2025届高三化学一轮复习 原理-化学平衡及平衡移动 课件

高三一轮复习·化学反应原理 化学平衡及平衡移动 一、化学平衡的建立与特征 可逆反应：在同一条件下，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。 特点：平衡时反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。 例：在一个密闭容器中，充入2molSO2、2molO2和2molSO3，发生反应2SO2+O2⇋2SO3，请分析最终达到平衡时，O2的物质的量的取值范围是 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。 P193 一、化学平衡的建立与特征 化学平衡状态：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质量或浓度保持不变的状态（即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”）。 P193 例2.对可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) ⇌4NO(g) + 6H2O(g)，下列叙述正确的是A．化学反应速率的关系是2υ正(NH3)= 3υ正(H2O)B．若单位时间内生成x mol NO同时消耗x mol NH3 ，反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大D．达到化学平衡时，4υ正(O2)= 5υ逆(NO) ★化学平衡状态的判断 例1.对于CO2+3H2 ⇋CH3OH+H2O，下列说法能判断该反应达到平衡状态的 A. v(CO2)=2v(H2) B. 3v逆(H2)=v 正(H2O) C. v正(H2)=3v逆(CO2) D. 断裂 3molH-H 键的同时，形成 2molO-H 键 (1)v正=v逆≠0。 关键：①有正有逆；②成比例（速率比=化学计量数之比）。 C D ★化学平衡状态的判断 例3.下列方法中可以证明2HI(g) ⇌H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂；③百分组成HI%=I2%；④反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)；⑤平衡浓度c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1；⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化；⑧温度和体积一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化；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，混合气体密度不再变化。 ①⑥⑨ (2)变量不变。 若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态。 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)不变。 ③温度（绝热体系）、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）、颜色（某组分有颜色）不变。 ★化学平衡状态的判断 (1)v正＝v逆 同种物质，消耗速率等于生成速率 不同种物质，速率之比等于化学计量,　数之比，但必须同时有正、逆反应 (2)宏观组成标志 各组分的浓度保持不变，或各组分的质量、物质的量、百分含量、质量分数等保持不变的状态是平衡状态。 (3)间接标志 ①有气体参加的不等体反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，达到平衡状态。 ②如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。 ③气体的密度、气体的平均相对分子质量不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡(若体系中各组分均为气体，气体质量守恒；若体系中不全是气体，要注意气体质量变化)。 P194 2.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)达到平衡状态的是___________。 (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________。 P194 练习评讲 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ 3.在一定温度下的恒压容器中，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)达到平衡状态的是___________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)达到平衡状态的是___________。 P194 练习评讲 ②③④⑦ ⑤⑦ ②③④⑦ ②③④⑤⑦ 反应N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是 A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等 D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 A 练一练 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)不变。 ③温度（绝热体系）、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）、颜色（某组分有颜色）不变。 用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为C(s) + 2NO(g) = CO2 (g) + N2(g)。某研究小组向2L密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO，保持温度和体积不变，发生上述反应。 ①下列描述能说明上述反应已达平衡的是 (填标号)。 A.活性炭的质量不再变化 B.容器中气体的密度保持不变 C. 2v(NO)正 = v(N2)逆 D.c(N2)/c(CO2)保持不变 AB 练一练 汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。 ②④⑤ 练一练 二、化学平衡的移动 一般思路： 改变条件 ★课本实验（浓度对平衡的影响） 选必一 P36 选必一 P55 ★课本实验（浓度对平衡的影响） 选必一 P56 ★课本实验（温度对平衡的影响） 选必一 P39 ★课本实验（温度对平衡的影响） 选必一 P56 ★课本实验（压强对平衡的影响） 选必一 P38 ★温度对化学平衡的影响 条件改变 吸放热 平衡移动 n(生成物) α(反应物) K T↑ △H＞0 T↑ △H＜0 【2017年新课标I】H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610K时，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 ②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α(610K)　 　α(320K)，该反应的△H　 　0。 ＞ ＞ 【2020年新课标Ⅲ】CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，当反应2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2＝CH2(g)+4H2O(g)达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)　　　　 。（填“变大”“变小”或“不变”） 【2019年浙江卷】H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变。（ ） 条件改变 气体系数和 平衡移动 n(生成物) α(反应物) K p↑ 左＞右 p↑ 左＜右 p↑ 左=右 增大压强默认是压缩体积 变大 × ★压强对化学平衡的影响 【2019年海南卷】反应C2H6(g) ⇌C2H4(g)+H2(g)，△H＞0在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是 A．增大容器容积 B．升高反应温度 C．分离氢气 D．等容下通入惰性气体 【2015年浙江卷】工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1：9），控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应 ①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实： 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大， 等效为降低压强，平衡向正反应方向移动 D ★压强对化学平衡的影响 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g) ⇌zC(g)。 平衡时，测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.30mol/L，下列有关判断正确的是( ) A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率升高 D.C的体积分数下降 D 练一练 ①增大c(反应物)，v正瞬 后逐渐 ；v逆瞬 后逐渐 。 ②反应物或生成物浓度变化，K值 。 （恒温恒容，A、B、C均为气体） 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 A＋BC 增大A的浓度 正向移动 α（A）减小，α（B）增大 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α（A）减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α（A）不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α（A）增大 ★浓度对化学平衡的影响 P203 【2020年新课标II】某温度下，等物质的量的碘和环戊烯在刚性容器内发生反应③，达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有　 　 （填标号）。 A．通入惰性气体 B．提高温度 C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度 +89.3 【2018年新课标Ⅲ】对于反应2SiHCl3(g) ⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)， ②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是　 　　 　； BD 移走产物 ★浓度对化学平衡的影响 使用催化剂 平衡状态（平衡转化率、平衡产率） 使用催化剂 产率/产量（一定时间内，未平衡时） 氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g) ⇌2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起 始浓度、相同反应时间段下，使用同质 量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时， CO的转化率与温度的关系。 ★催化剂对化学平衡的影响 在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2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) ΔH＜0。 (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，下同)。 A.c(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____。 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 CD B 练一练 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) △H1＜0②M(g)+N(g)⇌R(g)+Q(g) △H2＞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Y，则N的浓度增大 如果条件变为在恒温恒压条件下， 通入稀有气体，分析①②平衡是否移动？ B 练一练 【2021广东卷】 AD 真题演练 【2022广东卷】 真题演练 BD 【2023广东卷】 真题演练 HNO2 AB 5.0×10－5mol·L－1·min－1 【2024广东卷】 真题演练 BD 【2019年江苏卷】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0 B.图中X点所示条件下，延长反应时间 能提高NO转化率 C.图中Y点所示条件下，增加O2的浓度 不能提高NO转化率 B 练一练 【2020年全国I卷】已知反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−196 kJ·mol−1。 在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。 反应在5.0MPa、550℃时的α=_______， 判断的依据是__________。 0.975 该反应是一个气体系数和减小的反应， 增大压强， 平衡向气体分子数减少的（正反应）方向移动，α提高。 5.0MPa>2.5MPa=p2，所以p1=5.0MPa。 练一练 $$