2019-2020年高考化学一轮复习 专题8.2 化学反应的方向和限度讲案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化学一轮复习 专题8.2 化学反应的方向和限度讲案（含解析） 复习目标： 1、 了解可逆反应的定义。 2、 理解化学平衡的定义。 3、 理解影响化学平衡的因素。 基础知识回顾： 一、化学平衡状态的建立 1、可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。 2、化学平衡状态 （1）概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 （2）特征： ①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。 ②等：V（正）==V（逆）≠0 ③动：化学平衡是动态平衡。虽然V（正）==V（逆），但正、 逆反应仍在进行。 ④定：反应物和生成物的浓度保持一定。 ⑤变：外界条件改变，平衡也随之改变。 3、化学平衡状态的判断（标志） （1）本质标志 v(正)＝v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。 （2）等价标志 ①全是气体参加的体积可变反应，体系的压强不随时间而变化。例如：N2＋3H22NH3。 ②体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。 ③全是气体参加的体积可变反应，体系的平均相对分子质量不随时间变化。例如： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。 ④对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 ⑤对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化， 如2NO2(g) N2O4(g)。 ⑥体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。 【典型例题1】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) Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是 (　　) 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．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X 【迁移训练2】【山东省潍坊市xx届高三上学期期末】一定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡 状态的标志是 A．单位时间内生成nmolA2，同时消耗2n molAB B．容器内三种气体AB、A2、B2共存 C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D．容器中各组分的体积分数不随时间变化 二、化学平衡移动 1、概念 达到平衡状态的反应在条件改变后，平衡状态 被破坏的过程。 2、过程 3、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< v逆,平衡向逆反应方向移动。 4、平衡移动会伴随着哪些变化 （1）反应速率的变化(引起平衡移动的本质，但速率变化也可能平衡不移动)，主要看v正与v逆是否相 等，如果v正≠v逆，则平衡必然要发生移动，如v正、v逆同时改变相同倍数，则平衡不移动。 （2）浓度的变化，平衡移动会使浓度变化，但是浓度的变化不一定使平衡移动。 （3）各组分百分含量的变化。 （4）平均相对分子质量的变化。 （5）颜色的变化(颜色变化，平衡不一定发生移动)。 （6）混合气体密度的变化。 （7）转化率的变化。 （8）温度变化 5、影响因素 影响化学平衡的因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 使用催化剂 平衡不移动 【典型例题2】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 【迁移训练2】【贵州省六盘水市六校xx届上学期期末联合统考】一定条件下,通过下列反应可实现燃煤 烟气中硫的回收：SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l)　ΔH<0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正 确的是 (　) A．平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变 B．平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快 C．平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率 D．其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变 应速率，但该反应的平衡常数不变。正确。 考点：考查外界条件对化学平衡的影响的知识。 三、勒夏特列原理 平衡移动原理应用 1、勒夏特列原理 （1）内容 如果改变影响平衡的条件之一（如 温度、浓度或压强）,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 （2）适用 ①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。 ②这种减弱并不能消除外界条件的变化。 【指点迷津】 应用勒夏特列原理时要注意不能走入误区： （1）是否真的改变了影响化学平衡的条件。例如： A．改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量时，并未改变影响化学平衡的条件； B．即使有气体存在的化学平衡体系，恒温、恒容下充入惰性气体，也未改变影响化学平衡的条件。 （2）可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的反应方向，例如对mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g), m+n=p+q型的可逆反应，它无气体体积扩大或缩小的反应方向，即使是改变压强，化学平衡也不移动。 2、平衡移动的应用 ①判状态：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。 ②判系数：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。 ③判ΔH：由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是吸热反应或放热反应。 ④判转化率：根据条件改变对化学平衡的影响,可以判断达到新平衡时某反应物转化率的提高或降低以及平衡体系中某组分百分含量的变化。 ⑤调控反应：根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理，可调控工业反应使之效益最大化。 【典型例题3】【福建省南侨中学、永春三中、永春侨中、荷山中学、南安三中xx届高中毕业班期末摸底 统一考试化学试卷 】下列变化不能用勒夏特列原理解释的是 A．新制氯水久置后，颜色变浅 B．H2、I2、HI混合气体加压后，颜色变深 C．合成氨时将氨液化分离，可提高原料的利用率 D．向H2S水溶液中加入NaOH，有利于S2-增多 【迁移训练3】【xx四川理综，13】在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g) nY(g)　ΔH＝Q kJmol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示： c(Y)/molL－1 温度/℃ 气体体积/L 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 (　　) A．m>n B．Q<0 C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 考点详析： 考点一：化学平衡状态的判断——“两审”“两标志”突破化学平衡状态标志的判断 1、“两审” 一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。 2、“两标志” （1）本质标志 v正＝v逆≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。 （2）等价标志 ①全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 ②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。 ③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。 ④对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。 ⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。 【注意】以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志： a．恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。 b．全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。 c．全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【典型例题4】下列说法可以证明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是____________(填序号)。 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　 ③百分含量w(HI)＝w(I2)　 ④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)　 ⑤c(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条件一定，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，混合气体颜色不再变化　 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 【迁移训练4】【湖北武穴中学xx年12月月考】在一定温度下可逆反应N2+3H2 2NH3已达到平衡， 下列有关说法正确的 （ ） ① 1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成 ② 反应混合物中各组分的体积分数保持不变 ③ 恒温恒容时，容器内的压强不再改变 ④ 1个N≡N键断裂的同时，有3个N—H 键形成 ⑤ NH3生成的速率与NH3分解的速率相等 ⑥ 单位时间生成n molN2，同时生成2n molNH3 ⑦ 气体的平均相对分子质量不再改变 ⑧ N2 H2 NH3的分子数一定为1∶3∶2 ⑨ 恒温恒容时，气体的总物质的量不再改变 ⑩ 恒温恒压时，容器内的密度不再改变 A．①②③④⑤⑥⑦⑨ B．①②③⑤⑥⑩ C． ③④⑤⑥⑦ ⑧ D．①②③⑤⑥⑦⑨⑩ 考点二：化学平衡移动的判断 1、解析化学平衡移动题目的一般思路 2、几种特殊情况 （1）当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 （2）对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。 （3）“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件 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。 ②恒温、恒压条件 （4）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 【典型例题5】某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，ΔH<0]的正、逆反应速率的影响如图所示： （1）加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。 （2）升高温度对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。 （3）增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。 （4）增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。 【迁移训练5】【xx四川理综卷，13】反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中：Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是 A．同温同压Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加 B．同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加 C．同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加 D．同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加。 考点三：等效平衡及其应用 在相同条件下（定温、定容或定温、定压），同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，只要按化学计量数之比投入反应物或生成物，在达到化学平衡状态时，所建立起来的化学平衡状态都是相同的，这样的化学平衡互称为等效平衡。 1、等效平衡的标志 我们所说的“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同；“完全相同的平衡状态”在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同；而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。 2、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下几种： （1）定温、定容条件下的等效平衡： ①化学反应前后气体分子数改变的等效平衡。 ②化学反应前后气体分子数不变的等效平衡。 （2）定温、定压条件下的等效平衡。 三、等效平衡的解题思路 我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 （1）在定温、定容条件下，对于化学反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 （2）在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。 （3）在定温、定压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，达到平衡状态后与原平衡等效。 题型1：等温等容条件下等效平衡的应用 【典型例题6】【江苏省镇江市xx届高三期末考试】一定温度时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ∆H＝−196kJmoL−1，一段时间后达平衡，反应过程中测定的部分数据见下表： 反应时间/min n(SO2)/mol n(O2)/mol 0 2 1 5 1.2 10 0.4 15 0.8 下列说法不正确的是 A．反应在前5min的平均速率为v (SO2)=0.08molL−1 min−1 B．保持温度不变，向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2时，v (正)＞ v (逆) C．保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2molSO3，达平衡时吸收78.4kJ的热量 D．相同温度下，起始时向容器中充入1.5mol SO3，达平衡时SO3的转化率为40% 题型2：等温等压条件下等效平衡的应用 【典型例题7】已知：t ℃时，2H(g)＋Y(g)2I(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，t ℃时，在一压强恒定的密闭 容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol 气态的I物质，t ℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为 (　　) A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.5 mol D．0.2 mol