2021届高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡2化学平衡状态及其移动课件鲁科版

第二节化学平衡状态及其移动最新考纲：1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡的概念。3.理解外界条件浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡的影响，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作用。核心素养：1.变化观念与平衡思想：知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律：认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系：知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。通过运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。知识点一可逆反应和化学平衡状态1．化学平衡研究的对象——可逆反应2．极端假设法确定各物质浓度范围假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)00.20.4假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。3．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。相等不再改变(2)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积密闭容器中。反应过程如下：以上过程可用如图表示：(3)平衡特点判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．CaO＋CO2===CaCO3和CaCO3=====高温CaO＋CO2↑互为可逆反应()×提示：正、逆反应不是在同一条件下进行的，错误。提示：方程式的化学计量数之比等于对应物质的物质的量的变化量之比，所以平衡时各物质的物质的量之比不一定等于化学计量数之比。正确。2．化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但它们的物质的量之比不一定与方程式对应化学计量数之比相等()√3．对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达到平衡状态()×提示：对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，由于反应前后气体的量不变，所以压强一直不随时间而变，错误。4．在一恒温恒容的密闭容器中充入2molSO2、1molO2，一定条件下发生反应，在相同的容器中充入2molSO3，在相同条件下发生反应。二者最终达到的平衡各组分的百分含量对应相同()√提示：根据等效平衡的建立条件，二者属于恒温恒容等量投料，建立的平衡等效。正确。5．可逆反应都具有一定的限度，化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变()√提示：可逆反应的反应物不能都转化为生成物，所以具有一定的限度。一个可逆反应达到平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度，条件改变平衡会发生移动，其限度发生变化。正确。6．在恒温恒压条件下，对于反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，当密度保持不变时，反应达到化学平衡状态()√提示：此反应是所有物质均为气体且正反应气体物质的量增大的反应，由于恒压，所以未达到平衡前体系的体积会随反应进行而变化，只有平衡时体系内气体物质的量保持不变了，体系的体积才不再变化，密度才不再变化，所以正确。7．在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()√提示：颜色不变时也就是NO2浓度不变了，可以说明该反应已达到平衡状态，正确。1．化学反应过程中伴随着能量变化，当可逆反应处于平衡状态时，消耗的量和生成的量相同，则反应体系温度不再改变。2．v(正)＝v(逆)的含义包含两个方面：(1)同一物质表示的正反应速率和逆反应速率相等；(2)不同物质表示的正反应速率和逆反应速率之比等于化学计量数之比。3．达到平衡状态时反应物和生成物的各种量(浓度、质量、物质的量、质量分数、物质的量分数、气体的体积分数)不随时间发生变化，而不是彼此相等，或等于化学方程式的计量数之比。1．将0.2mol·L－1的KI溶液和0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是()A实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色A.①和②B．②和④C．③和④D．①和③解析：①现象说明存在Fe3＋，②现象说明有I－，③现象说明有Fe2＋生成，④现象说明有I2生成。但是③④不能说明反应为可逆反应。2．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入2molN2和3molH2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到()A．0.1mol·L－1B．0.2mol·L－1C．0.05mol·L－1D．0.15mol·L－1B解析：2molN2和3molH2反应，假设反应能够进行到底，则3molH2完全反应，生成2molNH3，此时NH3浓度为0.2mol·L－1，但由于反应是可逆反应，H2不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2mol·L－1。3．将2.0molSO2气体和2.0molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，达到平衡时SO3为nmol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于nmol的是()A．1.6molSO2＋0.3molO2＋0.4molSO3B．4.0molSO2＋1.0molO2C．2.0molSO2＋1.0molO2＋2.0molSO3D．3.0molSO2＋1.0molO2＋1.0molSO3B解析：采取极端假设法。将备选项中O2完全转化后(即等效转化)，得如下数据：A．1.0molSO2＋1.0molSO3B．2.0molSO2＋2.0molSO3C．4.0molSO3D．1.0molSO2＋3.0molSO3依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转化后对应量要相等。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0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0c10.14mol·L－1D解析：平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，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3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14mol·L－1。5．(2020·广州模拟)在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B．一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键生成C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D．v正(N2)＝2v逆(NH3)B解析：c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A项错误；一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，B项正确；混合气体的密度ρ＝mV，质量在反应前后是守恒的，容器体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，C项错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D项错误。素养变量不变判断化学平衡状态——变化观念与平衡思想1．判断化学平衡状态的两标志(1)本质标志v正＝v逆≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志①全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。②全部是气体参加的反应，体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。④对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。⑤体系中某反应物的转化率或生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。⑥绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。2．举例如对密闭容器中的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否达到平衡可以归纳如下表。化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡①各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡混合物体系中各成分的含量④总体积、总压强、总物质的量一定不一定①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定正、逆反应速率之间的关系④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡压强②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡混合气体的平均相对分子质量②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡颜色对于有色物质参加或生成的可逆反应，反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡化学键对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若有下列各项成立a．断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键；b．断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键；c．生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键平衡1．(2017·浙江卷)已知：X(g)＋2Y(g)3Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a0)。下列说法不正确的是()A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3molB．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJD．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小D解析：选项对化学平衡的逆、等、定、动、变五个特征中四个特征进行了考查。可逆反应具有不彻底性，故A正确；可逆反应达到平衡后，正反应与逆反应速率相等，各个物质的量浓度不再发生改变，故B正确；C易错选，C中反应放出的热量与实际参加反应的量有关，只要实际参与反应的X为1mol就可以放出热量akJ，所以C正确；温度升高，无论是放热反应还是吸热反应，正、逆速率都增大，故D错误。2．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH，现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()A．①②B．②④C．③④D．①④D解析：因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝mV可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1molN2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N