2026年高考总复习优化设计一轮复习化学（广西版）-第2讲　化学平衡及其移动

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第2讲化学平衡及其移动第七章2026内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破03明考向真题演练【课程标准】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。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。3.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。强基础增分策略一、可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应

正逆同时,不彻底2.化学平衡的建立

正向开始、逆向开始、双向同时开始,均可建立平衡在一定条件下,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:以上过程如下图所示:3.化学平衡状态(1)定义一定条件下的

可逆

反应,正反应和逆反应的速率

相等

,反应混合物中各组分的

浓度

保持不变的状态。

(2)平衡特点

正、逆反应速率相等是化学平衡的本质易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。

(4)在一定条件下,向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应,生成2molNH3。(

×

)应用提升

(1)可逆反应体系中,反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能完全转化为反应物。(2)化学反应达到平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但不一定相等。二、化学平衡的移动1.化学平衡移动的过程

速率改变是化学平衡移动的前提,但是速率改变,化学平衡未必改变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),平衡

不发生

移动;

v(正)<v(逆),平衡向

逆反应方向

移动。

3.影响化学平衡的外界因素

速率图像中,浓度不变速率不变,浓度突变速率突变若其他条件不变,改变下列一个条件,对化学平衡的影响如下:4.勒夏特列原理及运用勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强及参加反应的化学物质的浓度),平衡就向着能够

减弱

这种改变的方向移动。本原理也称化学平衡移动原理。

化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“消除”外界条件的改变,即“减弱而不抵消”。5.化学平衡中的特殊情况(1)当反应物或生成物中存在固体或纯液体时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或纯液体的量,对化学平衡没有影响。(2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。(3)充入惰性气体(不参与反应的气体)与平衡移动的关系:关键是混合气体的分压是否改变①恒温、恒容条件原平衡体系

体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动②恒温、恒压条件原平衡体系

容器容积增大→易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v(正)加快。(

×

)(2)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。(

√

)(3)合成氨反应需使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。(

×

)(4)往平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固体,平衡将向逆反应方向移动,溶液颜色将变浅。(

×

)(5)对于密闭容器中的可逆反应mX(g)+nY(s)pZ(g)

ΔH<0,达到化学平衡后,通入氦气,化学平衡一定发生移动。(

×

)(6)C(s)+CO2(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。(

√

)增素能精准突破考点一化学平衡状态考向1.可逆反应的特点典例突破已知反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),起始时向某密闭容器中通入1molNO2、2molS18O2,反应达到平衡后,下列有关说法正确的是(

)A.NO2中不可能含18OB.有1molN18O生成C.S18O2的物质的量不可能为0.8molD.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,说明该反应达到平衡答案

C解析

该反应为可逆反应,则通入1

mol

NO2、2

mol

S18O2,反应达到平衡后,SO2、SO3、NO、NO2均含18O,A错误;该反应为可逆反应,反应物不可能完全消耗,所以通入1

mol

NO2、2

mol

S18O2,不可能有1

mol

N18O生成,B错误;该反应为可逆反应,反应物不可能完全消耗,所以通入1

mol

NO2、2

mol

S18O2,NO2、S18O2的消耗量都小于1

mol,所以S18O2的物质的量不可能为0.8

mol,C正确;该反应为可逆反应,SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,不能说明该反应达到平衡,D错误。针对训练

1.某同学欲验证Fe3+和I-在水溶液中发生可逆反应:2Fe3++2I-2Fe2++I2,设计了下列实验操作,并给出了预测现象,其中不必要的实验操作是(不考虑水中溶解的少量氧气的影响)(

)选项实验操作预测现象A在9mL0.1mol·L-1KI溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,将溶液分为三等份溶液颜色发生变化B往第一份溶液中滴加淀粉溶液,振荡溶液变蓝色C往第二份溶液中滴加几滴AgNO3溶液,振荡有黄色沉淀产生D往第三份溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡溶液变红色答案

C解析

溶液混合颜色变化,说明发生反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,故A项不符合题意;溶液中滴加淀粉溶液,振荡,溶液变蓝色,说明有碘单质生成,故B项不符合题意;溶液中滴加几滴AgNO3溶液,振荡,有黄色沉淀生成,说明有碘离子存在,因为碘离子过量,无论是否发生反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,都会出现黄色沉淀,故C项符合题意;滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液变红色,说明溶液中有Fe3+,说明反应是可逆反应,故D项不符合题意。2.(2024广西防城港模拟)一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是(

)A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0mol·L-1<c1<0.14mol·L-1答案

D解析

根据物质反应消耗的浓度比等于化学方程式中化学计量数的比,反应消耗X的浓度是x

mol·L-1,则会消耗Y浓度为3x

mol·L-1,故c1∶c2=(0.1+x)

mol·L-1∶(0.3+3x)

mol·L-1=1∶3,A项错误;平衡时,正、逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3∶2,B项错误;反应前后X、Y气体的浓度比相同,符合化学计量数之比,所以达到平衡状态时,X、Y的转化率相等,C项错误;若反应向正反应进行到达平衡,X、Y的浓度最大,Z的浓度最小,假设完全反应,Z浓度为0,则反应开始时c1(X)=(0.1+0.04)

mol·L-1=0.14

mol·L-1;若反应从逆反应方向开始,Z的浓度最大,X、Y浓度最小,由于X、Y反应消耗关系是1∶3,剩余浓度比是1∶3,则X的起始浓度为0

mol·L-1。但由于X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),所以c1的取值范围为0

mol·L-1<c1<0.14

mol·L-1,D项正确。归纳总结“一边倒”确定反应物与生成物取值范围采用极端假设的方法,可以界定反应物与生成物的取值范围。如在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的初始浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1和0.2mol·L-1,因为物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0.1mol·L-1<c(X2)<0.3mol·L-1,0<c(Y2)<0.2mol·L-1,0<c(Z)<0.4mol·L-1。此方法可称为“一边倒”。考向2.化学平衡状态的判断典例突破下列说法中可以证明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是(

)①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂③百分含量w(HI)=w(I2)④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1⑥温度和体积一定时,生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时,容器内的压强不再变化⑧条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化A.①②③④ B.②⑥⑨

C.②⑥⑨⑩ D.③⑤⑥⑦⑧答案

B解析

①单位时间内生成n

mol

H2的同时生成n

mol

HI,速率之比不等于化学计量数之比,错误;②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂,等效于两个H—I形成的同时有两个H—I断裂,反应达到平衡状态,正确;③百分含量w(HI)=w(I2),相等并不是不变,错误;④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI),未体现正与逆的关系,且速率之比不等于化学计量数之比,错误;⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1,不能说明反应达到平衡状态,错误;⑥温度和体积一定时,生成物浓度不再变化,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;⑦温度和体积一定时,容器内的压强始终不变,错误;⑧条件一定时,混合气体的平均相对分子质量始终不变,错误;⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化,说明c(I2)不再发生变化,反应达到平衡状态,正确;⑩温度和压强一定时,反应前后气体的体积和质量始终不变,因此混合气体的密度始终不变,错误。针对训练1.在一个容积固定的密闭容器中,进行可逆反应:A(s)+3B(g)3C(g)。下列叙述表明可逆反应一定达到平衡状态的是(

)①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB

③B的浓度不再变化④混合气体总的物质的量不再发生变化⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3

⑥混合气体的密度不再变化A.仅有①②③

B.仅有①③④⑥C.仅有①③⑥

D.仅有①③④答案

C解析

C的生成速率与C的分解速率相等,说明正、逆反应速率相等,①正确;化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态,都存在单位时间生成a

mol

A,同时生成3a

mol

B,②错误;当反应达到化学平衡状态时,各物质的浓度不变,③正确;气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等,无论是否达到平衡状态,混合气体总的物质的量都不变,④错误;各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,不能作为反应是否达到平衡状态的依据,⑤错误;A为固体,当反应达到平衡状态时,气体的总质量不变,反应达到平衡状态,⑥正确。2.一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(

)A.①②

B.②④ C.③④

D.①④

答案

D解析

因反应容器保持恒压,所以容器容积随反应进行而不断变大化,结合

ρ气=可知,气体密度不再变化,说明容器容积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意;无论是否平衡,反应的ΔH都不变,②不符合题意;反应开始时,加入1

mol

N2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,故v正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,③不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,④符合题意。

归纳总结判断化学平衡状态的两方法和两标志(1)两方法——正逆相等、变量不变。(2)两标志——本质标志、等价标志。

考点二化学平衡移动考向1.外界条件对化学平衡的影响典例突破(2024浙江6月选考)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是(

)选项影响因素方案设计现象结论A浓度向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol·L-1HBr溶液黄色溶液变橙色增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动B压强向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr气体颜色不变对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动C温度将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中气体颜色变深升高温度,平衡向吸热反应方向移动D催化剂向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液,水浴加热上层液体逐渐减少使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动答案

C解析

K2CrO4能与HBr发生反应,生成Br2,溶液变为橙色,无法得到结论,A项错误;向恒温恒容体系中通入Ar,各反应物、生成物分压不变,不属于改变反应压强,B项错误;因为2NO2(g)N2O4(g)

ΔH<0,升高温度平衡左移,混合气体颜色加深,C项正确;催化剂不影响平衡移动,D项错误。针对训练1.(2022浙江6月选考)关于反应Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(

)A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和碘化钾淀粉溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度答案

D解析

该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,且Cl2(g)的溶解度随温度升高而减小,HClO受热易分解,故升高温度c(HClO)减小,A项正确;氯水中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B项正确;氯水稀释,平衡正向移动,而c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClOH++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减小更多,因此

增大,C项正确;氯水中加硝酸银产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加碘化钾淀粉溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明该反应存在限度,D项错误。2.(2023广东梅州期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:①2X(g)+Y(g) Z(s)+2Q(g)

ΔH1<0②M(g)+N(g) R(g)+Q(g)

ΔH2>0下列叙述错误的是(

)A.加入适量Z,①和②平衡均不移动B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动C.降温时无法判断Q浓度的增减D.通入气体Y,则N的转化率减小答案

B解析

Z是固体,加入适量Z,不会改变①和②中反应物和生成物的浓度,①和②平衡均不移动,A正确;恒容密闭容器中通入稀有气体Ar,气体浓度不发生改变,反应①的平衡不移动,B错误;反应①是放热反应,反应②是吸热反应,温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,故无法判断Q浓度的增减,C正确;通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②平衡逆向进行,则N的转化率减小,D正确。3.(2024海南海口一模)碳粉高温下还原CuO制取纳米级Cu2O:2CuO(s)+C(s)

Cu2O(s)+CO(g)

ΔH>0,反应达平衡后,下列说法正确的是(

)A.升高温度,v正增大、v逆减小B.保持温度不变,通入少量CO,达新平衡后c(CO)变大C.加入少量碳粉,可提高CuO的平衡转化率D.分离出CO,有利于Cu2O的生成答案

D解析

升高温度,正逆反应速率均增大,A项错误;K=c(CO),由于温度不变,c(CO)不变,B项错误;碳粉为固体,加入少量碳粉,对平衡无影响,CuO的平衡转化率不变,C项错误;分离出CO,使平衡正向移动,有利于Cu2O的生成,D项正确。归纳总结

分析化学平衡移动的一般思路考向2.化学平衡移动在工业生产中的应用典例突破利用太阳能光解水,制备的H2用于还原CO2合成有机化合物,可实现资源的再利用。用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应),CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。(1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为

。

(2)P点甲醇产率高于T点的原因为

。

(3)根据图像,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为

℃。

答案

(1)该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(2)分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行,甲醇产率升高(3)210解析

(1)该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,故甲醇平衡产率降低。(2)分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行,甲醇产率升高,因此P点甲醇产率高于T点。(3)根据图像,温度为210

℃时,采用该分子筛膜时甲醇产率最高,故选择的最佳反应温度为210

℃。针对训练1.(2024浙江6月选考)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)

ΔH1>0Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)

ΔH2>0向容积为10L的密闭容器中投入2molC2H6和3molCO2,不同温度下,测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是(

)温度/℃400500600乙烷转化率/%2.29.017.8乙烯选择性/%92.680.061.8

2.(2025八省联考四川卷)恒容反应器中,Rh和Rh/Mn均能催化反应:HCHO+H2+COHOCH2CHO(羟基乙醛),反应历程如图所示,I1~I3为中间体,TS1~TS3为过渡态。下列描述正确的是(

)A.“CO插入”步骤,ΔH为-17.6kcal·mol-1B.Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤C.Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小D.反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大答案

B解析

由图可知,“一氧化碳插入”步骤为放热反应,反应ΔH=-15.4

kcal·mol-1,A项错误;反应的活化能越大,反应速率越小,慢反应是反应的决速步骤,由图可知,Rh催化作用下,“加氢”步骤的活化能为24.4

kcal·mol-1,反应的活化能最大,所以“加氢”步骤为决速步骤,B项正确;反应的活化能越大,反应速率越小,由图可知,在Rh催化作用下,反应的活化能大于Rh/Mn催化作用下,所以羟基乙醛的生成速率小于Rh/Mn催化作用下的生成速率,C项错误;由图可知,生成羟基乙醛的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,羟基乙醛的浓度减小,D项错误。3.CH4和CO2重整制取合成气CO和H2,在减少温室气体排放的同时,可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应:反应a:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)

ΔH1>0反应b:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

ΔH2>0反应c:CH4(g) C(s)+2H2(g)

ΔH3>0反应d:2CO(g) C(s)+CO2(g)

ΔH4<0(1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气,可在消除积碳的同时生成水煤气,反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),该反应的ΔH=

(写出一个代数式)。

(2)关于CH4和CO2重整,下列说法正确的是

(填字母)。

A.CH4的物质的量保持不变时,反应体系达到平衡状态B.恒容时通入N2增大压强,CO2的平衡转化率减小C.加入反应c的催化剂,该反应的平衡常数K增大D.降低反应温度,反应d的v(正)>v(逆)(3)一定压强下,按照n(CH4)∶n(CO2)=2∶1投料,CH4和CO2重整反应达到平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。①图中曲线m、n分别表示物质

、

(填“H2”“CO”或“CO2”)的变化。

②700℃后,C(s)的物质的量随温度升高而增大的原因是

。

答案

(1)ΔH1-ΔH2-ΔH3(2)AD(3)①CO2

H2

②反应c为吸热反应,反应d为放热反应。700℃后,随着温度升高,反应c右移对C(s)的物质的量的影响比反应d左移的影响大解析

(1)该反应可由a-b-c得到,即ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3。(2)随着反应进行CH4不断减少,平衡时保持不变,A项正确;恒容时通入N2,平衡体系中各物质的浓度不发生改变,平衡不移动,CO2转化率不变,B项错误;加入催化剂只改变反应历程,不改变平衡常数,C项错误;降低温度,反应d正向移动,v(正)>v(逆),D项正确。(3)①反应起始投入CH4和CO2的物质的量之比为2∶1,所以m为CO2;同时700

℃之后C(s)增加,即700

℃以上的高温有利于反应c正向进行,反应c正向进行,H2物质的量分数增加,则n为H2,p为CO。归纳总结分析化学平衡移动问题的注意事项(1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。(2)同等程度地改变气体反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。(3)通过缩小体积来增大压强,不管平衡是否移动,各成分的浓度均增大,但增大的倍数可能不同也可能相同。明考向

真题演练1.(2023北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是(

)A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深C.铁钢放入浓硝酸中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体D.锌片与稀硫酸反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生答案

B解析

MnO2会催化H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误;NO2转化为N2O4的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率增大,与平衡移动无关,D项错误。2.(2023广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是(

)

A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ