优化方案高考化学大一轮复习第七章化学反应速率与化学平衡第二讲化学平衡状态讲义

第二讲化学平衡状态[2017高考导航]考纲要求真题统计命题趋势1.了解化学反应的可逆性。

2．了解化学平衡建立的过程。

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，认识并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。

2015，卷Ⅰ 28T(4)；2015，卷Ⅱ 27T(3)；2014，卷Ⅰ 28T(3)；2014，卷Ⅱ 26T(3)；2013，卷Ⅰ 28T(2)(3)(4)；2013，卷Ⅱ 28T(1)高考对本部分的考查内容主要有化学平衡状态的判断、分析，对化学平衡移动中相关量的变化分析以及用图像工具分析解决问题等。

预计2017年高考既会保持对传统知识的考查，如化学平衡状态的判断、有关平衡的计算等；又会适当增加对联系实际问题的考查，如利用平衡移动原理探索工业条件的选择等。

备考时注意平衡状态的判断依据，加强对图像问题的分析。

考点一可逆反应化学平衡状态[学生用书P162]一、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(1)二同：①相同条件下；②正、逆反应同时进行。

(2)一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于100%。

3．表示在方程式中反应符号用“”表示。

二、化学平衡状态1．概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

2．特点1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)2H 2O 电解点燃2H 2↑＋O 2↑为可逆反应。

( )(2)二次电池的充、放电为可逆反应。

( )(3)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。

( ) 答案：(1)× (2)× (3)√2．向含有2 mol 的SO 2的容器中通入过量氧气发生：2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3，充分反应后生成SO 3的物质的量________2 mol(填“<”“>”或“＝”，下同)，SO 2的物质的量________0 mol ，转化率________100%。

答案：< > <名师点拨(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)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。

(3)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。

(4)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。

反应2SO 2(g)＋O 2(g)催化剂△2SO 3(g)在恒温恒容密闭容器中进行，下列可作为判断其达到平衡状态的标志的是( )①SO 2和SO 3的浓度相等 ②SO 2的质量分数保持不变 ③容器中气体的压强保持不变 ④SO 3的生成速率与SO2的消耗速率相等⑤容器中混合气体的密度保持不变⑥容器中气体的平均摩尔质量保持不变⑦2v正(SO2)＝v逆(O2) ⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol SO3A．①②④⑤B．②③⑦⑧C．②③⑤⑥D．②③⑥[解析] 判断一个化学反应达到平衡状态依据的原则是“变量不变达平衡”。

①反应物和生成物的浓度不变时达到平衡状态，而不是浓度相等，错误；②SO2的质量分数是变量，不变时达到平衡状态，正确；③反应在恒容密闭容器中进行，且该反应是反应前后气体分子数发生变化的反应，故容器中气体的压强是变量，当压强不变时达到平衡状态，正确；④SO3的生成速率与SO2的消耗速率是同一个反应方向，一定相等，错误；⑤容器的容积固定，气体的质量固定，混合气体的密度是定量，错误；⑥反应前后气体的物质的量发生变化，而气体总质量不变，因此当容器内气体的平均摩尔质量保持不变时，一定达到平衡状态，正确；⑦正确的关系式为v正(SO2)＝2v逆(O2)，错误；⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol SO3，这个关系一直存在，与是否达到平衡无关，错误。

[答案] D若换成反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，在恒温恒容密闭容器中进行，可作为判断其达到平衡状态标志的是________。

①H2、I2、HI的分子数之比为1∶1∶2②H2的体积分数保持不变③容器中气体的压强保持不变④H2的消耗速率与I2的生成速率相等⑤容器中混合气体的密度保持不变⑥容器中气体的平均摩尔质量保持不变⑦2v正(I2)＝v逆(HI) ⑧单位时间内生成n mol I2的同时消耗2n mol HI答案：②④⑦化学平衡状态的判断思路(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消耗速率和生成速率相等。

(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；一个随反应进行保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。

[注意] ①根据正、逆反应速率来判断可逆反应是否达到平衡时，要注意用同一种物质表示的正、逆反应速率相等，不同种物质正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。

②根据压强是否变化来判断可逆反应是否达到平衡时，要注意两点：一是容器的容积是否可变；二是反应前后气体的体积是否变化。

③对于不同的反应，用相同物理量判断时，结果可能不同。

如在恒容密闭容器中，容器内的压强不再变化时，对于气体体积变化的反应是平衡状态，但对于气体体积不变的反应不一定是平衡状态。

题组一从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点1．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O22SO3中，充入由18O 组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的( )A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选D。

化学平衡是动态平衡，18O2的加入一定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含18O 的SO3又会分解得到SO2和O2，使SO2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。

2．一定条件下，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解析：选D。

平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且v Y(生成)∶v Z(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1，D正确。

题组二化学平衡状态的判定3．(2016·北京朝阳高三考试)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，下列选项一定能作为达到平衡状态标志的是( )A．混合气体的密度不再发生变化B．反应过程中v(N2)∶v(H2)＝1∶3C．反应过程中c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2D．单位时间内断开a mol H—H键的同时断开2a mol N—H 键解析：选D。

由于混合气体的总质量不变，容器的体积不变，故反应无论是否达到平衡，混合气体的密度均不发生变化，A不符合题意；N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应无论是否达到平衡，总有关系：v(N2)∶v(H2)＝1∶3，B不符合题意；若各反应物的浓度均不再发生变化，反应达到平衡，而不是c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，C不符合题意；断开H—H键说明反应正向进行，断开N—H键说明反应逆向进行，且正、逆反应消耗的反应物或生成物的物质的量之比等于其化学计量数之比，说明反应达到平衡状态，D符合题意。

4．一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2②X、Y、Z的浓度不再发生变化③容器中的压强不再发生变化④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol YA．①②B．①④C．②③D．③④解析：选C。

X、Y、Z的物质的量之比等于其化学计量数之比时，不一定达到化学平衡状态，故①错误；根据化学平衡状态的概念可知，可逆反应达平衡时，正、逆反应速率相等，故④错误；在恒容密闭容器中，对于反应前后气体总体积不等的反应，其压强不再发生变化，各组分的浓度不再变化，均为达到化学平衡状态的标志，故②、③正确。

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：(1)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)。

(2)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)I 2(g)＋H 2(g)。

(3)全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

考点二 化学平衡的移动[学生用书P163]1．化学平衡移动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<v 逆：平衡向逆反应方向移动。

2．外界因素对化学平衡的影响勒夏特列原理：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)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

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――→充入惰性气体体系总压强增大，但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――→充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)――→体积不变反应平衡不移动；――→体积可变反应 平衡向气体体积增大方向移动。

1．在密闭容器中进行下列反应CO 2(g)＋C(s) 2CO(g) ΔH >0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：(1)增加C ，平衡________，c (CO)________。

(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡__________，c (CO 2)________。

(3)通入N 2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡________，c (CO 2)________。

(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡__________，c (CO)________。