2019高考化学 难点剖析 专题36 化学平衡状态的判断讲解.doc

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专题36 化学平衡状态的判断 一、高考题再现 1．（2018江苏）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 下列说法正确的是 A. v1< v2，c2< 2c1 B. K1> K3，p2> 2p3 C. v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D. c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 【答案】CD 2．（2018天津）室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBr⇌C2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是 A. 加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 B. 增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br C. 若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D. 若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间 【答案】D 【解析】A．加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量， A正确。B．增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br。C．若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1。D．若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间。 3．(2017天津）常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s) +4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=210﹣5．已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃ C．第二阶段，Ni(CO) 4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) 【答案】B 二、应试对策： 化学平衡状态的判断方法 1．直接判断法 (1) v正＝v逆>0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。 (2 )各物质的浓度保持不变。 2．间接判断法 (1) 各物质的百分含量保持不变。 (2) 各物质的物质的量不随时间的改变而改变。 (3) 各气体的体积不随时间的改变而改变。 例如：我们以密闭容器中的反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例来说明： 化学反应 mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的质量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A， 即v(正) ＝ v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C， 即v(正) ＝ v(逆) 平衡 ③v(Ａ) : v(B) : v(C) : v(D) ＝ m : n : p : q ， v(正) 不一定等于v(逆) 不一定平衡 ④在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D， 即叙述的都是v(逆) 不一定平衡 压强 ①其它条件一定、总压强一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②其它条件一定、总压强一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 典例1下列说法，可以表明反应N2 + 3H22NH3已达到平衡的标志是 A． 1molN≡N键断裂的同时，有6molN-H键形成 B． 1molN≡N键断裂的同时，有3molH-H键断裂 C． 1molN≡N键断裂的同时，有3molH-H键形成 D． 1molN≡N键断裂的同时，有2molN-H键断裂 【答案】C 典例2相同温度下体积固定的密闭容器中发生如下可逆反应：A2(g) + 3B2 (g)2AB3(g)，下列情况一定能说明该可逆反应已经达到化学平衡状态的是 A． v(A2) 正 = v(B2) 逆 B． 断裂1个A2键，同时断裂3个B2键 C． c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2 D． 容器内气体的压强不随时间而变化 【答案】D 【解析】A. 因A2和B2前的系数并不相等，因此v(A2) 正 = v(B2) 逆并不代表正逆反应速率相等，只有当3v(A2) 正 = v(B2) 逆时才是正逆反应速率相等，A错误；B. 断裂1个A2键，同时断裂3个B2键均指正反应方向，不能说明正逆反应速率相等，B错误；C. 当c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2时，并不代表各物质的浓度保持不变，C错误；D.因该反应前后气体的分子数目不等，当反应没有达到平衡时，气体的分子数目就会变化，容器内气体的压强也就会随之改变，压强不变说明反应已达到平衡状态，D正确。 典例3可逆反应：2NO22NO+O2在固定体积的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 (1)单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO2 (2)单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO (3)用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态 (4)混合气体的颜色不再改变的状态 (5)混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A． 仅(1)(4)(5) B． 仅(2)(3)(5) C． 仅(1)(3)(4) D． (1)(2)(3)(4)(5) 【答案】A 【解析】可逆反应2NO22NO+O2 在恒容密闭容器中反应，则(1)单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO2，说明正反应速率和逆反应速率相等，达到平衡；(2)单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO，只有正反应速率，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应不一定处于平衡状态；(3)用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应不一定处于平衡状态；(4)混合气体的颜色不再改变的状态，说明反应混合物中二氧化氮的浓度保持不变，反应达到平衡；(5)该反应的正反应方向是气体分子数增大的方向，反应过程中气体的平均相对对分子质量减小，所以当混合气体的平均相对分子质量不再改变时达到平衡。 典例4一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是（ ） A． 断裂1 mol Cl-Cl键同时形成1 mol H-Cl键 B． 容器内气体密度不再改变 C． 容器内气体压强不再改变 D． 容器内气体颜色不再改变 【答案】A 典例5在一个恒温的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),当m、n、p、q为任意整数时,一定达到平衡的标志是(　　) ①体系的温度不再改变 ②气体总质量不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ⑥混合气体密度不再改变 A． ③④⑤⑥ B． ②③④⑥ C． ①②④⑥ D． ①③④⑥ 【答案】B 【解析】①由于反应是在恒温下进行的，所以体系的温度不再改变不能判断该反应达到平衡状态，①错误； ②D是固体，根据质量守恒定律可知气体的质量是变化的，则气体总质量不再改变能据此判断该反应达到平衡状态，②正确；③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，③正确；④当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，该反应达到平衡状态，④正确；⑤当反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q时不能据此判断该反应是否达到平衡状态，且D是固体，不能表示反应速率，⑤错误； ⑥反应前后容积不变，但气体的质量是变化的，所以体系的密度不再变化能说明反应达到平衡状态，⑥正确。