2019高考化学二轮复习化学平衡课件（37张） 37页

化学平衡 [ 考试标准 ] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 化学平衡 自发反应的概念   a 2015.10T30 、 2017.11T30 熵变的概念   a   用熵变、焓变判断化学反应的方向   c 2015.10T30 化学反应的限度 a b 2016.4T12 、 2017.4T12 、 2017.11T16 、 2018.4 、 6T22 化学平衡的概念 a b 2016.4T12 、 2016.10T12 、 2018.4 、 6T22 化学平衡状态的特征 a b 2016.10T12 、 2018.4 、 6T22 化学平衡常数   b 2017.4T30 反应物的转化率   b 2016.10T21 、 2017.4T30 、 2017.11T16 、 2017.11T21 、 2018.4T22 化学平衡常数与反应限度、转化率的关系   c 2016.4T30 、 2017.11T21 化学平衡移动的概念   a 2016.4T30 影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断   b 2016.4T30 、 2016.10T30 、 2017.4T30 用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件 a c 2016.4T30 、 2017.4T30 、 2017.11T30 、 2018.4T30 考点一：焓变和熵变 1. （ 2017· 温州二外语学校） 下列说法中正确的是（　　） A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应 B. 自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应 D. 非自发反应在任何条件下都不能发生 解析 　 A.Δ H ＜ 0 ， Δ S ＜ 0 的反应在高温下是非自发进行的反应， Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 高温下是自发进行的反应，故 A 错误； B.Δ H － T Δ S ＜ 0 的反应是自发进行的反应， Δ H ＜ 0 ， Δ S ＜ 0 的反应在低温下是自发进行的反应， Δ H － T Δ S ＞ 0 的反应是非自发进行的反应， Δ H ＞ 0 ， Δ S ＞ 0 低温下是非自发进行的反应，故 B 错误； C. 熵增加 Δ S ＞ 0 ，且放热 Δ H ＜ 0 ，反应 Δ H － T Δ S ＜ 0 一定是自发反应，故 C 正确； D. 反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，故 D 错误。 答案 　 C A. 反应一段时间后， X 与 Y 的物质的量之比仍为 1 ∶ 1 B. 达到平衡时，反应放出 0.1 a kJ 的热量 C. 达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体， Z 的正反应速率将不发生变化 D.X 的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 解析　 A.X 、 Y 以 1 ∶ 3 转化，则反应一段时间后 X 、 Y 的物质的量之比一定不是 1 ∶ 1 ，故 A 错误； B. 物质的量与热量成正比，且参加反应的 X 的物质的量未知，不能计算达到平衡时放出的热量，故 B 错误； C. 容积固定的密闭容器，充入稀有气体， X 、 Y 、 Z 的浓度不变，则反应速率不变，平衡不移动，故 C 正确； D. 该反应为气体体积减小的反应，体积分数不变，说明反应已达到平衡，故 D 正确；故选 CD 。 答案　 CD A. m 必定小于 p B. （ m ＋ n ）必定大于 p C. （ m ＋ n ）必定小于 p D. m 必定大于 p 解析　 压缩体积压强增大， A 的转化率降低，说明平衡向逆反应移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由于 B 为固体，所以 m ＜ p 。 答案　 A A. 均不变 B. ① 增大， ② 不变， ③ 减少 C. ① 减少， ② 不变， ③ 增大 D. 均增大 解析　 若保持各自的温度、体积不变，分别加入一定量的各自的反应物，可以等效为将原来的容器缩小体积，实际上增大的是反应体系的压强， ① 该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以转化率减小； ② 该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，增大压强，平衡不移动，所以转化率不变； ③ 该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以转化率增大。 答案　 C 考点五：化学平衡常数 5. （ 2018· 金华十校选考模拟） 下列数据不一定随温度升高而增大的是（　　） A. 活化分子百分数 B. 化学平衡常数 C. 弱酸或弱碱的电离平衡常数 D. 水的离子积常数 解析　 A. 升高温度，反应的活化分子百分数增加，故 A 不选； B. 化学反应的平衡常数与温度的关系和反应的吸放热之间有关系，只有吸热反应，升温，平衡常数增加，但是放热反应，升温，平衡常数减小，故 B 选； C. 电离过程是吸热的，升温可以使电离平衡常数增加，故 C 不选； D. 水的电离是吸热过程，水的离子积常数随温度升高而增大，故 D 不选；故选 B 。 答案　 B （ 1 ） 0 ～ 2 min 内用 CO 来表示的平均反应速率 v （ CO ）＝ 　　　　 。 （ 2 ）试计算该温度下的化学平衡常数 K ＝ 　　　　 。 时间 物质（ mol ）　　　　 NO CO N 2 CO 2 起始 0.40   1.0   2 min 末   2.0 0.80 1.6 4 min 末       1.6 答案　（ 1 ） 0.10 mol·L － 1 ·min － 1 　（ 2 ） 1.6 容器 SO 2 （ mol ） O 2 （ mol ） SO 3 （ mol ） N 2 （ mol ） Q （ kJ ） 甲 2 1 0 0 Q 1 乙 1 0.5 0 0 Q 2 丙 0 0 2 0 Q 3 丁 1 0.5 0 1 Q 4 A. 平衡时，向甲容器中再加 1 mol O 2 ，一段时间后达到平衡时 O 2 的体积分数增大 B. 平衡时，升高丙容器温度，正、逆反应速率都增大，平衡逆向移动 C. 各容器中反应放出热量的关系为 Q 1 ＝ 2 Q 2 >2 Q 4 D. 丁容器中反应达到平衡时，其化学平衡常数大于乙容器中反应的平衡常数 解析　 本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡常数。 A 项，平衡时向甲容器中再加 1 mol O 2 ，平衡正向移动，但达到平衡时 O 2 的体积分数比原平衡时大，正确； B 项，升温正、逆反应速率均增大，丙容器发生的反应为 SO 3 分解，逆反应吸热，则升高温度平衡逆向移动，正确； C 项，乙中的物质的量为甲的一半，恒压条件下，容器体积为甲的一半，转化率与甲相同，所以乙中放出的热量 Q 2 ＝ 0.5 Q 1 kJ ，丁中充入氮气，容器的体积增大，反应物分压减小，平衡向逆反应方向移动，所以丁放出的热量比乙少， Q 2 > Q 4 ，则 Q 1 ＝ 2 Q 2 >2 Q 4 ，正确； D 项，化学平衡常数只受温度影响，温度未发生变化，则乙与丁的平衡常数相同，错误。 答案　 D A. x ＝ 1 B. 反应进行到 1 min 时，反应体系达到化学平衡状态 C.2 min 后， A 的正反应速率一定等于 C 的逆反应速率 D.2 min 后，容器中 A 与 B 的物质的量之比一定为 2 ∶ 1 解析　 A. 由图像可知，在 2 分钟内， A 、 C 物质的量的变化相等，说明 A 、 C 的化学计量系数相等，故 x ＝ 2 ，所以 A 错误； B. 化学平衡状态时各组分的物质的量保持不变，所以反应进行到 2 分钟时，达到平衡状态，故 B 错误； C. 根据反应速率之比等于化学计量系数之比， 2 min 后， A 的正反应速率一定等于 C 的逆反应速率，故 C 正确； D. 容器中 A 与 B 的物质的量之比取决于起始时加入 A 、 B 的量，所以平衡时 A 与 B 的物质的量之比不一定等于化学计量系数，所以 D 错误。本题正确答案为 C 。 答案　 C 考点八：速率和平衡的综合应用 9. （加试题） （ 2018· 浙江宁波高三适应性测试） 甲醇水蒸气重整制氢（ SRM ）是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源，当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中 CO 含量，以免使燃料电池 Pt 电极中毒。重整过程发生的反应如下： 请回答： （ 1 ）反应 Ⅱ 能够自发进行的条件 　　　　 （填 “ 低温 ” 、 “ 高温 ” 或 “ 任何温度 ” ），Δ H 1 　　　　 Δ H 3 （填 “ > ” 、 “ < ” 或 “ ＝ ” ）。 （ 2 ）相同条件下，甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢（反应 Ⅱ ）的先进之处在于 　　　　 。   125 ℃ 225 ℃ 325 ℃ K 2 0.553 5 185.8 9 939.5 K 3 1 577 137.5 28.14 （ 3 ）在常压、 CaO 催化下， CH 3 OH 和 H 2 O 混合气体（体积比 1 ∶ 1.2 ，总物质的量 2.2 mol ）进行反应， t l 时刻测得 CH 3 OH 转化率及 CO 、 CO 2 选择性随温度变化情况分别如图所示（ CO 、 CO 2 的选择性：转化的 CH 3 OH 中生成 CO 、 CO 2 的百分比）。 注：曲线 a 表示 CH 3 OH 的转化率，曲线 b 表示 CO 的选择性，曲线 c 表示 CO 2 的选择性 ① 下列说法不正确的是 　　　　 。 A. 反应适宜温度为 300 ℃ B. 工业生产通 常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整 C. 已知 CaO 催化剂具有更高催化活性，可提高甲醇平衡转化率 D. 添加 CaO 的复合催化剂可提高氢气产率 ② 260 ℃ 时 H 2 物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出 300 ℃ 时至 t 1 时刻 H 2 物质的量随时间的变化曲线。 解析　 （ 1 ）由表中数据可得，随温度升高， K 2 增大，即反应 Ⅱ 向右移动，说明反应 Ⅱ 是吸热反应， Δ H 2 >0 ，由反应方程式可得 Δ S 2 >0 ，已知反应能够自发进行的条件是 Δ H 2 － T Δ S 2 <0 ，推知反应 Ⅱ 需要在高温下才能自发进行；由于 K 3 随温度升高而减小，即反应 Ⅲ 向左移动，说明反应 Ⅲ 是放热反应，Δ H 3 <0 ，根据盖斯定律， Δ H 1 ＝ Δ H 2 ＋ Δ H 3 >Δ H 3 ； （ 2 ）由反应 Ⅰ 和反应 Ⅱ 的方程式比较可知，反应物甲醇转化率高，产物中氢气含量高，且几乎没有 CO ； （ 3 ） ① A. 由图像可知 CH 3 OH 的转化率在高于 260 ℃ 时较高，但在 300 ℃ 时， CO 的选择性最高，而 CO 2 的选择性最低，所以 300 ℃ 不是反应适宜的温度，最好在 260 ℃ 时，故 A 不正确； B. 根据反应方程式可知，减小压强会降低反应速率，不适合工业生产，所以 B 不正确； C. 催化剂能够加快反应速率，但不能改变反应物的转化率，所以 C 不正确； D. 催化剂能加快反应速率，提高单位时间内生成氢气的量，即提高了氢气的产率，即 D 正确； ② 根据甲醇的转化率、 CO 和 CO 2 选择性图像可知，温度从 260 ℃ 升高到 300 ℃ ，反应速率加快，但 CO 2 的选择性减小，使 H 2 的物质的量也减小，所以曲线斜率增大，但水平线低于 260 ℃ 时的，具体为：反应 Ⅰ 中生成 n （ H 2 ）＝ 3 n （ CO 2 ）＝ 0.95 × 1 mol × 3 ＝ 2.85 mol ，反应 Ⅱ 中生成 n （ H 2 ）＝ 2 n （ CO ）＝ 0.05 × 1 mol × 2 ＝ 0.10 mol ，所以生成 H 2 的总物质的量为 2.95 mol 。 答案　（ 1 ）高温　 > 　（ 2 ）甲醇转化率高；产物中氢气含量高，一氧化碳含量低　（ 3 ） ① ABC ② 易错点一　速率和平衡移动关系中的易错点 混淆化学反应速率变化与化学平衡的移动的关系。化学平衡移动，则化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，如催化剂对化学平衡的影响。另外平衡正向移动，不可错误地认为逆反应速率一定减小，正反应速率一定增大。 A. 平衡前，容器中压强随反应进行而减小 B. 平衡后，容器中 Y 和 Z 的物质的量之比一定为 1 ∶ 1 C.10 min 后，升高温度， Y 的反应速率不变 D. 生成 Z 的物质的量一定小于 2 mol 解析　 A. 该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强始终不变， A 错误； B. 平衡时 Y 和 Z 的物质的量的多少不确定， Y 和 Z 的物质的量之比不一定为 1 ∶ 1 ， B 错误； C. 升高温度， Y 的反应速率增大， C 错误； D. 该反应是可逆反应，不可能进行到底，因此 1 mol X 和 2 mol Y 反应生成 Z 的物质的量一定小于 2 mol ， D 正确。答案选 D 。 答案　 D 易错点二　不能准确把握外界条件改变对平衡移动的影响 1. 误认为改变任意一个条件，都能引起平衡移动。其实不一定，如对于反应前后气体分子数不变的反应，减小体积引起体系压强增大，由于反应混合物中各组分浓度同等程度增大，故平衡不移动。 2. 混淆勒夏特列原理中的 “ 减弱 ” 。勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。此处的 “ 减弱 ” 是在改变后的基础上减弱，并不能抵消，更不能超越。 A. 将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时， CO 2 的浓度不变 B. 将体积增大为原来的 2 倍，再次达到平衡时，气体的密度变大 C. 因 CaCO 3 （ s ）需加热条件才分解生成 CaO （ s ）和 CO 2 （ g ），所以是 Δ H <0 D. 保持容器压强不变，充入 He ，平衡向逆反应方向进行 答案　 A 易错点三　转化率和平衡常数中的易混淆点 1. 对于一个确定的可逆反应，影响平衡常数的因素只有温度。易误认为只要平衡移动，平衡常数就发生变化。 2. 计算某反应的平衡常数时，要注意利用各物质的平衡浓度而不是初始浓度，更不要错误地利用物质的量来计算。 3. 误认为化学平衡向正反应方向移动，则反应物的浓度一定减小，或反应物转化率一定增大。其实不然，这是因为造成平衡移动的因素有多种，如当增大某种反应物的浓度时，平衡虽向正反应方向移动，但该反应物浓度最终增大，且转化率降低。 4. 误认为任何可逆反应都是正向开始随后达到平衡。其实不一定，因为一开始反应的进行方向取决于浓度商 Q c 和化学平衡常数 K 的大小关系。 解析　 平衡常数只受温度影响，升高温度平衡向吸热反应移动，该反应正反应为放热反应，故升高温度平衡向逆反应移动， CO 的转化率减小，平衡常数减小，故 A 、 B 错误；增加氮气的物质的量，平衡向逆反应移动， NO 的转化率减小，故 C 错误；平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与 NO 的物质的量无关，故 D 正确。 答案　 D 易错点四　不会分析化学平衡图像 解答化学平衡图像题要明确以下注意点，以免造成不必要的失分。 （ 1 ）注意某物质的转化率与其百分数 “ 相反 ” 。 （ 2 ）注意图像的形状和走向是否符合给定的化学反应。 （ 3 ）注意图像是否通过 “ 原点 ” ，即是否有 “ O ” 点。 （ 4 ）注意两个变量之间的关系，判断图像正确与否，可加辅助线，通常在横坐标上作垂线为辅助线，使两个 “ 变量 ” 成一个 “ 变量 ” 来判断图像是否合理。 答案　 C A. 一段时间后甲醇反应率下降可能是催化剂活性下降 B. 综合图 1 、 图 2 可知， 甲醇还发生了其他反应 C. 若改变甲醇蒸气的流速， 不会影响甲醇反应率和乙烯产率 D. 制乙烯比较适宜的温度是 450 ℃ 左右