化学第7章 化学反应速率 化学平衡 第2课时 化学平衡状态 化学平衡的移动 新人教版

化学人人 教教 版版第七章化学反应速率化学平衡第七章化学反应速率化学平衡必考内容第二课时化学平衡状态化学平衡的移动第二课时化学平衡状态化学平衡的移动考考 纲纲 解解 读读考纲要求考纲要求命题趋势命题趋势1.了解化学反应的可逆性。了解化学反应的可逆性。2了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡建立的过程。3理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、浓度、温度、压强、催化剂等压强、催化剂等)对化学平衡的影对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其响，认识并能用相关理论解释其一般规律。一般规律。4了解化学平衡的调控在生活、了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作生产和科学研究领域中的重要作用。用。高考对本部分的考查内容主要有化高考对本部分的考查内容主要有化学平衡状态的判断、分析，对化学平衡学平衡状态的判断、分析，对化学平衡移动中相关量的变化分析以及用图象工移动中相关量的变化分析以及用图象工具分析解决问题等。预计具分析解决问题等。预计2018年高考既年高考既会保持对传统知识的考查，如化学平衡会保持对传统知识的考查，如化学平衡状态的判断、有关平衡的计算等；又会状态的判断、有关平衡的计算等；又会适当增加对联系实际问题的考查，如利适当增加对联系实际问题的考查，如利用平衡移动原理探索工业条件的选择用平衡移动原理探索工业条件的选择等。备考时注意平衡状态的判断依据，等。备考时注意平衡状态的判断依据，加强对图象问题的分析。加强对图象问题的分析。1 1考点一考点一2 2考点二考点二3 3考点三考点三5 5复 习 练 案复 习 练 案4 4考点四考点四1化学平衡研究的对象化学平衡研究的对象可逆反应可逆反应(1)定义定义在在_条件下既可以向条件下既可以向_反应方向进行，同时又可以向反应方向进行，同时又可以向_反应反应方向进行的化学反应。例如：方向进行的化学反应。例如：考点一可逆反应化学平衡状态考点一可逆反应化学平衡状态同一同一正正逆逆(2)特点特点二同：二同：a.相同条件下相同条件下b.正逆反应同时进行。正逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都_(填填“大大于于”或或“小于小于”)100%。(3)表示表示在方程式中用在方程式中用“_”表示。表示。小于小于(1)反应刚开始时：反应物的浓度反应刚开始时：反应物的浓度_，正反应速率，正反应速率_。生成物的。生成物的浓度为浓度为_，逆反应速率为，逆反应速率为_。(2)反应进行中：反应物的浓度反应进行中：反应物的浓度_，正反应速率，正反应速率_。生成。生成物的浓度物的浓度_，逆反应速率，逆反应速率_。(3)肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率_，此时，反应物的，此时，反应物的浓度浓度_，生成物的浓度也，生成物的浓度也_。最大最大最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大相等相等不再改变不再改变不再改变不再改变正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：3化学平衡状态的定义化学平衡状态的定义在一定条件下的在一定条件下的_里，里，_相等，反应相等，反应混合物中混合物中_保持不变的状态。保持不变的状态。可逆反应可逆反应正反应速率和逆反应速率正反应速率和逆反应速率各组分的浓度各组分的浓度4化学平衡状态特征化学平衡状态特征(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。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)当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态即反应就当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态即反应就停止了。停止了。() (4)在一定条件下，向密闭容器中充入在一定条件下，向密闭容器中充入1 moI N2和和3 mol H2充分反应，达到平充分反应，达到平衡时衡时N2、H2、NH3三者共存。三者共存。()(5)二次电池的充、放电为可逆反应。二次电池的充、放电为可逆反应。()(6)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。度。()(7)化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变。化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变。() (1)单向反应速率之比不管是否达到平衡状态，都等于化学计量数之比，不单向反应速率之比不管是否达到平衡状态，都等于化学计量数之比，不能作为平衡状态的判断依据。能作为平衡状态的判断依据。(2)平衡时各物质的浓度与起始加入的反应物的比例关系及反应的转化率有平衡时各物质的浓度与起始加入的反应物的比例关系及反应的转化率有关，平衡时反应混合物中各物质的浓度之比一般不等于计量数之比。当反应物关，平衡时反应混合物中各物质的浓度之比一般不等于计量数之比。当反应物的物质的量按计量数之比加入时，不管是否达到平衡，反应物的浓度之比一定的物质的量按计量数之比加入时，不管是否达到平衡，反应物的浓度之比一定等于计量数比。等于计量数比。B 解析解析 单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO2，表示正反应速，表示正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态；率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态；单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的的同时生成同时生成2n mol NO，都是正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态；，都是正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态；恒恒容的密闭容器中的气体质量不变，混合气体的密度始终不变，不能判断反应是容的密闭容器中的气体质量不变，混合气体的密度始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态，由此可知否达到平衡状态，由此可知B正确。正确。B 方法技巧方法技巧 类型类型判断依据判断依据平衡状态平衡状态混合物体混合物体系中各成系中各成分的含量分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡平衡各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定平衡平衡正、逆反正、逆反应速率的应速率的关系关系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了m mol A，同时生成，同时生成m mol A，即，即v(正正)v(逆逆)平衡平衡在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了n mol B，同时生成，同时生成p mol C，二者变化均为二者变化均为v(正正)不一定不一定v(A) v(B) v(C) v(D)m n p q，任何时刻，任何时刻都满足此条件。都满足此条件。v(正正)不一定等于不一定等于v(逆逆)不一定不一定在单位时间内生成在单位时间内生成n mol B，同时消耗，同时消耗q mol D，二，二者变化均表示者变化均表示v(逆逆)不一定不一定 解析解析 化学平衡是动态平衡，化学平衡是动态平衡，18O2的加入一定会与的加入一定会与SO2结合生成含结合生成含18O的的SO3，同时含，同时含18O的的SO3又会分解得到又会分解得到SO2和和O2，使，使SO2中也含有中也含有18O，因此，因此18O存存在于在于SO2、O2、SO3这三种物质中。这三种物质中。D C C D 总结提升总结提升1概念概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(_、_、_等等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之_，从而在一段时间，从而在一段时间后达到后达到_。这种由。这种由_向向_的变化过程，叫的变化过程，叫做化学平衡的移动。做化学平衡的移动。考点二化学平衡的移动及转化率的变化考点二化学平衡的移动及转化率的变化浓度浓度温度温度压强压强改变改变新的平衡状态新的平衡状态旧平衡旧平衡新平衡新平衡3化学平衡移动方向与化学反应速率的关系化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正正v逆逆：平衡向：平衡向_方向移动。方向移动。(2)v正正v逆逆：反应达到平衡状态，：反应达到平衡状态，_发生平衡移动。发生平衡移动。(3)v正正cd，B、C两项错误，两项错误，A项正确；重新达平衡时尽管项正确；重新达平衡时尽管A、B物质的量均增大了，但物质的量均增大了，但因体积扩大，实际上容器内因体积扩大，实际上容器内A、B、C、D各物质浓度均减小了，各物质浓度均减小了，D项错误。项错误。C 条件变化条件变化平衡移动平衡移动转化率变化转化率变化增大增大O2浓度浓度_SO2的转化率增大，的转化率增大，O2的转化率的转化率_增大增大SO3浓度浓度_ SO2、O2的转化率都的转化率都_升高温度升高温度 _ SO2、O2的转化率都的转化率都_增大压强增大压强 _SO2、O2的转化率都的转化率都_正移正移减小减小逆移逆移减小减小逆移逆移减小减小正移正移增大增大条件变化条件变化 平衡移动平衡移动 转化率变化转化率变化体积不变时，充入体积不变时，充入NO2气体气体_NO2的转化率的转化率_增大压强增大压强(缩小体积缩小体积)_NO2的转化率的转化率_正移正移增大增大正移正移增大增大条件变化条件变化平衡移动平衡移动 转化率变化转化率变化增大增大H2的浓度的浓度_H2的转化率减小，的转化率减小，I2的转化率的转化率_增大压强增大压强 _ 转化率转化率_正移正移增大增大不移动不移动不变不变总结提升总结提升1速率速率时间图象时间图象此类图象定性揭示了此类图象定性揭示了v正正、v逆逆随时间随时间(含条件改变对速率的影响含条件改变对速率的影响)变化的规变化的规律，从两点思考：律，从两点思考：c、T、p、催化剂对正、逆速率的影响；、催化剂对正、逆速率的影响；c、T、p、催化、催化剂对平衡的影响，平衡正移，则剂对平衡的影响，平衡正移，则v(正正)v(逆逆)，反之，反之，v(正正)v(逆逆)。考点三有关化学反应速率和化学平衡的图象考点三有关化学反应速率和化学平衡的图象2速率速率压强压强(或温度或温度)图象图象曲线的意义是外界条件曲线的意义是外界条件(如温度、压强等如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反应速率增大得快，平衡势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反应速率增大得快，平衡向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。3含量含量(或转化率或转化率)时间时间温度温度(或压强或压强)图象图象常见图象形式有如下几种。其中常见图象形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，指生成物的百分含量，B%指反应物的指反应物的百分含量。其他条件不变，改变任一条件，如：使用催化剂或升高温度或增大百分含量。其他条件不变，改变任一条件，如：使用催化剂或升高温度或增大压强时，都能加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。压强时，都能加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。解答这类图象题时采用解答这类图象题时采用“先拐先平，数值大先拐先平，数值大”原则，即该类图象的折点表原则，即该类图象的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现折点，达到平衡所用的时间越短，说明反应示反应达到平衡的时间，越先出现折点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定速率越快，进一步可以确定T的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(H和和Vg)。解答这类图象题时应遵循的原则解答这类图象题时应遵循的原则“定一议二定一议二”原则：原则：(1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化来判断平衡移的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A增大，平衡正移，正反增大，平衡正移，正反应为气体体积应为气体体积_的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。结论。(2)可通过分析相同压强下不同温度时反应物可通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。减小减小B C 化学平衡图象的解题思路化学平衡图象的解题思路方法技巧方法技巧 C 解析解析 升高温度，正、逆反应速率均增大，升高温度，正、逆反应速率均增大，A项错误；气体的总质量不项错误；气体的总质量不变，容器体积不变变，容器体积不变(恒容恒容)，则升高温度，气体的密度不变，则升高温度，气体的密度不变，B项错误；平衡常数项错误；平衡常数K仅受外界因素温度的影响，故增大压强，仅受外界因素温度的影响，故增大压强，K不变，不变，C项错误；增大压强，平衡项错误；增大压强，平衡向左移动，向左移动，N2O4的转化率降低，的转化率降低，D项正确。项正确。D 题组二：恒温题组二：恒温(恒压恒压)线图象及特殊图象线图象及特殊图象3(2016最新调研最新调研)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图变化规律件对化学平衡的影响，得到如图变化规律(图中图中p表示压强，表示压强，T表示温度，表示温度，n表示表示物质的量物质的量)： 解析解析 反应反应中温度降低，中温度降低，A的平衡转化率升高，说明平衡向正反应方向的平衡转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，移动，故正反应是放热反应，Hp1，A错；反应错；反应中中T1先达到平衡，说明先达到平衡，说明T1T2，温度降低，温度降低，n(C)增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，HT1，则温度升高，则温度升高，A的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应，向移动，故正反应是吸热反应，H0，D错。错。C 有关化学反应速率和化学平衡图象题的分析方法有关化学反应速率和化学平衡图象题的分析方法(1)认清坐标系认清坐标系弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理结合进行分析。弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理结合进行分析。(2)紧扣可逆反应的特征紧扣可逆反应的特征弄清正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液弄清正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体参与或生成等。体参与或生成等。总结提升总结提升(3)看清变化看清变化看清反应速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。看清起看清反应速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(4)先拐先平先拐先平例如，在转化率一时间图象上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向例如，在转化率一时间图象上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化是由温度高还是压强大引起的。推理可得该变化是由温度高还是压强大引起的。(5)定一议二定一议二当图象中有三个量时，先固定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。当图象中有三个量时，先固定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。1含义含义在一定条件下在一定条件下(等温等容或等温等压等温等容或等温等压)，对同一可逆反应体系，对同一可逆反应体系，_时加时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量_。考点四等效平衡考点四等效平衡起始起始相同相同2原理原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量_。由于化学平衡状态与由于化学平衡状态与_有关，而与建立平衡的有关，而与建立平衡的_无关。因而，无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。完全相同，则可形成等效平衡。相同相同条件条件途径途径反应特点反应特点abcdabcd条件条件等温等容等温等容等温等压等温等压等温等容等温等容等温等压等温等压起始投料起始投料换算为化学方程换算为化学方程式同一边物质，式同一边物质，其其“量量”相同相同换算为化学方程换算为化学方程式同一边物质，式同一边物质，其其“量量”成比例成比例换算为化学方程式同一换算为化学方程式同一边物质，其边物质，其“量量”成比成比例例平平衡衡特特点点物质的量物质的量(n)相同相同成比例成比例成比例成比例成比例成比例百分含量百分含量(w%)相同相同相同相同相同相同相同相同浓度浓度相同相同相同相同成比例成比例相同相同 (1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？相同？_。(2)达到平衡后，达到平衡后，放出的热量为放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为吸收的热量为Q3 kJ，则，则Q1、Q2、Q3的定量关系为的定量关系为_。互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数物质的量分数、质量分数、体积分数)相同相同Q2Q3Q1上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？同？ 答案答案 互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的物质的量分数、质量分数、体积分数量分数、质量分数、体积分数)相同。相同。上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？同？ 答案答案 互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。相同。C B 解析解析 因为是在因为是在2 L密闭容器中反应，且反应前后气体体积发生变化，因密闭容器中反应，且反应前后气体体积发生变化，因此将此将C和和D都转变为都转变为A和和B，其物质的量与题干相等，为等效平衡，其物质的量与题干相等，为等效平衡，C的浓度仍为的浓度仍为w mol/L/L。A A项中项中A A和和B B的物质的量是题干中的的物质的量是题干中的2 2倍，故达到平衡时，倍，故达到平衡时，C C的浓度不的浓度不是是w w mol/ mol/L；B项中将项中将C和和D都转变为都转变为A和和B，得出反应物是，得出反应物是3 mol A和和1 mol B，正，正确；确；C项中将项中将C和和D都转变为都转变为A和和B，得出反应物是，得出反应物是6 mol A和和2 mol B，不正确；，不正确；D项中项中2 mol C与与2 mol D转化为转化为3 mol A和和1 mol B时还剩余时还剩余1 mol D，故不正确。，故不正确。(1)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质质(一边倒一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。(2)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质质(一边倒一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。(3)等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边一边倒倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。方法技巧方法技巧 D (1)达到平衡时，达到平衡时，a中中A的浓度为的浓度为M molL1，C的浓度为的浓度为N molL1，b中中A的浓度为的浓度为m molL1，C的浓度为的浓度为n molL1，则，则M_m；N_n。(填填“”“”“”或或“无法比较无法比较”)(2)保持温度不变，按下列配比将各物质分别充入保持温度不变，按下列配比将各物质分别充入a、b两容器，达到平衡后两容器，达到平衡后a中中C的浓度为的浓度为N molL1的是的是_，b中中C的浓度为的浓度为n molL1的是的是_。A6 mol A2 mol BB3 mol A2 mol BC2 mol C1 mol B1 mol DD1.5 mol A0.5 mol B1 mol C0.5 mol DDAD(3)若将若将2 mol C和和2 mol D充入充入a中，保持温度不变，平衡时中，保持温度不变，平衡时A的浓度为的浓度为W molL1，C的浓度为的浓度为Y molL1，则，则W和和M，Y和和N之间的关系为之间的关系为W_ M、Y_ N。(4)保持温度不变，若将保持温度不变，若将4 mol C和和2 mol D充入充入a中，平衡时中，平衡时A的浓度为的浓度为R molL1，则，则()AR2MBRMCMR2MM，YN。(4)用等效平衡转换后相当于用等效平衡转换后相当于6 mol A、2 mol B充入密充入密闭容器闭容器a，因此平衡结果相当于题干，因此平衡结果相当于题干a中达平衡后压缩体积到原来的中达平衡后压缩体积到原来的1/2，A的浓的浓度增大，但由于平衡正向移动，度增大，但由于平衡正向移动，A的浓度应小于原来的两倍，故选的浓度应小于原来的两倍，故选C。等效平衡判断等效平衡判断“四步曲四步曲”总结提升总结提升复复 习习 练练 案案