[新教材]高考化学新课标一轮复习讲义：化学平衡状态和平衡移动（含解析）

新教材适用·高考化学

第二节 化学平衡状态和平衡移动

1.了解化学反应的可逆性。 2.了解化学平衡建立的过程。 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，认识其一般规律。(高频) 4.了解平衡状态的标志。(高频)

化学平衡状态

1．可逆反应

2．化学平衡状态——化学反应的限度

(1)建立过程(以N2＋3H22NH3为例)

向密闭容器中充入一定量的N2和H2，使其反应。

①反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为0，逆反应速率为0。

②反应进行中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。

③达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，此时反应物、生成物的浓度均保持不变。

建立过程的v-t为：

(2)概念

一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有反应物和生成物的浓度保持不变的状态。

(3)平衡状态的特征

外界条件对化学平衡的影响

1．外界条件的影响

2．平衡移动方向与反应速率的关系 (1)v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动。 (2)v(正)＝v(逆)，平衡不移动。

(3)v(正)

如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

点燃电解

(1)2H2＋O2=====2H2O和2H2O=====2H2↑＋O2↑是可逆反应( )

(2)化学反应进行的限度只与化学反应本身有关，与外界条件无关( ) (3)当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等( )

(4)在相同温度下，在相同容积的密闭容器中分别充入1 mol N2、3 mol H2和2 mol NH3，当反应达平衡时，两平衡状态相同( )

(5)只要v(正)增大，平衡一定正向移动( )

(6)不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动( ) (7)起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等( ) (8)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大( ) (9)若平衡发生移动，则v正和v逆一定改变，同理v正、v逆改变，平衡一定移动( )

(10)对于气体参与的可逆反应，改变体系内的压强，平衡不一定移动( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√

2．对于可逆反应M＋2N是______。

A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B．反应已经停止 C．M、N全部生成Q

D．反应混合物中各组分的浓度不再变化 E．v正(M)＝v逆(N) F．v正(M)＝v逆(Q) 【答案】 DF

3．一定条件下C(s)＋H2O(g)件不变，改变下列条件：

(1)增大压强，正反应速率________、逆反应速率________，平衡________移动；

(2)升高温度，正反应速率________、逆反应速率________，平衡________移动；

(3)充入水蒸气，反应速率________，平衡________移动； (4)加入碳，反应速率________，平衡________移动； (5)加入催化剂，反应速率________，平衡________移动。

CO(g)＋H2(g) ΔH>0，其他条Q达到平衡时，下列叙述中正确的

【答案】 (1)增大 增大 逆反应方向 (2)增大 增大 正反应方向 (3)增大 正反应方向 (4)不变 不 (5)增大 不

化学平衡的5大特征：

逆—动—等—定—变。

化学平衡的两种标志：

(1)v正＝v逆；(2)组成不变。 影响平衡的3种外界条件： (1)浓度：c反增大，正向移动；

(2)压强：p增大，气体分子数少的方向移动； (3)温度：T升高，吸热方向移动。

平衡移动与v正、v逆关系的3种情况：

(1)v正>v逆，正向移动 (2)v正＝v逆，不移动 (3)v正

1.一般判定标志

判定标志本质上同一物质：v正(X)＝v逆(X)不同物质：

v正（X）

等于X、Y

v逆（Y）

化学平衡状态的判定 的化学计量数之比现象上 各组分的质量(物质的量)分数不变各组分的浓度不变 各组分的气体体积分数不变反应物的转化率不变

2．不同条件下的平衡状态的判断 装置及反应特征 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)恒温恒容 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 恒温恒压 I2(g)＋H2(g)2HI(g) 恒温恒容 I2(g)＋H2(g)2HI(g) 恒温恒压 说明：n(总)：混合气体的总的物质的量 w：组分的百分含量 c：气体的浓度

w、c n(总)、m(总)、ρ、p、V(总) w、c n(总)、m(总)、ρ、p、V(总) V(总)、n(总)、w、c、ρ、p、m(总) n(总)、w、c、p、 m(总)、ρ、V(总) 下列量不变，才一定是下列量不变，不一定平衡状态 平衡 ρ：混合气体的密度

p：容器内的压强

M：混合气体的平均相对分子质量

(1)对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。 (2)对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。 (3)如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。

(4)根据压强是否变化来判断可逆反应是否达到平衡时，要注意两点：一是容器的容积是否可变；二是反应前后气体的体积是否变化。

(2012·山东高考改编)对于反应，N2O4(g)

2NO2(g) ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

【解析】 密度不变时为平衡状态，A对；对于给定的反应，ΔH一直保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，B错；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，NO2的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不变，C错；转化率一定时达到平衡，D对。

【答案】 AD

考向1 根据速率判断平衡状态

1．在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)

CO(g)＋H2(g)，不能确定上述可逆反应在一定条件下已达

到化学平衡状态的是( )

A．v(H2O)＝v(H2) B．v正(CO)＝v逆(H2)

C．生成n mol CO的同时生成n mol H2O D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

【解析】 v(H2O)＝v(H2)代表一个方向的速率，不能作为平衡状态。 【答案】 A

考向2 根据某些物理量不变判定平衡状态

2．(2014·辽宁省大连市高三双基测试)一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)平衡状态的是( )

A．混合气体的密度不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．体系压强不再变化 D．Z的浓度不再变化

【解析】 Z为固体，浓度为常数。 【答案】 D

1.分析化学平衡移动的一般思路

化学平衡移动与转化率 Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学

???v（正）＝?使用催化剂?平衡不??v（逆）?对气体体积无变化的?移动

? 反应改变压强?改变条件?速率

改变??v（正）≠?改变浓度?平衡向速率大

改变压强??????v（逆）?改变温度?的方向移动

2．三类典型反应的平衡移动与转化率 (1)反应实例2SO2(g)＋O2(g)

条件变化 增大O2浓度 增大SO3浓度 升高温度 增大压强 (2)反应实例2NO2(g)

条件变化 体积不变时，充入NO2气体 增大压强(缩小体积) (3)反应实例I2(g)＋H2(g)

条件变化 增大H2的浓度 增大压强 平衡移动 正移 正移 转化率变化 NO2的转化率增大 NO2的转化率增大 平衡移动 正移 逆移 逆移 正移 2SO3(g) ΔH<0 转化率变化 SO2的转化率增大，O2的转化率减小 SO2、O2的转化率都减小 SO2、O2的转化率都减小 SO2、O2的转化率都增大 N2O4(g)：

速率不变：如容积不变时充入稀有气体

2HI(g)：

转化率变化 H2的转化率减小，I2的转化率增大 转化率不变 平衡移动 正移 不移动 3.“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容：

充入惰性气体

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(转化率不变)

(2)恒温、恒压：

(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或纯液体的量，对平衡无影响。

(2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的改变。如恒温恒容条件下，N2＋3H2

2NH3达到平衡时，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)

＝1∶2∶3，若再向该容器充入1 mol N2、2 mol H2和3 mol NH3时平衡向正方向移动。

(2013·全国大纲高考)反应X(g)＋Y(g)

ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )

A．减小容器体积，平衡向右移动 B．加入催化剂，Z的产率增大 C．增大c(X)，X的转化率增大 D．降低温度，Y的转化率增大

【解析】 A．该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产

2Z(g)

率。C.增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。

【答案】 D

(1)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高，而自身转化率降低。

(2)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v(正)>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。

考向1 化学平衡移动的判断

3．(2014·南昌模拟)下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是( )

①已达平衡的反应C(s)＋H2O(g)物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动

CO(g)＋H2(g)，当增加反应

②已达平衡的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度

时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定发生移动 ④有气体参加的反应平衡时，发生在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动

A．①④ B．①②③

C．②③④ D．①②③④

【解析】 ①中改变C(s)的量，平衡不移动；②N2的转化率减小；③改变压强，平衡不一定移动；④中平衡可能移动。

【答案】 D

考向2 转化率的判断

4．(2010·重庆高考)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，当反应

达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是( )

A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥

【解析】 该反应正向为气体体积增大的吸热反应，故①升温，④减压可使平衡正向移动，⑥恒压通入惰性气体则原体系所承受的分压减小，相当于减压。

【答案】 B

考向3 平衡移动原理的应用

5．(2012·重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：

a(g)＋b(g)2c(g) ΔH1＜0

x(g)＋3y(g)2z(g) ΔH2＞0

进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功)，下列叙述错误的是．．( )

A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高 C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大

【解析】 对化学平衡体系恒压条件下通入惰性气体，相当于增大了体系压强，为保持恒压，体积增大，对第二个反应导致平衡向左移动，则放热，使体系温度升高，使第一个反应平衡左移，c的物质的量减小。恒容条件下通入惰性气

体，总压增大而分压不变，平衡不移动，速率不变；通入z气体，第二个反应导致平衡左移，y的物质的量浓度增大，放热，使反应器温度升高。

【答案】 A

化学平衡的有关综合试题解题指导

在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g)

FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变

化关系如图所示。

(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)＝_____。

(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)5 min时再充入一定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。

A．v正先增大后减小 B．v正先减小后增大 C．v逆先增大后减小 D．v逆先减小后增大

表示n(CO2)变化的曲线是_____(填写图中曲线的字母编号)。

(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态：___________________。

审题指导

信息①：固体增加3.2 g?n(FeO)＝0.2 mol?Δn(CO2)＝0.2 mol?v(CO2) 信息②：图示?2～3 min的反应速率比0～1 min的反应速率快，故此时只能升温?升高温度正向移动?ΔH>0

信息③：反应方程式?CO为生成物?增加CO，平衡向逆向移动?v正逐渐增大，v逆先增后减?n(CO2)逐渐增多

评分细则

(1)0.1 mol·L－1·min－1(单位错不给分，单位写为mol/(L·min)，mol·(L·min)

－1

不扣分)

(2)>(填大于，<，小于均不给分) (3)C b(其他答案不给分)

(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变；或固体总质量保持不变(其他合

理答案也给分)

思维建模

分析反应特点(计量数关系、热效应、状态等)和条件改变(浓度、温度、压强)?想规律?定移动。