2018高考化学复习化学平衡状态及其移动

化学平衡状态和平衡移动温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。

大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。

自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,大气的温室效应也随之增强,已引起全球气候变暖等一系列极其严重的问题,引起了全世界各国的关注。

近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展,其反应为Ⅰ.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.9 kJ ·mol-1。

问题1：为提高CH3OH的产率,理论上应采用什么样的条件？(素养角度——变化观念与平衡思想)提示：根据热化学方程式可知,生成CH3OH的方向是放热反应方向,也是气体体积减小的方向,因此提高CH3OH 的产率,需要降低温度升高压强。

问题2：250 ℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),如图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。

判断反应物X是CO2还是H 2。

(素养角度——证据推理与模型认知)提示：观察图中的横坐标,其物理量为,若假设n(CO2)为定值,则X的转化率随n(H2)的增大而增大,则X为CO2。

问题3：催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。

控制相同投料比和相同反应时间,有如下四组实验数据：实验编号温度(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)A 543 Cu/ZnO纳米棒12.3 42.3B 543 Cu/ZnO纳米片11.9 72.7C 553 Cu/ZnO纳米棒15.3 39.1D 553 Cu/ZnO纳米片12.0 70.62提示：选择性是指产物的专一性,在一个化学反应中若有多个产物,其中某一产物是目标产物,若这个物质的产率越高,说明该反应的选择性越好。

《化学平衡移动（高考复习）》教学设计作者：田幼娟来源：《读写算》2018年第09期摘要整合化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡四类平衡的移动，通过勒夏特列原理和化学平衡常数K从定性和定量两个角度判断化学平衡移动的方向，分析平衡移动的结果。

关键词化学平衡移动；勒夏特列原理；化学平衡常数中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2018）09-0154-01一、教学内容分析化学平衡移动是高中化学课程的重要内容，也是高考考查频率较高的核心内容。

这部分内容涉及一般化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，综合性较强，是学生学习的难点之一。

学生经常用勒夏特列原理定性分析四类化学平衡移动，却很少从化学平衡常数K的角度定量分析。

其实通过化学平衡常数K与浓度商Q大小比较，能让学生更科学地认识化学平衡移动的原因，即当K与Q不相等时，平衡会发生移动。

因此，本节课的内容是整合化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡四类平衡的移动，通过勒夏特列原理和化学平衡常数K从定性和定量两个角度判断化学平衡移动的方向，分析平衡移动的结果。

二、学生情况分析高三复习课经常是老师课前认真准备，自我感觉良好，可是上课发现学生面无表情被动地听着。

但是每次一提问，他们马上去掉呆滞的表情，脸上有了神彩，所以解决问题能提高学生的注意力。

学生没有自己主动思考从而发现问题的习惯，需要老师通过每节课慢慢引导他们怎么自己思考。

学生已经复习了化学平衡状态和化学平衡常数，在复习用浓氨水制取氨气的实验、氢氧化铝电离时均有涉及电离平衡，复习铝铁及其化合物时已经应用了盐类水解、沉淀溶解平衡等知识。

这些都为这节课的复习提供了基础。

三、教学设计的理论依据建构主义教学观认为：教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，要给予学生解决问题的自主权，刺激学生的思维，激发他们自己解决问题，设计支持和激发学生思维的学习环境。

基于建构主义理论的指导，本教学设计通过创设符合教学内容要求的问题情境，在复习知识的同时，让学生在不断提出问题和解决问题的过程中提高思维水平。

化学平衡的移动与平衡常数化学平衡是指在反应物和生成物之间达到动态平衡的状态，其中反应物被转化为生成物，而生成物又被转化回反应物。

在这个过程中，反应物和生成物的浓度会发生变化，而平衡常数则是用来描述反应物与生成物之间浓度比例的一个重要指标。

一、化学平衡的移动方向在化学平衡下，反应物和生成物的浓度通常会发生变化，移动的方向取决于浓度的变化趋势。

根据勒夏特列原理，如果在系统中添加了物质或者改变了温度、压力等条件，平衡反应会重新调整以适应这些改变，使得系统保持稳定。

1. 浓度变化引起的平衡移动当我们向平衡反应的反应体系中添加了更多的反应物，反应会朝着生成物的方向移动，以减小反应物的浓度。

相反地，如果我们添加了更多的生成物，反应则会朝着反应物的方向移动，以减小生成物的浓度。

这种移动方向是为了保持平衡条件。

2. 温度变化引起的平衡移动温度对平衡反应的移动方向也有影响。

根据利用吉布斯自由能进行分析，当增加温度时，反应物中的吸热反应会被加剧，因此反应会向吸热方向移动。

相反地，当降低温度时，反应物中的放热反应会被加剧，反应会向放热方向移动。

这种移动的方向是为了维持平衡状态。

二、平衡常数的意义与计算平衡常数用来描述反应物和生成物之间浓度比例的关系。

在平衡状态下，反应物浓度与生成物浓度之间的比例由平衡常数确定。

平衡常数的大小表示了反应的偏向程度，具体计算公式如下：Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物 A、B 和生成物 C、D的浓度，a、b、c、d 分别表示它们的化学计量数。

平衡常数 Kc 的值越大，表示反应偏向生成物的方向；Kc 的值越小，则表示反应偏向反应物的方向。

三、平衡常数对化学平衡的影响平衡常数不仅反映了反应物和生成物之间的浓度比例关系，还决定了反应物和生成物的转化率。

反应物和生成物的浓度与平衡常数之间的关系可以用来预测平衡位置和反应的可逆性。

第3讲化学平衡状态化学平衡移动考点一可逆反应与化学平衡状态1．可逆反应(1)定义：在下既可以向方向进行，同时又可以向方向进行的化学反应。

(2)特点：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都 (填“大于”或“小于”)100%。

(3)表示：在方程式中用“”表示。

2．化学平衡状态(1)化学平衡的建立(2)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。

(3)平衡特点小题热身正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)二次电池的充、放电为可逆反应。

( )(2)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变化，说明反应已达平衡状态。

( )(3)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。

( )(4)对于反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。

( )(5)在2 L密闭容器，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态。

( )(6)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。

( )[考向精练提考能]考向一化学平衡状态的判定判断平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”1．“正逆相等”：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减少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。

1．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )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．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) (乙)H2(g)＋I2(g)2HI(g)现有下列情况：①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比③速率之比等于系数之比的状态④浓度之比等于系数之比的状态⑤百分含量之比等于系数之比的状态⑥混合气体的颜色不再改变的状态⑦混合气体的密度不再改变的状态⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑨体系温度不再改变的状态⑩压强不再改变的状态⑪反应物的浓度不再改变的状态⑫反应物或生成物的百分含量不再改变的状态其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是；考向二从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点3．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4．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是( )A．SO2为0.4 mol/L B．SO2为0.25 mol/LC．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO2为0.24 mol/L，SO3为0.14 mol/L考点二化学平衡移动1．化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。

2018——2019学年北京高三化学一轮复习化学平衡移动与等效平衡知识梳理1．化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。

一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：2．化学平衡移动与化学反应速率的关系v正>v逆，平衡向正反应方向移动；v正＝v逆，反应达到平衡状态，不发生平衡移动；v正<v逆，平衡向逆反应方向移动。

3．外界因素对化学平衡移动的影响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)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。

新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。

5．等效平衡定义：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。

等效平衡分类及规律1．教材基础知识判断(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动()(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大()(3)合成氨反应需要使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动，所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因()(4)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正减慢()(5)C(s)＋CO 2(g)2CO(g)ΔH＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2．(RJ选修4·P 326改编)在一密闭容器中，反应a A(g)b B(g)＋c C(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度为原来的50%，则()A．平衡向正反应方向移动B．a>b＋cC．物质B的质量分数增大D．以上判断都错误答案 D3．[教材实验探究与考题印证](RJ选修4·P26实验2－5)已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：Cr 2O2－7＋H2O2CrO2－4＋2H＋K2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色。

第二节化学平衡状态和平衡移动考纲定位考情播报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。

2016·全国甲卷T27/全国乙卷T27(1)(2)/全国丙卷T27(2)(3)2015·全国卷ⅠT28(4)/全国卷ⅡT27(2)(3)2014·全国卷ⅠT28(3)/全国卷ⅡT26(2)(3)2013·全国卷ⅠT28(2)(3)(4)/全国卷ⅡT28(1)2012·全国卷T27(4)考点1| 可逆反应与化学平衡状态[基础知识整合]1．可逆反应2．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浓度保持不变的状态。

(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)特征[应用体验]催化剂1．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)＋O2(g)加热2SO3(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，充分反应后生成SO3的物质的量________2 mol(填“<”“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量________0 mol，转化率________100%，反应放出的热量________Q kJ。

[提示]<><<2．T℃时，将a mol H2O(g)和a mol CO(g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：H2O(g)＋CO(g)H2(g)＋CO2(g)。

请回答下列问题：(1)反应刚开始时，c0(H2O)________(填“>”“<”或“＝”，下同)c0(CO)________c0(H2)。

(2)随着反应的进行，c(H2O)逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，c(CO2)逐渐________。

2018年高考真题——化学平衡及应用全国1卷28．（15分）采用N 2O 5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题：（1）1840年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N 2O 5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为_______。

（2）F. Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N 2O 5（g ）分解反应：其中NO 2二聚为N 2O 4的反应迅速达到平衡。

体系总压强p 随时间t 的变化如下表所示（t =∞时，N 2O 5（g ）完全分解）：t /min0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p /kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N 2O 5（g ）2N 2O 4（g ）+O 2（g ）ΔH 1=−4.4 kJ ·mol −12NO 2（g ） N 2O 4（g ） ΔH 2=−55.3 kJ ·mol −1则反应N 2O 5（g ）=2NO 2（g ）+12O 2（g ）的ΔH =_______ kJ ·mol −1。

②研究表明，N 2O 5（g ）分解的反应速率v =2×10−3×25N O p （kPa ·min −1）。

t =62 min 时，测得体系中2O p =2.9 kPa ，则此时的25N O p =________ kPa ，v =_______ kPa ·min −1。

③若提高反应温度至35℃，则N 2O 5（g ）完全分解后体系压强p ∞（35℃）____63.1 kPa （填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。

④25℃时N 2O 4（g ）2NO 2（g ）反应的平衡常数K p =_______kPa （K p 为以分压表示的平衡常数，结果保留1位小数）。

第2讲化学平衡状态化学平衡移动课程标准知识建构1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态及能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。

2．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响，并能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。

3．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。

一、可逆反应与化学平衡状态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任一组分的转化率都小于_100%。

(3)表示：在方程式中用“”表示。

2．化学平衡状态(1)概念：在一定条件下的可逆反应中，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：对于只加入反应物从正向建立的平衡：以上过程可以用速率－时间图像表示如下(3)化学平衡的特点【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。

(1)铅蓄电池的充放电反应为可逆反应()(2)在化学平衡的建立过程中，v正一定大于v逆()(3)对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应，当v正(N2)＝v逆(NH3)时反应达到平衡状态()(4)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最大限度()(5)恒温恒容条件下反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，当密度不变时，反应达到平衡状态()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√二、化学平衡的移动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，平衡不发生移动。