高中化学 第2章 第3节第2课时影响化学平衡移动的因素学案 新人教版选修4

影响化学平衡移动的因素理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。知识点一化学平衡的移动浓度、压强对化学平衡的影响阅读教材P26P27，思考并填空。一、化学平衡的移动1定义在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件(如浓度、温度、压强等)，化学平衡状态被破坏，直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称做平衡状态的移动，简称平衡移动。2图示表示二、浓度对化学平衡的影响1实验探究探究1依据K2Cr2O7溶液中存在的平衡：Cr2O(橙色)H2O2CrO(黄色)2H，完成实验。实验步骤实验现象橙黄色变为橙色橙黄色变为黄色结论c(H)增大，平衡向逆反应方向移动c(H)减小，平衡向正反应方向移动探究2依据Fe3与SCN存在的平衡：Fe33SCNFe(SCN)3(红色)，完成实验。实验(1)步骤现象溶液颜色变深溶液颜色变深实验(2)步骤向试管中滴加0.01 molL1 NaOH溶液向试管中滴加0.01 molL1 NaOH溶液现象溶液颜色变浅溶液颜色变浅结论对可逆反应Fe33SCNFe(SCN)3，分别增大c(Fe3)和c(SCN)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动；滴加NaOH溶液，由于3OHFe3=Fe(OH)3，减小了Fe3的浓度，Fe(SCN)3的浓度也减小了，即化学平衡向逆反应方向移动2.影响规律(1)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。(2)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。三、压强对化学平衡的影响1. 2对于反应前后气体物质的量不变的反应如H2(g)I2(g)2HI(g)，改变压强，化学平衡不发生移动。1判断正误(1)平衡移动的原因是v(正)v(逆)。()(2)平衡移动研究的对象是已建立的平衡。()(3)外界条件改变引起平衡中v(正)v(逆)，平衡正向移动。()(4)只要正、逆反应速率改变，平衡肯定发生移动。()答案：(1)(2)(3)(4)2在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：Cr2OH2O2CrO2H，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈_色，因为_。(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈_色，因为_。(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡_(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将_。解析：加碱中和溶液中的H，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大；加Ba(NO3)2，发生的反应为Ba2CrO=BaCrO4，平衡向右移动，溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅，直至无色。答案：(1)黄OH与H结合生成水，使平衡向右移动，CrO浓度增大，溶液由橙黄色变为黄色(2)橙c(H)增大，平衡左移，Cr2O浓度增大，溶液又由黄色变为橙色(3)向右移动逐渐变浅，直至无色3炼铁炉中CO发生的反应为3CO(g)Fe2O3(s)2Fe(s)3CO2(g)，如果增大该反应体系的压强，能使平衡向正反应方向移动吗？答案：增大反应体系的压强，平衡不发生移动。1化学平衡移动的根本原因：v(正)v(逆)。2化学平衡移动的判断(1)当外界条件改变时，若引起v(正)v(逆)时，化学平衡向正反应方向移动，各组分含量发生改变；(2)当外界条件改变时，若引起v(正)v(逆)时，化学平衡向逆反应方向移动，各组分含量发生改变；(3)当外界条件改变时，v(正)、v(逆)都变化，若v(正)和v(逆)仍保持相等时，则化学平衡不发生移动，各组分含量不发生改变。3新旧平衡的区别：平衡时各组分的含量发生变化，但各自有定值。4浓度变化对化学平衡的影响规律化学平衡aAbBcCdD(A、B、C、D为非固体)体系浓度变化增大反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度减小反应物浓度速率变化v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v正v逆v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v逆v正v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v正v逆v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v逆v正平衡移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率与时间的图像规律总结在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动5.压强变化对化学平衡的影响规律化学平衡aAbBcCdD(A、B、C、D均为气体，abcd)aAbBcCdD(A、B、C、D均为气体，abcd)体系压强变化增压减压增压减压速率变化v(正)、v(逆)同时增大，v(正)v(逆)v(正)、v(逆)同时减小，v(逆)v(正)v(正)、v(逆)同时增大，v(逆)v(正)v(正)、v(逆)同时减小，v(正)v(逆)平衡移动方向正向移动逆向移动逆向移动正向移动速率与时间的图像规律总结在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气态物质体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气态物质体积增大的方向移动反应mAnBpC在某温度下达到平衡状态。(1)若C为气体，且mnp，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为_态。解析C为气体，mnp，若A、B都为气体，则增大压强，平衡不会移动，若加压平衡发生移动，则A、B中至少有一种为非气态，则平衡必定逆向移动；由题意知改变B的量，平衡不移动，则B应为固态或液态。答案(1)逆反应(2)气(1)只涉及固体、液体的反应，压强的影响极其微弱，一般不考虑。(2)在容积不变的密闭容器中，向已达到平衡的气体反应体系中充入与体系中任何物质都不反应的气体，平衡不发生移动。(3)在压强不变、体积可变的恒压容器中，向已达到平衡的气体体系中充入与体系中任何物质都不反应的气体，会使平衡向着气体体积增大的方向移动。 浓度对化学平衡的影响1在FeCl3溶液中滴加无色的KSCN溶液后，有以下可逆反应存在：FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl。已知Fe(SCN)3溶液呈红色，则在该平衡体系中加入少量KCl晶体后(忽略溶液体积的变化)，红色将()A变深B变浅C不变 D无法确定解析：选C。FeCl3与KSCN反应的实质是Fe3与SCN的离子反应，K和Cl并未参加反应。因此在该平衡体系中加入少量KCl晶体，Fe3和SCN的浓度都没有变化，平衡不移动，溶液颜色不变，C项正确。2下图所示是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是()A反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B该反应达到平衡态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态C该反应达到平衡态后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态D同一种反应物在平衡态和平衡态时浓度不相等解析：选C。反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，A项正确；由题给图像可以看出，平衡态改变的瞬间，逆反应速率未改变，正反应速率突然增大，可知为增大反应物的浓度，B项正确，C项不正确；由于平衡向正反应方向移动，可知两平衡态时同一种反应物的浓度不相等，D项正确。压强对化学平衡的影响3已知化学反应2A(？)B(g)2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是()AA是气体、C是固体BA、C均为气体CA、C均为固体DA是固体，C是气体解析：选D。增大压强，平衡逆向移动，说明逆反应是气体物质的量减小的反应，故C为气体，A为固体或液体。4在一密闭容器中发生反应：2A(g)2B(g)C(s)3D(g)H0，下列条件有利于生成Z的是()A低温、低压B低温、高压C高温、高压 D高温、低压解析：选C。该反应的特点是吸热、反应前后气体分子总数减小；有利于生成Z需使平衡向正反应方向移动，则需要高温、高压。2下列因素不可能影响化学平衡移动的是()A温度 B催化剂C反应物的浓度 D压强解析：选B。催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡的移动。1温度变化对化学平衡的影响规律化学平衡aAbBcCdDH0aAbBcCdDHv(逆)v(正)、v(逆)同时减小，且v(逆)v(正)v(正)、v(逆)同时减小，且v(正)v(逆)v(正)、v(逆)同时增大，且v(逆)v(正)平衡移动的方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率与时间的图像2.催化剂对化学平衡的影响规律(1)图像(2)若某可逆反应在反应前后气体的总体积不发生变化，则增大该体系的压强(压缩容器体积)时，反应速率的变化也可用上述图像表示。在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。(1)增加C(s)，则平衡_，c(CO2)_。(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_。(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡_，c(CO2)_。(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。解析(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c(CO2)增大。(3)通入N2，但容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热反应方向移动，c(CO)增大。答案(1)不移动不变(2)向左移动增大(3)不移动不变(4)向右移动增大分析化学平衡移动的一般思路 温度对化学平衡的影响1反应A(g)3B(g)2C(g)Hv(逆)，故选C。勒夏特列原理的应用3下列不能用勒夏特列原理解释的事实是()A红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C黄绿色的氯水光照后颜色变浅D合成氨工业使用高压以提高氨的产量解析：选B。A项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，可以用勒夏特列原理解释。4COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A BC D解析：选B。本题考查外界因素对化学平衡移动的影响，从不同层面考查勒夏特列原理的应用。该反应为吸热反应，升温则平衡正向移动，反应物转化率提高，正确；恒容时，通入惰性气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，错误；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，错误；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，错误；恒压时，通入惰性气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，正确。 重难易错提炼1.平衡正向移动一定增大的是产物的质量和物质的量，反应物的转化率、浓度可能减小也可能增大。2改变压强、温度平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。3平衡移动的原因是v(正)v(逆)，催化剂同等程度地改变了化学反应速率，v(正)v(逆)，平衡不移动，但速率改变。4改变压强，平衡不一定移动，如H2(g)I2(g)2HI(g)，增大压强平衡不移动。5有固体参与的可逆反应，改变固体的物质的量平衡不移动。课后达标检测基础巩固1可确认发生化学平衡移动的是()A化学反应速率发生了改变B有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强C可逆反应达到平衡，使用了催化剂D由于某一条件的改变，使正、逆反应速率不再相等解析：选D。化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。A中速率发生了改变，但可能正、逆反应速率同等程度地改变，使两者速率再次相等；对于气体体积相等的反应，压强的改变对正、逆反应速率的影响相同；C中催化剂同等程度地改变了正、逆反应速率。2已知反应A2(g)2B2(g)2AB2(g)H0，下列说法正确的是()A升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小B升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该平衡正向移动D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该平衡正向移动解析：选B。升高温度，正、逆反应速率都增大，A项错。升高温度，平衡逆向移动，C项错。减小压强，平衡逆向移动，D项错。3一定温度下，可逆反应aX(g)bY(g)cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。则下列说法正确的是()A若abc，则t0时刻只能是增大了容器的压强B若abc，则t0时刻只能是加入了催化剂C若abc，则t0时刻只能是增大了容器的压强D若abc，则t0时刻只能是加入了催化剂解析：选D。t0时刻正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动。若abc，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂，A、B错；若abc，则t0时刻只能是使用催化剂，C错，D对。4下图中曲线a表示放热反应X(g)Y(g)Z(g)N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是()A升高温度B加大X的投入量C使用催化剂 D缩小体积解析：选C。升高温度，X的转化率降低，A措施不可取；加大X的投入量，则X的转化率降低，B措施不可取；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，X的转化率不变，C措施可取；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高，D措施不可取。5一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡：2NO2(g)N2O4(g)H0B若温度为T1、T2时，平衡体系中I的逆反应速率分别为v1、v2，则v1v2C若反应达到平衡状态，向混合溶液中加入KI固体，平衡向右移动D状态D时，v正v逆解析：选C。温度升高，I的浓度减小，说明平衡向逆反应方向移动，故I2II的Hv1，B项错；加入KI固体，c(I)增大，平衡向右移动，C项正确；D点没有达到平衡状态，v正v逆，D项错。8下列叙述与图像相对应的是()A图(1)是N2(g)3H2(g)2NH3(g)的化学平衡图像，在t0时刻充入一定量的NH3，平衡逆向移动B图(2)中p2p1，T1T2C图(3)表示的化学方程式为2A=B3CD图(4)对应反应2X(g)3Y(g)2Z(g)Hp1，T1T2，B项正确；图(3)表示的是可逆反应，应用“”，C项错误；温度升高，平衡逆向移动，Y的百分含量将增大，D项错误。9反应3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：(1)增加Fe的量，其正反应速率(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡_移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率_，平衡_移动。(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率_，平衡_移动。(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率_，平衡_移动。解析：增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。答案：(1)不变不(2)增大不(3)不变不(4)增大向正反应方向10一密闭体系中发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)Hv正，平衡向逆反应方向移动，对照反应方程式可看出条件变化应是“升高温度”；t3时刻，v正、v逆同幅度加快，应是“加催化剂”；t4时刻，v正、v逆都减小，且v正0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如下图所示。下列说法不正确的是()A反应方程式中n1B10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度C10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强D05 min内，用X表示的反应速率为v(X)0.08 molL1min1解析：选B。A项，根据图像可知，反应进行到5 min时，X、Y和Z的浓度不再变化，反应达到平衡状态，此时X的浓度减少了0.4 molL1，Z的浓度增加了0.4 molL1，根据浓度的变化量之比等于化学计量数之比可知，n1；B项，10 min时，X、Y、Z的浓度瞬间增大，因此改变的条件一定不是温度；D项，05 min内，用X表示的反应速率为v(X)0.4 molL15 min0.08 molL1min1。13.(2016佛山高二检测)对于反应A(s)2B(g)3C(g)H0，平衡时的C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是()AY表示温度，X表示压强，且Y3Y2Y1BY表示压强，X表示温度，且Y3Y2Y1CX表示压强，Y表示温度，且Y1Y2Y3DX表示温度，Y表示压强，且Y1Y2Y3解析：选A。该反应为气体体积增大的吸热反应。升高温度，平衡正向移动，C%增大；加压，平衡逆向移动，C%减小，所以Y表示温度，X表示压强，且Y3Y2Y1。14工业上有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol某实验中将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图曲线甲所示。请完成下列问题：(1)a点正反应速率_逆反应速率(填“”“v逆。(2)由图像知曲线乙中H2的反应速率快，结合反应方程式可知，增大压强或增大CO2浓度均可以加快H2的消耗速率，且达平衡时H2的物质的量小于甲；使用催化剂尽管可以加快反应速率，但平衡状态应与甲相同；升高温度可加快反应速率，但平衡时H2的量应多于甲，故b、d项符合题意。答案：(1)(2)bd15(1)在一体积为10 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 时发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0CO和H2O浓度变化如图所示，则04 min的平均反应速率v(CO)_molL1min1。(2)t (高于850 )时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表：时间/minc(CO)/molL1c(H2O)/molL1c(CO2)/molL1c(H2)/molL100.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2c3c350.1160.2160.08460.0960.2660.104表中34 min时，反应处于_状态；c1数值_0.08 molL1(填“大于”“小于”或“等于”)。反应在45 min时，平衡向逆方向移动，可能的原因是_(填字母，下同)，表中56 min时，数值发生变化，可能的原因是_。a增加水蒸气 b降低温度c使用催化剂 d增加氢气浓度解析：(1)v(CO)0.03 molL1min1。(2)由表中数据可知反应从34 min时，各组分的物质的量浓度均未改变，即此时反应处于化学平衡状态；而由于该反应正反应为放热反应，当温度高于850 时，所达平衡状态与850 时相比，相当于平衡向逆反应方向移动，因此CO浓度升高。a、b两项均使平衡正向移动，c项对平衡状态无影响，在45 min时，要使该平衡向逆反应方向移动，只有d项增加氢气的浓度符合；由表中数据可看出，在56 min时，c(CO)减小，c(CO2)增大，可知改变条件后平衡正向移动，但c(H2O)增大，所以在56 min时，数值变化的原因只能是增加水蒸气。答案：(1)0.03(2)化学平衡大于da