2020版高考化学（经典版）一轮复习教师用书：第七章第2节化学平衡状态　化学平衡的移动

 第2节　化学平衡状态　化学平衡的移动
[考试说明]　1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程；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。4.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用。
[命题规律]　本节内容是高考的重点与热点，主要考点有两个：一是化学平衡状态的判断；二是化学平衡移动原理，它往往以化学图像为载体，结合化学反应速率的变化、化学平衡常数，一起进行考查，同时考查观察图表、数据处理、分析问题的能力。
考点1　可逆反应和化学平衡状态
知识梳理
1.化学平衡研究的对象——可逆反应
(1)定义：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”。
①三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于100%。
(3)表示方法：在化学方程式中用“”表示。
2．化学平衡状态
(1)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度或质量保持不变的状态。
(2)建立过程
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：

以上过程可用如图表示：


(3)化学平衡状态特征



(1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
(2)可逆反应体系中，生成物不能全部转化为反应物，反应物也不能完全转化为生成物。
(3)化学反应的平衡状态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、逆方向建立。
(4)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
(5)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。


判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)2H2O2H2↑＋O2↑为可逆反应。(×)
错因：可逆反应是在同一条件下，既可以正向进行又可以逆向进行的反应。
(2)对于反应2A(g)＋B(s)3C(g)，在恒温恒容密闭容器中反应，当混合气体的密度或压强保持不变时，都说明反应已达平衡状态。(√)
错因：__________________________________________________
(3)由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1知，2 mol SO2与1 mol O2在恒压密闭容器中充分反应，可放出196.6 kJ的热量。(×)
错因：热化学方程式表示2_mol_SO2气体与1_mol_O2完全反应生成2_mol_SO3气体时，放出热量为196.6_kJ，故2_mol_SO2与1_mol_O2在容器中反应达到平衡，放热小于196.6_kJ。
(4)对NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)反应，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达平衡状态。(×)
错因：消耗1_mol_SO3的同时生成1_mol_NO2均表示逆反应方向，故无法判断反应是否达到平衡状态。
(5)对反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在恒温恒容密闭容器中反应，当压强不随时间而改变，说明反应已达平衡。(×)
错因：此反应为反应前后气体体积不变的反应，故压强始终不发生改变，因此压强不变时，无法说明反应已达平衡。
(6)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态。(√)
错因：____________________________________________
　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组训练
题组一 可逆反应及其特点
1．(2018·济宁模拟)硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应2SO2＋O22SO3的说法不正确的是(　　)
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
答案　B
解析　可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，即v正＝v逆≠0，故B错误。
2．在一个密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为：0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是(　　)
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1
D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
答案　C
解析　　　　　　2SO2(g)　 ＋　　O2(g)　　　 2SO3(g)
c(某时刻) 0.2 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.2 mol·L－1
向右进行完全 0 0.1 mol·L－1 0.4 mol·L－1
向左进行完全 0.4 mol·L－1 0.3 mol·L－1 　0
由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4 mol·L－1，故A错误；SO2与SO3浓度不会均为0.15 mol·L－1，只能一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，故B错误；由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4 mol·L－1，大于0，则可能为0.25 mol·L－1，故C正确；根据元素守恒，c(SO2)＋c(SO3)＝0.4 mol·L－1，故D错误。
题组二 化学平衡状态的标志
3．恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，说明该反应已达到平衡状态的是(　　)
A．容器内总压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．单位时间内生成2 mol HI的同时消耗1 mol H2
D．H2的体积分数不随时间改变
答案　D
解析　该反应前后气体总分子数不变，则恒温恒容条件下，容器内气体总压强始终不变，故不能根据总压强的不变判断反应达到平衡状态，A错误；反应物和生成物均为气体，则气体总质量不变，又知该反应在恒温恒容条件下进行，则气体的密度始终不变，故不能根据密度不变判断反应达到平衡状态，B错误；生成2 mol HI和消耗1 mol H2均表示正反应方向，故不能判断反应达到平衡状态，C错误；该反应正向进行时，H2的体积分数减小，而逆向进行时，H2的体积分数增大，当H2的体积分数不随时间改变，即v正(H2)＝v逆(H2)，则该反应达到平衡状态，D正确。
4．(1)在一定条件下，可逆反应达到平衡状态的本质特征是_______________。下列关系中能说明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是________。
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
(2)在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡状态时，一些宏观物理量恒定不变：a.反应容器中生成物的浓度不变；b.反应物的生成速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比；c.混合气体的压强不变；d.混合气体的密度不变；e.混合气体的平均相对分子质量不变；f.混合气体的总物质的量不变；g.混合气体的颜色不变；h.各反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比；i.某种气体的质量分数不变。
①能说明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有________；
②能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有________。
答案　(1)正反应速率与逆反应速率相等　C
(2)①acefi　②acefgi
解析　(1)化学平衡状态的本质特征是v(正)＝v(逆)，A项均为正反应速率，错误；B项，2v正(N2)＝v逆(NH3)，才达到平衡，错误；D项，3v正(N2)＝v逆(H2)，才达到平衡，错误。
(2)依据化学平衡状态的特征进行判断。


可逆反应达平衡状态的判断方法
准确地判断题目提供的物理量，反应过程中是变量还是定量，若变量不变，则可逆反应达到平衡状态。
以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例：



考点2　化学平衡的移动
知识梳理
1.化学平衡移动的过程

2．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，不发生平衡移动。
(3)v正p B．m＋nn
B．Q3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中＝3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
答案　A
解析　根据图像可知，温度升高，φ(CH4)减小，说明平衡右移，则正反应是吸热反应，该反应的焓变ΔH>0，A正确；温度一定时，Z增大，φ(CH4)减小，则a