2020版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第6章第2講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動教案魯科版.docx

第2講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動2017級教學(xué)指導(dǎo)意見核心素養(yǎng)1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性、化學(xué)平衡的建立過程，掌握化學(xué)平衡的特征。2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對化學(xué)平衡的影響規(guī)律，推測判斷平衡移動的方向、濃度、轉(zhuǎn)化率等相關(guān)物理量的變化。3.能從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的角度結(jié)合分析選擇并優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)條件及化工生產(chǎn)條件。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)識化學(xué)變化有一定限度，是可以調(diào)控的。能多角度、多動態(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。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；知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識化學(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?？键c(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)學(xué)在課內(nèi)1.可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，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變的狀態(tài)。(2)建立過程在一定條件下，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：以上過程可用下圖表示：(3)平衡特點(diǎn)3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法(1)動態(tài)標(biāo)志：v正v逆0同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aAbBcCdD，時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標(biāo)志：各種“量”不變各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。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。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。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。考在課外教材延伸判斷正誤(1)3Fe4H2OFe3O44H2，F(xiàn)e3O44H23Fe4H2O互為可逆反應(yīng)。()(2)PbPbO22H2SO42PbSO42H2O電池反應(yīng)為可逆反應(yīng)。()(3)由2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1966 kJmol1知，2 mol SO2與1 mol O2在恒壓密閉容器中充分反應(yīng)，可放出196.6 kJ的熱量。()(4)化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡后，反應(yīng)物和生成物的濃度或百分含量相等。()(5)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，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)()(6)在2 L密閉容器內(nèi)，800 時反應(yīng)2NO(g)O2(g)2NO2(g)體系中，當(dāng)該容器內(nèi)顏色保持不變時能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)()(7)對于反應(yīng)2A(g)B(s)3C(g)，在恒溫恒容密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)混合氣體的密度或壓強(qiáng)保持不變時，都說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。()(8)對于反應(yīng)A(g)B(g)C(g)D(g)，壓強(qiáng)不隨時間而變，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。()拓展應(yīng)用對于可逆反應(yīng)2NO(g)O2(g)2NO2(g)。(1)現(xiàn)向恒容密閉容器中加入含18O的氧氣，達(dá)到平衡后，18O存在于_中；達(dá)到平衡的過程中，正反應(yīng)速率逐漸_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。a.v(NO2)2v(O2)b.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量保持不變c.v逆(NO)2v正(O2)d.容器內(nèi)氣體的密度保持不變答案(1)O2、NO2、NO減小(2)b、c思維探究一定溫度下，向一恒容密閉容器中充入一定量的H2、I2(g)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變能否說明反應(yīng)已達(dá)平衡？答案不能，該反應(yīng)m、n均不變，為恒量，恒量不變不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡?；A(chǔ)點(diǎn)鞏固1.對于CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，下列說法能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.v(CO2)v(H2)B.3v逆(H2)v正(H2O)C.v正(H2)3v逆(CO2)D.斷裂3 mol HH鍵的同時，形成2 mol OH鍵答案C2.在1 L定容的密閉容器中，可以證明可逆反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.N2H2NH3132B.一個NN鍵斷裂的同時，有3個HH鍵生成C.其他條件不變時，混合氣體的密度不再改變D.2v正(N2)3v逆(NH3)解析A項(xiàng)，N2H2NH3132不能說明各物質(zhì)的濃度不變，因而不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，錯誤；B項(xiàng)，一個NN鍵斷裂的同時，有3個HH鍵生成，能說明正、逆反應(yīng)速率相等，正確；C項(xiàng)，混合氣體的密度不再改變，不能說明達(dá)到反應(yīng)平衡，錯誤；D項(xiàng)，2v正(N2)v逆(NH3)時，正、逆反應(yīng)速率才相等，才達(dá)到平衡，錯誤。答案B3.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0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度可能是()A.Z為0.3 molL1 B.Y2為0.4 molL1C.X2為0.2 molL1 D.Z為0.4 molL1解析若X2完全轉(zhuǎn)化為Z，則X2、Y2、Z的濃度分別是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1；若Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2，則X2、Y2、Z的濃度分別是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1；反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，所以，0X20.2 molL1，0.2 molL1Y20.4 molL1，0Z0.4 molL1。答案A4.一定條件下，對于可逆反應(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，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，則下列判斷正確的是()A.c1c231B.平衡時，Y和Z的生成速率之比為23C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0 molL1c10.14 molL1解析平衡濃度之比為13，轉(zhuǎn)化濃度亦為13，故c1c213，A、C不正確；平衡時Y生成表示逆反應(yīng)，Z生成表示正反應(yīng)，且vY(生成)vZ(生成)應(yīng)為32，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0c10)。一定溫度下，在體積恒定的密閉容器中，加入1 mol X(g) 與1 mol Y (g)，下列說法正確的是()A.充分反應(yīng)后，放出熱量為a kJB.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為12 C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變，表明該反應(yīng)已達(dá)平衡D.若增大Y的濃度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小解析A項(xiàng)，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)后，放出熱量應(yīng)小于a kJ；B項(xiàng)，在化學(xué)反應(yīng)中，轉(zhuǎn)化或生成的物質(zhì)的量濃度之比符合系數(shù)之比，而平衡時的物質(zhì)的量濃度之比不一定符合系數(shù)之比；D項(xiàng)，增大Y的濃度，正、逆反應(yīng)速率均增大。答案C8.(2017全國節(jié)選)298 K時，將20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是_(填標(biāo)號)。a.溶液的pH不再變化b.v(I)2v(AsO)c.c(AsO)/c(AsO)不再變化d.c(I)y molL1解析a項(xiàng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，溶液的pH不斷降低，當(dāng)pH不再變化時，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡；b項(xiàng)，速率之比等于系數(shù)之比，該結(jié)論在任何時刻都成立，故無法判斷是否達(dá)到平衡；c項(xiàng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，c(AsO)不斷增大，c(AsO)不斷減小，當(dāng)二者比值不變時，說明二者濃度不再改變，則反應(yīng)達(dá)到平衡；d項(xiàng)，由圖像并結(jié)合方程式可知，平衡時c(I)2y mol/L，故當(dāng)c(I)y mol/L時，反應(yīng)未達(dá)到平衡。答案ac考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動學(xué)在課內(nèi)1.化學(xué)平衡的移動平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動，如下所示：2.外界因素對化學(xué)平衡移動的影響(1)影響化學(xué)平衡的因素條件的改變(其他條件不變)化學(xué)平衡的移動濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強(qiáng)(對有氣體存在的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變增大壓強(qiáng)向氣體體積減小的方向移動減小壓強(qiáng)向氣體體積增大的方向移動反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動催化劑使用催化劑平衡不移動(2)勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。名師點(diǎn)撥化學(xué)平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時此物理量更靠近于改變的方向。(3)平衡移動原理導(dǎo)圖特別提示“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響恒溫、恒容條件原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動恒溫、恒壓條件原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響?？荚谡n外教材延伸判斷正誤(1)溫度改變，平衡一定發(fā)生移動。()(2)增加反應(yīng)物的量平衡一定會正向移動。()(3)合成氨反應(yīng)需使用催化劑，說明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動()(4)不論恒溫恒容，還是恒溫恒壓容器，加入稀有氣體，平衡皆發(fā)生移動。()(5)化學(xué)平衡向正向移動，說明正反應(yīng)速率一定增大。()(6)改變某一條件，v正、v逆均增大且平衡不移動，該條件一定為加入催化劑()(7)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，此時v放減小，v吸增大()(8)C(s)CO2(g)2CO(g)H0，只升高溫度，反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大()(9)起始加入原料的物質(zhì)的量相等，則各種原料的轉(zhuǎn)化率一定相等。()(10)通過改變一個條件使某反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率一定增大。()(11)往平衡體系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動，溶液的顏色變淺()(12)改變某條件平衡向正反應(yīng)方向移動，體系中生成物的百分含量一定增大()(13)化學(xué)平衡發(fā)生移動，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動()拓展應(yīng)用某溫度下，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件對反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列措施：升溫恒容通入惰性氣體增加CO濃度減壓加催化劑恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A. B. C. D.解析該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動。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平衡無影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動。答案B2.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中，一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：X(g)3Y(g)2Z(g)H0。改變某個條件并維持新條件直至達(dá)到新的平衡，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()選項(xiàng)改變的條件新平衡與原平衡比較A升高溫度X的轉(zhuǎn)化率變小B增大壓強(qiáng)X的濃度變小C充入一定量YY的轉(zhuǎn)化率增大D使用適當(dāng)催化劑X的體積分?jǐn)?shù)變小解析升溫，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，即逆向移動，X的轉(zhuǎn)化率變小，A項(xiàng)正確；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即正向移動，X的物質(zhì)的量減小，但由于容器體積減小，各組分的濃度均比原平衡的大，故B項(xiàng)錯誤；增大一種反應(yīng)物的濃度，能夠提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而其本身的轉(zhuǎn)化率降低，故C項(xiàng)錯誤；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響平衡狀態(tài)，故各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)不變，D項(xiàng)錯誤。答案A3.在一個不導(dǎo)熱的密閉反應(yīng)器中，發(fā)生兩個反應(yīng)：A(g)B(g)2C(g)H10X(g)3Y(g)2Z(g)H20進(jìn)行相關(guān)操作且達(dá)到平衡后(忽略體積改變所做的功)，下列敘述錯誤的是()A.恒壓時，通入惰性氣體，C的物質(zhì)的量不變B.恒壓時，通入Z氣體，反應(yīng)器中溫度升高C.恒容時，通入惰性氣體，各反應(yīng)速率不變D.恒容時，通入Z氣體，Y的物質(zhì)的量濃度增大解析恒壓時，通入惰性氣體，容器體積增大，相當(dāng)于壓強(qiáng)減小，故平衡X(g)3Y(g)2Z(g)左移，放熱，溫度升高，導(dǎo)致平衡A(g)B(g)2C(g)左移，C的物質(zhì)的量減小。答案A4.在壓強(qiáng)為0.1 MPa、溫度為300 條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。(1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是_(填字母)。A.H2減小B.正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢C.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大D.重新平衡減小(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是_(填字母)。A.升高溫度B.將CH3OH從體系中分離C.充入He，使體系總壓強(qiáng)增大答案(1)CD(2)B名師點(diǎn)撥平衡移動方向判斷的思維模型能力點(diǎn)提升5.密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A.T1T2，p1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.T1T2，p1p2，abc，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.T1p2，abT2，p1p2，abc，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析比較T1，p2、T2，p2兩線可知T1T2，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，比較T1，p1、T1，p2兩線可知p2p1，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，即abpqB.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；mnpqC.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；mnpq解析圖像中有三個量，應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(guān)系。定壓強(qiáng)，討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強(qiáng)下，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度，討論壓強(qiáng)與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，即mnpq。答案D7.在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g)2C(g)H0。達(dá)到平衡后，改變一個條件(x)，下列量(y)一定符合圖中曲線的是()選項(xiàng)xyA通入A氣體B的轉(zhuǎn)化率B加入催化劑A的體積分?jǐn)?shù)C增大壓強(qiáng)混合氣體的總物質(zhì)的量D升高溫度混合氣體的總物質(zhì)的量解析A項(xiàng)，當(dāng)通入A氣體時，平衡向正反應(yīng)方向移動，B的轉(zhuǎn)化率增大，正確；B項(xiàng)，加入催化劑只能改變反應(yīng)速率，平衡不移動，A的體積分?jǐn)?shù)不變，錯誤；C項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤；D項(xiàng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤。答案A8.向某容積為2 L的恒容密閉容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)，發(fā)生反應(yīng)2X(g)Y(g)3Z(g)。反應(yīng)過程中，持續(xù)升高溫度，測得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A.M點(diǎn)時，Y的轉(zhuǎn)化率最大B.升高溫度，平衡常數(shù)減小C.平衡后充入X，達(dá)到新平衡時X的體積分?jǐn)?shù)減小D.W、M兩點(diǎn)Y的正反應(yīng)速率相同解析Q點(diǎn)時體系中X的體積分?jǐn)?shù)最小、轉(zhuǎn)化率最大，故Q點(diǎn)時Y的轉(zhuǎn)化率最大，A項(xiàng)錯誤；Q點(diǎn)前X的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，Q點(diǎn)后X的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，故Q為平衡點(diǎn)，Q前的點(diǎn)均未達(dá)到平衡，Q后的點(diǎn)均已達(dá)到平衡，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，B項(xiàng)正確；反應(yīng)物有X、Y兩種，平衡后充入X，達(dá)到新平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大，C項(xiàng)錯誤；W點(diǎn)對應(yīng)的溫度低于M點(diǎn)對應(yīng)的溫度，溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以W點(diǎn)Y的正反應(yīng)速率小于M點(diǎn)Y的正反應(yīng)速率，D項(xiàng)錯誤。答案B名師點(diǎn)撥一、常規(guī)化學(xué)平衡的圖像類型1.濃度時間圖像2.含量時間溫度(壓強(qiáng))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(yīng)物的百分含量。(1)(2)(3)(4)(5)3.恒溫(壓)線二、幾種特殊圖像1.對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開始，則v正v逆；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，Hv逆；則右下方(F點(diǎn))v正”或“反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，溫度一定時，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)正向移動，H2SO4的物質(zhì)的量增大，體系總物質(zhì)的量減小，H2SO4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大(3)A點(diǎn)、E點(diǎn)一、等效平衡平衡狀態(tài)比較的紐帶，提升學(xué)生的“模型認(rèn)知”素養(yǎng)素養(yǎng)說明：平衡狀態(tài)比較是近幾年高考中的常涉題型。對新、舊平衡間某量關(guān)系比較有困難時，則可借助等效平衡，使復(fù)雜的問題簡單化。解題時先構(gòu)建一個與原平衡等效的“虛擬的第三平衡”，然后與新平衡聯(lián)系參照對比，從而促使條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生的模型認(rèn)知素養(yǎng)。名師點(diǎn)撥1.定義：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)開始，還是從逆反應(yīng)開始，還是正、逆反應(yīng)同時投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，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.形成等效平衡的條件換算成化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其濃度相同。(反應(yīng)前后分子數(shù)相等的反應(yīng)由于其平衡狀態(tài)不隨壓強(qiáng)變化，其濃度可不同)3.等效平衡分類及規(guī)律等效類型條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應(yīng)的特點(diǎn)任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應(yīng)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)方程式一邊物質(zhì)，其“量”符合同一比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”符合同一比例平衡特點(diǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)相同相同相同濃度(c)相同成比例相同(氣體)物質(zhì)的量(n)相同成比例成比例等效平衡判斷“四步曲”4.構(gòu)建模板(1)構(gòu)建等溫等容平衡思維模式(見圖示)：新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建等溫等壓平衡思維模式(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)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動。題組訓(xùn)練1.(2016江蘇化學(xué)，改編)一定溫度下，在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)CO(g)CH3OH(g) 達(dá)到平衡，下列說法正確的是()容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/molL1物質(zhì)的平衡濃度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時，容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器中的大C.達(dá)到平衡時，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時，容器中的正反應(yīng)速率比容器中的大解析對比容器和可知兩者投料量相當(dāng)，若溫度相同，最終建立等效平衡，但溫度高，平衡時c(CH3OH)小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；相對于成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率提高，所以中轉(zhuǎn)化率高，B錯誤；不考慮溫度，中投料量是的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以中c(H2)小于中c(H2)的兩倍，且的溫度比高，相對于，平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(H2)增大，C錯誤；對比和，溫度相同，兩者建立等效平衡兩容器中速率相等，但溫度高，速率加快，D正確。答案D2.在一恒溫容積為2 L的容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng)：X(g)mY(g)3Z(g)，平衡時，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11D.第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL1解析在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，則可等效為兩等效平衡體系合并，在合并瞬間X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，但單位體積內(nèi)體系分子總數(shù)增多，依據(jù)勒夏特列原理平衡應(yīng)朝氣體計(jì)量數(shù)和減小方向移動，但再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，則說明m13，故m2，A項(xiàng)正確；同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，兩次平衡溫度不變，故兩次平衡的平衡常數(shù)相同，B項(xiàng)正確；m2，則起始量X與Y之比為12，則反應(yīng)過程中由方程式可知反應(yīng)的X與Y之比為12，故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11，C項(xiàng)正確；m2，則該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量不變的反應(yīng)，故第二次平衡時Z的物質(zhì)的量為：410%0.4(mol)，故Z的濃度為0.4 mol2 L0.2 mol/L，故D項(xiàng)錯誤。答案D3.相同溫度下，有相同容積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列敘述中不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲B.平衡后N2的濃度：乙甲C.H2的轉(zhuǎn)化率：乙甲D.平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙甲解析容器中發(fā)生的反應(yīng)為N2(g)3H2(g)2NH3(g)。相同容積的容器中充入不同量的反應(yīng)物，乙容器中壓強(qiáng)大，化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲，A正確。根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡時乙容器中N2的濃度應(yīng)大于甲容器，但會小于甲容器中N2濃度的2倍，B正確。乙容器中壓強(qiáng)較大，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以H2的轉(zhuǎn)化率：乙甲，C正確。平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙甲，D錯誤。答案D二、化學(xué)平衡移動原理在化工生產(chǎn)中的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感素養(yǎng)說明：從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的角度綜合分析，選擇與優(yōu)化化工生產(chǎn)條件是2017級教學(xué)指導(dǎo)意見中的評價內(nèi)容，也是高考命題的重要素材。從理論出發(fā)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際優(yōu)化生產(chǎn)條件與措施，培養(yǎng)學(xué)生知識服務(wù)于社會的責(zé)任感。名師點(diǎn)撥1.總體原則(1)化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制(2)平衡類問題需考慮的幾個方面原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。原料的循環(huán)利用。產(chǎn)物的污染處理。產(chǎn)物的酸堿性對反應(yīng)的影響。氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對平衡造成的影響。改變外界條件對多平衡體系的影響。2.典型實(shí)例工業(yè)合成氨(1)反應(yīng)原理N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1(2)反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)為可逆反應(yīng)；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；反應(yīng)物、生成物均為氣體，且正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。(3)反應(yīng)條件的選擇反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對平衡混合物中氨含量的影響合成氨條件的選擇增大壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率平衡正向移動，提高平衡混合物中氨的含量壓強(qiáng)增大，有利于氨的合成，但需要動力大，對材料、設(shè)備的要求高。故采用1030 MPa的高壓升高溫度增大反應(yīng)速率平衡逆向移動，降低平衡混合物中氨的含量溫度要適宜，既要保證反應(yīng)有較快的速率，又要使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能太低。故采用400500 左右的溫度，并且在該溫度下催化劑的活性最大使用催化劑增大反應(yīng)速率沒有影響工業(yè)上一般選用鐵觸媒作催化劑(4)原料氣的充分利用合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低，從原料充分利用的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)中可采用循環(huán)操作的方法可提高原料的利用率。題組訓(xùn)練一、知條件、晰原理4.(1)(2018天津理綜)CO2是一種廉價的碳資源，可利用CO2與CH4制取合成氣(CO、H2)，反應(yīng)方程式為CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)H0。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是_(填“A”或“B”)。按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 的原因是_。解析該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，恒容時達(dá)到的平衡相當(dāng)于恒壓條件下達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，加壓平衡向逆反應(yīng)方向移動，故恒容時反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量比恒壓時反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量少。根據(jù)題圖知，900 時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但升高溫度，能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。答案B900 時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低(2)(2018北京理綜)H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除，同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時間，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。80 后脫除率變化的原因：_。解析有機(jī)碳的脫除率受兩個因素的共同影響：一方面，溫度越高，反應(yīng)速率越快，在相同投料比、相同反應(yīng)時間內(nèi)，有機(jī)碳的脫除率越高；另一方面，溫度升高可使較多的H2O2分解，氧化劑的量減少，使得有機(jī)碳的脫除率降低。80 后，H2O2分解對有機(jī)碳脫除率的影響超過了溫度升高的影響，導(dǎo)致脫除率逐漸降低。答案80 后，H2O2分解速率大，濃度顯著降低5.(2017課標(biāo)全國，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g) O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反應(yīng)的H1為_ kJmol1。圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標(biāo)號)。A.升高溫度 B.降低溫度C.增大壓強(qiáng) D.降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是_。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)根據(jù)蓋斯定律，用式式可得式，因此H1H2H3119 kJ/mol242 kJ/mol123 kJ/mol。由a圖可以看出，溫度相同時，由0.1 MPa變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動，所以x的壓強(qiáng)更小，x0.1。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤。反應(yīng)正向進(jìn)行時體積增大，加壓時平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯誤，D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯產(chǎn)率升高；然后進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過量的H2會使反應(yīng)平衡逆向移動，所以丁烯產(chǎn)率下降。(3)590 之前，溫度升高時反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會更多，同時由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590 時，由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)的丁烷也就相應(yīng)減少。答案(1)123小于AD(2)原料中過量H2會使反應(yīng)平衡逆向移動，所以丁烯產(chǎn)率下降(3)590 前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動升高溫度時，反應(yīng)速率加快，單位時間產(chǎn)生丁烯更多高于590 時則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 二、明要求、晰方法6.合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。一種工業(yè)合成氨的簡單流程圖如下：(1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)步驟中制氫氣原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1對于反應(yīng)，一定可以提高平衡體系中H2百分含量，又能加快反應(yīng)速率的措施是_。a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度c.加入催化劑 d.降低壓強(qiáng)(3)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)_。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：_。解析(1)由題意可知空氣中的O2將2價硫氧化為硫單質(zhì)，同時生成NH3H2O，根據(jù)得失電子守恒將方