高考总复习化学平衡移动 8页

‎ 高考总复习 化学平衡移动 ‎【考纲要求】‎ ‎1．了解化学平衡移动的概念、条件、结果。‎ ‎2．理解外界条件（浓度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律并能用相关理论解释其一般规律。。‎ ‎3．理解勒夏特列原理，掌握平衡移动的相关判断，解释生产、生活中的化学反应原理。‎ ‎ ‎ ‎【考点梳理】‎ 考点一、化学平衡移动的概念：‎ ‎1、概念：可逆反应达到平衡状态后，反应条件（如浓度、压强、温度）改变，使v正和v逆不再相等，原平衡被破坏，一段时间后，在新的条件下，正、逆反应速率又重新相等，即v正'=v逆'，此时达到了新的平衡状态，称为化学平衡的移动。应注意此时v正'≠v正，v逆'≠v逆。‎ ‎ 2、平衡发生移动的根本原因：V正、V逆发生改变，导致V正≠V逆。 3、平衡发生移动的标志：新平衡与原平衡各物质的百分含量发生了变化。‎ 要点诠释： 　　① 新平衡时：V′正=V′逆，但与原平衡速率不等。 　　② 新平衡时：各成分的百分含量不变，但与原平衡不同。 　　③ 通过比较速率，可判断平衡移动方向： 　　　　当V正＞V逆时，平衡向正反应方向移动； 　　　　当V正＜V逆时，平衡向逆反应方向移动； 　　　　当V正＝V逆时，平衡不发生移动。 ‎ 考点二．化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：‎ ‎1、内容：如果改变影响平衡的条件之一（如：温度、浓度、压强），平衡就将向着能够“减弱”这种改变的方向移动。‎ 要点诠释：‎ ‎（1）原理的适用范围是只有一个条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多个条件同时发生变化时，情况比较复杂。‎ ‎（2）注意理解“减弱”的含义：‎ 定性的角度，平衡移动的方向就是能够减弱外界条件改变的方向。平衡移动的结果能减弱外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向体积减少的方向移动等。‎ 定量的角度，平衡结果只是减弱了外界条件的变化而不能完全抵消外界条件的变化量。‎ ‎（3）这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如：原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时的体系压强将介于p～2p之间。又如：若某化学平衡体系原温度为50℃，现升温到100℃（其他条件不变），则平衡向吸热方向移动，达到新平衡时体系温度变为50℃~100℃。‎ ‎2、适用范围：已达平衡状态的可逆反应 　　3、推广：该原理适用于很多平衡体系：如化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等。 　　‎ 考点三．影响化学平衡的外界条件：‎ 主要有：浓度、压强、温度等 ‎1、浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。‎ 要点诠释：‎ 由于纯固体或纯液体的浓度为常数，所以改变纯固体或纯液体的量，不影响化学反应速率，因此平衡不发生移动。所以浓度改变仅适用于溶液或气体物质。‎ ‎2、压强：其它条件不变时，对于有气体参加的可逆反应：‎ ‎①若反应前、后气体的物质的量（或气体体积数）之和不相等：达到平衡后，增大压强，平衡向气体体积数减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积数增大的方向移动；‎ ‎②若反应前、后气体的物质的量（或气体体积数）相等：达到平衡后，改变压强，平衡不移动。‎ ‎3、温度：其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应（△H＞0）方向移动；降低温度，平衡向放热反应（△H＜0）方向移动。‎ 要点诠释：‎ 对于可逆反应，催化剂同等程度地改变正、逆反应速率，所以使用催化剂化学平衡不移动。‎ 小结：外界条件对化学平衡的影响结果 外界条件对化学平衡的影响 ‎“仅”改变影响平衡的一个条件 化学平衡的移动方向 化学平衡移动的结果 增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小，但比原来大 减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大，但比原来小 增大生成物浓度 向逆反应方向移动 生成物浓度减小，但比原来大 减小生成物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大，但比原来小 增大体系压强 向气体体积减小的方向移动 体系压强减小，但比原来大 减小体系压强 向气体体积增大的方向移动 体积压强增大，但比原来小 升高温度 向吸热方向移动 体系温度降低，但比原来高 降低温度 向放热方向移动 体系温度升高，但比原来低 考点四、外因对反应速率和化学平衡的影响的比较：‎ ‎1、对于可逆反应N2＋3H22NH3 △H<0 已一定条件下达到平衡,进行如下分析:‎ V正 V逆 二者关系 移动方向 N2 转化率 缩小容积（即加压）‎ ‎↑‎ ‎↑‎ V正＞V逆 ‎→‎ ‎↑‎ 升温 ‎↑‎ ‎↑‎ V正＜V逆 ‎←‎ ‎↓‎ 定V充入N2（N2浓度增大）‎ ‎↑‎ ‎↑‎ V正＞V逆 ‎→‎ ‎↓‎ 定V充入惰性气体（浓度均不变）‎ ‎—‎ ‎—‎ V正=V逆 ‎—‎ ‎—‎ 定压充入惰性气体（相当于扩大容积减压）‎ ‎↓‎ ‎↓‎ V正＜V逆 ‎←‎ ‎↓‎ 分离出NH3（降低NH3浓度）‎ ‎↓‎ ‎↓‎ V正＞V逆 ‎→‎ ‎↑‎ 使用（正）催化剂 ‎↑‎ ‎↑‎ V正=V逆 ‎—‎ ‎—‎ 注：“↑”表示增大，“↓”表示降低，“—”表示不变 ‎2、对于可逆反应H2(g)＋ I2(g)2H I(g) △H<0 已一定条件下达到平衡,进行如下分析:‎ V正 V逆 二者关系 移动方向 H2 转化率 缩小容积（即加压）‎ ‎↑‎ ‎↑‎ V正=V逆 ‎—‎ ‎—‎ 升温 ‎↑‎ ‎↑‎ V正＜V逆 ‎←‎ ‎↓‎ 定V充入H2（H2浓度增大）‎ ‎↑‎ ‎↑‎ V正＞V逆 ‎→‎ ‎↓‎ 定V充入惰性气体（浓度均不变）‎ ‎—‎ ‎—‎ V正=V逆 ‎—‎ ‎—‎ 定压充入惰性气体（相当于扩大容积减压）‎ ‎↓‎ ‎↓‎ V正=V逆 ‎—‎ ‎—‎ 分离出H I(g)（降低H I浓度）‎ ‎↓‎ ‎↓‎ V正＞V逆 ‎→‎ ‎↑‎ 注：“↑”表示增大，“↓”表示降低，“—”表示不变 要点诠释：‎ 上表对相关知识进行了对比分析，但在解题时还须灵活应用。如观察上表，还可以得出以下规律： 　　①改变一个影响因素，v正、v逆的变化不可能是一个增大，另一个减小的，二者的变化趋势是相同的，只是变化大小不一样（催化剂情况除外）； 　　②平衡向正反应方向移动并非v正增大，v逆减小。‎ 考点五．小结：分析化学平衡移动问题的一般思路 使用催化剂或对反应前后气体 体积无变化的反应改变压强 程度相同 ‎[v (正)=v (逆)]‎ 平衡不移动 浓度 压强 温度 程度不同 ‎[v (正)≠v (逆)‎ 平衡移动 速率 改变 速率不变：如容积不变时充入惰性气体 改变条件 要点诠释：‎ ‎⑴不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同；‎ ‎⑵不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同。‎ ‎（3）“惰性气体”对化学平衡的影响 ‎①恒温、恒容条件：‎ 原平衡体系体系总压强增大—→体系中各反应成分的浓度不变—→平衡不移动 ‎②恒温、恒压条件：‎ 体积不变的反应 平衡不移动。‎ 体积改变的反应 平衡向气体体积增大的方向移动。‎ 原平衡体系容器容积增大，体系的分压减小—→各组分的浓度同等倍数减小 ‎【典型例题】‎ 类型一：运用勒夏特列原理解释一些生产、生活、实验现象 例1．下列各组物质的颜色变化，可用勒夏特列原理解释的是：‎ A．新制的氯水在光照条件下颜色变浅 B．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深 C．氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅 D．加入催化剂有利于氨的催化氧化 ‎【答案】A ‎【解析】勒夏特列原理即平衡移动原理。A项存在平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，光照发生：，可使平衡向正反应方向移动，Cl2浓度减小，颜色变浅，符合上述原理。B项存在平衡：H2+I2(g)2HI，加压平衡不移动，不能用平衡移动原理解释，加压颜色变深是由于I2的浓度增大。C项，2FeCl3+Fe=3FeCl2，不是可逆反应，不存在平衡。D项催化剂不能使平衡移动，加入催化剂有利于反应是为了加快反应速率。‎ ‎【点评】只有存在平衡的移动问题才能用化学平衡移动原理解释。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是（ ）‎ A．强碱存在的条件下，酯的水解程度增大 B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为氨气 C．可用浓氨水和氢氧化钠固体制取氨气 D．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3‎ ‎【答案】B ‎ ‎【解析】A中酯的水解反应是可逆反应：酯+水酸+醇，在强碱存在的条件下，碱可以中和水解生成的酸，使水解平衡向右移动。催化剂只能等倍的改变正、逆反应速率，而不能使平衡发生移动。氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH―，所以加入氢氧化钠后平衡左移，有利于产生氨气。SO2和O2反应生成SO3的反应是体积减小的反应，所以加压条件下右移，有利于SO3生成。‎ ‎【变式2】下列事实能应用勒夏特列原理来解释的是（ ）‎ A．工业上生产硫酸，SO2的催化氧化采用常压而不是高压 B．加入催化剂有利于氨的氧化反应 C．高压对合成氨有利 D．‎500℃‎左右比室温更有利于合成氨的反应 ‎【答案】C 类型二：改变外界条件对化学平衡移动的影响 例2、（2015 东北师大附中）对于可逆反应mA (g)+nBpC (g)+qD（其中A和C都是无色气体），当达到平衡时，下列叙述正确的是（ ）。‎ ‎ A．增大压强，平衡不移动，说明（rn+n）一定等于（p+q）‎ ‎ B．升高温度，A的转化率减小，说明正反应是吸热反应 ‎ C．若增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体物质 ‎ D．若B是气体，增加A的量，A、B转化率都一定增大 ‎【思路点拨】加压平衡向气体体积减小的方向移动，升温平衡向吸热反应方向移动。‎ ‎【答案】C ‎ ‎【解析】A项是错误的，压强改变平衡不移动只能说明反应前后气体分子数没有发生变化而反应物B和生成物D不一定都是气体，所以这个关系式不正确。对于B项，根据平衡移动原理，升高温度，平衡左移只能说明正反应是放热反应。对于D项，若增加A的量，A的转化率减小而不是增大。所以C项是正确的。‎ ‎【总结升华】如果改变影响平衡的条件之一（如：温度、浓度、压强），平衡就将向着能够“减弱”这种改变的方向移动。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】在一定温度和压强下，合成氨反应达到平衡时，下列操作不会使平衡发生移动的是 A．恒温恒压时充入氨气 B．恒温恒容时充入氮气 C．恒温恒容时充入氦气 D．恒温恒压时充入氦气 ‎【答案】C ‎【解析】A项，恒温恒压时充入氨气平衡左移； B项，恒温恒容时充入氮气，氮气浓度增大，故平衡右移；C项，恒温恒容时充入氦气，各成分浓度不变平衡不移；D项，恒温恒压时充入氦气，则容积扩大相当于减压，平衡左移。‎ ‎【变式2】在某温度时，反应 H2(g) + I2(g)2HI(g) △H<0，在一带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是 A．恒温、压缩体积，平衡不移动，颜色加深 B．恒压、充入HI(g)，开始时正反应速率减小 C．恒容、充入HI(g)，正反应速率减小 D．恒容、充入H2，I2的浓度降低 ‎【答案】C ‎【解析】A项，平衡不移动，压缩，I2浓度变大，颜色加深；B项，充入气体，恒压，体积变大，前两物质的浓度变小，速率变小；C项，恒容、充入HI(g)，正反应速率逐渐增大；D项， 恒容、充入H2，平衡右移，I2的浓度降低。‎ ‎【变式3】已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正向移动时，下列有关叙述正确的是：‎ ① 生成物的百分含量一定增加；②生成物的产量一定增加；③反应物的转化率一定增大；④反应物的浓度一定降低；⑤正反应速率一定大于逆反应速率；⑥使用合适的催化剂 A．①② B．②⑤ C．②③⑤ D．②③④⑤‎ ‎【答案】B ‎【解析】使化学平衡向正方向移动的方法有多种方法，若加入某种反应物，反应物变多，反应物转化率不一定增加，故③、④错，生成物的百分含量也不一定增加，故①错。催化剂不能改变化学平衡方向，只能改变反应速率，⑥错。‎ 类型三：综合应用 例3、高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3 (s)+CO (g)Fe (s)+CO2 (g)。‎ 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：‎ 温度／℃‎ ‎1000‎ ‎1150‎ ‎1300‎ 平衡常数 ‎4.0‎ ‎3.7‎ ‎3.5‎ 请回答下列问题：‎ ‎ （1）该反应的平衡常数表达式K=________，ΔH________0（填“＞”“＜”或“＝”）；‎ ‎（2）在一个容积为‎10 L的密闭容器中，‎1000℃‎时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)=________，CO的平衡转化率=________；‎ ‎（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。‎ A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2‎ D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 ‎【答案】（1） ＜ （2）0.006 mol·(L·min)－1 60% （3）C ‎【解析】（1）注意物质的状态，随着温度升高K逐渐减小，所以此反应是放热反应；‎ ‎（2）由： Fe2O3 (s)+CO (g)Fe (s)+CO2 (g)‎ 始态（mol·L―1） 0.1 0.1‎ 终态（mol·L―1） 0.1―x 0.1+x 反应（mol·L―1） x x 温度为‎1000℃‎，所以，所以x=0.06，=0.006 mol·(L·min)－1；‎ CO的平衡转化率。‎ ‎（3）Fe2O3、Fe均是固体，改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化学平衡，故A、B反应速率、化学平衡均不改变；C移出部分CO2，平衡右移，可以采取；D此反应为放热反应，升高温度，平衡左移，不能采取；E减小容器体积，相当于加压，平衡不移动，不能采取；F催化剂只影响化学反应速率，对平衡移动无影响，不能采取。‎ ‎【点评】（1）进行化学平衡常数的计算时要注意：浓度是指平衡时各物质的物质的量浓度，不是物质的量，也不是某一时刻（未达平衡）时的浓度。‎ ‎（2）计算时，根据题意恰当假设未知数，利用“三段式”找出相关量之间的关系，列方程求解。‎ ‎（3）化学平衡计算要善于用不同的计算方法，如守恒法、等效法、极端假设法、差量法等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】某温度下，体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应：X (g) + Y (g)Z (g) + W (s) ；△H＞0，下列叙述正确的是 A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C．升高温度，平衡逆向移动 D．平衡后加入X，上述反应的△H增大 ‎【答案】B ‎【解析】A项，加入固体W，反应速率不变。B项，反应前后气体体积不等，故当容器中气体压强不变时，反应达到平衡。C项，升高温度，平衡正向（吸热方向）移动。D项，平衡后加入X，尽管吸热增多，但上述反应的△H 不变（△H只与系数有关）‎ ‎【变式2】（2016 北京四中）在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：‎ ‎ a(g)+b(g)‎2c(g) △H1＜0‎ ‎ x(g)+3y(g)2z(g) △H2＞0‎ ‎ 达到平衡后，进行以下操作(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( )。‎ ‎ A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 ‎ B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高 ‎ ‎ C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大 ‎【答案】A ‎【解析】恒压条件下通入惰性气体，平衡体系的体积增大，相当于减小压强，第二个平衡向左移动，使体系温度升高；温度升高导致第一个平衡向左移动，c的物质的量减小。恒容条件下通入惰性气体，总压虽增大但平衡体系中各组分的浓度均不变，平衡不移动，速率不变；恒容条件下通入z气体，第二个平衡左移，y的物质的量浓度增大。‎ ‎【巩固练习】‎ 一、选择题（每题有1~2选项符合题意）‎ ‎1．对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H <0，能使平衡逆向移动的是 A．通入大量O2 B．增大容器容积 ‎ C．移去部分SO3 D．降低体系温度 ‎2、在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，达到平衡后，其它条件不变，向平衡体系中加入37Cl2，达到新平衡后，含37Cl的PCl3的物质的量与原平衡相比 ‎ A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定 ‎3．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）‎ A．2SO2+O22SO3 (g) ΔH＜0 B．4NH3+5O24NO+6H2O (g) ΔH＜0‎ C．2NH3N2+3H2 ΔH＞0 D．SO2+NO2SO3 (g)+NO ΔH＜0‎ ‎4．（2015 四中同步）COCl2 (g) CO (g)+Cl2 (g)；ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是（ ）‎ A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥‎ ‎5．有一处于平衡状态的反应X (s)+3Y (g)2Z (g) ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是（ ）‎ ‎①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥分离出Z A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥ D．②④⑥‎ ‎6．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是（　　）‎ A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变化，平衡一定移动 C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值一定变化 ‎7．在密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g)在一定条件下，达到平衡时生成了2/3mol CO2（反应为CO+H2O(g)CO2+H2）。其他条件不变，充入的水蒸气改变为2 mol时，平衡时生成CO2的物质的量可能是（ ） 　　A．0.5 mol 　　　　B．0.95 mol　　　　 C．1 mol　　　　 D．2/3 mol 8.恒温条件下，把装入带活塞的密闭容器中，当反应达到平衡后，慢慢压缩，下列叙述正确的是（ ）‎ ‎ A. 体积减半，则压强为原来的两倍 ‎ B. 平衡向右移动，混合气体的颜色一定会变浅 ‎ C. 体积减半，压强增大，但小于原来的2倍 ‎ D. 平衡向右移动，混合气体密度增大 ‎9、体积相同的甲乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2、O2，使压强刚好与外界相等。在相同温度下，发生2SO2+O2‎ ‎2SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为α，则乙容器中SO2的转化率为 　　A．等于α　　　　 B．大于α　　　　 C．小于α　　　　 D．无法确定 ‎10．对于nA(g) + mB(g)pC(g)的平衡体系，升高温度时，体系对H2的相对密度从16.5变为16.74，则下面的说法正确的是 A．m+n>p 正反应放热 B．m+n>p 正反应吸热 C．m+n

p ，则正反应吸热；若m+n