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2022高三化学一轮复习优化探究 第七章 第22讲 化学平衡状态 化学平衡的移动课件PPT
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这是一份2022高三化学一轮复习优化探究 第七章 第22讲 化学平衡状态 化学平衡的移动课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了相同条件，2化学平衡的建立，3平衡特点，不发生，正反应，逆反应，答案②⑤，答案07a，答案bcad等内容，欢迎下载使用。
考点 1 可逆反应与化学平衡建立1．可逆反应(1)概念：在__________下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或_______保持恒定的状态。
模型构建：判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
答案：(1)0.2 ml·L－1
答案：(3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
5．若第4题中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(1)________________；(2)________________；(3)________________；(4)________________。答案：(1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦
(1)tm时，v正 ________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______________。解析：(1)tm时，反应尚未达到平衡，且反应正向进行，故v正>v逆。(2)随着反应正向进行，生成物浓度逐渐增大，故v逆逐渐增大，则tm时v逆小于tn时v逆。答案：(1)大于 (2)小于 tm时生成物浓度更小，逆反应速率更小
考点 2 化学平衡移动1．化学平衡移动的过程
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系v正>v逆，平衡______移动；v正＝v逆，反应达到平衡状态，________平衡移动；v正
4.勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够______这种改变的方向移动。
1．根据勒夏特列原理，思考并回答下列问题：(1)勒夏特列原理适用对象是什么？(2)如何理解“减弱”一词？____________________________________________________________________________________________________________________________提示：(1)勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。(2)“减弱”：只能减弱改变，而不能消除改变。
答案：p甲
3．模型构建：解答化学平衡移动类判断题的思维过程
解析：(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。答案：(1)CD
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。A．升高温度B．将CH3OH从体系中分离C．充入He，使体系总压强增大解析：(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；体积不变，充入He，平衡不移动。答案：(2)B
解析：正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A不正确；正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率变小，B正确；充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率变小，C不正确；催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确，答案选B。
达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为______________。
解析：以甲为参照，乙升高温度，反应逆向移动，CH3OH转化率减小；再以乙为参照，丙恒压时，由于反应前后气体体积不变，平衡不移动，CH3OH转化率丙与乙相等；以乙为参照，丁中CH3OH增加的倍数大于氨气，故转化率降低，因此转化率大小关系为甲>乙＝丙>丁。答案：甲>乙＝丙>丁
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填字母)，平衡________移动。(2)升高温度对反应速率影响的图像是________(填字母)，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________(填字母)，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________(填字母)，平衡向________方向移动。答案：(1)C 不 (2)A 逆反应 (3)D 逆反应 (4)B 正反应
等效平衡的应用一、等效平衡原理对于同一个可逆反应，在相同的条件下(恒温恒容或恒温恒压)，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，达到平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。
二、等效平衡的分类及判断方法
说明：1．“一边倒”(完全转化)指的是把一边“归零”，通过可逆反应的化学计量数之比换算成另一边物质的物质的量(浓度)。2．等效指的是达到平衡后同种组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。也有可能同种组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度也相同。
(1)达到平衡后，C的物质的量浓度仍是k ml/L的是________(填序号)。(2)若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：Ⅰ.若a＝0，b＝0，则c＝________。Ⅱ.若a＝0.5，则b＝________，c＝________。Ⅲ.a、b、c的取值必须满足的一般条件是________；________。(用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c)
[解析] (1)该反应m＋n≠p＋q且条件为恒温、恒容，所以要满足“等量等效”。将②③④⑤的加料方式全部进行“一边倒”转化为反应物A和B的量后，只有④⑤的加料方式与2 ml A和1 ml B的加料方式完全一致。(2)根据“一边倒”的方式进行转化，即a ml A＋b ml B＋c ml C等价转化为a ml A＋b ml B＋(c ml A＋c/2 ml B)。[答案] (1)④⑤(2)Ⅰ.2 Ⅱ 1.5 Ⅲ.a＋c＝2 b＋c/2＝1
[解析] 容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 ml、1 ml和2 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动，A不符合题意；“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 ml、4 ml和8 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动，B不符合题意；“均增加1 ml”后A、B、C的物质的量分别为5 ml、3 ml和5 ml，相当于在5 ml、2.5 ml和5 ml的基础上又增加了0.5 ml B，平衡向右移动，C符合题意；“均减小1 ml”后A、B、C的物质的量分别为3 ml、1 ml和3 ml，相当于在3 ml、1.5 ml和3 ml的基础上减少了0.5 ml B，平衡向左移动，D不符合题意。
[解析] 先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 ml N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x%。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积减小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A．乙＝丁>甲＝丙 B．甲>乙>丙>丁C．乙＝甲>丁＝丙D．丁>丙>乙>甲
A.该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的高C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。答案：D
解析：(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，若它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m ml。当甲、乙两容器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m ml。答案：(1)D E
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 ml NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入________ml N2和________ml H2。解析：(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5)ml＝0.5 ml，H2为(1.5－1.5)ml＝0 ml。答案：(2)0.5 0
1.记住判断平衡状态的两个根本依据(1)v(正)＝v(逆)＞0。(2)反应体系各物质的质量或者浓度保持不变。2.理解化学平衡的五个特征逆、等、动、定、变3.掌握一个原理：勒夏特列原理(化学平衡移动原理)
4.明确两个解题技巧(1)判断反应是否平衡时的依据：应该变的不变了就平衡了。(2)判断平衡移动的方向的依据：平衡向着削弱外界条件影响的方向移动。5.学会利用“等效平衡”判断平衡移动的结果。
1．(2020·高考全国卷Ⅲ节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案：(1)1∶4 变大
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0。
答案：(2)d c 小于
(3)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_____________________。解析：(3)在一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，减少副反应的发生，应当选择合适催化剂等。答案：(3)选择合适催化剂等
解析：(1)根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于反应正向移动。答案：(1)A
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
由上表判断，催化剂X___Y(填“优于”或“劣于”)，理由是______。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是__________(填标号)。A．K积、K消均增加B．v积减小、v消增加C．K积减小、K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
考点 1 可逆反应与化学平衡建立1．可逆反应(1)概念：在__________下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或_______保持恒定的状态。
模型构建：判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
答案：(1)0.2 ml·L－1
答案：(3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
5．若第4题中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(1)________________；(2)________________；(3)________________；(4)________________。答案：(1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦
(1)tm时，v正 ________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______________。解析：(1)tm时，反应尚未达到平衡，且反应正向进行，故v正>v逆。(2)随着反应正向进行，生成物浓度逐渐增大，故v逆逐渐增大，则tm时v逆小于tn时v逆。答案：(1)大于 (2)小于 tm时生成物浓度更小，逆反应速率更小
考点 2 化学平衡移动1．化学平衡移动的过程
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系v正>v逆，平衡______移动；v正＝v逆，反应达到平衡状态，________平衡移动；v正
4.勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够______这种改变的方向移动。
1．根据勒夏特列原理，思考并回答下列问题：(1)勒夏特列原理适用对象是什么？(2)如何理解“减弱”一词？____________________________________________________________________________________________________________________________提示：(1)勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。(2)“减弱”：只能减弱改变，而不能消除改变。
答案：p甲
3．模型构建：解答化学平衡移动类判断题的思维过程
解析：(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。答案：(1)CD
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。A．升高温度B．将CH3OH从体系中分离C．充入He，使体系总压强增大解析：(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；体积不变，充入He，平衡不移动。答案：(2)B
解析：正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A不正确；正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率变小，B正确；充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率变小，C不正确；催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确，答案选B。
达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为______________。
解析：以甲为参照，乙升高温度，反应逆向移动，CH3OH转化率减小；再以乙为参照，丙恒压时，由于反应前后气体体积不变，平衡不移动，CH3OH转化率丙与乙相等；以乙为参照，丁中CH3OH增加的倍数大于氨气，故转化率降低，因此转化率大小关系为甲>乙＝丙>丁。答案：甲>乙＝丙>丁
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填字母)，平衡________移动。(2)升高温度对反应速率影响的图像是________(填字母)，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________(填字母)，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________(填字母)，平衡向________方向移动。答案：(1)C 不 (2)A 逆反应 (3)D 逆反应 (4)B 正反应
等效平衡的应用一、等效平衡原理对于同一个可逆反应，在相同的条件下(恒温恒容或恒温恒压)，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，达到平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。
二、等效平衡的分类及判断方法
说明：1．“一边倒”(完全转化)指的是把一边“归零”，通过可逆反应的化学计量数之比换算成另一边物质的物质的量(浓度)。2．等效指的是达到平衡后同种组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。也有可能同种组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度也相同。
(1)达到平衡后，C的物质的量浓度仍是k ml/L的是________(填序号)。(2)若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：Ⅰ.若a＝0，b＝0，则c＝________。Ⅱ.若a＝0.5，则b＝________，c＝________。Ⅲ.a、b、c的取值必须满足的一般条件是________；________。(用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c)
[解析] (1)该反应m＋n≠p＋q且条件为恒温、恒容，所以要满足“等量等效”。将②③④⑤的加料方式全部进行“一边倒”转化为反应物A和B的量后，只有④⑤的加料方式与2 ml A和1 ml B的加料方式完全一致。(2)根据“一边倒”的方式进行转化，即a ml A＋b ml B＋c ml C等价转化为a ml A＋b ml B＋(c ml A＋c/2 ml B)。[答案] (1)④⑤(2)Ⅰ.2 Ⅱ 1.5 Ⅲ.a＋c＝2 b＋c/2＝1
[解析] 容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 ml、1 ml和2 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动，A不符合题意；“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 ml、4 ml和8 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动，B不符合题意；“均增加1 ml”后A、B、C的物质的量分别为5 ml、3 ml和5 ml，相当于在5 ml、2.5 ml和5 ml的基础上又增加了0.5 ml B，平衡向右移动，C符合题意；“均减小1 ml”后A、B、C的物质的量分别为3 ml、1 ml和3 ml，相当于在3 ml、1.5 ml和3 ml的基础上减少了0.5 ml B，平衡向左移动，D不符合题意。
[解析] 先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 ml N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x%。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积减小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A．乙＝丁>甲＝丙 B．甲>乙>丙>丁C．乙＝甲>丁＝丙D．丁>丙>乙>甲
A.该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的高C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。答案：D
解析：(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，若它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m ml。当甲、乙两容器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m ml。答案：(1)D E
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 ml NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入________ml N2和________ml H2。解析：(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5)ml＝0.5 ml，H2为(1.5－1.5)ml＝0 ml。答案：(2)0.5 0
1.记住判断平衡状态的两个根本依据(1)v(正)＝v(逆)＞0。(2)反应体系各物质的质量或者浓度保持不变。2.理解化学平衡的五个特征逆、等、动、定、变3.掌握一个原理：勒夏特列原理(化学平衡移动原理)
4.明确两个解题技巧(1)判断反应是否平衡时的依据：应该变的不变了就平衡了。(2)判断平衡移动的方向的依据：平衡向着削弱外界条件影响的方向移动。5.学会利用“等效平衡”判断平衡移动的结果。
1．(2020·高考全国卷Ⅲ节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案：(1)1∶4 变大
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0。
答案：(2)d c 小于
(3)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_____________________。解析：(3)在一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，减少副反应的发生，应当选择合适催化剂等。答案：(3)选择合适催化剂等
解析：(1)根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于反应正向移动。答案：(1)A
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
由上表判断，催化剂X___Y(填“优于”或“劣于”)，理由是______。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是__________(填标号)。A．K积、K消均增加B．v积减小、v消增加C．K积减小、K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
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