g)+02(g)=-S03(g)
①2mol3mol0
②1mol3.5mol2mol
amolbmolcmol
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”乎=1,故互為等效平衡。
nO23
c~\~a7
③中4、氏。三者關(guān)系滿足::-=-,即與①②平衡等效。
-+b3
2
(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)的判斷方法:無(wú)論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值—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)+h(g).42Hl(g)
①1mol1mol0
②2mol2mol1mol
(3)amolbmolcmol
①②兩種情況下,〃(H2):風(fēng)l2)=l:b故互為等效平衡。
③中q、b、。三者關(guān)系滿足M:叫=1:1或。:6=1:1,g0,即與①②平衡等效。
3.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—O
起始平衡
向——言.L資新平衡
H——-4
(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)—,平衡,
起始平衡
新平衡
H—Hp!H
回一*叵卜
[考向洞里J
考向1考查化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的判斷
甌(2024?廣東江門?二模)烯燃是一種應(yīng)用廣泛的化學(xué)原料。烯煌之間存在下列三個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)I:3c4H$(g)04c3H6(g)=+78kJ-mol-1
-1
反應(yīng)II:2c3H$(g)U3c2H4(g)AU2=+117kJ-mol
反應(yīng)III:C4H8(g)U2c2H/g)AH3
在壓強(qiáng)為pkPa的恒壓密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),三種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化關(guān)系如圖
所示。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
1
A.反應(yīng)皿的AH3=+104kJ-mol-
B.700K時(shí)反應(yīng)n的平衡常數(shù)Kp=£kPa
C.欲提高C4Hg的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),需研發(fā)低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑
D.超過(guò)700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應(yīng)I逆向移動(dòng),反應(yīng)n正向移動(dòng)
【思維建?!颗袛嗷瘜W(xué)平衡移動(dòng)方向的思維模型
【變式訓(xùn)練1】(2024?黑龍江哈爾濱?三模)(CHs^CBr在堿性條件下水解生成(CHs^COH,進(jìn)程中勢(shì)能
變化如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.(CHs^COH名稱為2-甲基-2-丙醇
B.(CH3IC+中碳原子的雜化軌道類型有兩種
C.增大0H-濃度,水解反應(yīng)速率變化不大
D.升溫既能加快反應(yīng)速率又能促進(jìn)平衡正向移動(dòng)
【變式訓(xùn)練2】(2024?安徽馬鞍山?三模)下列有關(guān)操作的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋錯(cuò)誤的是
選項(xiàng)操作現(xiàn)象及解釋
2C(s)+2NO2(g)-2CO2(g)+N2(g),向混合氣體顏色變淺:碳消耗NO2氣體,NO2濃度減小,
A
上述平衡體系中加入碳且平衡逆向移動(dòng)
溶液紅色變淺:Ba?+沉淀COj,使
向滴有酚麟的Na2c溶液中加入BaC“固
BCOj+H2OUHCO;+OH-平衡逆向移動(dòng),OH-濃度
體
降低
溶液紅色變淺:Fe還原Fe'+,使
C向Fe(SCNl溶液中加入Fe粉Fe(SCN)3UFe3++3SCN-平衡正向移動(dòng),F(xiàn)e(SCN),濃
度降低
溶液呈淺綠色:Ksp(HgS)<%>(FeS),
D向含有Hg?+的廢水中加入FeS固體FeS(s)+Hg2+(aq)UHgS(s)+Fe2+(aq)化學(xué)平衡常數(shù)
大,正向程度大
考向2考查等效平衡的應(yīng)用
碼2024?天津河西?二模)工業(yè)上一種制H?反應(yīng)為CO(g)+凡0(g)UCO?(g)+國(guó)(g)AH=-4IkJ-mor1。
某小組分別在體積相等的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在同溫FC下發(fā)生反應(yīng),該反
應(yīng)過(guò)程中的能量變化數(shù)據(jù)如下表所示:
起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol
容器編號(hào)達(dá)到平衡的時(shí)間/min達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化
HOco
CO22H2
①1400放出熱量:20.5kJ
②2800tl放出熱量:QkJ
下列有關(guān)敘述不正頌的是
A.容器中反應(yīng)的平均速率①<②是因?yàn)槎叩幕罨懿煌?/p>
B.該制H?反應(yīng)在此條件下可自發(fā)進(jìn)行
C.容器②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)等于50%
D.容器②中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)Q=41
【名師歸納】?jī)善胶鉅顟B(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。
【變式訓(xùn)練1】(2024?廣西柳州?三模)燃油汽車尾氣中含有NO和CO等有毒氣體,某研究小組用新型催
化劑對(duì)NO、CO在不同條件下的催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究,反應(yīng)原理為:
2NO(g)+2CO(g)H(g)+2CQ(AH<0o在密閉容器中充入2moiNO和2moicO,平衡時(shí)NO的體
積分?jǐn)?shù)隨溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖。下列說(shuō)法正確的是
50
%
、40
凝
求
器30
及
g25
O
N20
10
01020304050
壓強(qiáng)/MPa
A.a點(diǎn)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為25%
B.c點(diǎn)和b點(diǎn)的反應(yīng)速率可能相同
C.若在e點(diǎn)擴(kuò)大容器體積并加熱,可能達(dá)到c點(diǎn)狀態(tài)
D.恒溫恒壓條件下,向d點(diǎn)平衡體系中再充入2moiNO和2moicO,重新達(dá)到平衡后,與d點(diǎn)狀態(tài)相比,
NO的體積分?jǐn)?shù)將增大
【變式訓(xùn)練2】(2024?廣東?二模)甲醇是重要的化工原料。CO2與H2反應(yīng)可合成甲醇,反應(yīng)如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),恒容密閉容器中,°0101。02和3°11101112,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各
組分的物質(zhì)的量濃度(c)隨溫度(7)變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
c/(molLi)]
H2
ci
X
-Y
T\T/℃
A.隨溫度升高該反應(yīng)的平衡常數(shù)變大
B.加入合適催化劑有利于提高C02的平衡轉(zhuǎn)化率
C.7?C時(shí),恒容下充入Ar,壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),平衡時(shí)濃度變小
D.(OC時(shí),恒壓下2amolCO2與6amolH?反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(H2)=C]mollT
考向3考直勒夏特列原理的應(yīng)用
gj(2024?北京?三模)下列事實(shí)能用平衡移動(dòng)原理解釋的是
A.H2O2溶液中加入少量MnCh固體,促進(jìn)H2O2分解
B.制備乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)中將酯蒸出
C.工業(yè)合成氨選擇500(左右的條件進(jìn)行
D.鋅片與稀H2s04反應(yīng)過(guò)程中,加入少量CuSO4固體,促進(jìn)H2的產(chǎn)生
【易錯(cuò)提醒】1.對(duì)于溶液中的離子反應(yīng),向溶液中加入含與實(shí)際反應(yīng)無(wú)關(guān)的離子固體,平衡不移動(dòng)。
2.溶液中的可逆反應(yīng),達(dá)平衡后加水稀釋,平衡向溶質(zhì)微粒數(shù)增多的方向移動(dòng)。
3.改變固體或純液體的量,對(duì)平衡無(wú)影響。
4.當(dāng)反應(yīng)混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時(shí),壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡無(wú)影響。
5.對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積無(wú)變化的反應(yīng),如H2(g)+l2(g)n£HI(g),壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡無(wú)影響。但增大(或
減?。簭?qiáng)會(huì)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(duì)化學(xué)平衡的影響
①恒溫、恒容條件
充入惰性氣體
原平衡體系——>體系總壓強(qiáng)增大一>體系中各組分的濃度不變一>平衡不移動(dòng)。
②恒溫、恒壓條件
充入惰性氣體
原平衡體系——>容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小一>體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(等效
于減壓)
氣體體積不變反應(yīng)寺生/有。
I-------------------------------------"平衡不移動(dòng)
T氣體體積可變反應(yīng)?人人、人必,
1------------------------1■平衡向氣體體積增大的萬(wàn)向移動(dòng)
【變式訓(xùn)練1】(2024?甘肅平?jīng)?模擬預(yù)測(cè))下列事實(shí)能用平衡移動(dòng)原理解釋的是
A.生鐵比高純度的鐵在空氣中更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕
B.用KCIO3分解制取氧氣時(shí)加入少量Mil。2固體可加速KCIO3的分解
C.密閉燒瓶?jī)?nèi)存在平衡體系:2HI(g)^I2(g)+H2(g),縮小容器的容積,混合氣體顏色加深
D.漂白粉水溶液中滴入少量醋酸,漂白效果增強(qiáng)
【變式訓(xùn)練2】(2024?北京朝陽(yáng)?二模)下列事實(shí)可以用平衡移動(dòng)原理解釋的是
A.合成氨工業(yè)中使用鐵觸媒,提高生產(chǎn)效率
B.鋁片放入濃HNO3中,待不再變化后,加熱產(chǎn)生紅棕色氣體
C.在鋼鐵表面鍍上一層鋅,鋼鐵不易被腐蝕
D.鹽堿地(含較多的NaCl、Na2co3)施加適量石膏(CaSOrZH2。),土壤的堿性降低
㈤4
1.(2024?吉林卷)異山梨醇是一種由生物質(zhì)制備的高附加值化學(xué)品,150℃時(shí)其制備過(guò)程及相關(guān)物質(zhì)濃度
隨時(shí)間變化如圖所示,15h后異山梨醇濃度不再變化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
(
駕
.
Uo
)I
、
fe^!
A.3h時(shí),反應(yīng)②正、逆反應(yīng)速率相等
B.該溫度下的平衡常數(shù):①〉②
C.0?3h平均速率(異山梨醇)=0.014mol?kgLh」
D.反應(yīng)②加入催化劑不改變其平衡轉(zhuǎn)化率
2.(2024?廣東卷)對(duì)反應(yīng)S(g)UT(g)(l為中間產(chǎn)物),相同條件下:①加入催化劑,反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)
間大幅縮短;②提高反應(yīng)溫度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)減小
0基于以上事實(shí),可能的反應(yīng)歷程示意圖(一為無(wú)催化劑,---為有催化劑)為
3.(2024?浙江卷)酯在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng),歷程如下:
o6-O-o0
IIIIIIi
f8i+rIIIII
R—C—OR+OH'―R—C—OR'〒金RCOH+RQ-―?RCO+R'OH
I
OH
已知:
18O-l8OH
快速平衡I
①R—C—OR'R—C—OR,
II
OHO-
②RCOOCH2cH3水解相對(duì)速率與取代基R的關(guān)系如下表:
取代基RCH3C1CH2C12CH
水解相對(duì)速率12907200
下列說(shuō)法不正琥的是
A.步驟I是OH-與酯中C'+作用
B.步驟ni使I和n平衡正向移動(dòng),使酯在NaOH溶液中發(fā)生的水解反
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