2025届高三化学二轮复习 讲义　　“虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动

“虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动 一、“虚拟路径” 法判断化学平衡的移动 1.虚拟路径 (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(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 2.平衡转化率(α)的分析与判断 (1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，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)对于反应mA(g)＋nB(g)p(C)(g)＋q(D)(g) 恒容时只增加反应物A的量 α(A)减小，α(B)增大 同等倍数增 大反应物A、 B的量 恒温恒压 条件下 α(A)和α(B)均不变 恒温恒容 条件下 m＋n＞p＋q α(A)和α(B)均增大 m＋n＜p＋q α(A)和α(B)均减小 m＋n＝p＋q α(A)和α(B)均不变 (3)对于反应mA(g)nB(g)＋pC(g) 增加反应 物A的量 恒温恒压条件下 α(A)不变 恒温恒容条件下 m＞n＋p α(A)增大 m＜n＋p α(A)减小 m＝n＋p α(A)不变 1.对于一定条件下的可逆反应： 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＞0 达到化学平衡后，只改变一种条件，按要求回答下列问题： (1)升温，平衡移动的方向分别为甲________(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙________；丙________。此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙________；丙____________。 (2)加压，使体系体积缩小为原来的 ①平衡移动的方向分别为甲________(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙___________________________________________； 丙____________。 ②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为甲________；乙________；丙________。 ③混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙________；丙________。 2.对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，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________。 二、等效平衡 对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) 反应特点 a＋b≠c＋d a＋b＝c＋d 条件 等温等容 等温等压 等温等容 等温等压 起始投料 换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”比值相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”比值相同 平衡特点 物质的 量(n) 相同 比值相同 比值相同 比值相同 百分含 量(w) 相同 相同 相同 相同 浓度 相同 相同 比值相同 相同 1.一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　) 容 器 温度 /K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1) c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应吸热 B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 2.相同温度下，体积均为1 L的四个密闭容器中，保持温度和容器容积不变，以四种不同的投料方式进行反应。平衡时有关数据如下。[已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1] 容 器 起始投料量 反应放出或吸 收的热量/kJ 甲 2 mol SO2＋1 mol O2 a e 乙 1 mol SO2＋0.5 mol O2 b f 丙 2 mol SO3 c g 丁 2 mol SO2＋2 mol O2 d h 下列关系正确的是(　　) A.a＝c；e＝g B.a＝2b；e>2f C.a>d；e>h D.c＋98.3e＝196.6 “虚拟路径”与等效平衡分析平衡移动 一、 培优专练 1.(1)向左　向左　向右　高　减小　减小　不变 (2)①向右　不移动　不移动　②p甲＜p′甲＜2p甲　p′乙＝2p乙　p′丙＝2p丙　③增大　不变　不变 2.(1)正反应　减小　增大 (2)正反应　不变　不变 (3)正反应　增大　减小 二、 培优专练 1.D　[对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终会建立等效平衡，但Ⅲ中温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以平衡时Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以平衡时Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，再考虑温度，Ⅲ中c(H2)还会增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者会建立等效平衡，两容器中反应速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。] 2.D　[根据投料可知，甲、丙两容器平衡时为等效平衡，甲容器起始时是从正反应方向建立平衡，放出热量a kJ，丙容器是从逆反应方向建立平衡，吸收热量c kJ，a＋c＝196.6，因转化率不确定，二者不一定相等，A错误；若将甲容器扩大为原来的2倍，则达到平衡时甲与乙内各物质的浓度相等，但放出的热量是乙的2倍，现将甲恢复为原来的体积，平衡向正反应方向移动，又会放出热量，故a>2b，同理e>2f，B错误；丁中可看作是在甲达到平衡后再充入1 mol O2，则平衡正向移动，放出热量增多，即有a<d，同时有e<h，C错误；由已知热化学方程式可得a＝98.3e，由选项A解析可知，a＋c＝196.6，即98.3e＋c＝196.6，D正确。] 集训真题　走进高考 1.B　[A.MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B.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；C.铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，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；D.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.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.B　[A.平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；B.平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；C.通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；D.通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确。] 4.D　[根据已知反应①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝173.3 kJ· mol-1，反应②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝41.2 kJ· mol-1，且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影响更大一些，即CO2 选择性增大，同时CO 的选择性减小，根据CO 的选择性的定义可知③代表CO2 的选择性，①代表CO 的选择性，②代表H2 的产率，以此解题。A.由分析可知②代表H2 的产率，错误；B.由分析可知升高温度，平衡时CO 的选择性减小，错误；C.两种物质参加反应，增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，错误；D.加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2产率，正确。] 5.D　[ A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NH3的平衡转化率降低，故A错误；B.根据图像，在175～300 ℃范围，随温度的升高，N2的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；C.根据图像，温度高于250 ℃ N2的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225 ℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故C错误；D.氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$