第02讲 化学平衡状态、化学平衡的移动（讲义）- 2025年高考化学一轮复习讲义+课件+专练（新教材新高考）

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高考化学一轮复习策略建议1.研究考试大纲，循纲务本。考纲和考试说明是备考的指南针，认真研究考纲和考试说明，可增强日常复习的针对性和方向性，避免盲目备考。2.精练高考真题，明确方向。经过对近几年高考题的横、纵向分析，可以得出以下三点：一是主干知识考查集中化，二是基础知识新视角，推陈出新，三是能力考查“综合化”。3.摸清问题所在，对症下药。要提高后期的备考质量，还要真正了解学生存在的问题，只有如此，复习备考才能更加科学有效。4.切实回归基础，提高能力。复习训练的步骤包括强化基础，突破难点，规范作答，总结方法，通过这样的总结，学生印象深刻，应用更加灵活。第02讲 化学平衡状态、化学平衡的移动目 录TOC \o "1-3" \h \u 01  HYPERLINK \l "_Toc9095" 考情透视·目标导航  PAGEREF _Toc9095 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc29152" 02 知识导图·思维引航  PAGEREF _Toc29152 \h 3 HYPERLINK \l "_Toc7640" 03 考点突破·考法探究  PAGEREF _Toc7640 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc22486" 考点一 化学平衡状态  PAGEREF _Toc22486 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc10079" 知识点1 可逆反应  PAGEREF _Toc10079 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc23210" 知识点2 化学平衡  PAGEREF _Toc23210 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc19403" 考向1 考查可逆反应的特点  PAGEREF _Toc19403 \h 7 HYPERLINK \l "_Toc17742" 考向2 考查化学平衡状态的判断  PAGEREF _Toc17742 \h 8 HYPERLINK \l "_Toc26686" 考点二 化学平衡移动  PAGEREF _Toc26686 \h 10 HYPERLINK \l "_Toc11893" 知识点1 化学平衡的移动  PAGEREF _Toc11893 \h 10 HYPERLINK \l "_Toc30318" 知识点2 影响化学平衡的因素  PAGEREF _Toc30318 \h 11 HYPERLINK \l "_Toc6041" 知识点3 勒夏特列原理  PAGEREF _Toc6041 \h 12 HYPERLINK \l "_Toc11777" 知识点4 等效平衡  PAGEREF _Toc11777 \h 12 HYPERLINK \l "_Toc3455" 考向1 考查化学平衡的移动方向的判断  PAGEREF _Toc3455 \h 14 HYPERLINK \l "_Toc5529" 考向2 考查等效平衡的应用  PAGEREF _Toc5529 \h 17 HYPERLINK \l "_Toc7548" 考向3 考查勒夏特列原理的应用  PAGEREF _Toc7548 \h 19 HYPERLINK \l "_Toc10603" 04  PAGEREF _Toc10603 \h 21 HYPERLINK \l _Toc11550 考点一 化学平衡状态 知识点1 可逆反应1.概念：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。2.特点：三同一小①相同条件下；②同时进行；③反应物与生成物同时存在；④任一组分的转化率均小于100%，即不能全部转化。3.表示：在方程式中用“”表示，而不用“”表示。知识点2 化学平衡1.概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。2.建立：（1）对于只加入反应物从正向建立的平衡：（2）对于只加入生成物从逆向建立的平衡：【名师点拨】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。3.化学平衡的特征（1）逆:可逆反应；（2）动:化学平衡是一种动态平衡，v（正）=v（逆）≠0；（3）等:正反应速率=逆反应速率；（4）定:反应物和生成物的质量或浓度保持不变；（5）变:条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。4．化学平衡状态的判断（1）判断方法分析（2）动态标志：v正＝v逆≠0①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，eq \f(v正A,v逆B)＝eq \f(a,b)时，反应达到平衡状态。（3）静态标志：各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。④绝热容器中温度不变。⑤密度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。⑥平均相对分子质量eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＝\f(m,n)))不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。【易错提醒】规避“2”个易失分点（1）化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。（2）不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。③全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再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。考向1 考查可逆反应的特点例1定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是A．c1：c2=3：1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1【思维建模】极端假设法确定各物质浓度范围可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。【变式训练1】（2024·陕西商洛·一模）中华优秀传统文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法正确的是A．海昏侯墓出土了大量保存完好的精美金器，这与金的惰性有关B．“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”中涉及的反应为可逆反应C．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”是因为成分中含有氧化亚铜D．“世间丝、麻、裘、褐皆具素质”，“丝、麻、裘”的主要成分都是蛋白质【变式训练2】对于反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJ•mol-1，下列有关说法正确的是A．达到平衡后，升高温度，c(SO3)增大B．使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间C．1molNO2(g)与1molSO2(g)混合后，充分反应会放出41.8kJ热量D．在恒温、恒容条件下，当反应容器内总压强不变时，说明该反应已达到平衡考向2 考查化学平衡状态的判断例2（2024·广东广州·三模）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是A．B．两点的正反应速率：C．此反应在任意温度下都可自发进行D．当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态【思维建模】判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变”（1）“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。特别注意：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。（2）“变量不变”：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。【变式训练1】（2024·浙江杭州·模拟预测）汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示：下列说法不正确的是A．前2s内的化学反应速率B．升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大C．当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态D．当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度【变式训练2】（2024·重庆·模拟预测）如图所示，无摩擦、有质量的隔板1、2、3将容器分为甲，乙、丙3个部分，同时进行反应：，起始时各物质的物质的量已标在图中。在固定的温度和压强下充分反应后，各部分的体积分别为、、。此时若抽走隔板1，不会引起其他活塞移动。下列说法错误的是A．若乙中气体密度不再改变，说明乙中已经达到平衡状态B．若，C．若将3个隔板全部固定，与未固定相比，丙中放热量减少D．若将该容器逆时针旋转90°竖立在桌面上，重新平衡时，乙中C的体积分数减小 HYPERLINK \l "_Toc15308" 考点二 化学平衡移动知识点1 化学平衡的移动1.概念：一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，若改变反应条件（如温度、压强、浓度等），使正、逆反应的速率不相等，化学平衡发生移动。最终在新的条件下，会建立新的化学平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。2．化学平衡移动的过程3．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系（1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。（2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。（3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。知识点2 影响化学平衡的因素1.改变下列条件对化学平衡的影响2.化学平衡中的特殊情况（1）当反应物或生成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）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。（3）温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。①恒温恒容条件原平衡体系eq \o(―――――――――→,\s\up7(充入惰性气体))体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动②恒温恒压条件原平衡体系eq \o(―――――――――→,\s\up7(充入惰性气体))容器容积增大―→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压)【特别提醒】压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化，只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。3.图示影响化学平衡移动的因素知识点3 勒夏特列原理1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。2.理解勒夏特列原理的注意问题（1）勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。（2）勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。（3）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。3.应用：可以更加科学有效地调控和利用化学反应，尽可能让化学反应按照人们的需要进行。知识点4 等效平衡1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，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，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。2.等效平衡的判断方法（1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法：极值等量即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)① 2 mol 1 mol 0② 0  0   2 mol③ 0.5 mol  0.25 mol  1.5 mol④ a mol b mol c mol上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，eq \f(c,2)＋b＝1，即与上述平衡等效。（2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)① 2 mol 3 mol 0② 1 mol 3.5 mol  2 mol③ a mol b mol c mol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中eq \f(nSO2,nO2)＝eq \f(2,3)，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足：eq \f(c＋a,\f(c,2)＋b)＝eq \f(2,3)，即与①②平衡等效。（3）恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)① 1 mol 1 mol 0② 2 mol 2 mol 1 mol③ a mol b mol c mol①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)＋a))∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)＋b))＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。3.虚拟“中间态”法构建等效平衡（1）构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。（2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。考向1 考查化学平衡的移动方向的判断例1（2024·广东江门·二模）烯烃是一种应用广泛的化学原料。烯烃之间存在下列三个反应：反应Ⅰ：  反应Ⅱ：  反应Ⅲ：  在压强为pkPa的恒压密闭容器中，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度T的变化关系如图所示。下列说法错误的是A．反应Ⅲ的B．700K时反应Ⅱ的平衡常数C．欲提高的物质的量分数，需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂D．超过700K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动【思维建模】判断化学平衡移动方向的思维模型【变式训练1】（2024·黑龙江哈尔滨·三模）在碱性条件下水解生成，进程中势能变化如图。下列说法错误的是A．名称为2-甲基-2-丙醇B．中碳原子的杂化轨道类型有两种C．增大浓度，水解反应速率变化不大D．升温既能加快反应速率又能促进平衡正向移动【变式训练2】（2024·安徽马鞍山·三模）下列有关操作的实验现象及解释错误的是考向2 考查等效平衡的应用例2（2024·天津河西·二模）工业上一种制反应为  。某小组分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在同温T℃下发生反应，该反应过程中的能量变化数据如下表所示：下列有关叙述不正确的是A．容器中反应的平均速率①②C．平均速率(异山梨醇)D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率2．（2024·广东卷）对反应(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，增大，减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，------为有催化剂)为A．B．C． D．3．（2024·浙江卷）酯在溶液中发生水解反应，历程如下：已知：①②水解相对速率与取代基R的关系如下表：下列说法不正确的是A．步骤I是与酯中作用B．步骤III使I和Ⅱ平衡正向移动，使酯在溶液中发生的水解反应不可逆C．酯的水解速率：D．与反应、与反应，两者所得醇和羧酸盐均不同4．（2023·重庆卷）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：反应Ⅰ：反应Ⅱ：在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的B．点反应Ⅰ的平衡常数C．点的压强是的3倍D．若按投料，则曲线之间交点位置不变5．（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为    在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是A．反应的焓变B．的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值6.（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A．B．反应速率：C．点a、b、c对应的平衡常数：D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态考点要求考题统计考情分析化学平衡状态2024吉林卷10题，3分2023湖南卷13题，3分2022辽宁卷12题，3分2021广东卷14题，4分分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：（1）考查化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断。（2）结合化学反应速率或反应热，考查平衡移动的影响因素，及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断。2.从命题思路上看，试题往往以新材料的开发利用、新科技的推广应用、污染的治理或废物利用等形式呈现，考查平衡建立、平衡移动、转化率等内容。（1）选择题：结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响，或与化学反应速率结合的综合应用。（2）非选择题：以工业生产为背景，通过反应机理或浓度、转化率图像提供信息进行命题，主要考查外界条件改变引起的化学平衡移动、对工业生产条件的选择等。3.根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面：（1）反应平衡状态的判断；（2）关注溶液中的平衡移动；注意外界因素对化学平衡与反应速率的综合影响；（3）关注化学反应平衡移动对工业生产条件的选择调控作用。化学平衡移动2024浙江1月卷14题，2分2024浙江6月卷11题，2分2024浙江6月卷16题，2分2024广东卷15题，4分2023重庆卷14题，3分2023江苏卷13题，3分2023广东卷15题，4分2023北京卷4题，3分2022广东卷13题，4分2022天津卷6题，4分复习目标：1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2．掌握化学平衡的特征。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，能用相关理论解释其一般规律。过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（正）最大v（逆）＝0反应物浓度最大，生成物浓度为零反应过程中v（正）逐渐减小， v（逆）逐渐增大反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大平衡状态时v（正）=v（逆） 各组分的浓度不再随时间的变化而变化过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（逆）最大v（正）＝0生成物浓度最大，反应物浓度为零反应过程中v（逆）逐渐减小， v（正）逐渐增大生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增大平衡状态时v（正）=v（逆） 各组分的浓度不再随时间的变化而变化化学反应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量分数一定②各物质的质量或质量分数一定③各气体的体积或体积分数一定④总体积、总压强、总物质的量一定正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q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＋q②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时气体密度(ρ)①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中)②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)时间/s01234/(mol/L)/(mol/L)改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向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(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积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同等程度改变v正、v逆，平衡不移动选项操作现象及解释A，向上述平衡体系中加入碳混合气体颜色变浅：碳消耗气体，浓度减小，且平衡逆向移动B向滴有酚酞的溶液中加入固体溶液红色变浅：沉淀，使平衡逆向移动，浓度降低C向溶液中加入Fe粉溶液红色变浅：Fe还原，使平衡正向移动，浓度降低D向含有的废水中加入固体溶液呈浅绿色：，化学平衡常数大，正向程度大容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡的时间/min达到平衡时体系能量的变化CO①1400放出热量：20.5kJ②2800放出热量：QkJ取代基R水解相对速率12907200