2024年人教版高二化學寒假提升專題03 化學平衡（原卷版）

專題03化學平衡目錄考點聚焦：復習要點+知識網絡，有的放矢重點速記：知識點和關鍵點梳理，查漏補缺題型歸納：歸納?？紵狳c題型，高效解題難點強化：難點內容標注與講解，能力提升學以致用：真題感知+提升專練，全面突破復習要點聚焦1.化學平衡狀態(tài)的特征及判定方法。2.化學平衡常數(shù)的含義及影響因素。3.化學平衡常數(shù)進行有關計算。4.平衡常數(shù)和平衡轉化率計算的一般方法。5.外界條件改變對化學平衡的影響和勒夏特列原理。6.新舊平衡狀態(tài)比較的一般方法和思路。知識網絡聚焦一、化學平衡狀態(tài)1、可逆反應：在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。2、化學平衡狀態(tài)的建立（1）如圖1所示，N2與H2隨著反應的進行，其濃度逐漸減小，v正逐漸減小，而c(NH3)逐漸增大，v逆逐漸增大，t1時刻，它們的濃度不再改變，v正＝v逆，反應達到平衡。（1）如圖2所示，隨著NH3的分解，其濃度逐漸減小，v逆逐漸減小，而c(N2)、c(H2)逐漸增大，v正逐漸增大，t2時刻起，它們的濃度不再改變，v正＝v逆，反應達到平衡。3、化學平衡狀態(tài)：在一定條件下的可逆反應，當正、逆反應的速率減小時，反應物和生成物的減小均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，這表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態(tài)我們稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。二、化學平衡常數(shù)1、化學平衡狀態(tài)時濃度數(shù)據(jù)分析分析課本表2－1：457.6℃時反應體系H2(g)＋I2(g)?2HI(g)中各物質的濃度數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：（1）無論該反應從正向進行還是從逆向進行，平衡時，只要溫度一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值近似相等。（2）無論反應物或生成物的濃度如何改變，平衡時只要溫度一定，eq\f(c2HI,cH2·cI2)的值也近似相等。2、化學平衡常數(shù)：在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。3、濃度商與化學平衡常數(shù)的表達式（1）濃度商：對于一般的可逆反應，mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)稱為濃度商，常用減小Q表示，即Q＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（2）化學平衡常數(shù)表達式：當在一定溫度下達到化學平衡時，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（3）Q與K關系：當反應中有關物質的濃度商等于平衡常數(shù)時，表明反應達到化學平衡狀態(tài)。三、影響化學平衡的因素1、濃度對化學平衡移動的影響實驗原理Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3(紅色)實驗操作現(xiàn)象與結論b溶液顏色變淺，平衡向逆反應方向移動c溶液顏色變深，平衡向正反應方向移動理論解釋發(fā)生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，F(xiàn)e3＋濃度減小，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)增大，Q＞K，平衡逆向移動c(SCN－)增大，Q＝eq\f(c[FeSCN3],cFe3＋·c3SCN－)減小，Q＜K，平衡正向移動2、化學平衡移動：在一定條件當可逆反應達到平衡狀態(tài)后，如果濃度、壓強、溫度等反應條件改變，原來的平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質組成也會隨著改變，直至達到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達到新的平衡狀態(tài)的過程。3、化學平衡移動方向的判斷當Q＝K時：反應處于平衡狀態(tài)，v正＝v逆；當Q＜K時：反應向正反應方向進行，v正＞v逆；當Q＞K時：反應向逆反應方向進行，v正＜v逆。4、壓強變化對化學平衡移動的影響實驗原理eq\o(2NO2,\s\do14(紅棕色))?eq\o(N2O4,\s\do14(無色))實驗步驟活塞Ⅱ處→Ⅰ處，壓強增大活塞Ⅰ處→Ⅱ處，壓強減小實驗現(xiàn)象混合氣體的顏色先變深又逐漸變淺混合氣體的顏色先變淺又逐漸變深實驗結論活塞往里推，體積減小，壓強增大，c(NO2)增大，顏色變深，但顏色又變淺，說明c(NO2)減小，平衡向正反應方向移動?；钊饫?，體積增大，壓強減小，c(NO2)減小，顏色變淺，但氣體顏色又變深，說明c(NO2)增大，平衡向逆反應方向移動5、溫度對化學平衡移動的影響實驗原理eq\o(2NO2g,\s\do16(紅棕色))?eq\o(N2O4g,\s\do16(無色))ΔH＝－56.9kJ·mol－1實驗步驟實驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色加深；冰水中混合氣體顏色變淺實驗結論混合氣體受熱顏色加深，說明NO2濃度增大，即平衡向逆反應方向移動；混合氣體被冷卻時顏色變淺，說明NO2濃度減小，即平衡向正反應方向移動6、勒夏特列原理：如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、濃度、壓強等)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。7、化學平衡圖像的類型及特點（1）速率—時間圖像(v－t圖像)Ⅰ.正反應速率突變，逆反應速率漸變，v′正＞v′逆，說明是增大了反應物的濃度，使正反應速率突變，且平衡正向移動。Ⅱ.v正、v逆都是突然減小的，v′正＞v′逆，平衡正向移動，說明該反應的正反應可能是放熱反應或氣體總體積增大的反應，改變的條件是降低溫度或減小壓強。Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，說明該化學平衡沒有發(fā)生移動，可能是使用了催化劑，也可能是對反應前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應增大壓強所致。（2）百分含量—時間—溫度圖像Ⅰ.T2＞T1，溫度升高，平衡逆向移動，正反應是放熱反應。Ⅱ.p2＞p1，壓強增大，A(反應物)的轉化率減小，說明正反應是氣體總體積增大的反應。Ⅲ.生成物C的百分含量不變，說明平衡不發(fā)生移動，但反應速率a＞b，故a可能使用了催化劑；若該反應是反應前后氣體總體積不變的可逆反應，a也可能是增大了壓強。題型一可逆反應及反應限度典例11．（2023上·上?！じ叨虾Ｊ衅邔氈袑W?？茧A段練習）對SO2、NOx、CO2和CO進行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。某溫度下，向恒容密閉容器中充入NO2、SO2發(fā)生反應：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。向容器中充入S18O2和NO2，證明NO2、SO2的反應是可逆反應的是A．每消耗1molNO2同時消耗1molSO2B．一段時間后容器中存在S18O3C．一段時間后容器中存在N18O2D．一段時間后SO3的濃度保持不變題型二化學平衡狀態(tài)本質及特征典例22．（2023上·江蘇蘇州·高二階段練習）在固定容積的密閉容器中，進行如下反應：N2+3H22NH3

△H<0。下列說法正確的是A．2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)，能說明反應達平衡B．不斷移走氨氣，正反應速率增大，逆反應速率減小C．升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減少D．混合氣體的密度不變，能說明反應達平衡題型三化學平衡狀態(tài)的判斷方法典例33．（2023上·湖南常德·高二常德市一中?？计谥校┰谔囟l件下，1molN2(g)和3molH2(g)發(fā)生反應：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，H<0，且測得反應的速率與參與反應的物質的濃度的關系為：v正=k正c(N2)·c1.5(H2)·c?1(NH3)，v逆=k逆c(NH3)，k正、k逆為速率常數(shù)且只與溫度有關。下列有關敘述錯誤的是A．加壓，v正增加的倍數(shù)大于v逆增加的倍數(shù)B．升高溫度，N2的平衡轉化率降低C．升高溫度，由于正反應活化能大于逆反應，v正增加的倍數(shù)大于v逆增加的倍數(shù)D．當氨氣的百分含量不再變化時，反應達到化學平衡題型四化學平衡的移動典例44．（2023上·北京昌平·高二北京市昌平區(qū)第二中學?？计谥校┫铝袑瘜W平衡移動的分析中，不正確的是①已達平衡的反應，當僅增加反應物物質的量時，平衡一定向正反應方向移動②已達平衡的反應，當僅增大的濃度時，平衡向正反應方向移動，的轉化率升高③有氣體參加的反應達平衡時，僅縮小容器容積，平衡一定向氣體總系數(shù)增大的方向移動④有氣體參加的反應達平衡時，在恒壓反應器中充入稀有氣體，平衡一定不移動A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④題型五化學平衡建立的過程典例5于恒溫密閉容器中反應：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH=?41.8kJ·mol-1，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是A．SO2和NO的物質的量之比保持不變B．體系氣體的密度保持不變C．體系壓強保持不變D．每消耗1molSO3的同時生成1molNO2題型六化學平衡常數(shù)典例66．（2023上·安徽宣城·高二安徽省郎溪中學?？计谥校┮欢囟认拢隗w積可變的反應器中充入足量的黃鈉鐵礬[]，發(fā)生反應：，達到平衡時壓強為，保持溫度不變，將體積變?yōu)樵瓉淼囊话?，平衡時測得壓強為p。下列推斷正確的是A．p0≤p＜2p0 B．p0≤p≤2p0C． D．題型七影響化學平衡的因素典例77．（2023上·北京西城·高二北京市西城外國語學校?？计谥校σ呀涍_到化學平衡狀態(tài)的下列反應

，減小容器體積時，對反應產生的影響是A．逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動B．逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動C．正、逆反應速率都增大，平衡向逆反應方向移動D．正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動典例88．（2023上·浙江臺州·高二路橋中學?？计谥校┫铝惺聦嵅荒苡美障奶亓性斫忉尩氖茿．25℃時，純水pH=7；100℃時，純水的pH<7B．實驗室用過氧化氫制取氧氣時，常常加入固體C．實驗室常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣D．新制的氯水在光照條件下顏色變淺典例99．（2023上·四川成都·高二樹德中學?？计谥校┫蝮w積一定的密閉容器中充入一定量的、和，發(fā)生反應，與的初始消耗速率（）與溫度（T）的關系如圖所示（圖中A、B點處于平衡狀態(tài)），下列說法正確的是A．為隨溫度的變化曲線B．該反應達到平衡后升溫，的體積分數(shù)減小C．℃下反應一段時間，的物質的量增多D．反應達到平衡后壓縮體積，平衡不移動，體系氣體顏色無明顯變化強化點化學平衡常數(shù)的應用方向1．考查化學平衡常數(shù)(K)的計算方法——三段式法三段式法就是依據(jù)化學方程式列出各物質的起始量、變化量和平衡量，然后根據(jù)已知條件建立代數(shù)等式而進行解題的一種方法。這是解答化學平衡計算題的一種“萬能方法”，只要已知起始量和轉化率就可用平衡模式法解題。對于反應前后氣體體積變化的反應，如果已知反應前氣體的總物質的量與反應后氣體的總物質的量的差值，也可用差量法解題。2．考查利用K值變化判斷反應的熱效應其他條件不變時，若正反應是吸熱反應，由于升高(或降低)溫度時平衡向正(或逆)反應方向移動，K值增大(或減小)；若正反應是放熱反應，由于升高(或降低)溫度時平衡向逆(或正)反應方向移動，K值減小(或增加)；所以溫度升高時平衡常數(shù)可能增大，也可能減小，但不會不變。3．考查可逆反應是否達到平衡狀態(tài)及反應方向的判斷在溫度一定的條件下，判斷一個化學反應是否達到平衡的根據(jù)是：計算出來某一時刻該反應的濃度商Q，將其與平衡常數(shù)K進行比較，如果二者相等，則說明反應已達到平衡狀態(tài)，否則該反應處于非平衡狀態(tài)。如果反應中有固體或純液體參加，則它們的濃度不列入平衡常數(shù)表達式中，一般步驟為設任一時刻的濃度商(即同樣應用K的計算式，但為某一時刻的)為Q，若Q＝K，說明反應平衡；Q>K，說明反應向逆向進行；Q<K，說明反應向正向進行。4．考查利用K計算平衡濃度和反應物的轉化率依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計算平衡濃度(或起始濃度)，從而計算反應物的轉化率。對于反應：aA＋bBcC＋dD，反應物A的轉化率可以表示為α(A)＝eq\f(A的初始濃度－A的平衡濃度,A的初始濃度)×100%＝eq\f(c0A－cA,c0A)×100%＝eq\f(反應物轉化的物質的量或濃度,反應物起始的物質的量或濃度)×100%。真題感知1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為

在密閉容器中，、時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是

A．反應的焓變B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃D．450℃時，提高的值或增大壓強，均能使平衡轉化率達到X點的值2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行 B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）一定條件下，苯基丙炔()可與發(fā)生催化加成，反應如下：

反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應焓變：反應I>反應ⅡB．反應活化能：反應I<反應ⅡC．增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ4．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）向一恒容密閉容器中加入和一定量的，發(fā)生反應：。的平衡轉化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是

A．B．反應速率：C．點a、b、c對應的平衡常數(shù)：D．反應溫度為，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)5．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）工業(yè)上苯乙烯的生產主要采用乙苯脫氫工藝：。某條件下無催化劑存在時，該反應的正、逆反應速率v隨時間t的變化關系如圖所示。下列說法正確的是

A．曲線①表示的是逆反應的關系B．時刻體系處于平衡狀態(tài)C．反應進行到時，(為濃度商)D．催化劑存在時，、都增大6．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I-)范圍內，存在平衡關系：；；；；，平衡常數(shù)依次為。已知、，、隨的變化關系如圖所示，下列說法錯誤的是

A．線表示的變化情況B．隨增大，先增大后減小C．D．溶液中I元素與元素的物質的量之比始終為提升專練1．（2023上·河北衡水·高二衡水市第二中學?？计谥校┫铝惺聦嵵校荒苡美障奶亓性斫忉尩氖茿．工業(yè)制取金屬鉀的反應為，將鉀蒸氣從混合物中分離出來，有利于提高反應物的轉化率B．反應達到平衡后，縮小體積，混合氣體顏色變深C．新制氯水在光照條件下變淺D．合成氨反應為放熱反應，降低溫度有利于增大反應物的平衡轉化率2．（2023上·安徽安慶·高二安徽省桐城中學?？茧A段練習）將一定量純凈的X置于某容積恒定的真空容器中(假設固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：，實驗測得不同溫度下的分解平衡常數(shù)列于下表，下列說法中正確的是溫度(℃)15.025.030.035.00.2051.644.6810.8A．該反應B．35℃時，平衡時X分解了C．若在恒溫下，壓縮容器體積，再次達平衡后，X的物質的量比原平衡小D．若Y的體積分數(shù)不再隨時間變化表示反應已達平衡狀態(tài)3．（2023上·北京西城·高二北京市西城外國語學校?？计谥校┠惩瑢W研究濃度對化學平衡的影響，下列說法不正確的是已知：

實驗步驟實驗現(xiàn)象ⅰ.待試管b中顏色不變后與試管a比較，試管b中橙色比試管a中的淺；ⅱ.待試管c中顏色不變后與試管b比較，試管c中的顏色比試管b中的淺；ⅲ.滴加濃硫酸，試管d溫度略有升高，溶液顏色與試管b中的相比，變深A．試管b中的現(xiàn)象說明加水后平衡正向移動B．該實驗能證明減小生成物濃度，平衡正向移動C．“待試管c中溶液顏色不變”的目的是使反應達到平衡狀態(tài)D．試管d中的現(xiàn)象能說明影響平衡的主要因素是增大4．（2023上·廣西柳州·高二柳鐵一中?？计谥校┮欢囟认?，密閉容器中發(fā)生反應：，保持溫度不變，將容器的容積縮小到原來的二分之一，再達到平衡時，測得A的濃度為原來的1.7倍。下列有關判斷正確的是A．x+y>z B．平衡向逆反應方向移動 C．C的體積分數(shù)減小 D．B的轉化率降低5．（2023上·廣西柳州·高二柳鐵一中?？计谥校τ诳赡娣磻?，在一定條件下達到平衡，下列有關敘述正確的是A．增大壓強，平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大B．當體系混合氣體的平均相對分子質量不變時，反應達到平衡C．單位時間內消耗，同時生成，反應達到平衡D．升高溫度，平衡逆向移動，v(正)減小，v(逆)增大6．（2023上·廣東汕頭·高二金山中學?？计谥校?00℃時，向真空恒容密閉容器中加入足量草酸錳固體(MnC2O4)，發(fā)生反應：MnC2O4(s)MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。達到平衡時，c(CO)=1mol/L，保持溫度不變，將體積縮小至原來的一半且保持不變，達到二次平衡。與第一次平衡相比，第二次平衡時，下列說法錯誤的是A．容器的壓強不變 B．c(CO)不變C．MnO的質量減小 D．逆反應速率增大7．（2023上·北京西城·高二北京市西城外國語學校校考期中）在一定溫度下容積不變的密閉容器中，不能說明可逆反應，已達到平衡狀態(tài)的是A．A、B、C的濃度相等B．容器內的壓強保持不變C．A的生成速率與A的分解速率相等D．單位時間內，生成3nmolB，同時生成2nmolC8．（2023上·北京西城·高二北京鐵路二中?？计谥校┮阎涸跍囟群拖?，和反應生成HX的平衡常數(shù)如下表?；瘜W方程式4234隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加，僅依據(jù)K的變化，下列說法不正確的是A．已知，HX的生成反應是放熱反應B．在相同條件下，平衡時的轉化率逐漸降低C．與反應的劇烈程度逐漸減弱D．HX的穩(wěn)定性逐漸減弱9．（2023上·北京西城·高二北京市第六十六中學?？计谥校┖铣砂睂θ祟惖纳婧桶l(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現(xiàn)了人工固氮。(1)反應的化學平衡常數(shù)表達式為。(2)請結合下列數(shù)據(jù)分析，工業(yè)上選用氮氣與氫氣反應固氮，而沒有選用氮氣和氧氣反應固氮的原因是。序號化學反應K(298K)的數(shù)值①②(3)對于反應，在一定條件下氨的平衡含量如下表。溫度/℃壓強/Mpa氨的平衡含量20010