第25讲化学平衡状态及化学平衡移动 1. 了解化学反应的可逆性。了解化学反应的可逆性。 2了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡建立的过程。 3理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。响，认识并能用相关理论解释其一般规律。 4了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。作用。考点一考点二探究高考提升考能微课25考点一电解原理题组训练解题探究基础小练多维思考返回12题号返回12题号返回2向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2O22SO3，充分反应后生成SO3的物质的量_2mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0mol，转化率_100%。12题号返回题组一化学平衡状态的判定1可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2)Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3)Dv正(N2)3v逆(H2)C123题号45返回123题号45返回2在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强，混合气体的密度，混合气体的总物质的量，混合气体的平均相对分子质量，混合气体的颜色，各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，某种气体的百分含量(1)能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。(2)能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。123题号45返回(4)能说明C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。123题号45返回3若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(4)能说明C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。(1)能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。(2)能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。123题号45返回判断平衡状态的方法“逆向相等，变量不变”(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态；一个随反应的进行而保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。123题号45返回题组二极端假设，界定范围，突破判断4一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1molL1、0.3molL1、0.08molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0c10.14molL1D123题号45返回解析：平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：(1)增加C，平衡_，c(CO)_。(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。不移动不变向逆反应方向移动增大不移动不变向正反应方向移动增大123题号返回t1_；t2_；t3_；t4_。3已知一定条件下合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。t3时刻降低温度t1时刻增大c(N2)或c(H2)t2时刻加入催化剂t4时刻增大压强123题号返回题组一选取措施使化学平衡定向移动1合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H”“”或“”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。K(A)123题号4返回(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl)B增大n(O2)C使用更好的催化剂D移去H2OBD(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由。答案：见右图温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，HCl增大，因此曲线应在原曲线上方123题号4返回选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量H2H2的转化率不变，N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大题组二条件改变时对化学平衡移动结果的判断3将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()B123题号4返回4在压强为0.1MPa、温度为300条件下，amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H0。(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是_(填字母)。Ac(H2)减小B正反应速率加快，逆反应速率减慢C反应物转化率增大D重新平衡减小(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是_(填字母)。A升高温度B将CH3OH从体系中分离C充入He，使体系总压强增大CDB123题号4返回微课25“等效平衡”及其应用微课集训微课归纳返回1等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。123要点返回2等效平衡的判断方法(1)恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol1mol0002mol0.5mol0.25mol1.5molamolbmolcmol上述三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。中a、b、c三者的关系满足：ca2，b1，即与上述平衡等效123要点返回(2)恒温、恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol3mol01mol3.5mol2molamolbmolcmol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则中，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足：，即与平衡等效。123要点返回(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法：无论是恒温、恒容，还是恒温、恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如：H2(g)I2(g)2HI(g)1mol1mol02mol2mol1molamolbmolcmol两种情况下，n(H2)n(I2)11，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足(a)(b)11或ab11，c0，即与平衡等效。123要点返回3利用“等效平衡”虚拟“第三方”比较两个平衡状态(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。123要点返回(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。123要点返回集训一“等效平衡”的判断1在体积恒定的密闭容器中，充入3molA和1molB发生反应3A(g)B(g)xC(g)，达到平衡后，C在平衡混合气体中的体积分数为。若维持温度不变，按1.2molA、0.4molB、0.6molC为起始物质。(1)若达到平衡后C的体积分数仍为，则x的值是_。(填字母序号，下同)A1B2C3D4(2)若达到平衡后压强不变，C的体积分数仍为，则x的值是_。A1B2C3D4ADA123题号4返回123题号4返回2已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.3kJmol1，在一定温度和催化剂的条件下，向一密闭容器中，通入1molN2和3molH2，达到平衡状态；相同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3，达到平衡状态，则下列说法正确的是()A两个平衡状态的平衡常数的关系：KKBH2的百分含量相同CN2的转化率：平衡平衡D反应放出的热量：QQQ，且都小于92.3kJ，N2的转化率：平衡平衡。123题号4返回容器甲乙丙反应物投入量1molN23molH22molNH34molNH3NH3的浓/molL-1c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率1233在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1。A2c1c3Bab92.4C2p2p3Da1a31下列说法正确的是()B123题号4返回甲、乙达到的平衡是同一平衡，所以ab92.4，121，32，故131;丙可以看作是2个乙分别达到化学平衡后又加压形成的，由于加压后平衡向气体体积减小的方向移动，所以2c1p3。答案：B【解析】123题号4返回4对于以下三个反应，从正反应开始进行达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)再充入PCl5(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率_，PCl5(g)的百分含量_。(2)2HI(g)I2(g)H2(g)再充入HI(g)平衡向_方向移动，达到平衡后，HI的分解率_，HI的百分含量_。(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_，NO2(g)的百分含量_。正反应减小增大正反应不变不变正反应增大减小123题号4返回平衡转化率的分析与判断方法123题号4返回123题号4返回123题号4返回返回1(2016海南，11改编)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A由XY反应的HE5E2B由XZ反应的H0C降低压强有利于提高Y的产率D升高温度有利于提高Z的产率C123题号返回解析：化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，由图可知，XY反应的HE3E2，XZ反应的HE1E2T1123题号返回解析：容器中平衡时，c(NO2)0.2molL1，c(NO)0.4mol/L，c(O2)0.2molL1，容器容积为1L，气体总物质的量为(0.20.40.2)mol0.8mol，容器中投入量为(0.30.50.2)mol1mol，若容器中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8145，根据容器中的相关数据，知该反应的平衡常数：K0.8mol/L容器中Qc0.56molL1T1，D项正确。答案：答案：CD123题号返回32014新课标全国卷，28(3)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系其中n(H2O)n(C2H4)11123题号返回(1)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为：_，理由是：_。(2)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290、压强6.9MPa，n(H2O)n(C2H4)0.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有：_、_。增加n(H2O)n(C2H4)的比p1p2p3p4反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去123题号返回(1)由方程式C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1p2p3p4；(2)若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有改变物质的浓度，如从平衡体系中将产物乙醇分离出去，或增大水蒸气的浓度，改变二者的物质的量的比等等。解析：123题号返回4(2017全国卷，27稍改动)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H123kJmol1图(a)是平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A升高温度B降低温度C增大压强D降低压强AD小于123题号返回(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。丁烯高温裂解生成短链烃类氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快123题号返回返回本讲结束谢谢！