高考化學化學平衡狀態(tài)及其移動專題復習

第2講化學平衡狀態(tài)及其移動

考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)

知識歸納：

1.可逆反應

(1)定義

在同二條件下既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反

應。

⑵特點

①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應同時進行。

②一?。悍磻锱c生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都好(填“大于”或“小

于”)100%o

⑶表示

在化學方程式中用“二"表示。

2.化學平衡狀態(tài)

⑴概念

一定條件下的可逆反應，當反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相

笠，反應物的濃度和生成物的濃度不變,我們稱為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學

平衡。

(2)建立過程

在一定條件下，把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程

如下：

■^應］二反應物濃度最大取正)熨&生成物濃度

開始房「、為()#(逆)為零

：反應物濃度逐漸減小—河正)逢凝生

反匝」生成物濃度由零逐漸增大一刀酸零

〔進行時J:逐漸增大

嗑方LJ而嬴應:應麻谷初不湎芬而南面…

平衡時保持不變

以上過程可用下圖表示:

v(正)="(逆)

/J5s~化學平衡

(3)平衡特點

串L化學平衡研究的對象是u逆反應

&>—化學平衡是一種動態(tài)平衡『(正)=Z逆)*。

—〃(正)=r(逆)

和一反應物和生成物的濃度或百分或量保持不變

人一條件改變，平衡狀態(tài)可能改變，新條件下建立

忠廠新的平衡狀態(tài)

達標檢測：

1.判斷

電解

⑴2H2。贏2H2t+02t為可逆反應()

⑵可逆反應不等同于可逆過程?？赡孢^程包括物理變化和化學變化，而可逆反

應屬于化學變化()

⑶化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗

速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時，反應速率不一定相等()

(4)一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的限度

()

答案⑴X(2)V(3)7(4)7

2.一定溫度下，對可逆反應A(g)+2B(g)—3c(g)的下列敘述中，能說明反應

已達到平衡的是()

A.單位時間內(nèi)消耗amolA,同時生成3amolC

B.容器內(nèi)B的濃度不再變化

C.混合氣體的物質(zhì)的量不再變化

D.A的消耗速率等于C的生成速率的3倍

答案B

3.(海南高考河逆反應A(g)+B(g)K^C(g)+D(g)。下列依據(jù)能判斷該反應已

達到平衡的是o

(1)壓強不隨時間改變

(2)氣體的密度不隨時間改變

(3)c(A)不隨時間改變

(4)單位時間內(nèi)生成C和D的物質(zhì)的量相等

答案⑶

解析：本考題源于教材RJ選修4P26“化學平衡狀態(tài)”，對化學平衡狀態(tài)的特征

及其判斷依據(jù)進行了考查。

綜合訓練：

訓練一可逆反應進行程度的理解

1.(2017?濟寧模擬)硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，硫酸的消耗量常被視為一個國

家工業(yè)發(fā)展水平的一種標志。目前的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”，有關(guān)接觸氧化

催化劑、

反應2s02+。2'500t2so3的說法不正確的是()

A.該反應為可逆反應，故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧

化硫

B.達到平衡后，反應就停止了，故此時正、逆反應速率相等且均為零

C.一定條件下，向某密閉容器中加入2moiSO2和1mol。2,則從反應開始到

達到平衡的過程中，正反應速率不斷減小，逆反應速率不斷增大，某一時刻，正、

逆反應速率相等

D.在利用上述反應生產(chǎn)三氧化硫時，要同時考慮反應所能達到的限度和化學反

應速率兩方面的問題

解析A項，可逆反應則反應物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物;B項，達平衡時,0(正)、

。(逆)相等但不為零；C項，從正向開始的反應，正反應速率隨反應物濃度降低而

減小，逆反應速率隨生成物濃度升高而增大，達平衡時，川正)=0(逆)；D項，

工業(yè)生產(chǎn)上既要提高原料的轉(zhuǎn)化率，又要提高生產(chǎn)效率，應同時考慮反應的限度

和化學反應速率兩方面的問題。

答案B

2.在密閉容器中進行反應：X2(g)+Y2(g)=^2Z(g),已知X2、丫2、Z的起始濃

度分別為0.1mol.!/10.3mol-L\0.2mol-L在一定條件下，當反應達到平

衡時，各物質(zhì)的濃度可能是()

A.Z為0.3molL7iB.Y2為0.4molLr

C.X2為OZmolL」D.Z>90.4molL-1

解析若X2完全轉(zhuǎn)化為Z,則X2、丫2、Z的濃度分別是OmoLL-1、O.2mol1-1、

0.4mol-L-1；若Z完全轉(zhuǎn)化為X2、丫2,則X2、丫2、Z的濃度分別是0.2mol1-i、

-1

0.4mol-L\Omol-L；反應為可逆反應，反應物不能完全轉(zhuǎn)化，所以，0<c(X2)

<0.2mol-L1,0.2mol-L1<c(Y2)<0.4mol-L0<c(Z)<0.4mol-L'(>

答案A

【練后歸納】

極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍

上述題目2可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應正向或逆向進行到底，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。

假設(shè)反應正向進行到底：X[(g)+Y?(g)2Z(g)

起始濃度(mol,L-1)0.10.30.2

改變濃度(mol,L-1)0.10.10.2

終態(tài)濃度(mol,L-1)00.20.4

假設(shè)反應逆向進行到底：X2(g)+Y,(g)^-—2Z(g)

起始濃度(mol,L-1)0.10.30.2

改變濃度(mol?L')0.10.10.2

終態(tài)濃度(mol?L1)0.20.40

平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2W(0,0.2),Y2G(0.2,0.4),Ze(0,0.4)。

訓練二平衡狀態(tài)的判斷

3.在一定溫度下的恒容密閉容器中，投入一定量CuO(s)和CO(g)發(fā)生可逆反應

2CuO⑸+CO(g)?」Cu20(s)+82(g),下列情況能說明反應達到平衡狀態(tài)的是

()

A.生成CO的物質(zhì)的量等于生成CO2的物質(zhì)的量

B.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變

C.容器內(nèi)混合氣體總壓強保持不變

D.容器內(nèi)的CuO濃度保持不變

解析生成CO的物質(zhì)的量等于生成CO2的物質(zhì)的量，但是時間不一定相等，故

CO正、逆反應速率不一定相等，A項錯誤；氣體總質(zhì)量由小到大，當保持不變

時達到平衡，B項正確；氣體總物質(zhì)的量始終不變，故氣體壓強始終不變，C項

錯誤；氧化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，D項錯誤。

答案B

4.(2018?湖北宜昌模擬)苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工

業(yè)上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脫氫制得：

CH2CH：iCH=CH,

Q(g)+CO,(g)—Q(g)+CO(g)

+H;O(g)AH>0o

在溫度為T\時，此反應的平衡常數(shù)K=0.5。在2L密閉容器中加入乙苯(g)與CO2,

反應到某時刻測得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol,請回答下列問題：

⑴該時刻的化學反應_______(填“已達到”或“未達到")平衡狀態(tài)。

⑵下列能說明乙苯與CO2在該條件下反應已達到平衡狀態(tài)的是(填字

母)。

a.v正(CCh)=v逆(CO2)

b.C(CO2)=C(CO)=0.5mol/L

c.混合氣體的密度不變

d.CO2的體積分數(shù)保持不變

⑶若將反應改為恒壓絕熱條件下進行，達到平衡狀態(tài)時，則乙苯的物質(zhì)的量濃

度(填字母)。

a.大于0.5mol/LB.小于0.5mol/L

c.等于0.5mol/LD.無法確定

解析(1)各組分的濃度均為筆生=0.5mol/L,。=專線咨=0.5=K,則

乙LUQAU.J

該時刻反應達到平衡狀態(tài)。(2)a項，對同一物質(zhì)來說，正、逆反應速率相等，說

明反應已達到平衡狀態(tài)；b項，c(CO2)與c(CO)的濃度是否相等，與反應的起始

量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以當c(CO2)=c(CO)時不能說明已達平衡狀態(tài)；c項，在恒

容容器中，混合氣體的總質(zhì)量在反應過程中始終沒有變化，即密度始終沒有變化,

與是否達到平衡狀態(tài)無關(guān)；d項，隨著反應進行，CO2的體積分數(shù)逐漸減小，當

C02的體積分數(shù)保持不變時，即達到平衡狀態(tài)。（3）該反應為正向吸熱、氣體分子

數(shù)增大的反應，若維持恒壓絕熱，相當于在原平衡的基礎(chǔ)上降溫，同時增大容器

的容積，二者對乙苯濃度的影響無法確定。

答案⑴已達到（2）ad（3）d

【方法總結(jié)】

判斷化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志

1.兩方法——逆向相等'變量不變

（1）“逆向相等”：反應速率必須一個是正反應的速率，一個是逆反應的速率，

且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。

（2）“變量不變”：如果一個量是隨反應進行而改變的，當不變時為平衡狀態(tài)；

一個隨反應的進行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

2.兩標志--本質(zhì)標志'等價標志

（1）本質(zhì)標志：正）=。（逆）W0。對于某一可逆反應來說，正反應消耗掉某反應物

的速率等于逆反應生成該反應物的速率。

（2）等價標志

①全部是氣體參加的非等體積反應，體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間

而變化。例如，N2（g）+3H2（g）=^2NH3（g）。

②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分數(shù)、物質(zhì)的量（或質(zhì)量）分數(shù)保持不變。

③對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學鍵的物質(zhì)的量與形成的化學鍵的物質(zhì)的量相等。

④對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化。例如，

2NO2（g）^=^N2O4（g）o

⑤體系中某反應物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。

⑥絕熱體系的溫度不變，說明反應處于平衡狀態(tài)。

考點二化學平衡移動與等效平衡

知識歸納：

1.化學平衡的移動

平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)-不平衡狀態(tài)一新平衡狀態(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：

平一

廠

氣體I—

情性

充入

容時

（如恒

不變

速率

反應

rd化學衡

不

改-移

變一動

條化一

件學

一反

應

速

率一

平

衡

相同

度不

改變程移

動

一

系

的關(guān)

速率

反應

化學

動與

衡移

學平

2.化

動;

向移

應方

正反

衡向

逆，平

。正>0

;

移動

平衡

發(fā)生

，不

狀態(tài)

平衡

達到

反應

。逆，

。正=

。

移動

方向

反應

向逆

平衡

U逆，

V,1<

影響

動的

衡移

學平

對化

因素

外界

3.

平衡向

濃度,

生成物

或減小

物濃度

大反應

-增

）一

［濃度

大生

或增

濃度

應物

小反

動:減

向移

應方

正反

移動

方向

反應

向逆

，平衡

濃度

成物

-

壓

，增大

反應

等的

數(shù)不

分子

氣體

前后

反應

「對于

:減小

移動

方向

小的

數(shù)減

分子

氣體

衡向

強,平

）一

［壓強

若

移動

方向

弊的

子數(shù)

體分

向氣

,平衡

壓強

幽

衡不

強平

變壓

等，改

數(shù)相

分子

氣體

前后

反應

-

低溫

:降

移動

方向

反應

向幽

，平衡

溫度

升高

移動

方向

反應

放熱

衡向

度，平

催化

移動

發(fā)生

平衡

能使

劑.不

催化

加入

劑

原理

特列

勒夏

4.

質(zhì)的

學物

的化

反應

參加

以及

強、

、壓