適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第35講化學(xué)平衡狀態(tài)及平衡移動(dòng)課件

第35講化學(xué)平衡狀態(tài)及平衡移動(dòng)【課標(biāo)指引】

1.能運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律,推測(cè)平衡移動(dòng)方向及濃度、轉(zhuǎn)化率等相關(guān)物理量的變化。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響?？键c(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)及判斷考點(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)及判斷必備知識(shí)?梳理1.可逆反應(yīng)

正反應(yīng)

逆反應(yīng)

同時(shí)

小于

2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率________時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度均保持________,即體系的組成不隨時(shí)間而改變的狀態(tài)。(2)建立

正向開始、逆向開始、雙向同時(shí)開始,

均可建立平衡

相等

不變

(3)特點(diǎn)

可逆

=濃度或百分含量

3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法(1)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法——“正、逆相等,變量不變”(2)常見的“變量”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、轉(zhuǎn)化率或顏色(某組分有顏色)不變。④壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量(化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等)不變。關(guān)鍵能力?提升考向1可逆反應(yīng)及特點(diǎn)例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,在一定條件下,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

當(dāng)Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2時(shí),X2、Y2分別為0.2

mol·L-1、0.4

mol·L-1;當(dāng)0.1

mol·L-1

X2完全轉(zhuǎn)化為Z時(shí),Y2為0.2

mol·L-1,Z為0.4

mol·L-1,則0<X2<0.2

mol·L-1,0.2

mol·L-1<Y2<0.4

mol·L-1,0<Z<0.4

mol·L-1,A選項(xiàng)符合題意?？枷?化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例2在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí):①混合氣體的壓強(qiáng);②混合氣體的密度;③混合氣體的總物質(zhì)的量;④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量;⑤混合氣體的顏色;⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;⑦某種氣體的百分含量。①③④⑦

⑤⑦

①③④⑤⑦①②③④⑦

①②③

②④⑦

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]

若上述[例2]中的(1)~(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器,結(jié)果又如何?(1)________________________________________________。

(2)________________________________________________。

(3)________________________________________________。

(4)________________________________________________。

②③④⑦

⑤⑦

②③④⑤⑦

②③④⑦考點(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)必備知識(shí)?梳理1.化學(xué)平衡的移動(dòng)情境思考已知反應(yīng):2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色)

ΔH<0。如圖所示,三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物質(zhì),在(3)中加入NH4Cl晶體,則發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色________,說(shuō)明平衡________移動(dòng);(3)中紅棕色_______,說(shuō)明平衡________移動(dòng)。

變深

逆向

變淺

正向

2.化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程

由上圖可推知:(1)化學(xué)反應(yīng)條件改變,使正、逆反應(yīng)速率不再相等,化學(xué)平衡才會(huì)發(fā)生移動(dòng)。(2)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),化學(xué)反應(yīng)速率一定改變。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)v(正)>v(逆):平衡向________方向移動(dòng)。

(2)v(正)=v(逆):反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),________平衡移動(dòng)。

(3)v(正)<v(逆):平衡向________方向移動(dòng)。

正反應(yīng)

不發(fā)生

逆反應(yīng)

4.影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變,改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下:改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向________方向移動(dòng)

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向________方向移動(dòng)

壓強(qiáng)(有氣體參加的可逆反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積改變?cè)龃髩簭?qiáng)向氣體分子總數(shù)______的方向移動(dòng)

減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)______的方向移動(dòng)

反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡______移動(dòng)

溫度升高溫度向______反應(yīng)方向移動(dòng)

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),平衡不移動(dòng)正反應(yīng)

逆反應(yīng)

減小

增大

不

吸熱

放熱

5.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________________的方向移動(dòng)。

減弱這種改變

【應(yīng)用示例】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的濃度、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______________(填序號(hào))。

①④⑥

解析

該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),所以升溫和減壓均可以促使平衡正向移動(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(wú)影響;增加CO的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。關(guān)鍵能力?提升考向1外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響例1(2023·廣東廣州一模)恒容密閉容器中,以硫(S8)與CH4為原料制備CS2,S8受熱分解成氣態(tài)S2,發(fā)生反應(yīng)2S2(g)+CH4(g)

CS2(g)+2H2S(g)

ΔH。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率、S2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)BA.ΔH>0B.溫度升高,S8分解率增大,S2體積分?jǐn)?shù)增大C.向平衡體系中充入稀有氣體,平衡向右移動(dòng)D.其他條件相同,S2體積分?jǐn)?shù)越大,CH4平衡轉(zhuǎn)化率越小解析

溫度升高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低,S2的體積分?jǐn)?shù)升高,說(shuō)明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0,A錯(cuò)誤;S8分解成S2需要吸收熱量,S8(g)4S2(g)

ΔH>0,升高溫度,該平衡正向移動(dòng),S8分解率增大,則S2體積分?jǐn)?shù)增大,B正確;恒溫恒容體系中,通入稀有氣體,原平衡體系中各氣體濃度均未變化,則平衡不移動(dòng),C錯(cuò)誤;其他條件不變時(shí),S2體積分?jǐn)?shù)增大,即c(S2)越大,則平衡正向進(jìn)行的程度越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大,D錯(cuò)誤。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]

對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng),從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后,保持容器溫度、容積不變,按要求回答下列問(wèn)題:(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向_______方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率_______,PCl5(g)的百分含量_______。

(2)2HI(g)

I2(g)+H2(g),再充入HI(g),平衡向________方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。

(3)2NO2(g)N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向_______方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率_______,NO2(g)的百分含量_______。

正反應(yīng)

減小

增大

正反應(yīng)

不變

不變

正反應(yīng)

增大

減小

思維建模(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)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)?？枷?化學(xué)平衡中物質(zhì)轉(zhuǎn)化率或氣體體積分?jǐn)?shù)的變化B.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)比c點(diǎn)的大C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NH3的體積分?jǐn)?shù)為26%D.不改變投料比,增加n(N2)時(shí),NH3體積分?jǐn)?shù)增大D[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]

將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡:X(g)+3Y(g)

2Z(g)

ΔH<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí),表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(

)選項(xiàng)改變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)?shù)拇呋瘎的體積分?jǐn)?shù)變小A解析

升高溫度,平衡逆向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率變小,A項(xiàng)正確;增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),但容器的容積減小,X的濃度變大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;充入一定量Y,X的轉(zhuǎn)化率增大,而Y的轉(zhuǎn)化率減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?只能加快反應(yīng)速率,不能改變平衡,X的體積分?jǐn)?shù)不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)平衡轉(zhuǎn)化率和氣體體積分?jǐn)?shù)的分析素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯(cuò)·避陷阱1.(2023·廣東廣州檢測(cè))在一定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng)A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(

)①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量⑥v(C)與v(D)的比值為1∶1

⑦混合氣體總質(zhì)量⑧混合氣體總體積⑨單位時(shí)間內(nèi)生成amolA的同時(shí)生成amolCA.⑤⑥⑦⑧ B.①③④⑤⑨C.②④⑦ D.①③⑧⑨B解析

該反應(yīng)是分子數(shù)變化的反應(yīng),壓強(qiáng)始終在變化,混合氣體的壓強(qiáng)不變,說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變,證明達(dá)到了平衡狀態(tài),故①正確;該容器的容積保持不變,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,所以容器內(nèi)氣體的密度始終不發(fā)生變化,故②錯(cuò)誤;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化,所以B的濃度不再變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故③正確;該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積變化的反應(yīng),所以氣體總物質(zhì)的量不變,能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故④正確;容器中的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量

,反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變化,當(dāng)

不再發(fā)生變化時(shí),物質(zhì)的量不變,表明已經(jīng)平衡,故⑤正確;C、D反應(yīng)速率的比值始終等于化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)之比,故⑥錯(cuò)誤;混合氣體的總質(zhì)量一直不變,故⑦錯(cuò)誤;在定容容器中混合氣體總體積始終不變,不能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故⑧錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi)生成a

mol

A是逆向反應(yīng)的速率,同時(shí)生成a

mol

C表示正向反應(yīng)的速率,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故⑨正確。2.一定條件下存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始時(shí)容器甲、丙容積都是V,容器乙、丁容積都是

;向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫;向乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無(wú)熱量交換),在一定溫度時(shí)開始反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖1達(dá)平衡時(shí),c(SO2):甲=乙B.圖1達(dá)平衡時(shí),平衡常數(shù)K:甲<乙C.圖2達(dá)平衡時(shí),所需時(shí)間t:丙<丁D.圖2達(dá)平衡時(shí),體積分?jǐn)?shù)φ(SO3):丙>丁D解析

甲和乙若都是恒溫恒壓,則兩者等效,但乙為絕熱恒壓,又該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則溫度:甲<乙,溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(SO2):甲<乙,平衡常數(shù)K:甲>乙,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;丙和丁若都是恒溫恒容,則兩者等效,但丁為絕熱恒容,則溫度:丙<丁,溫度越高,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡的時(shí)間越短,所用的時(shí)間:丙>丁,C項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),體積分?jǐn)?shù)φ(SO3):丙>丁,D項(xiàng)正確。進(jìn)階2練熱點(diǎn)·提素能3.(2023·廣東惠州第一次調(diào)研)在容積為1L的恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g),測(cè)得CO2和H2的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)AA.平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%B.平衡后充入惰性氣體,平衡正向移動(dòng)C.該條件下,第9min時(shí)v逆(CH3OH)大于第3min時(shí)v正(CH3OH)D.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化,則說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)解析

利用CO2初始濃度和平衡濃度可得平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,A正確;恒容容器充入惰性氣體,與反應(yīng)有關(guān)的各物質(zhì)濃度不變,平衡不移動(dòng),B錯(cuò)誤;平衡之前始終有v逆(CH3OH)<v正(CH3OH),故該條件下,第9

min時(shí)v逆(CH3OH)小于第3

min時(shí)v正(CH3OH),C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氣體總質(zhì)量不變,該容器為恒容容器,故混合氣體的密度始終不變,無(wú)法通過(guò)混合氣體密度判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。4.(2024·廣西北海模擬)乙醇水蒸氣重整釋氫過(guò)程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:反應(yīng)Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)═2CO2(g)+6H2(g)

ΔH=+173.5kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:C2H5OH(g)═CH4(g)+CO(g)+H2(g)

ΔH=+49.7kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)

ΔH=+41.4kJ·mol-1以H2O和C2H5OH為原料氣,通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)相同時(shí)間,乙醇轉(zhuǎn)化率、CH4、CO、CO2選擇性隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.向乙醇水蒸氣重整反應(yīng)體系中通入適量O2,可以為重整反應(yīng)提供熱量B.其他條件不變,升高溫度乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大C.300~450℃時(shí),隨溫度升高,H2的產(chǎn)率增大D.增加原料氣中水的比例,可以增大CO的選擇性D解析

向乙醇水蒸氣重整反應(yīng)體系中通入適量O2,乙醇可以和氧氣反應(yīng)放出熱量,從而為重整反應(yīng)提供熱量,A正確;根據(jù)題給信息可知,乙醇水蒸氣重整釋氫過(guò)程中涉及的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故升溫后平衡正向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,B正確;由圖可知,300~450

℃時(shí),隨溫度升高一氧化碳和甲烷的選擇性降低,此時(shí)主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,H2的產(chǎn)率增大,C正確;增加原料氣中水的比例,則反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行得較多,不利于生成一氧化碳,D錯(cuò)誤。進(jìn)階3研真題·明考向5.(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)P(g)。反應(yīng)歷程(下圖)中,M為中間產(chǎn)物