2021版高考化学一轮复习第十章平衡一化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡状态化学平衡移动课件新人教

第二节化学平衡状态化学平衡移动[最新考纲]1．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2．掌握化学平衡的特征。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。3．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。考点一化学平衡状态/基础·自主落实1．可逆反应深化提能素养再进阶2．化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。(2)化学平衡的建立质量或浓度反应过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度①反应开始v正___v逆反应物浓度最大，生成物浓度为零②反应过程中v正逐渐_____，v逆逐渐_____反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大③平衡状态时v正___v逆≠0各组分的浓度不再随时间的变化而变化减小增大＝(3)化学平衡状态的特点3．常见平衡状态的标志化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。由于v(正)＝v(逆)，可使平衡体系中各组分的质量分数保持不变，所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。示例如下：示例反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定______各物质的质量或质量分数一定______各气体的体积或体积分数一定______总体积、总压强、总物质的量一定__________平衡平衡平衡不一定平衡示例反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗mmolA的同时生成mmolA，即v(正)＝v(逆)______在单位时间内消耗nmolB的同时消耗pmolC，即v(正)＝v(逆)______v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)__________在单位时间内生成nmolB的同时消耗qmolD，均指v(逆)__________不一定平衡平衡平衡不一定平衡示例反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)压强m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)_____m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)__________混合气体平均相对分子质量m＋n≠p＋q时，一定______m＋n＝p＋q时，一定__________平衡平衡不一定平衡不一定平衡示例反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件一定)______密度反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定__________m＋n≠p＋q，恒温恒压，气体密度一定______其他如体系的颜色不再变化______平衡不一定平衡平衡平衡[基础排查]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)二次电池的充、放电为可逆反应()(2)反应2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3互为可逆反应()（3)化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等()(4)化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变()(5)在1L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态()(6)在一定条件下，向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应，生成2molNH3()×××√√×2．(2020·武汉质检)对于可逆反应2SO2＋O22SO3ΔH0，在混合气体中充入一定量的18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是()A．18O只存在于O2中B．18O只存在于O2和SO3中C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66D．三氧化硫的相对分子质量均为82解析：由于2SO2＋O22SO3为可逆反应，故18O存在于O2、SO3、SO2中，故A、B项错误；SO2的相对分子质量可能为64或66或68，C项正确；SO3的相对分子质量可能为80或82或84，D项错误。答案：C3．向含有2molSO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂△2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量________(填“＜”“＞”或“＝”，下同)2mol，SO2的物质的量________0mol，转化率________100%，反应放出的热量________QkJ。答案：＜＞＜＜4．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦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________________________。(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________。答案：(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦素养·应用达成题点(一)考查可逆反应的极端假设[典例1]在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()A．Z为0.3mol·L－1B．Y2为0.4mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1[解析]若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0mol·L－1、0.2mol·L－1、0.4mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2mol·L－1、0.4mol·L－1、0mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0c(X2)0.2mol·L－1,0.2mol·L－1c(Y2)0.4mol·L－1，0c(Z)0.4mol·L－1。[答案]A[模型认知]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(以典例为例)。(1)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转化浓度/(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L－1)00.20.4(2)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转化浓度/(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L－1)0.20.40故：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)。[对点训练]1．(思维建模能力)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－1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。答案：B2．(类比迁移能力)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－1解析：由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，平衡时应vY(生成)∶vZ(生成)＝3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14mol·L－1，D正确。答案：D题点(二)考查化学平衡状态的判断模型[典例2](2017·全国卷Ⅲ·节选)298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO3－3(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO3－4(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO3－4)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。a．溶液的pH不再变化b．v(I－)＝2v(AsO3－3)c．c(AsO3－4)/c(AsO3－3)不再变化d．c(I－)＝ymol·L－1[解析]溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I－)＝2v逆(AsO3－3)或v逆(I－)＝2v正(AsO3－3)时反应达到平衡状态，由于选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，不能确定是否达到平衡状态，b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO3－3)逐渐减小而c(AsO3－4)逐渐增大，故c(AsO3－4)/c(AsO3－3)逐渐增大，当c(AsO3－4)/c(AsO3－3)不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I－)＝2c(AsO3－4)，观察图像可知反应达到平衡时c(AsO3－4)＝ymol·L－1，此时c(I－)＝2ymol·L－1，d项错误。[答案]ac[解题方略]化学平衡状态的判断方法——“两审”“两标志”(1)“两审”一审题干条件恒温恒容或恒温恒压二审反应特点全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应(2)“两标志”[对点训练]3．(2020·沧州质检)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是()A．容器内气体压强不再改变B．容器内气体密度不再改变C．容器内气体颜色不再改变D．断裂1molCl—Cl键的同时断裂1molH—Cl键解析：在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I2(s)，反应过程中压强为变量，压强不再改变说明反应达到平衡；反应过程中气体质量为变量，体积不变，所以气体密度是变量，容器内气体密度不再改变说明反应达到平衡；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，反应一定达到平衡状态；平衡时断裂1molCl—Cl键的同时断裂2molH—Cl键，因此D项不能说明该反应达到平衡状态。答案：D4．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A．气体的质量不再改变B．氯化氢的转化率不再改变C．断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2解析：反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高，反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可