2013高考化学考点精讲_考点28_化学平衡

2013年高考化学考点精讲之考点28化学平衡1．复习重点1.建立化学平衡的观点.2.理解化学平衡的特征.3.常识性介绍化学平衡常数.2．难点聚焦在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应的速率是不够的.例如:3222NH3HN高温高压催化剂这是一个可逆反应！（正反应的生成物，是逆反应的反应物。）特点：（二同）同一条件下；同时进行。显然，可逆反应不能进行到底。（即：反应物不能全部转化为生成物。）因此，对任一可逆反应来说，都有一个化学反应进行的程度问题。这就牵涉到化学平衡。化学平衡主要是研究可逆反应规律的。如：可逆反应进行的程度，以及各种条件对反应进行的程度的影响等。（一）化学平衡的建立：当我们把蔗糖不断的溶入水中，直至蔗糖不能继续溶解。此时，所得溶液为蔗糖的饱和溶液。在此溶液中,继续加入蔗糖,蔗糖不再减少.(温度等其它条件不变时.)蔗糖真的不能继续溶解了吗？我们做一个小实验：用一块中间有凹痕的蔗糖，放入蔗糖的饱和溶液中。过一段时间，我们会看到，凹痕不见了。取出蔗糖，小心称量，质量未变！这是怎么回事呢？原来，在蔗糖的饱和溶液中，蔗糖并非不再溶解，而是蔗糖溶解的同时，已溶解的蔗糖分子又回到晶体表面。而且，溶解的速率和结晶的速率相同。所以，在蔗糖的饱和溶液中，加入蔗糖晶体。晶体的质量不会减少，但凹痕却不见了。这种状态，叫溶解－结晶平衡状态。简称：溶解平衡状态。显然，溶解平衡状态是动态平衡状态。可逆反应的情形又是怎样呢？实验证明:在一氧化碳和水蒸汽的反应中:0.0050.0050.0050.0050010.00.01HCOOHCO228002衡：始：催化剂℃如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化.正反应,逆反应都在继续进行!只是:正反应速率==逆反应速率这种状态,称化学平衡状态.简称:化学平衡.化学平衡是动态平衡.当可逆反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在继续进行.只是由于在同一瞬间,正反应生成的CO2和H2,的分子数,和逆反应所消耗的CO2和H2,的分子数相等!即:正反应速率==逆反应速率反应混合物中,各组份的浓度不变!化学平衡:化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态.（二）化学平衡常数：HCOOHCO228002催化剂℃参见表2-1分析数据可知:1.在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到化学平衡.2.达到化学平衡后,反应物的浓度之积,比上生成物的浓度之积,是一个常数.---化学平衡常数.注意:1.对同一个化学反应来说,温度不变,化学平衡常数不变!(但不一定是1)2.化学计量数为浓度的指数.3.K值越大,反应进行的程度越大.反应物的转化率也越大.反之亦然.3．例题精讲例1：H2(g)+I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志。①c(H2)=c(I2)=c(HI)时②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2时③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2⑥反应速率v(H2)=v(I2)=21v(HI)⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂⑧温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化⑾条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化[解析]①浓度相等，不能说明已达到平衡状态；②浓度之比与平衡状态无必然联系；③浓度不变，说明已达平衡。注意不要把浓度不变与①、②两种情况混淆；④“生成nmolH2”指逆反应，“生成2nmolHI”指正反应，且v正=v逆，正确；⑤“生成nmolH2”、“生成nmolI2”都指逆反应，不能判断；⑥无论是v正、v逆，用不同物质表示时，一定和化学计量数成正比，与是否达到平衡状态无关。⑦从微观角度表示v正=v逆，正确；⑧由于Δν(g)=0，压强始终不改变；⑨颜色不变，说明I2(g)浓度不变，可以判断；⑩由于Δν(g)=0，体积始终不变，且反应混合物总质量始终不变，密度不变，不能判断是否达到平衡。⑾反应前后气体的物质的量、质量均不变，所以平均分子量始终不变，不一定达到平衡状态。解答：③④⑦⑨[点评]此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关物理量的变化情况，有助于加深对平衡特点的理解。[变式]若反应为：2NO2（g）2N2O4（g）呢？[方法提示]1．判断是否达到平衡状态式可抓住以下标志：①逆正vv⑴直接标志②各组分的m、n不变（单一量）③通过浓度（或百分含量）：各组分的浓度（或百分含量）不变①通过总量：对Δn(g)0的反应，n总(或恒温恒压下的V总，恒温恒容下的P总)不变；⑵间接标志②通过复合量：__M(mn)、ρ(Vm)，需具体分析关系式中上下两项的变化。③其它：如平衡体系颜色等（实际上是有色物质浓度）例2把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A（气）+B（气）2C（气）+xD（气）经min5达到平衡，此时生成C为mol2，测定D的平均反应速率为0.1mol/L•min，下列说法中错误的是（）A.x=2B.B的转化率为20%C.平衡时A的浓度为0.8mol/LD.恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%[解析]本题是一道有关化学平衡的基础计算题，解题的关键是弄清各量的含义。因tVDvDn)()(min54min)(1.01LLmol)(:)(,2DnCnmolmolmol2:21:1，所以2x。3A（气）+B（气）2C（气）+2D（气）起始量（mol）6500变化量（mol）3122平衡量（mol）3422B的转化率为：%20%10051%100的总量起始时反应的BB平衡时A的浓度：175.043LmolLmolA容器的体积的物质的量平衡量1)56()2243(molmolnnpp始平始平，所以始平pp[答案]C、D例3一定条件下，可逆反应A2（g）+B2(g)2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为：c（A2）=0.5mol/L；c（B2）=0.1mol/L；c（C）=1.6mol/L。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度（mol/L）,则：（1）a、b应满足的关系是；（2）a的取值范围是。[解析](1)设转化过程中，A2（g）转化浓度为xmol/L，则B2（g）转化浓度也为xmol/L。平衡浓度：a–x=0.5b–x=0.1则有：a=b+0.4（2）考虑两种极端情况：①A2、B2为起始物质；②A2、C为起始物质。A2（g）+B2(g)2C(g)物质的平衡浓度（mol/L）0.50.11.6①A2、B2为起始物质0.5+0.80.1+0.80②A2、C为起始物质0.5-0.101.6+0.2故a的取值范围为0.4≤b≤1.3。[答案]（1）a=b+0.4(2)0.4≤b≤1.3[点评]本题重点考查可逆反应的特点，由此可得B2的取值范围为：0b≤0.9,C的取值范围为：0C≤1.8。[方法提示]有关化学平衡的基本计算：可逆反应mA＋nBpC+qD达到平衡时：①用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比．即：vA．∶vB．∶vC．∶vD．=m∶n∶p∶q②各物质的变化量（变化浓度）之比等于化学方程式中相应化学计量数之比③反应物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）-消耗量（或浓度）生成物的平衡量（或浓度）=起始量（或浓度）+增加量（或浓度）⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论⑥混合气体平均式量的计算（由A、B、C三种气体混合）其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量；a％、b％、c％分别表示这3种气体的体积（或质量）分数．例4:某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时气体C的体积占40%，则下列判断正确的是（）A.原混合气体的体积为1.1VB.原混合气体的体积为0.9VC.反应达到平衡时，气体A消耗了0.2VD.反应达到平衡时，气体B消耗了0.2V[解析]本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算，方程式的特征是反应掉的A的量就是总体积的减少量。可由C直接求出气体A消耗了0.2V，所以总体积为1.2V，气体B消耗了0.4V。[答案]C[点评]本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。4．实战演练一、选择题1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是：（）A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率B．合成氨工厂通常采用20MPa～50MPa压强，以提高原料的利用率；C．在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体;D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。2．在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L，则平衡时H2的浓度（mol/L）是（）A．0.02B．0.04C．0.08D．0.163．一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变．．．的是（）A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO2(g)B．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g)D．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)4．右图曲线a表示放热反应X（g）+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（）A．升高温度B．加催化剂C．增大体积D．加大X的投入量5．某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M（g）+N(g)2G(g)若开始时只充入2molG(g),达平衡时，混合气体的压强比起始时增加20%，若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，达平衡时M的转化率为（）A．20%B．40%C．60%D．80%6．反应aX(g)+bY(g)cZ(g)；∆H＜0（放热反应），在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量(nz)与反应时间(t)的关系如图所示.下列判断正确的是：（）A．T1＜T2，P1＜P2,a+b＜cB．T1＜T2，P1＞P2,a+b＜cC．T1＞T2，P1＞P2,a+b＞cD．T1＞T2，P1＜P2,a+b＞c7．在一定温度下，密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A．C的生成速率与B的反应速率相等B．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBC．A、B、C的浓度不再变化D．A、B、C的浓度之比为1:3:28．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)该反应正反应为放热反应。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误．．．．的是（）A．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高B．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高C．图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高D．图I研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高.9．体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持压强不变，乙容器保持体积不变，若甲容器中SO2的转化率为P％，则乙容器中SO2的转化率（）A．等于P％B．小于P％C．大于P％D．无法判断10．在一定温度下，容器内某—反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确