2025屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)+++講義　　“虛擬路徑”與等效平衡分析平衡移動

“虛擬路徑”與等效平衡分析平衡移動一、“虛擬路徑”法判斷化學(xué)平衡的移動1.虛擬路徑(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)可以認(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。2.平衡轉(zhuǎn)化率(α)的分析與判斷(1)對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。(2)對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)p(C)(g)＋q(D)(g)恒容時只增加反應(yīng)物A的量α(A)減小，α(B)增大同等倍數(shù)增大反應(yīng)物A、B的量恒溫恒壓條件下α(A)和α(B)均不變恒溫恒容條件下m＋n＞p＋qα(A)和α(B)均增大m＋n＜p＋qα(A)和α(B)均減小m＋n＝p＋qα(A)和α(B)均不變(3)對于反應(yīng)mA(g)nB(g)＋pC(g)增加反應(yīng)物A的量恒溫恒壓條件下α(A)不變恒溫恒容條件下m＞n＋pα(A)增大m＜n＋pα(A)減小m＝n＋pα(A)不變1.對于一定條件下的可逆反應(yīng)：甲：A(g)＋B(g)C(g)ΔH＜0乙：A(s)＋B(g)C(g)ΔH＜0丙：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＞0達(dá)到化學(xué)平衡后，只改變一種條件，按要求回答下列問題：(1)升溫，平衡移動的方向分別為甲________(填“向左”“向右”或“不移動”，下同)；乙________；丙________。此時反應(yīng)體系的溫度均比原來________(填“高”或“低”)。混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙________；丙____________。(2)加壓，使體系體積縮小為原來的eq\f(1,2)①平衡移動的方向分別為甲________(填“向左”“向右”或“不移動”，下同)；乙___________________________________________；丙____________。②設(shè)壓縮之前壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙，壓縮后壓強(qiáng)分別為p′甲、p′乙、p′丙，則p甲與p′甲，p乙與p′乙，p丙與p′丙的關(guān)系分別為甲________；乙________；丙________。③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙________；丙________。2.對于以下三個反應(yīng)，從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動，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，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，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。二、等效平衡對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)反應(yīng)特點(diǎn)a＋b≠c＋da＋b＝c＋d條件等溫等容等溫等壓等溫等容等溫等壓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)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”比值相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”比值相同平衡特點(diǎn)物質(zhì)的量(n)相同比值相同比值相同比值相同百分含量(w)相同相同相同相同濃度相同相同比值相同相同1.一定溫度下，在3個容積均為1.0L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/(mol·L－1)物質(zhì)的平衡濃度/(mol·L－1)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時，容器Ⅰ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大2.相同溫度下，體積均為1L的四個密閉容器中，保持溫度和容器容積不變，以四種不同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)。平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下。[已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1]容器起始投料量反應(yīng)放出或吸收的熱量/kJeq\f(平衡時c（SO3）,mol·L－1)甲2molSO2＋1molO2ae乙1molSO2＋0.5molO2bf丙2molSO3cg丁2molSO2＋2molO2dh下列關(guān)系正確的是()A.a＝c；e＝g B.a＝2b；e>2fC.a>d；e>h D.c＋98.3e＝196.6“虛擬路徑”與等效平衡分析平衡移動一、培優(yōu)專練1.(1)向左向左向右高減小減小不變(2)①向右不移動不移動②p甲＜p′甲＜2p甲p′乙＝2p乙p′丙＝2p丙③增大不變不變2.(1)正反應(yīng)減小增大(2)正反應(yīng)不變不變(3)正反應(yīng)增大減小二、培優(yōu)專練1.D[對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng)，若溫度相同，最終會建立等效平衡，但Ⅲ中溫度高，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)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；Ⅱ相對于Ⅰ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，所以平衡時Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高，B錯誤；不考慮溫度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以平衡時Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，再考慮溫度，Ⅲ中c(H2)還會增大，C錯誤；對比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者會建立等效平衡，兩容器中反應(yīng)速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。]2.D[根據(jù)投料可知，甲、丙兩容器平衡時為等效平衡，甲容器起始時是從正反應(yīng)方向建立平衡，放出熱量akJ，丙容器是從逆反應(yīng)方向建立平衡，吸收熱量ckJ，a＋c＝196.6，因轉(zhuǎn)化率不確定，二者不一定相等，A錯誤；若將甲容器擴(kuò)大為原來的2倍，則達(dá)到平衡時甲與乙內(nèi)各物質(zhì)的濃度相等，但放出的熱量是乙的2倍，現(xiàn)將甲恢復(fù)為原來的體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，又會放出熱量，故a>2b，同理e>2f，B錯誤；丁中可看作是在甲達(dá)到平衡后再充入1molO2，則平衡正向移動，放出熱量增多，即有a<d，同時有e<h，C錯誤；由已知熱化學(xué)方程式可得a＝98.3e，由選項(xiàng)A解析可知，a＋c＝196.6，即98.3e＋c＝196.6，D正確。]集訓(xùn)真題走進(jìn)高考1.B[A.MnO2會催化H2O2分解，與平衡移動無關(guān)，A項(xiàng)錯誤；B.NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，NO2濃度增大，混合氣體顏色加深，B項(xiàng)正確；C.鐵在濃硝酸中鈍化，加熱會使表面的氧化膜溶解，鐵與濃硝酸反應(yīng)生成大量紅棕色氣體，與平衡移動無關(guān)，C項(xiàng)錯誤；D.加入硫酸銅以后，鋅置換出銅，構(gòu)成原電池，從而使反應(yīng)速率加快，與平衡移動無關(guān)，D項(xiàng)錯誤。]2.C[該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，正反應(yīng)速率增大的幅度大于逆反應(yīng)，故v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是因?yàn)闇囟炔蛔儯势胶獬?shù)不變，A不正確；催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，C正確；恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。]3.B[A.平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移動，SO3的平衡濃度增大，A正確；B.平衡常數(shù)是與溫度有關(guān)的常數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B錯誤；C.通入一定量O2，反應(yīng)物濃度增大，正向反應(yīng)速率增大，C正確；D.通入一定量O2，促進(jìn)二氧化硫的轉(zhuǎn)化，SO2的轉(zhuǎn)化總量增大，D正確。]4.D[根據(jù)已知反應(yīng)①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝173.3kJ·mol-1，反應(yīng)②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol-1，且反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大，故溫度升高的時候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些，即CO2選擇性增大，同時CO的選擇性減小，根據(jù)CO的選擇性的定義可知③代表CO2的選擇性，①代表CO的選擇性，②代表H2的產(chǎn)率，以此解題。A.由分析可知②代表H2的產(chǎn)率，錯誤；B.由分析可知升高溫度，平衡時CO的選擇性減小，錯誤；C.兩種物質(zhì)參加反應(yīng)，增大一種物質(zhì)的濃度，會降低該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤；D.加入CaO(s)與水反應(yīng)放熱，對反應(yīng)①影響較大，可以增大H2產(chǎn)率，或者選用對反應(yīng)①影響較大的高效催化劑，也可以增大H2產(chǎn)率，正確。]5.D[A.NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤