1、第二节化学平衡状态及其平衡常数第二节化学平衡状态及其平衡常数点面导图点面导图考向分析考向分析 本节高考重点考查：本节高考重点考查：(1)化学平衡的建立、特征化学平衡的建立、特征和实质；和实质；(2)化学平衡常数的含义和化学平衡常数的含义和应用；应用；(3)化学平衡的计算。化学平衡的计算。题型主要以选择题和计算题型主要以选择题和计算题为主，难度为中档题。预测题为主，难度为中档题。预测2013年高考仍会以典型的工业年高考仍会以典型的工业可逆反应为载体，在平衡状态可逆反应为载体，在平衡状态的判定和化学平衡常数应用及的判定和化学平衡常数应用及计算方面进行命题。计算方面进行命题。相同相同正反应正反应逆反
2、应逆反应同时同时小于小于2化学平衡状态化学平衡状态化学反应的限度化学反应的限度(1)建立过程建立过程(以以N23H2 2NH3为例为例)向密闭容器中充入一定量的向密闭容器中充入一定量的N2和和H2，使其反应。，使其反应。反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率_；生成物浓度为生成物浓度为0，逆反应速率为，逆反应速率为_。反应进行中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐反应进行中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐_，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐_。达到平衡时，正反应速率与逆反应速率达到平衡时，正反应速率与逆反应速率
3、_，此时，此时反应物、生成物的浓度均保持反应物、生成物的浓度均保持_。最大最大0减小减小增大增大相等相等不变不变(3)概念概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率_，反应体系中所有反应物和生成物的反应体系中所有反应物和生成物的_保持不变的状态。保持不变的状态。(2)vt图描述建立过程如图图描述建立过程如图相等相等浓度浓度动态动态浓度浓度发生移动发生移动【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2(选一选选一选)下列关于化学平衡状态的说法中不正确的是下列关于化学平衡状态的说法中不正确的是()A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件
4、下所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能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于应速率相等且都等于0C在一定条件下，化学平衡的建立与反应途径无关在一定条件下，化学平衡的建立与反应途径无关D化学平衡状态可通过外界条件的改变而改变化学平衡状态可通过外界条件的改变而改变【答案【答案】B二、化学平衡常数二、化学平衡常数以以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例为例1表达式：表达式：K_。2影响因素影响因素K仅与仅与_有关，与反应物或生成物的浓度无关。有关，与反应物或生成物的浓度无
5、关。3注意事项注意事项(1)反应物或生成物中有固体和液态水存在时，由于其浓度可看反应物或生成物中有固体和液态水存在时，由于其浓度可看做做“常数常数”而不代入公式。而不代入公式。(2)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。若反应化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数方向改变，则平衡常数_。若方程式中各物质的化学。若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会_，但意义不变。，但意义不变。温度温度改变改变改变改变【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)化学平衡状态的判定化学平衡
6、状态的判定(1)对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，压强不变、气体的平均相对分子质量不变，或恒温、恒压时，压强不变、气体的平均相对分子质量不变，或恒温、恒压时，体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。(2)对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。反应处于平衡状态。(3)对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。应处于平衡状态。(2012广
7、东广东质检题组合质检题组合)在一定温度下向在一定温度下向a L密闭容器中加入密闭容器中加入1 mol NO2(g)发生发生2NO2(g)N2O4(g)，此反应达到平衡的标，此反应达到平衡的标志是志是_。Av(NO2)正正v(N2O4)逆逆B容器的总压强不再随时间而变化容器的总压强不再随时间而变化C容器中气体的颜色不再变化容器中气体的颜色不再变化DNO2、N2O4的分子数之比为的分子数之比为2 1E单位时间内生成单位时间内生成1 mol N2O4的同时生成的同时生成2 mol NO2F混合气体的密度不再随时间而变化混合气体的密度不再随时间而变化GNO2的浓度不再随时间而变化的浓度不再随时间而变化
8、【精讲精析【精讲精析】首先明确该反应前后气体的体积不相等。首先明确该反应前后气体的体积不相等。A项，项，因为因为NO2、N2O4的化学计量数不相等，达到平衡时，的化学计量数不相等，达到平衡时，v(NO2)正正v(N2O4)逆逆，应，应v(NO2)正正2v(N2O4)逆逆，A错误；错误；B项，该反应前项，该反应前后气体体积不等，平衡时总压不变可作为平衡的标志；后气体体积不等，平衡时总压不变可作为平衡的标志；C项，项，NO2为红棕色，颜色不变，说明为红棕色，颜色不变，说明c(NO2)不变，说明已达平衡；不变，说明已达平衡；D项，平衡状态与物质的分子数之比无关，项，平衡状态与物质的分子数之比无关，D
9、错误；错误；E项，可以项，可以说明说明v正正v逆逆；F项，恒容恒质量，密度不变，不可以作为平衡项，恒容恒质量，密度不变，不可以作为平衡的标志，的标志，F错误；错误；G项，项，c(NO2)不变可以作为平衡的标志。不变可以作为平衡的标志。【答案【答案】BCEG1(2012合肥一模合肥一模)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：行如下可逆反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)，当下列物理，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度混合气体的密度容器内气体的压强容器内气
10、体的压强混合气体的总物混合气体的总物质的量质的量B的物质的量浓度的物质的量浓度混合气体的摩尔质量混合气体的摩尔质量A BC D只有只有【解析【解析】反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平衡状态；衡状态；反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；压强不变时，不能判断是否达到平衡；反应前后气体的体积反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；始
11、终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；由由于容积恒定，于容积恒定，B的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态；状态；反应前后质量不相等，质量不变时，反应达到平衡，反应前后质量不相等，质量不变时，反应达到平衡，气体物质的量不变，故混合气体的摩尔质量不变，说明反应达气体物质的量不变，故混合气体的摩尔质量不变，说明反应达平衡。平衡。【答案【答案】A化学平衡常数的应用及计算化学平衡常数的应用及计算 2计算计算(1)利用平衡浓度计算平衡常数利用平衡浓度计算平衡常数K；(2)利用利用K计算平衡浓度和转化率。计算平衡浓度和转化率。【答案【答案】(1)40
12、.5(2)0.125 mol/L(3)50%答题模板答题模板化学平衡计算化学平衡计算三段论的答题模板三段论的答题模板 考题实录考题实录(2012合肥市高三第一次教学质量检测合肥市高三第一次教学质量检测)(8分分)二甲醚是一二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气水煤气)合成二甲醚。请回答合成二甲醚。请回答下列问题：下列问题：(1)利用水煤气合成二甲醚的总反应为：利用水煤气合成二甲醚的总反应为：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)H
13、246.4 kJmol1 在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是转化率的是b、d、e(填字母填字母代号代号)考题实录考题实录 a.降低温度降低温度b加入催化剂加入催化剂 c.缩小容器体积缩小容器体积 d增加增加H2的浓度的浓度 e.增加增加CO的浓度的浓度 (2)在一体积可变的密闭容器中充入在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：，在一定温度和压强下发生反应：3H2
14、(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，经一定时间达到平，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。倍。问：问：反应开始时正、逆反应速率的大小：反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正正)_(填填“”“(2分分)1.75 mol75%(各各2分分)答题模板答题模板化学平衡计算的思维模式：化学平衡计算的思维模式：(1)步骤步骤 写出有关化学平衡的方程式。写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。根据已知条件
15、建立等式关系进行解答。(2)方法方法 如如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令，令A、B起始物质的量起始物质的量(mol)分别为分别为a、b，达到平衡后，达到平衡后，A的消耗量为的消耗量为mx，容器容积为，容器容积为V L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始起始(mol)a b 0 0 变化变化(mol)mx nx px qx 平衡平衡(mol)amx bnx px qx高考题组一化学平衡状态及其平衡常数高考题组一化学平衡状态及其平衡常数1(2011山东高考山东高考)一定条件下，将一定条件下，将NO2与与SO2以体积比以体积比1 2置于置于密闭容器中发生反应密闭容器中发生反应
16、NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)。(1)下列能说明反应达到平衡状态的是下列能说明反应达到平衡状态的是_。a体系压强保持不变体系压强保持不变b混合气体颜色保持不变混合气体颜色保持不变cSO3和和NO的体积比保持不变的体积比保持不变d每消耗每消耗1 mol SO3的同时生成的同时生成1 mol NO2(2)测得上述反应平衡时测得上述反应平衡时NO2与与SO2体积比为体积比为1 6，则平衡常数，则平衡常数K_。2(2011天津高考天津高考)向绝热恒容密闭容器中通入向绝热恒容密闭容器中通入SO2和和NO2，一定，一定条件下使反应条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达
17、到平衡，达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是由图可得出的正确结论是()A反应在反应在c点达到平衡状态点达到平衡状态B反应物浓度：反应物浓度：a点小于点小于b点点C反应物的总能量低于生成物的总能量反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，时，SO2的转化率：的转化率：ab段小于段小于bc段段【解析【解析】A项项c点点v正正最大，但随后最大，但随后v正正逐渐减小，并非保持不逐渐减小，并非保持不变，故变，故c点时反应未达到平衡状态；点时反应未达到平衡状态；B项项a点反应物的浓度大于点反应物的浓度大于b点的浓度；点的浓度；C项
18、反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；生成物的总能量；D项由于项由于bc段段v正正大于大于ab段，故段，故bc段段SO2的转化率大于的转化率大于ab段。段。【答案【答案】D3(2011北京高考北京高考)在温度在温度t1和和t2下，下，X2(g)和和H2反应生成反应生成HX的平的平衡常数如下表：衡常数如下表：化学方程式化学方程式K(t1)K(t2)F2H2 2HF1.810361.91032Cl2H2 2HCl9.710124.2
19、1011Br2H2 2HBr5.61079.3106I2H2 2HI4334(1)已知已知t2t1，HX的生成反应是的生成反应是_反应反应(填填“吸热吸热”或或“放放热热”)。(2)K的变化体现出的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：化学性质的递变性，用原子结构解释原因：_，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。(3)仅依据仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，_(选填字母选填字母)。a在相同条件下，平衡时在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低的转化率逐渐降低bX2与与H2
20、反应的剧烈程度逐渐减弱反应的剧烈程度逐渐减弱cHX的还原性逐渐减弱的还原性逐渐减弱dHX的稳定性逐渐减弱的稳定性逐渐减弱【解析【解析】(1)由于由于K(t1)K(t2)，升高温度平衡常数减小，所以，升高温度平衡常数减小，所以可判断生成可判断生成HX的反应为放热反应。的反应为放热反应。(2)由于由由于由F到到I，电子层数的增加造成它们得电子的能力越来越，电子层数的增加造成它们得电子的能力越来越弱。弱。(3)化学平衡常数代表反应进行的程度，不代表反应的快慢。所化学平衡常数代表反应进行的程度，不代表反应的快慢。所以以b不对，不对，c项项HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，故的还原性依次增强，
21、故c错错误。误。【答案【答案】(1)放热放热(2)同一主族元素从上到下原子核外电子层同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多数依次增多(3)ad高考题组二化学平衡的有关综合计算高考题组二化学平衡的有关综合计算4(2011新课标高考新课标高考)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，其反应为化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，其反应为CO23H2 CH3OHH2O。请完成下列各题：。请完成下列各题：(1)在容积为在容积为2 L的密闭容器中，由的密闭容器中，由CO2和和H2合成甲醇，在其他合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示示(注：注：T1、T2均大于均大于300)；5(2011全国高考全国高考)在容积可变的密闭容器中，在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和和8 mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为的转化率为25%，则平，则平衡时氮气的体积分数接近于衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%【答案【答案】C 课时知能训练课时知能训练
