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2019-2020年高考化學一輪復習 專題8.2 化學反應的方向和限度講案（含解析） 復習目標： 1、 了解可逆反應的定義。 2、 理解化學平衡的定義。 3、 理解影響化學平衡的因素。 基礎知識回顧： 一、化學平衡狀態(tài)的建立 1、可逆反應：在相同條件下同時向正、反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。在可逆反應中使用“”。 2、化學平衡狀態(tài) （1）概念：在一定條件下可逆反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。 （2）特征： ①逆：化學平衡研究的對象是可逆反應。 ②等：V（正）==V（逆）≠0 ③動：化學平衡是動態(tài)平衡。雖然V（正）==V（逆），但正、 逆反應仍在進行。 ④定：反應物和生成物的濃度保持一定。 ⑤變：外界條件改變，平衡也隨之改變。 3、化學平衡狀態(tài)的判斷（標志） （1）本質(zhì)標志 v(正)＝v(逆)≠0。對于某一可逆反應來說，正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。 （2）等價標志 ①全是氣體參加的體積可變反應，體系的壓強不隨時間而變化。例如：N2＋3H22NH3。 ②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度或體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變。 ③全是氣體參加的體積可變反應，體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化。例如： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。 ④對同一物質(zhì)而言，斷裂化學鍵的物質(zhì)的量與形成化學鍵的物質(zhì)的量相等。 ⑤對于有顏色物質(zhì)參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化， 如2NO2(g) N2O4(g)。 ⑥體系中某反應物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。 【典型例題1】一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是 (　　) A．混合氣體的密度不再變化 B．反應容器中Y的質(zhì)量分數(shù)不變 C．X的分解速率與Y的消耗速率相等 D．單位時間內(nèi)生成1 mol Y的同時生成2 mol X 【遷移訓練2】【山東省濰坊市xx屆高三上學期期末】一定條件下反應2AB(g)A2(g)＋B2(g)達到平衡 狀態(tài)的標志是 A．單位時間內(nèi)生成nmolA2，同時消耗2n molAB B．容器內(nèi)三種氣體AB、A2、B2共存 C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D．容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變化 二、化學平衡移動 1、概念 達到平衡狀態(tài)的反應在條件改變后，平衡狀態(tài) 被破壞的過程。 2、過程 3、平衡移動方向與反應速率的關系 （1）v正> v逆,平衡向正反應方向移動。 （2）v正= v逆，平衡不移動。 （3）v正< v逆,平衡向逆反應方向移動。 4、平衡移動會伴隨著哪些變化 （1）反應速率的變化(引起平衡移動的本質(zhì)，但速率變化也可能平衡不移動)，主要看v正與v逆是否相 等，如果v正≠v逆，則平衡必然要發(fā)生移動，如v正、v逆同時改變相同倍數(shù)，則平衡不移動。 （2）濃度的變化，平衡移動會使?jié)舛茸兓?，但是濃度的變化不一定使平衡移動? （3）各組分百分含量的變化。 （4）平均相對分子質(zhì)量的變化。 （5）顏色的變化(顏色變化，平衡不一定發(fā)生移動)。 （6）混合氣體密度的變化。 （7）轉(zhuǎn)化率的變化。 （8）溫度變化 5、影響因素 影響化學平衡的因素 若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下： 條件的改變(其他條件不變) 化學平衡的移動 濃度 增大反應物濃度或減小生成物濃度 向正反應方向移動 減小反應物濃度或增大生成物濃度 向逆反應方向移動 壓強(對有氣體存在的反應) 反應前后氣體分子數(shù)改變 增大壓強 向氣體體積減小的方向移動 減小壓強 向氣體體積增大的方向移動 反應前后氣體分子數(shù)不變 改變壓強 平衡不移動 溫度 升高溫度 向吸熱反應方向移動 降低溫度 向放熱反應方向移動 催化劑 使用催化劑 平衡不移動 【典型例題2】COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：①升溫　②恒容通入 惰性氣體?、墼黾覥O濃度　④減壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是 (　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 【遷移訓練2】【貴州省六盤水市六校xx屆上學期期末聯(lián)合統(tǒng)考】一定條件下,通過下列反應可實現(xiàn)燃煤 煙氣中硫的回收：SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l)　ΔH<0若反應在恒容的密閉容器中進行,下列有關說法正 確的是 (　) A．平衡前,隨著反應的進行,容器內(nèi)壓強始終不變 B．平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應速率加快 C．平衡時,其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D．其他條件不變,使用不同催化劑,該反應的平衡常數(shù)不變 應速率，但該反應的平衡常數(shù)不變。正確。 考點：考查外界條件對化學平衡的影響的知識。 三、勒夏特列原理 平衡移動原理應用 1、勒夏特列原理 （1）內(nèi)容 如果改變影響平衡的條件之一（如 溫度、濃度或壓強）,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。 （2）適用 ①該原理適用于化學平衡、溶解平衡、電離平衡、水解平衡等動態(tài)平衡。 ②這種減弱并不能消除外界條件的變化。 【指點迷津】 應用勒夏特列原理時要注意不能走入誤區(qū)： （1）是否真的改變了影響化學平衡的條件。例如： A．改變化學平衡體系中固體或純液體的物質(zhì)的量時，并未改變影響化學平衡的條件； B．即使有氣體存在的化學平衡體系，恒溫、恒容下充入惰性氣體，也未改變影響化學平衡的條件。 （2）可逆反應是否存在能夠減弱某項條件改變的反應方向，例如對mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g), m+n=p+q型的可逆反應，它無氣體體積擴大或縮小的反應方向，即使是改變壓強，化學平衡也不移動。 2、平衡移動的應用 ①判狀態(tài)：由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷反應物或生成物的狀態(tài)。 ②判系數(shù)：由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計量數(shù)或反應物和生成物之間的計量數(shù)的大小關系。 ③判ΔH：由溫度的改變，根據(jù)化學平衡移動的方向，可以判斷正反應或逆反應是吸熱反應或放熱反應。 ④判轉(zhuǎn)化率：根據(jù)條件改變對化學平衡的影響,可以判斷達到新平衡時某反應物轉(zhuǎn)化率的提高或降低以及平衡體系中某組分百分含量的變化。 ⑤調(diào)控反應：根據(jù)影響化學反應速率和平衡的條件以及化學平衡移動原理，可調(diào)控工業(yè)反應使之效益最大化。 【典型例題3】【福建省南僑中學、永春三中、永春僑中、荷山中學、南安三中xx屆高中畢業(yè)班期末摸底 統(tǒng)一考試化學試卷 】下列變化不能用勒夏特列原理解釋的是 A．新制氯水久置后，顏色變淺 B．H2、I2、HI混合氣體加壓后，顏色變深 C．合成氨時將氨液化分離，可提高原料的利用率 D．向H2S水溶液中加入NaOH，有利于S2-增多 【遷移訓練3】【xx四川理綜，13】在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應mX(g) nY(g)　ΔH＝Q kJmol－1。反應達到平衡時，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示： c(Y)/molL－1 溫度/℃ 氣體體積/L 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列說法正確的是 (　　) A．m>n B．Q<0 C．溫度不變，壓強增大，Y的質(zhì)量分數(shù)減少 D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動 考點詳析： 考點一：化學平衡狀態(tài)的判斷——“兩審”“兩標志”突破化學平衡狀態(tài)標志的判斷 1、“兩審” 一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應特點：①全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應；②有固體參與的等體積反應還是非等體積反應。 2、“兩標志” （1）本質(zhì)標志 v正＝v逆≠0。對于某一可逆反應來說，正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。 （2）等價標志 ①全部是氣體參加的氣體體積可變的反應，體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 ②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變。 ③對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學鍵的物質(zhì)的量與形成的化學鍵的物質(zhì)的量相等。 ④對于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。 ⑤體系中某反應物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。 【注意】以下幾種情況不能作為可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志： a．恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應，混合氣體的壓強或氣體的總物質(zhì)的量不隨時間而變化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。 b．全部是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。 c．全部是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。 【典型例題4】下列說法可以證明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已達平衡狀態(tài)的是____________(填序號)。 ①單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時，生成n mol HI　 ②一個H—H 鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂　 ③百分含量w(HI)＝w(I2)　 ④反應速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)　 ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1　 ⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化　 ⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化　 ⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化　 ⑨溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化　 ⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化 【遷移訓練4】【湖北武穴中學xx年12月月考】在一定溫度下可逆反應N2+3H2 2NH3已達到平衡， 下列有關說法正確的 （ ） ① 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成 ② 反應混合物中各組分的體積分數(shù)保持不變 ③ 恒溫恒容時，容器內(nèi)的壓強不再改變 ④ 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個N—H 鍵形成 ⑤ NH3生成的速率與NH3分解的速率相等 ⑥ 單位時間生成n molN2，同時生成2n molNH3 ⑦ 氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 ⑧ N2 H2 NH3的分子數(shù)一定為1∶3∶2 ⑨ 恒溫恒容時，氣體的總物質(zhì)的量不再改變 ⑩ 恒溫恒壓時，容器內(nèi)的密度不再改變 A．①②③④⑤⑥⑦⑨ B．①②③⑤⑥⑩ C． ③④⑤⑥⑦ ⑧ D．①②③⑤⑥⑦⑨⑩ 考點二：化學平衡移動的判斷 1、解析化學平衡移動題目的一般思路 2、幾種特殊情況 （1）當反應混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時，由于其“濃度”是恒定的，不隨其量的增減而變化，故改變這些固體或液體的量，對化學平衡沒影響。 （2）對于反應前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)相等的反應，壓強的變化對正、逆反應速率的影響程度是等同的，故平衡不移動。 （3）“惰性氣體”對化學平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。 ②恒溫、恒壓條件 （4）同等程度地改變反應混合物中各物質(zhì)的濃度時，應視為壓強的影響。 【典型例題5】某溫度下，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學平衡后，改變條件對反應[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，ΔH<0]的正、逆反應速率的影響如圖所示： （1）加催化劑對反應速率影響的圖像是________(填序號，下同)，平衡________移動。 （2）升高溫度對反應速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動。 （3）增大反應容器體積對反應速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動。 （4）增大O2的濃度對反應速率影響的圖像是__________，平衡向________方向移動。 【遷移訓練5】【xx四川理綜卷，13】反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時。M的體積分數(shù)y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中：Z表示反應開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是 A．同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數(shù)增加 B．同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數(shù)增加 C．同溫同Z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數(shù)增加 D．同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分數(shù)增加。 考點三：等效平衡及其應用 在相同條件下（定溫、定容或定溫、定壓），同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，只要按化學計量數(shù)之比投入反應物或生成物，在達到化學平衡狀態(tài)時，所建立起來的化學平衡狀態(tài)都是相同的，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。 1、等效平衡的標志 我們所說的“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同；“完全相同的平衡狀態(tài)”在達到平衡狀態(tài)時，任何組分的物質(zhì)的量分數(shù)（或體積分數(shù)）對應相等，并且反應的速率等也相同；而“等效平衡”只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分數(shù)（或體積分數(shù)）對應相同，反應的速率、壓強等可以不同。 2、等效平衡的分類 在等效平衡中比較常見并且重要的類型主要有以下幾種： （1）定溫、定容條件下的等效平衡： ①化學反應前后氣體分子數(shù)改變的等效平衡。 ②化學反應前后氣體分子數(shù)不變的等效平衡。 （2）定溫、定壓條件下的等效平衡。 三、等效平衡的解題思路 我們常采用“等價轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問題。 （1）在定溫、定容條件下，對于化學反應前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如果通過可逆反應的化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。 （2）在定溫、定容條件下，對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，只要反應物（或生成物）的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。 （3）在定溫、定壓條件下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，達到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。 題型1：等溫等容條件下等效平衡的應用 【典型例題6】【江蘇省鎮(zhèn)江市xx屆高三期末考試】一定溫度時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2，發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ?H＝?196kJmoL?1，一段時間后達平衡，反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表： 反應時間/min n(SO2)/mol n(O2)/mol 0 2 1 5 1.2 10 0.4 15 0.8 下列說法不正確的是 A．反應在前5min的平均速率為v (SO2)=0.08molL?1 min?1 B．保持溫度不變，向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2時，v (正)＞ v (逆) C．保持其他條件不變，若起始時向容器中充入2molSO3，達平衡時吸收78.4kJ的熱量 D．相同溫度下，起始時向容器中充入1.5mol SO3，達平衡時SO3的轉(zhuǎn)化率為40% 題型2：等溫等壓條件下等效平衡的應用 【典型例題7】已知：t ℃時，2H(g)＋Y(g)2I(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，t ℃時，在一壓強恒定的密閉 容器中，加入4 mol H和2 mol Y反應，達到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡體系中，再加入1 mol 氣態(tài)的I物質(zhì)，t ℃時達到新的平衡，此時H物質(zhì)的物質(zhì)的量n(H)為 (　　) A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.5 mol D．0.2 mol