2.2 化学平衡(晨读·晚练)-2026-2027学年高二化学知识通关晨读·晚练·周末破(人教版选择性必修1)
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内容正文:
2.2.1 可逆反应与化学平衡状态
一、概念卡
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行、又能向逆反应方向进行的反应,用"⇌"表示。
可逆反应的特点:①正、逆反应同时进行;②反应物不能完全转化为生成物;③在一定条件下最终达到化学平衡状态。
化学平衡状态: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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
平衡的建立:反应开始时 v正 最大、v逆 为零;随着反应进行,反应物浓度减小使 v正 减小,生成物浓度增大使 v逆 增大;当 v正 = v逆 时,达到平衡。
五个特征"逆、等、动、定、变":逆指可逆反应;等指 v正 = v逆 ≠ 0;动指动态平衡,反应并未停止;定指各组分浓度、百分含量保持一定;变指条件改变时平衡可以发生移动。
二、平衡判断标志
判断标志
能否判断
适用条件与说明
同一物质:v正 = v逆
能
必须一正一逆,且是同一种物质
不同物质:换算成同一物质后v正=v逆
能
必须一正一逆,并按化学计量数换算
各组分浓度、质量分数、体积分数不变
能
通用标志,最可靠
有颜色变化的反应,颜色不再改变
能
如、
恒容、全为气体时密度不变
不能
m 与 V 均不变,密度始终不变
恒容时总压强不变
看情况
气体分子数改变时能;分子数不变时不能
平均摩尔质量不变
看情况
全为气体且分子数改变时能;分子数不变时不能
绝热容器中温度不变
能
反应热效应使温度变化,温度恒定即平衡
消耗 a mol A 同时生成 a mol A
能
同种物质,一正一逆
消耗 a mol A 同时消耗 b mol B
不能
两者都是正反应方向,未体现"一正一逆"
三、平衡建立过程的定量特征
速率视角:v正 由大到小,v逆 由零到大,二者相等时曲线相交且保持水平。
浓度视角:反应物浓度由大到小,生成物浓度由零到大,二者最终都保持水平。
含量视角:反应物的体积分数、质量分数先变化后恒定,恒定不等于等于化学计量数之比。
平衡时各物质的浓度之比一般不等于化学计量数之比。只有在特定投料比和特定 K 下才可能恰好相等,因此"浓度比等于系数比"不能作为判断平衡的标志。
四、方程式清单(背诵)
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
五、易混辨析
辨析一:可逆反应与"能双向进行"。
①可逆反应必须在同一条件下正、逆反应同时进行。
②不同条件下的双向反应不叫可逆反应,如氢气燃烧生成水、水电解生成氢气和氧气。
③可逆反应中反应物的转化率一定小于 100%。
辨析二:平衡时浓度"不变"不等于"相等"。
①各组分浓度保持不变,但数值一般不相等。
②浓度之比一般不等于化学计量数之比,不能据此判断平衡。
辨析三:v正 = v逆 不等于"速率不变"。
①平衡时正、逆速率相等且都不为零,是动态平衡。
②"速率不变"只说明速率恒定;若 v正 ≠ v逆,反应仍在向某一方向进行。
辨析四:恒量不变不能判断平衡。
①恒容、全为气体的体系中,密度始终不变,不能判断。
②气体分子数不变的反应,总压强、平均摩尔质量始终不变,不能判断。
辨析五:平衡移动与平衡常数。
①温度不变时,改变浓度或压强,平衡可能移动,但 K 不变。
②只有温度改变,K 才改变;这与下一课时的内容直接衔接。
六、口诀与模型
【口诀】逆等动定变,五字记心间;正逆速率等,组分含量定;恒量不算数,变量不变才算平。
【模型】"变量法"判断平衡:第一步,判断该物理量在反应过程中是否会变化;第二步,只有"会变化的量"不再变化,才能说明达到平衡;第三步,"始终不变"的量一律不能作为标志。
默写(限时5min)
1.可逆反应是在____条件下,既能向____方向进行,又能向____方向进行的反应。
2.可逆反应中反应物不能____,转化率____100%。
3.化学平衡状态是指在一定条件下,____相等,各组分____保持不变的状态。
4.平衡建立过程中,v正 逐渐____,v逆 逐渐____,最终二者____。
5.平衡的五个特征:____、____、____、____、____。
6.平衡时反应____停止(填有或没有),属于____平衡。
7.判断标志:同一物质 v正____v逆;不同物质必须换算成____再比较。
8.恒容、全为气体时,密度____(填变化或不变),故不能用密度判断平衡。
9.反应前后气体分子数相等的反应,恒容下总压强____,不能用于判断平衡。
10.写出合成氨的化学方程式:________________。
11.写出与相互转化的化学方程式:________________。
12.写出与反应的离子方程式:________________。
13.写出与相互转化的离子方程式:________________。
14.对于,恒容下气体总物质的量____,平均摩尔质量____,二者都不能判断平衡。
15.绝热容器中温度不变____(填能或不能)说明达到平衡。
16."消耗 a mol A 同时生成 a mol A"____(填能或不能)说明达到平衡。
17."消耗 a mol A 同时消耗 b mol B"____(填能或不能)说明达到平衡,因为二者都是____方向。
18.平衡时各组分浓度保持不变,但数值一般____等。
19.温度改变时,平衡常数____(填一定或不一定)改变。
20.勒夏特列原理一次只改变____个条件,且平衡只能____这种改变。
A 级 基础达标(共 16 分)
1.下列反应属于可逆反应的是( )(2分)
A.
B.
C.(在敞口容器中进行)
D.HCl + NaOH =
2.化学平衡状态的特征不包括( )(2分)
A.逆 B.等 C.动 D.完全转化
3.可逆反应达到平衡时,下列说法正确的是( )(2分)
A.反应已经停止 B.反应物与生成物的浓度相等
C.v正 = v逆 ≠ 0 D.各物质浓度之比等于化学计量数之比
4.化学平衡时各组分浓度保持不变的实质是( )(2分)
A.反应已经停止 B.正、逆反应速率相等
C.催化剂失去活性 D.反应物已经耗尽
5.对于反应,下列能说明反应达到平衡的是( )(2分)
A.v正= v逆
B.容器内气体总压强不变
C.∶∶= 1∶3∶2
D.单位时间内消耗同时消耗
6.恒温恒容下,下列不能判断反应达到平衡的是( )(2分)
A.混合气体颜色不变 B.容器内压强不变
C.气体密度不变 D.平均摩尔质量不变
7.对于反应,下列能说明达到平衡的是( )(2分)
A.容器内压强不变 B.气体密度不变
C.混合气体颜色不变 D.平均摩尔质量不变
8.可逆反应达到平衡后,改变条件使平衡发生移动,这说明( )(2分)
A.化学平衡是动态平衡 B.反应已经停止
C.平衡常数一定改变 D.反应物转化率一定增大
B 级 能力提升(共 18 分)
9.在恒容密闭容器中进行反应,下列能说明达到平衡的是( )(3分)
A.与的浓度相等
B.容器内气体总物质的量不变
C.v正= 2v逆
D.容器内气体密度不变
10.某可逆反应的速率—时间图像显示:时刻 v正 突然增大,v逆 瞬间不变,随后两者逐渐相等。时刻改变的条件可能是( )(3分)
A.升高温度 B.增大反应物浓度 C.使用催化剂 D.减小压强
11.在 2 L 容器中进行反应 X(g) + Y(g) ⇌ 2Z(g),各物质的物质的量随时间变化如下:0 s 时为 1.0 mol、1.0 mol、0;2 s 时为 0.7 mol、0.7 mol、0.6 mol;4 s 时为 0.5 mol、0.5 mol、1.0 mol;6 s 时仍为 0.5 mol、0.5 mol、1.0 mol。下列说法正确的是( )(3分)
A.该反应为 X + Y ⇌ 2Z
B.2 s 时反应已达平衡
C.4 s 时反应尚未达到平衡
D.Z 的起始浓度为 0.5 mol/L
12.恒温恒容下进行反应,下列不能说明达到平衡的是( )(3分)
A.混合气体颜色不变 B.容器内压强不变
C.不变 D.混合气体密度不变
13.反应达到平衡后,保持温度、体积不变,充入少量,则( )(3分)
A.v正 增大,v逆 瞬间不变 B.v正 不变,v逆 增大
C.平衡不移动 D.的转化率增大
14.在反应进行过程中,下列物理量始终不变的是( )(3分)
A.HI 的浓度 B.混合气体的颜色
C.气体总物质的量 D.的物质的量
C 级 素养挑战(共 16 分)
15.在恒容密闭容器中进行反应,下列能说明达到平衡的是( )(4分)
A.容器内压强不变
B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.c(CO)∶= 1∶1
D.单位时间内消耗 1 mol CO 同时生成 1 mol CO
16.相同容器中,反应 aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) 分别在、温度下进行,测得 c(C) 随时间变化的曲线如下。下列判断正确的是( )(4分)
A.>
B.该反应的正反应为吸热反应
C.时正反应速率小于时
D.无法判断温度高低
17.在恒温恒容容器中进行反应 2A(g) ⇌ B(g) + 2C(g),达到平衡。下列操作能使平衡正向移动且 A 的转化率增大的是( )(4分)
A.充入 A B.充入 B C.移出 C D.充入惰性气体
18.工业合成氨反应为。下列说法正确的是( )(4分)
A.达到平衡时与完全转化为
B.达到平衡时 v正= v逆
C.达到平衡时各物质的浓度保持不变
D.延长反应时间可提高的转化率
参考答案:
1.B 解析:可逆反应要求同一条件下正、逆反应同时进行。A 中水生成后不能在点燃条件下同时分解;C 中逸出,逆反应不能进行;D 是典型的完全反应。
2.D 解析:"逆、等、动、定、变"是可逆反应平衡的五个特征;可逆反应中反应物不能完全转化,D 不属于平衡特征。
3.C 解析:平衡是动态平衡,反应未停止,A 错;平衡时浓度保持不变,但一般不相等,B 错;浓度之比一般不等于系数比,D 错。
4.B 解析:v正 = v逆,单位时间内某物质生成多少就消耗多少,故其浓度保持不变。
5.B 解析:A 未按系数换算,v逆应为 v逆,二者不相等,A 错;该反应气体分子数由 4 变为 2,恒容下压强会变化,压强不变说明已达平衡,B 对;浓度比等于系数比不能作为标志,C 错;D 中两个方向都是正反应,D 错。
6.C 解析:恒容、全为气体时,气体总质量与体积都不变,密度始终不变,不能作为标志;颜色、压强、平均摩尔质量均随反应进行而改变。
7.C 解析:该反应前后气体分子数相等,恒容下压强、平均摩尔质量始终不变;密度也始终不变;只有蒸气的紫色深浅随反应进行改变,颜色不变才能说明平衡。
8.A 解析:平衡能够移动,说明平衡是有条件的、动态的;若只改变浓度或压强,K 不变,C 错;移动方向可能使转化率减小,D 错。
9.B 解析:该反应气体分子数由 3 变为 2,恒容下总物质的量会变化,不变即平衡;A 不是标志;平衡时应满足 2v正= v逆,C 错;密度始终不变,D 错。
方法点拨:先数反应前后气体计量数之和,判断"总物质的量"是否为变量。
10.B 解析:升温、加催化剂都会使正、逆速率同时增大;减压使两者同时减小;只有增大反应物浓度,才会使 v正 突增而 v逆 瞬间不变。
方法点拨:看"突变的是哪一个速率",就能反推改变的是哪一种浓度。
11.A 解析:X、Y 各减少 0.5 mol,Z 增加 1.0 mol,变化量之比为 1∶1∶2,A 对;2 s 后各量仍在变化,未达平衡,B 错;4 s 与 6 s 数据相同,4 s 时已达平衡,C 错;Z 的起始量为 0,D 错。
方法点拨:由"变化量之比"定系数比,由"数据不再变化"定平衡时刻。
12.D 解析:恒容、全为气体,密度始终不变;颜色、压强、浓度均随反应进行改变,不变即平衡。
方法点拨:恒容、全为气体的体系中密度是恒量,凡以"密度不变"作标志的选项优先排除。
13.A 解析:充入瞬间增大,v正 增大,v逆 不变,平衡正向移动;增大一种反应物的浓度,该反应物自身的转化率通常降低,D 错。
方法点拨:"瞬间"只考虑直接改变浓度的物质。
14.C 解析:反应前后气体分子数相等,总物质的量始终不变;A、B、D 均随反应进行而改变。
方法点拨:始终不变的量不能作为平衡标志,本题正是"恒量"的典型。
15.D 解析:该反应前后气体分子数相等,恒容下压强、平均摩尔质量始终不变,A、B 不能判断;C 的比值由投料决定,不是标志;D 中消耗 CO 是正反应、生成 CO 是逆反应,同一物质速率相等,说明达平衡。
方法点拨:判断标志必须"一正一逆、同一物质(或换算后同一物质)"。
16.B 解析:其他条件相同时,温度越高反应越快、"先拐先平",故>,A、D 错;时 c(C) 更大,说明升温使平衡正向移动,正反应吸热,B 对;温度高则速率大,C 错。
方法点拨:图像题记两句——"先拐先平温度高,平台高低定吸放"。
17.C 解析:移出生成物 C,v逆 减小,平衡正向移动,A 的转化率增大;充入 A 虽使平衡正向移动,但 A 自身转化率通常降低;充入 B 使平衡逆向移动;恒容充惰性气体对平衡无影响。
方法点拨:移出生成物只使 v逆 瞬间减小,v正 瞬间不变,判断"瞬间"时不要两头都改。
18.C 解析:可逆反应不能进行到底,A 错;平衡时应为 v正= v逆,B 错;平衡后延长反应时间不改变转化率,D 错;C 是平衡的基本特征。
方法点拨:可逆反应的转化率有上限,延长反应时间只能"接近"平衡,不能突破平衡。
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2.2.2 化学平衡常数
一、概念卡
化学平衡常数:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,符号 K。
表达式:对 aA + bB ⇌ cC + dD,K =。
书写规则:①纯固体、纯液体不写入;②稀溶液中水作溶剂,不写入;③指数等于化学计量数;④K 与方程式的写法一一对应。
K 的意义:K 越大,相同温度下正反应进行的程度越大,反应物的转化率越高。
K 的影响因素:只与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关。
浓度商 Q:形式与 K 相同,但代入任意时刻的浓度。Q < K 时反应正向进行,Q = K 时达到平衡,Q > K 时反应逆向进行。
转化率:α(A) =- n平=。
平衡常数的应用:①比较 Q 与 K,判断反应进行的方向;②结合三段式计算平衡浓度与转化率;③比较同温度下不同反应进行的程度。K 不随浓度、压强改变,故不能用 K 判断"改变浓度后平衡向哪边移动",判断移动仍要看正、逆速率的相对大小。
二、书写规则逐条落实
规则一:纯固体、纯液体不写。如,K =。
规则二:稀溶液中水不写。如,K =。
规则三:指数为系数。如,K =。
规则四:正、逆反应的 K 互为倒数。
规则五:方程式系数变为 n 倍,K 变为;两方程式相加,K 相乘。
规则六:高中阶段 K 一般不写单位,只比较数值大小。
三、三段式模型
列法:第一行写起始量,第二行写转化量,第三行写平衡量;转化量之比等于化学计量数之比;平衡量 = 起始量 ± 转化量。
例:1 L 容器中,起始、各 1 mol,平衡时 HI 为 1.6 mol。
①:起始 1 mol,转化 0.8 mol,平衡 0.2 mol,= 80%。
②:起始 1 mol,转化 0.8 mol,平衡 0.2 mol,= 80%。
③HI:起始 0 mol,转化 1.6 mol,平衡 1.6 mol。
④K == 64。
三段式的三个用途:算转化率、算平衡浓度、算平衡常数。凡涉及"起始量、平衡量、转化率、K"中任意两个,都可以用三段式补齐其余。
四、表达式清单(背诵)
①K =
②:K =
③:K =
④:K =
⑤:K =
⑥:K =
⑦:K =
⑧:K =
⑨α =
⑩Q < K 正向,Q = K 平衡,Q > K 逆向
⑪正、逆反应 K 互为倒数
⑫系数变为 n 倍,K 变为
五、易混辨析
辨析一:K 与转化率。
①同一反应、同一温度下,K 越大,平衡转化率越大。
②不同反应之间不能直接比较 K 来判断转化率高低,因为 K 的表达式与单位不同。
辨析二:K 只与温度有关。
①改变浓度、压强、使用催化剂,K 都不变。
②温度改变,K 一定改变:吸热反应升温 K 增大,放热反应升温 K 减小。
辨析三:固体、纯液体与溶剂水。
①固体、纯液体不写入 K 的表达式。
②稀溶液中水不写;非水溶剂中的水要写,如酯化反应生成的水。
辨析四:Q 与 K 的形式相同、含义不同。
①Q 代入任意时刻浓度,K 只代入平衡浓度。
②两者的表达式必须与同一方程式对应,方程式改写则表达式同步改写。
辨析五:K 与速率。
①K 描述"反应能进行到什么程度",不描述"进行得多快"。
②K 大不代表速率快;速率快也不代表 K 大。
六、口诀与模型
【口诀】幂积之比定常数,固液溶剂不入户;系数作指数,温度定数值;Q 比 K,小正大逆等平衡。
【模型】"三段式"模板:起始、转化、平衡三行并列;先由已知量定"转化量",再按系数比分配,最后逐项求 α、c、K。
默写(限时5min)
1.平衡常数表达式 K = ________________。
2.固体、纯液体____写入 K 的表达式;稀溶液中的____也不写入。
3.的 K = ________________。
4.的 K = ________________。
5.的 K = ________________。
6.的 K = ________________。
7.K 只与____有关,与____、____、____无关。
8.K 越大,正反应进行的程度越____,反应物的转化率越____。
9.正反应 K 与逆反应 K′ 的关系:K′ = ____。
10.方程式系数变为原来的 n 倍,K 变为____。
11.Q<K 时____,Q=K 时____,Q>K 时____。
12.转化率 α = ____×100%。
13.1 L 容器中与起始均为 1 mol,平衡时 HI 为 1.6 mol,则转化率为____,K = ____。
14.上题平衡时= ____ mol/L,= ____ mol/L。
15.放热反应升高温度,K ____(填增大或减小)。
16.吸热反应升高温度,K ____。
17.使用催化剂,K ____。
18.增大压强(缩小体积),K ____。
19."三段式"的三行分别是____、____、____。
20.K 大表示反应进行的____大,不表示反应____快。
A 级 基础达标(共 16 分)
1.反应的平衡常数表达式正确的是( )(2分)
A.K =
B.K =
C.K =
D.K =
2.下列物质应写入平衡常数表达式的是( )(2分)
A.纯固体 B.纯液体 C.稀溶液中的水 D.气体
3.反应的平衡常数表达式正确的是( )(2分)
A.K =
B.K =
C.K =
D.K =
4.平衡常数 K 的大小( )(2分)
A.只与温度有关 B.与浓度有关 C.与压强有关 D.与催化剂有关
5.对某一可逆反应,K 越大说明( )(2分)
A.反应速率越快 B.正反应进行的程度越大 C.反应一定放热 D.转化率一定为 100%
6.反应在某温度下 K = 64,平衡时== 0.5 mol/L,则 c(HI) 为( )(2分)
A.4 mol/L B.8 mol/L C.16 mol/L D.32 mol/L
7.转化率 α 的表达式是( )(2分)
A.(起始量-平衡量)/起始量×100%
B.(平衡量-起始量)/平衡量×100%
C.平衡量/起始量×100%
D.(起始量-平衡量)/平衡量×100%
8.反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡常数 K( )(2分)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
B 级 能力提升(共 18 分)
9.某温度下,反应的 K = 1.0。起始时 c(CO) == 1.0 mol/L,CO 的转化率为( )(3分)
A.25% B.50% C.75% D.100%
10.反应 2A(g) ⇌ B(g) + 3C(g) 在某温度下 K = 0.5。某时刻测得 c(A) = 2 mol/L、c(B) = 1 mol/L、c(C) = 1 mol/L,此时( )(3分)
A.Q = 0.25,反应正向进行
B.Q = 0.25,反应逆向进行
C.Q = 0.5,反应已达平衡
D.Q = 4,反应逆向进行
11.在 1 L 容器中进行,起始加入和,平衡时为 0.8 mol。的转化率为( )(3分)
A.20% B.40% C.60% D.80%
12.上题条件下,该温度下的平衡常数 K 约为( )(3分)
A.0.18 B.0.36 C.5.6 D.0.09
13.对于反应,若把方程式改写为,平衡常数记为 K′,则( )(3分)
A.K′ = K B.K′ = C.K′ = 2K D.K′ = 1/K
14.反应 A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) 在某温度下 K = 4。起始时 c(A) = c(B) = 2 mol/L,A 的转化率为( )(3分)
A.50% B.67% C.75% D.80%
C 级 素养挑战(共 16 分)
15.某温度下,在 2 L 容器中进行,起始加入 2 mol CO 和,平衡时为 1.2 mol。下列说法正确的是( )(4分)
A.CO 的转化率为 60%
B.平衡时的浓度为 0.4 mol/L
C.K =
D.增大压强,K 增大
16.在 1 L 容器中进行,起始加入,平衡时容器内气体总物质的量为 0.7 mol。下列说法正确的是( )(4分)
A.的转化率为 60%
B.平衡时= 0.15 mol/L
C.该温度下 K = 0.75
D.平衡时∶= 2∶1
17.对于反应 ΔH<0,下列说法正确的是( )(4分)
A.升高温度,K 增大
B.升高温度,混合气体颜色变浅
C.增大压强,K 不变,的转化率增大
D.使用催化剂,K 增大
18.某温度下,反应 A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) 的 K = 1。起始时 c(A) = 2 mol/L、c(B) = 1 mol/L、c(C) = c(D) = 0,平衡时 A 的转化率为( )(4分)
A.33% B.50% C.67% D.75%
参考答案:
1.A 解析:生成物浓度幂之积作分子、反应物浓度幂之积作分母,指数等于化学计量数。
2.D 解析:纯固体、纯液体、稀溶液中的溶剂水均视为常数,不写入表达式;气体浓度可变,必须写入。
3.A 解析:的系数为 3,其浓度应取三次方;为可溶配合物,浓度可变,写在分子。
4.A 解析:K 是温度的函数;改变浓度、压强、使用催化剂都不改变 K。
5.B 解析:K 描述反应进行的程度,不描述速率;K 大与吸放热无必然联系;可逆反应转化率不可能达到 100%。
6.A 解析:K === 64,得= 16,c(HI) = 4 mol/L。
7.A 解析:转化率指已转化的量占起始量的百分比,分母必须是起始量。
8.C 解析:K 只与温度有关,压强改变不影响 K;压强改变影响的是浓度商 Q 与平衡位置。
9.B 解析:设转化 x mol/L,则 K == 1,得 x/(1-x) = 1,x = 0.5,转化率 50%。
方法点拨:K = 1 且反应物起始浓度相等时,转化率直接为 50%,可作为速算结论使用。
10.A 解析:Q == 1×1/4 = 0.25,小于 K = 0.5,故反应正向进行。
方法点拨:Q 与 K 的表达式必须完全一致,算完先比大小再定方向。
11.B 解析:生成需消耗,转化率 = 1.2/3×100% = 40%。
方法点拨:先由生成物算"转化量",再除以该物质自身的起始量。
12.A 解析:平衡时= 0.6 mol/L,= 1.8 mol/L,= 0.8 mol/L;K =。
方法点拨:算 K 前先把三段式的"物质的量"换算成"浓度",体积为 1 L 时才可直接代入。
13.B 解析:方程式系数缩小为原来的 1/2,K 变为原来的 1/2 次方。
方法点拨:系数乘 n,K 乘 n 次方;系数除 n,K 开 n 次方。
14.A 解析:设转化 x,则= 4,得 2x/(2-x) = 2,x = 1,转化率 50%。
方法点拨:两边都是完全平方时可直接开方,避免解二次方程。
15.A 解析:α(CO) = 1.2/2×100% = 60%,A 对;消耗 2.4 mol,剩余 1.6 mol,浓度为 0.8 mol/L,B 错;的系数为 2,表达式中应取其浓度的平方,C 错;K 只与温度有关,D 错。
方法点拨:三段式的转化量必须按系数比同步变化,算浓度时别忘记除以体积 2 L。
16.A 解析:设生成,则为 1-2x,总量为 1-x = 0.7,x = 0.3;= 0.6/1×100% = 60%,A 对;= 0.3 mol/L,B 错;K == 1.875,C 错;浓度比为 0.4∶0.3 = 4∶3,D 错。
方法点拨:本题的关键是用"总量差"求转化量,1-x 型的总量关系要练熟。
17.C 解析:放热反应升温 K 减小,A 错;升温平衡逆向移动,增多,颜色加深,B 错;加压平衡正向移动,转化率增大,但 K 不变,C 对;催化剂不改变 K,D 错。
方法点拨:K 只随温度改变;压强、浓度、催化剂一律不影响 K,只影响平衡位置或速率。
18.A 解析:设转化 x,则= 1,展开得= 2-3x+,x = 2/3 ≈ 0.67,转化率 = 0.67/2×100% ≈ 33%。
方法点拨:注意分母是"起始浓度减转化量",不是起始浓度本身。
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2.2.3 影响化学平衡的因素
一、概念卡
化学平衡移动:当外界条件改变时,原平衡被破坏,反应混合物中各组分的含量随之改变,在新的条件下建立新平衡的过程。
勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个因素(浓度、压强、温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动。
压强:对有气体参与且反应前后气体分子数不相等的反应,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动。
温度:升高温度,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动。
催化剂:同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动,但能缩短达到平衡的时间。
二、条件改变与平衡移动
条件改变
v正
v逆
平衡移动方向
说明
增大反应物浓度
增大
瞬间不变
正反应方向
生成物转化率提高
减小生成物浓度
瞬间不变
减小
正反应方向
工业上分离产物
增大压强(缩小体积)
增大
增大
气体分子数减小方向
对Δn=0 的反应不移动
减小压强(增大体积)
减小
减小
气体分子数增大方向
—
升高温度
增大
增大
吸热方向
吸热方向增大倍数更大
降低温度
减小
减小
放热方向
放热方向减小倍数更小
使用催化剂
增大
增大
不移动
同等倍数加快
恒容充惰性气体
不变
不变
不移动
各组分浓度不变
恒压充惰性气体
减小
减小
气体分子数增大方向
体积增大,浓度减小
判断移动方向的唯一依据是"改变条件后 v正 与 v逆 的相对大小",不是"速率变大还是变小"。升温时正、逆速率都变大,但吸热方向变大更多,故平衡向吸热方向移动。
三、实验
实验一:浓度对与平衡的影响
项目
内容
实验名称
浓度对与反应平衡的影响
实验原理
(红色),K =;改变或的浓度,平衡发生移动,红色深浅随之改变
实验用品
溶液、0.015 mol/L KSCN 溶液、溶液、1 mol/L KSCN 溶液、1 mol/L NaOH 溶液、蒸馏水、试管 4 支、胶头滴管
装置与操作
①取 4 支试管,各加溶液和 2 mL 0.015 mol/L KSCN 溶液,振荡,均呈红色;
②第 1 支滴加溶液 3 滴,第 2 支滴加 1 mol/L KSCN 溶液 3 滴,第 3 支滴加 1 mol/L NaOH 溶液 3 滴,第 4 支加蒸馏水 3 滴作对照;
③振荡后对比四支试管的颜色
实验现象
加的试管红色加深;加 KSCN 的试管红色加深;加 NaOH 的试管红色变浅,并出现红褐色沉淀;对照管颜色基本不变
实验结论
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动;减小浓度(生成沉淀),平衡向逆反应方向移动
注意事项
①溶液本身呈黄色,浓度不宜过大,否则干扰红色观察;
②四支试管所加试剂体积相同,均为 3 滴;
③NaOH 要逐滴加入,边加边振荡;
④是红色可溶配合物,不能写成沉淀
实验二:温度对与平衡的影响
项目
内容
实验名称
温度对与平衡的影响
实验原理
ΔH < 0;为红棕色,为无色;升温平衡向吸热方向(逆反应方向)移动,颜色加深;降温平衡向放热方向(正反应方向)移动,颜色变浅
实验用品
充有与混合气体的密闭玻璃球 2 个、烧杯 2 只、热水、冰水、温度计、白纸
装置与操作
①取两个盛有相同组成混合气体的密闭玻璃球,观察并记录常温下的颜色;
②把其中一个放入盛有热水的烧杯中,另一个放入盛有冰水的烧杯中,静置 2~3 min;
③取出后立即以白纸为背景透光对比两球颜色,并与常温时比较
实验现象
热水中的玻璃球颜色明显加深,冰水中的玻璃球颜色明显变浅;取出后随温度恢复,颜色逐渐恢复
实验结论
升高温度,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动
注意事项
①两球内气体的组成、浓度、体积必须相同;
②热水温度不宜过高,防止玻璃球炸裂;
③观察时以白纸为背景透光观察;
④有毒,装置必须密封,实验在通风处进行;
⑤颜色恢复说明变化由温度引起,不是气体泄漏
实验三:酸碱度对与平衡的影响
项目
内容
实验名称
酸碱度对与平衡的影响
实验原理
,K =;呈橙色,呈黄色;加酸使平衡逆向移动,橙色加深;加碱使平衡正向移动,黄色加深
实验用品
溶液、、1 mol/L NaOH 溶液、蒸馏水、试管 3 支、胶头滴管
装置与操作
①取 3 支试管,各加溶液,观察颜色;
②第 1 支滴加溶液 5 滴,第 2 支滴加 1 mol/L NaOH 溶液 5 滴,第 3 支加蒸馏水 5 滴作对照;
③振荡后以白纸为背景对比三支试管的颜色
实验现象
加硫酸的试管橙色加深;加 NaOH 的试管由橙色变为黄色;加蒸馏水的试管颜色基本不变
实验结论
增大浓度,平衡向生成的方向(逆反应方向)移动;减小浓度,平衡向生成的方向(正反应方向)移动
注意事项
①有强氧化性,避免接触皮肤和衣物;
②所加酸、碱、水的体积相同;
③NaOH 要逐滴加入并振荡,避免过量;
④废液集中回收,不能直接倒入下水道;⑤颜色判断以白纸为背景
四、等效平衡初步
等效平衡:在一定条件下,可逆反应从不同的起始状态出发,达到平衡时各组分的百分含量相同的状态。
恒温恒容、气体分子数改变的反应:把生成物按化学计量数"一边倒"折算成反应物后,各物质的物质的量与原平衡完全相同,才属于等效平衡。
恒温恒容、气体分子数不变的反应:一边倒后各物质的物质的量成比例即可。
恒温恒压:一边倒后各物质的物质的量成比例即可。
例:,恒温恒容下,与、、与再加,三者一边倒后均为与,属于等效平衡。
五、方程式清单(背诵)
① ΔH < 0
② ΔH < 0
③ ΔH < 0
④
⑤
⑥ ΔH < 0
⑦ ΔH > 0
⑧
⑨
⑩Q < K 正向,Q > K 逆向,Q = K 平衡
⑪催化剂不改变 K,不改变平衡转化率
⑫恒容充惰性气体,平衡不移动
六、易混辨析
辨析一:催化剂与平衡。
①催化剂同等倍数加快正、逆反应,平衡不移动,转化率不变。
②催化剂只能缩短达到平衡的时间,不能提高产率。
辨析二:压强与惰性气体。
①恒容充惰性气体:各组分浓度不变,平衡不移动。
②恒压充惰性气体:体积增大,各组分浓度减小,平衡向气体分子数增大的方向移动。
③只有"缩小体积"才等同于"增大压强"。
辨析三:平衡移动方向与速率变化方向。
①升温时正、逆速率都增大,平衡却向吸热方向移动。
②判断移动方向看"谁增得更多",不看"谁增谁减"。
辨析四:"减弱"不等于"抵消"。
①勒夏特列原理只能减弱外界改变,不能完全抵消。
②例如升温后平衡向吸热方向移动,但体系温度仍高于原温度。
辨析五:浓度改变与转化率。
①增大某反应物浓度,可提高其他反应物的转化率,但该反应物自身的转化率通常降低。
②对于,恒容再充入,相当于加压,的转化率增大。
七、口诀与模型
【口诀】升温向吸热,加压向气少;增浓向消耗,减浓向生成;催化不移动,恒容惰性静。
【模型】"两步判断移动":第一步,找出改变条件后瞬间 v正、v逆 谁大;第二步,若 v正 > v逆 则正向移动,若 v逆 > v正 则逆向移动,若仍相等则不移动。
默写(限时5min)
1.化学平衡移动是指外界条件改变,原平衡被破坏,各组分____随之改变,在新条件下建立____的过程。
2.勒夏特列原理:改变影响平衡的一个因素,平衡向能够____这种改变的方向移动。
3.增大反应物浓度,v正____,v逆 瞬间____,平衡向____方向移动。
4.减小生成物浓度,v逆____,v正 瞬间____,平衡向____方向移动。
5.增大压强(缩小体积),平衡向气体分子数____的方向移动。
6.反应前后气体分子数相等的反应,改变压强,平衡____移动。
7.升高温度,平衡向____方向移动;降低温度,平衡向____方向移动。
8.使用催化剂,正、逆反应速率____程度加快,平衡____移动。
9.恒容充入惰性气体,平衡____移动;恒压充入惰性气体,平衡向气体分子数____的方向移动。
10. ΔH<0,放入热水中颜色____,说明平衡向____方向移动。
11.中加 NaOH,红色____,原因是____。
12.中加酸,溶液呈____色;加碱,呈____色。
13.勒夏特列原理中的"减弱"____(填等于或不等于)"抵消"。
14.催化剂只能缩短达到平衡的____,不能改变平衡____。
15.恒温恒容、气体分子数改变的反应,等效平衡要求"一边倒"后各物质的____完全相同。
16.恒温恒压时,等效平衡只要求"一边倒"后各物质的物质的量成____。
17.,恒温恒容下与和属于____平衡。
18.升高温度,放热反应的 K ____,平衡向____方向移动。
19.平衡移动的方向由____与____的相对大小决定。
20.写出转化为的化学方程式并注明 ΔH 符号:________________。
A 级 基础达标(共 16 分)
1.下列关于勒夏特列原理的表述正确的是( )(2分)
A.改变条件,平衡向消除这种改变的方向移动
B.改变影响平衡的一个条件,平衡向能够减弱这种改变的方向移动
C.改变条件,平衡一定向正反应方向移动
D.改变条件,平衡一定向逆反应方向移动
2.反应 ΔH<0,升高温度,平衡( )(2分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.无法判断
3.反应达到平衡后,增大压强(缩小体积),平衡( )(2分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.先正后逆
4.使用催化剂对化学平衡的影响是( )(2分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.先正后逆
5.反应达到平衡后,增大压强,平衡( )(2分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.无法判断
6.在的平衡体系中加入 NaOH 溶液,现象是( )(2分)
A.红色加深 B.红色变浅 C.无变化 D.产生蓝色沉淀
7.反应 ΔH<0,把盛有平衡混合气的密闭玻璃球放入热水中,颜色( )(2分)
A.变深 B.变浅 C.不变 D.先深后浅
8.反应达到平衡后,加入稀硫酸,溶液颜色( )(2分)
A.橙色加深 B.黄色加深 C.不变 D.褪色
B 级 能力提升(共 18 分)
9.反应达到平衡后,恒容充入惰性气体,平衡( )(3分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.无法判断
10.反应达到平衡后,恒压充入惰性气体,平衡( )(3分)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动 D.无法判断
11.反应达到平衡后,增大压强,CO 的转化率( )(3分)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
12.反应达到平衡后,移出部分,瞬间( )(3分)
A.v正 增大,v逆 减小 B.v正 瞬间不变,v逆 减小
C.v正 减小,v逆 增大 D.两者都增大
13.反应 ΔH<0 达到平衡后,下列措施既能加快反应速率又能提高转化率的是( )(3分)
A.升高温度 B.增大压强 C.使用催化剂 D.移出
14.反应 ΔH<0 达到平衡后,保持温度、体积不变,再充入,的转化率( )(3分)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
C 级 素养挑战(共 16 分)
15.对于反应 aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g),测得压强增大时 A 的转化率增大,温度升高时 A 的转化率减小。下列判断正确的是( )(4分)
A.a + b > c,正反应放热
B.a + b < c,正反应吸热
C.a + b > c,正反应吸热
D.a + b < c,正反应放热
16.恒温恒容下,对于反应,下列起始投料与"、"属于等效平衡的是( )(4分)
A.
B.、、
C.、、
D.、
17.反应 ΔH<0 达到平衡后,能提高 CO 转化率的是( )(4分)
A.升高温度 B.增大压强 C.使用催化剂 D.恒容充入惰性气体
18.工业合成氨时,理论上有利于提高平衡产率的条件是( )(4分)
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
参考答案:
1.B 解析:勒夏特列原理的关键词是"一个条件"和"减弱",不是"消除";移动方向可能正、可能逆、也可能不移动。
2.B 解析:正反应放热,升温平衡向吸热方向(逆反应方向)移动。
3.A 解析:正反应气体分子数由 3 变为 2,加压平衡向气体分子数减小的方向(正反应方向)移动。
4.C 解析:催化剂同等倍数加快正、逆反应,平衡不移动,只缩短达到平衡的时间。
5.C 解析:反应前后气体分子数相等,改变压强不影响平衡。
6.B 解析:与生成红褐色沉淀,减小,平衡逆向移动,红色变浅。
7.A 解析:升温平衡向吸热方向(逆反应方向)移动,增多,红棕色加深。
8.A 解析:加酸使增大,平衡逆向移动,增多,橙色加深。
9.C 解析:恒容充惰性气体,各组分浓度不变,正、逆速率均不变,平衡不移动。
方法点拨:恒容看"浓度变不变",恒压看"体积变不变"。
10.B 解析:恒压充惰性气体使容器体积增大,各组分浓度减小,相当于减压,平衡向气体分子数增大的方向(逆反应方向)移动。
方法点拨:恒压充惰性气体等同减压,平衡向气体分子数增大的方向移动,这是与恒容情形的分水岭。
11.C 解析:反应前后气体分子数相等,改变压强平衡不移动,转化率不变。
方法点拨:先数反应前后气体计量数之和,相等则压强不影响平衡,转化率不变。
12.B 解析:移出瞬间,减小,v逆 减小;此时、浓度未变,v正 不变。随后 v正 才逐渐减小。
方法点拨:与"充入反应物"对称记忆——动的是被改变浓度的那个方向。
13.B 解析:加压使浓度增大、速率加快,同时平衡正向移动,转化率提高;升温速率加快但平衡逆向,转化率降低;催化剂只加快速率;移出提高转化率但瞬间不加快 v正。
方法点拨:"加快"看速率,"提高转化率"看移动,两个条件必须同时满足,逐项排除最稳。
14.A 解析:恒容再充入,相当于在原平衡基础上增大压强,平衡向气体分子数减小的方向(正反应方向)移动,的转化率增大。
方法点拨:这是"等效加压"模型,不能简单套用"增大反应物浓度、自身转化率降低"的结论。
15.A 解析:加压使转化率增大,说明正反应气体分子数减小,a + b > c;升温使转化率减小,说明平衡逆向移动,正反应放热。
方法点拨:把"转化率变化"翻译成"平衡移动方向",再翻译成"计量数与吸放热"。
16.A 解析:完全折算为与,与题给投料完全相同,A 对;B 折算后为与,C 折算后为与,均不等同;D 是题给投料的两倍,恒温恒容下不等效。
方法点拨:恒温恒容、Δn≠0 时必须"完全等同",不能只成比例。
17.B 解析:正反应气体分子数由 3 变为 1,加压平衡正向移动,CO 转化率提高;升温平衡逆向;催化剂不影响;恒容充惰性气体不移动。
方法点拨:正反应气体分子数由 3 变为 1,加压同时加快速率、提高转化率,是本类题的标准答案。
18.B 解析:合成氨正反应放热、气体分子数减小,低温高压使平衡正向移动,产率提高;但实际生产中温度不能过低,否则速率太慢、催化剂活性不足,故采用约 500 ℃、高压、催化剂的条件。
方法点拨:理论最优条件与实际工业条件要分开回答,这是高考的常见设问角度。
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