第7章 第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 化学（人教版单选） 第七章 化学反应速率 与化学平衡 第34讲　 化学平衡状态　化学平衡的移动 考点1 1 化学平衡状态 考点2 1 化学平衡的移动 课下巩固精练卷(三十四)　化学平衡状态　化学平衡的移动 【备考目标】　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。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，能用相关理论解释化学平衡移动的一般规律。 1.可逆反应,在相同条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 2.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 ，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 相等 = (2)建立过程 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入容积固定的密闭容器中。反应过程如下： 最大 逐渐减小 逐渐增大 以上过程可用如图表示： [注意]　一个化学平衡状态，可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，还可以从正、逆两反应方向同时建立。 (3)特点 可逆 质量或浓度 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)2H2＋O2点燃,电解)) 2H2O为可逆反应 ( ) (2)可逆反应到达平衡时，各组分的浓度相等 ( ) (3)可逆反应达到平衡时，生成物不再变化，反应停止了 ( ) (4)达到平衡前的v正一定大于v逆( ) (5)在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应，生成2 mol NH3( ) × × × × × 一、可逆反应及其特征判断 1．向10 mL 0.2 mol·L－1NaI溶液中滴加4～5滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液后，再进行下列实验，可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是(　　 ) A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色 C．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生 D.加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色 解析：选D。可逆反应的特点是不能进行彻底，FeCl3溶液和过量的碘化钠溶液反应，若仍有三价铁离子存在，则说明该反应为可逆反应，所以加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，证明有三价铁离子存在，说明该反应为可逆反应。 2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是(　　 ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 解析：选C。假设该反应完全转化，列三段式 　 则SO2的浓度范围为0<c(SO2)<0.4 mol/L，O2的浓度范围为0<c(O2)<0.2 mol/L，SO3的浓度范围为0<c(SO3)<0.4 mol/L。 【思维建模】　极值法确定浓度范围 二、化学平衡状态的标志 判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB ⇌ cC＋dD， eq \f(v正（A）,v逆（B）) ＝ eq \f(a,b) 时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：“变量”不变 在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量、物质的量浓度、百分含量、压强、密度或颜色等)，如果不再发生变化，即反应达到平衡状态。 可简单总结为“正逆相等，变量不变”。 3．(人教选择性必修1 P42T3)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋2Y(g) ⇌ 3Z(g)。下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是(　　) A．Z的生成速率与Z的分解速率相等 B．单位时间内消耗a mol X，同时生成3a mol Z C．容器内的压强不再变化 D．混合气体总的物质的量不再变化 解析：选A。Z的生成速率与Z的分解速率相等，即v正＝v逆，反应达到平衡状态，故A项正确；单位时间内消耗a mol X，同时生成3a mol Z，二者均表示正反应速率，无法说明反应达到平衡状态，故B项不正确；由于该反应为反应前后气态物质体积不变的反应，故一定温度下，容器内压强始终不变，混合气体总物质的量始终不变，则容器内压强不变、混合气体总物质的量不变不能说明反应达到平衡状态，故C、D项不正确。 4．(2023·黑龙江哈尔滨三中期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s) ⇌ 2NH3(g)＋CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是(　　 ) ①2v正(NH3)＝v逆(CO2) ②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥形成6 mol N—H键的同时消耗44 g CO2 A．②③⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③④⑤⑥ D．全部 解析：选A。①2v正(NH3)＝v逆(CO2)时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态；②起始时氨气的物质的量浓度为0，随着氨基甲酸铵的分解，氨气浓度逐渐增大，当氨气浓度不再改变时，反应达到平衡状态；③密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但是气体的质量是变化的，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态；④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2∶1，密闭容器中混合气体的平 均相对分子质量始终不变，所以当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变时，不能说明反应达到平衡状态；⑤正反应气体的分子数增大，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，反应达到平衡状态；⑥氨气和二氧化碳同为生成物，形成N—H键即正向进行，断裂C===O键为逆向进行，描述的是正、逆两个方向，反应达到平衡状态。 1．化学平衡的移动 如果改变外界条件，化学平衡状态被破坏，平衡体系由原有的平衡状态达到 的过程，如下图所示。 新的平衡状态 2．平衡移动的方向与化学反应速率的关系 不 正反应 逆反应 3．外界条件改变对化学平衡的影响 以mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)为例 改变的条件 (其他不变) 化学平衡移 动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 放热反应 压强(对有气体参加的反应) m＋n≠p＋q 增大压强 向气体分子总数 的方向移动 减小压强 向气体分子总数 的方向移动 m＋n＝p＋q 改变压强 温度 升高温度 向 方向移动 降低温度 向 方向移动 催化剂 同时、同等程度改变v正、v逆，平衡 减小 增大 吸热反应 [深化理解] “压强影响平衡移动”的实质 (1)压强只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。 ①恒温、恒容条件 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动 ②恒温、恒压条件 (2)同等程度地改变平衡体系混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 4．勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够 这种改变的方向移动。 [深化理解] (1)勒夏特列原理适用于任何化学平衡体系，如化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。 (2)勒夏特列原理只适用于判断改变影响平衡的一个因素时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡的几个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 减弱 (3)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 (4)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的因素。如改变平衡体系中固体或纯液体的量，或者对于有气体存在的化学平衡体系，在恒温、恒容条件下充入惰性气体，均未改变影响化学平衡的因素。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1) 正反应速率增大，说明化学平衡一定正向移动 ( ) (2)增大反应物的量平衡一定会正向移动( ) (3)升高温度，化学平衡一定发生移动( ) (4)向平衡体系FeCl3＋3KSCN ⇌ Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅 ( ) (5)对于反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) ⇌ Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＜0，其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，平衡向左移动( ) × × × × √ 一、改变条件，判断化学平衡的移动方向 1．(2023·广东梅州期末)某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g) ⇌ Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0 ②M(g)＋N(g) ⇌ R(g)＋Q(g)　ΔH2>0 下列叙述错误的是(　　 ) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入气体Y，则N的转化率减小 解析：选B。Z是固体，加入适量Z，不会改变①和②中反应物和生成物的浓度，①和②平衡均不移动，A正确；恒容密闭容器中通入稀有气体Ar，气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；反应①是放热反应，反应②是吸热反应，温度降低，反应①正向进行，反应②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行，则N的转化率减小，D正确。 2．(2023·天津河西期末)分析如下实验操作，对Fe3＋＋3SCN－ ⇌ Fe(SCN)3平衡产生的影响，说法正确的是(　　 ) A．试管b中反应为Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ B．该反应的平衡常数随c(SCN－)的增大而增大 C．试管b中溶液颜色较a中的浅，说明增大c(Fe2＋)，平衡向逆向移动 D．试管c中溶液颜色较a中的深，说明增加c(SCN－)，平衡向正向移动 解析：选D。试管b中反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A错误；平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，B错误；试管b中溶液颜色较a中的浅，是因为c(Fe3＋)减小，平衡向逆向移动，C错误；试管c中溶液颜色较a中的深，说明增加c(SCN－)，平衡向正向移动，D正确。 二、平衡移动方向与转化率变化分析 反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g)的转化率分析 (1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 (2)若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 (3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。如： 同倍数增大c(A)和c(B)(相当于对原平衡增大压强) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a＋b＝c＋d　A、B的转化率不变,a＋b＞c＋d　A、B的转化率增大,a＋b＜c＋d　A、B的转化率减小)) 3．对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持容器温度、容积不变，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________。 答案：(1)正反应　减小　增大　(2)正反应　不变　不变　(3)正反应　增大　减小 4．(2022·河北高考节选)工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g) ⇌ CO(g)＋3H2(g) Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g) 下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是________(填字母)。 A．增加CH4(g)用量 B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除CO(g) D．加入催化剂 解析：增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意；恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B符合题意；移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意；加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D不符合题意。 答案：BC 三、虚拟中间途径，分析平衡移动结果 虚拟中间途径的思维模式 (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。 (2)构建恒温恒压平衡思维模式(以正反应为气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 5．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌ 2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是 eq \f(V,2) ；向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。 下列说法正确的是(　　 ) A．图1达平衡时，c(SO2)：甲＝乙 B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙 C．图2达平衡时，所需时间t：丙<丁 D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙>丁 解析：选D。甲和乙若都是恒温恒压，则两者等效，但乙为绝热恒压，又该反应正反应为放热反应，则温度：甲<乙，温度升高平衡向逆反应方向移动，c(SO2)：甲<乙，平衡常数K：甲>乙，A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则两者等效，但丁为绝热恒容，则温度：丙<丁，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，所用的时间：丙>丁，C项错误；温度升高平衡向逆反应方向移动，体积分数φ(SO3)：丙>丁，D项正确。 6．(2023·福建福州模拟)利用CO2合成甲醇的反应为CO2(g)＋3H2(g) eq \o(,\s\up7(催化剂)) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。恒压条件下，向密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，反应一段时间，已知分子筛膜能选择性分离出H2O，则在有分子筛膜和催化剂及无分子筛膜和无催化剂时，甲醇的产率随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是(　　 ) A．ΔH<0 B．曲线m表示反应使用了分子筛膜和催化剂 C．相同条件下，若起始时投入2 mol CO2和6 mol H2，则甲醇的平衡产率变大 D．起始时若不使用催化剂，反应物的平衡转化率会降低 解析：选A。由图像可知，在相同温度下，n的产率高于m，说明n的反应物转化率更大，已知分子筛膜能分离出H2O，有利于平衡正向移动，故n表示使用了分子筛膜；由n知，当温度高于一定值后，升高温度，甲醇的产率下降，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，A正确、B错误。该反应在恒压条件下进行，若起始时投入2 mol CO2和6 mol H2，和容器中通入1 mol CO2和3 mol H2为等效平衡，转化率相同，C错误；催化剂不能使平衡发生移动，故若不使用催化剂，反应物的平衡转化率会不变，D错误。 eq \a\vs4\al([真题演练·感悟高考]) 　　　　　　　　　　　　　 1．(2023·北京高考)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　 ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 解析：选B。MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使铁表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。 2．(2022·海南高考)某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)⇌CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　 ) A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 解析：选C。该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。 3．(2023·广东高考)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)⇌P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是(　　 ) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 解析：选C。由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。 4．(2022·湖南高考节选)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g) ⇌ CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) ⇌ CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1 下列说法正确的是________。 A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动 B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C．平衡时H2的体积分数可能大于 eq \f(2,3) D．将炭块粉碎，可加快反应速率 解析：平衡时向容器中充入惰性气体，因为在恒容条件下，各物质的浓度不变，平衡不移动，A错误；因为C是固体，故混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B正确；由Ⅰ＋Ⅱ得C(s)＋2H2O(g) ⇌ CO2(g)＋2H2(g)，当反应进行到底时，H2的体积分数为 eq \f(2,3) ，但反应为可逆反应，不能进行彻底，故平衡时H2的体积分数小于 eq \f(2,3) ，C错误；将炭块粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，D正确。 答案：BD $$