2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題8.2 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題8.2 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度講案（含解析） 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、 了解可逆反應(yīng)的定義。 2、 理解化學(xué)平衡的定義。 3、 理解影響化學(xué)平衡的因素。 基礎(chǔ)知識(shí)回顧： 一、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 1、可逆反應(yīng)：在相同條件下同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)中使用“”。 2、化學(xué)平衡狀態(tài) （1）概念：在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。 （2）特征： ①逆：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。 ②等：V（正）==V（逆）≠0 ③動(dòng)：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡。雖然V（正）==V（逆），但正、 逆反應(yīng)仍在進(jìn)行。 ④定：反應(yīng)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(xué)平衡狀態(tài)的判斷（標(biāo)志） （1）本質(zhì)標(biāo)志 v(正)＝v(逆)≠0。對(duì)于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。 （2）等價(jià)標(biāo)志 ①全是氣體參加的體積可變反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)不隨時(shí)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?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變。 ③全是氣體參加的體積可變反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化。例如： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。 ④對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。 ⑤對(duì)于有顏色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時(shí)間而變化， 如2NO2(g) N2O4(g)。 ⑥體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)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(yīng)2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (　　) A．混合氣體的密度不再變化 B．反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變 C．X的分解速率與Y的消耗速率相等 D．單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol Y的同時(shí)生成2 mol X 【遷移訓(xùn)練2】【山東省濰坊市xx屆高三上學(xué)期期末】一定條件下反應(yīng)2AB(g)A2(g)＋B2(g)達(dá)到平衡 狀態(tài)的標(biāo)志是 A．單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2，同時(shí)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?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化 二、化學(xué)平衡移動(dòng) 1、概念 達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)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(dòng)方向與反應(yīng)速率的關(guān)系 （1）v正> v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 （2）v正= v逆，平衡不移動(dòng)。 （3）v正< v逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 4、平衡移動(dòng)會(huì)伴隨著哪些變化 （1）反應(yīng)速率的變化(引起平衡移動(dòng)的本質(zhì)，但速率變化也可能平衡不移動(dòng))，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(dòng)，如v正、v逆同時(shí)改變相同倍數(shù)，則平衡不移動(dòng)。 （2）濃度的變化，平衡移動(dòng)會(huì)使?jié)舛茸兓?，但是濃度的變化不一定使平衡移?dòng)。 （3）各組分百分含量的變化。 （4）平均相對(duì)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(dòng))。 （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(xué)平衡的因素 若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下： 條件的改變(其他條件不變) 化學(xué)平衡的移動(dòng) 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動(dòng) 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 壓強(qiáng)(對(duì)有氣體存在的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變 增大壓強(qiáng) 向氣體體積減小的方向移動(dòng) 減小壓強(qiáng) 向氣體體積增大的方向移動(dòng) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動(dòng) 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng) 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動(dòng) 催化劑 使用催化劑 平衡不移動(dòng) 【典型例題2】COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(xùn)練2】【貴州省六盤水市六校xx屆上學(xué)期期末聯(lián)合統(tǒng)考】一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤 煙氣中硫的回收：SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l)　ΔH<0若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法正 確的是 (　) A．平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變 B．平衡時(shí),其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快 C．平衡時(shí),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(yīng)的平衡常數(shù)不變 應(yīng)速率，但該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。正確。 考點(diǎn)：考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響的知識(shí)。 三、勒夏特列原理 平衡移動(dòng)原理應(yīng)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(qiáng)）,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 （2）適用 ①該原理適用于化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡、水解平衡等動(dòng)態(tài)平衡。 ②這種減弱并不能消除外界條件的變化。 【指點(diǎn)迷津】 應(yīng)用勒夏特列原理時(shí)要注意不能走入誤區(qū)： （1）是否真的改變了影響化學(xué)平衡的條件。例如： A．改變化學(xué)平衡體系中固體或純液體的物質(zhì)的量時(shí)，并未改變影響化學(xué)平衡的條件； B．即使有氣體存在的化學(xué)平衡體系，恒溫、恒容下充入惰性氣體，也未改變影響化學(xué)平衡的條件。 （2）可逆反應(yīng)是否存在能夠減弱某項(xiàng)條件改變的反應(yīng)方向，例如對(duì)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g), m+n=p+q型的可逆反應(yīng)，它無氣體體積擴(kuò)大或縮小的反應(yīng)方向，即使是改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡也不移動(dòng)。 2、平衡移動(dòng)的應(yīng)用 ①判狀態(tài)：由壓強(qiáng)的改變，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)。 ②判系數(shù)：由壓強(qiáng)的改變，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)或反應(yīng)物和生成物之間的計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系。 ③判ΔH：由溫度的改變，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷正反應(yīng)或逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。 ④判轉(zhuǎn)化率：根據(jù)條件改變對(duì)化學(xué)平衡的影響,可以判斷達(dá)到新平衡時(shí)某反應(yīng)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(yīng)：根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的條件以及化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可調(diào)控工業(yè)反應(yīng)使之效益最大化。 【典型例題3】【福建省南僑中學(xué)、永春三中、永春僑中、荷山中學(xué)、南安三中xx屆高中畢業(yè)班期末摸底 統(tǒng)一考試化學(xué)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(shí)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(xùn)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(yīng)mX(g) nY(g)　ΔH＝Q kJmol－1。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)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(qiáng)增大，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 考點(diǎn)詳析： 考點(diǎn)一：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷——“兩審”“兩標(biāo)志”突破化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)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(yīng)特點(diǎn)：①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；②有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。 2、“兩標(biāo)志” （1）本質(zhì)標(biāo)志 v正＝v逆≠0。對(duì)于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。 （2）等價(jià)標(biāo)志 ①全部是氣體參加的氣體體積可變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)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?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變。 ③對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。 ④對(duì)于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時(shí)間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。 ⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化。 【注意】以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志： a．恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)或氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)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(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。 c．全部是氣體參加的反應(yīng)，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)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是____________(填序號(hào))。 ①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol H2的同時(shí)，生成n mol HI　 ②一個(gè)H—H 鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H—I鍵斷裂　 ③百分含量w(HI)＝w(I2)　 ④反應(yīng)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(shí)，某一生成物濃度不再變化　 ⑦溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化　 ⑧條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化　 ⑨溫度和體積一定時(shí)，混合氣體顏色不再變化　 ⑩溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化 【遷移訓(xùn)練4】【湖北武穴中學(xué)xx年12月月考】在一定溫度下可逆反應(yīng)N2+3H2 2NH3已達(dá)到平衡， 下列有關(guān)說法正確的 （ ） ① 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H—H鍵形成 ② 反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)保持不變 ③ 恒溫恒容時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變 ④ 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)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(shí)間生成n molN2，同時(shí)生成2n molNH3 ⑦ 氣體的平均相對(duì)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(shí)，氣體的總物質(zhì)的量不再改變 ⑩ 恒溫恒壓時(shí)，容器內(nèi)的密度不再改變 A．①②③④⑤⑥⑦⑨ B．①②③⑤⑥⑩ C． ③④⑤⑥⑦ ⑧ D．①②③⑤⑥⑦⑨⑩ 考點(diǎn)二：化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷 1、解析化學(xué)平衡移動(dòng)題目的一般思路 2、幾種特殊情況 （1）當(dāng)反應(yīng)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(shí)，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(duì)化學(xué)平衡沒影響。 （2）對(duì)于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響程度是等同的，故平衡不移動(dòng)。 （3）“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動(dòng)。 ②恒溫、恒壓條件 （4）同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí)，應(yīng)視為壓強(qiáng)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(xué)平衡后，改變條件對(duì)反應(yīng)[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，ΔH<0]的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示： （1）加催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是________(填序號(hào)，下同)，平衡________移動(dòng)。 （2）升高溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動(dòng)。 （3）增大反應(yīng)容器體積對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動(dòng)。 （4）增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像是__________，平衡向________方向移動(dòng)。 【遷移訓(xùn)練5】【xx四川理綜卷，13】反應(yīng)aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中：Z表示反應(yīng)開始時(shí)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(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 B．同壓同Z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 C．同溫同Z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 D．同溫同壓時(shí)，增加Z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加。 考點(diǎn)三：等效平衡及其應(yīng)用 在相同條件下（定溫、定容或定溫、定壓），同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，所建立起來的化學(xué)平衡狀態(tài)都是相同的，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。 1、等效平衡的標(biāo)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(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相等，并且反應(yīng)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?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)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(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的等效平衡。 ②化學(xué)反應(yīng)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(jià)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(duì)于化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如果通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)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(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)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(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)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(dá)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(yīng)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(shí)，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(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ?H＝?196kJmoL?1，一段時(shí)間后達(dá)平衡，反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表： 反應(yīng)時(shí)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(yīng)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(shí)，v (正)＞ v (逆) C．保持其他條件不變，若起始時(shí)向容器中充入2molSO3，達(dá)平衡時(shí)吸收78.4kJ的熱量 D．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.5mol SO3，達(dá)平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率為40% 題型2：等溫等壓條件下等效平衡的應(yīng)用 【典型例題7】已知：t ℃時(shí)，2H(g)＋Y(g)2I(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，t ℃時(shí)，在一壓強(qiáng)恒定的密閉 容器中，加入4 mol H和2 mol Y反應(yīng)，達(dá)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(shí)達(dá)到新的平衡，此時(shí)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