2019-2020年高考化学一轮复习 课时27 化学平衡的移动考点过关.docx

2019-2020年高考化学一轮复习 课时27 化学平衡的移动考点过关影响化学平衡移动的因素【基础梳理】1. 化学平衡移动的概念一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，若改变反应条件(如温度、压强、浓度等)，使正、逆反应的速率，化学平衡发生移动。最终在新的条件下，会建立，这个过程叫做化学平衡的移动。2. 影响化学平衡移动的条件(1)浓度对化学平衡的影响在其他条件不变时，反应物浓度或生成物浓度都可使化学平衡向移动;反之化学平衡向逆反应方向移动。(2)压强对化学平衡的影响对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应，在其他条件不变时，压强，化学平衡向方向移动;反之，化学平衡向气体体积增大的方向移动。若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)=v(逆)，平衡移动。(3)温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向移动;降低温度，化学平衡向移动。说明:升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，v(吸热)v(放热)，故平衡向吸热方向移动。只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。判断反应的热效应:若升高温度，K值增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应;若升高温度，K值减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应。3. 催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡移动影响，它的使用能程度地改变正、逆反应速率(即反应速率改变但仍然相等)，可以化学反应达到平衡所需要的时间。4. 勒夏特列原理(化学平衡移动原理)若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)，平衡就向能够这种改变的方向移动。【典型例题】自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。(1)在不同温度下，反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K如下表:温度/1 5381 7602 404平衡常数K0.8610-42.610-46410-4该反应的H(填“”、“(2)DE(3)设NO的平衡浓度为x。N2(g)+O2(g)2NO(g)起始时浓度/molL-1:2.62.6 0转化时浓度/molL-1: x平衡时浓度/molL-1:2.6-2.6-xK=6410-4x=0.20molL-1解析(1)由表格数据可知温度越高K越大，证明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，即H0。画图注意:温度越高反应速率越快，斜率越大，达到平衡所需的时间越短，N2的转化率越大。(2)若提高N2的转化率，应改变条件使平衡正向移动(不能增加N2的浓度)。(3)涉及平衡常数K的计算时，应先写出反应的化学方程式，再列出各物质的初始浓度和平衡浓度(或用“三段式”列出初始浓度、转化浓度和平衡浓度)，其中未知浓度可以设未知数表示，最后列出K的表达式求解。氨的合成是最重要的化工生产之一。. 工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 已知有关反应的能量变化如上图，则方法中反应的H=。. 在3个1 L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据如下:容器甲乙丙反应物投入量3 mol H2、2 mol N26 mol H2、4 mol N22 mol NH3达到平衡的时间/mint58平衡时N2的浓度/molL-1c13N2的体积分数w1w23混合气体密度/gL-112(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是(填字母)。A. 容器内N2、H2、NH3的浓度之比为132B. v(N2)正=3v(H2)逆C. 容器内压强保持不变D. 混合气体的密度保持不变(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t(填“”、“(3)0.2 molL-1min-1 (4)c(5)解析. 根据三个能量图写出热化学方程式分别为CO(g)+O2(g)CO2(g) H=-a kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(g) H=-b kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H=-c kJmol-1由-(+3)得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=(a+3b-c)kJmol-1。. (1)容器内N2、H2、NH3的浓度之比为132，取决于起始配料比和转化程度，不能说明达到平衡状态，故a错误;当3v(N2)正=v(H2)逆时，才说明达到平衡状态，故b错误;容器内压强保持不变，可说明达到平衡状态，故c正确;恒容时体积不变，质量不变，则混合气体的密度保持不变，不能说明达到平衡状态，故d错误。(2)若为恒压容器，甲、乙容器中达到平衡所用时间相同，为5 min，但是容器恒容，甲容器比乙容器中反应物的浓度小，反应速率比乙中小，故达到平衡所需要的时间更长，即t5 min。(3)容器乙中，反应前氮气的浓度为=4 molL-1，氮气的平均反应速率为v(N2)=0.2 molL-1min-1。(4)恒温、恒容条件下，假设乙容器的容积为2 L，则达到平衡时甲、乙为等效平衡，各组分的含量、浓度相等，此时氮气的浓度为c1，然后将容器的容积缩小到1 L，若平衡不移动，2c1=3 molL-1，由于压强增大，平衡向着正向移动，所以2c13 molL-1，故a错误;乙中加入了4 mol氮气、6 mol氢气，而甲中为3 mol H2、2 mol N2，故乙对甲来说相当于加压，平衡右移，氮气的体积分数减小，所以w2v(逆)，没有达到化学平衡状态，T1点以后，随着温度的升高，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，Hv(逆)，反应没有达到化学平衡状态;p1点以后，随着压强的增大，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体分子数减少的反应，即m+nx+q。微课1化学平衡与图像浓度对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响说明:改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度，所以平衡发生移动。若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)=v(逆)，平衡不移动。如H2(g)+I2(g)2HI(g):压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化。若平衡混合物的体积不变，而加入“惰性气体”，虽然总压强变化了，但平衡混合物的浓度仍不变，速率不变，平衡不移动;若保持总压强不变加入“惰性气体”，此时增大了体系体积，这就相当于降低了平衡体系的压强，平衡向气体体积增大的方向移动。温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。催化剂对化学平衡的影响【典型例题】 在2 L密闭容器内，800 时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)Hp2)温度对反应的影响平衡体系增加O2对反应的影响催化剂对反应的影响图示答案(1)1.510-3 molL-1s-1(2)C解析(1)02 s时，n(NO)由0.020 mol变成0.008 mol，消耗的量为0.020 mol-0.008 mol=0.012 mol，消耗的氧气的量为0.006 mol;v(O2)=1.510-3 molL-1s-1。(2)压强增大，平衡向正反应方向移动，NO2的体积分数增大，A错;温度升高，平衡向逆反应方向移动，氧气的转化率下降，B错;催化剂可以缩短达到平衡的时间，D错。苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5CHCH2)的化学方程式为C6H5CH2CH3(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g) H1。(1)向体积为V L的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如下图所示:由图可知:在600 时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则:氢气的物质的量分数为;乙苯的物质的量分数为。乙苯的平衡转化率为。计算此温度下该反应的平衡常数(请写出计算过程)。(2)分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知:H1(填“”、“=”或“”、“=”或“(3)解析(1)由图可知，在600 时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，乙苯的物质的量分数为50%，阴影部分为氢气的物质的量分数有25%。设乙苯转化了x mol，C6H5CH2CH3(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)起始/mol:a 0 0转化/mol:x x x平衡/mol:a-x x x=0.25解得x=乙苯的平衡转化率=100%=33%C6H5CH2CH3(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)起始浓度/molL-1: 0 0变化浓度/molL-1: 平衡浓度/molL-1: K=(2)分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知:温度升高，氢气和苯乙烯的物质的量增大，该反应的正反应方向为吸热反应。(3)加入水蒸气后保持压强不变，容器的体积增大，平衡向生成气体体积增大的方向移动，乙苯的平衡转化率增大。 现有三个反应:反应:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)H1;K1反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H2;K2反应:Fe(s)+CO2 (g)FeO(s)+CO(g)H3;K3在不同温度下，部分K1、K2的值如下:T/700800K12.382.56K20.80(1)K1的表达式为;根据反应、推导出K1、K2、K3的关系式K3=。(2)要使反应在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有(填字母)。A. 缩小容器体积B. 降低温度C. 升高温度D. 使用合适的催化剂E. 设法减少H2的量F. 设法减少FeO的量(3)800 时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O(g)，维持恒温，发生反应，反应过程中测定的部分数据见下表:反应时间/min0246n(CO)/mol1.200.900.80nH2O(g)/mol0.600.20反应在2 min内的平均反应速率为v(H2O)= 。800 时，K2=。保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)，与原平衡相比，达到新平衡时CO的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)由以上信息推断反应正反应为(填“放热”或“吸热”)反应。(5)在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O(g)各1 mol发生反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t1时刻再通入各1 mol的CO和H2O(g)混合气体，请在右图中画出正、逆反应速率v(正)、v(逆)在t1后随时间t变化的曲线图。答案(1)K1=(2)CE(3)0.075 molL-1min-11增大(4)放热(5)解析(1)平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积比反应物浓度系数次幂的乘积，固体和纯液体不写在表达式里;第三个方程式等于第一个减去第二个，所以K3=。(2)该反应是气体体积不变的反应，改变压强平衡不移动。由表格可知温度越高，K越大，升高温度平衡正向移动。催化剂不影响平衡，改变固体的量不影响平衡。(3)三段式求解。(4)根据K3=计算可知，温度越高，K3越小，正反应放热。(5)按题意加入反应物，反应物的浓度增大，生成物的浓度减小，因为压强不变而体积可变，新平衡时体积加倍，浓度不变，所以达新平衡时速率和原平衡速率相等。尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下:2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l)H=-103.7 kJmol-1反应在进行时分为如下两个步骤:第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4 (l)(氨基甲酸铵)H1第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)H2某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图1所示:图1图2(1)下列措施有利于提高尿素的产率的是(填字母)。A. 采用高温B. 采用高压C. 在反应混合物中加入更多的水(2)由上面信息可知总反应进行到min时到达平衡。该反应达到平衡的标志是(任写一条即可)不再变化。(3)已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第步反应决定。(4)第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图2所示，则H2(填“”、“ 解析(1)提高尿素的产率，就是改变条件使平衡正向移动。增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，B项正确;正反应放热，A项错误。(2)由图1可知各物质的物质的量不再变化，反应达到平衡;反应达到平衡的标志是:变化的量不再变化了，反应达到平衡状态，如:反应体系中各物质的浓度、某物质的物质的量、容器内的压强、容器内气体的密度等。(3)由图1依据各物质物质的量的变化达到平衡所需的时间，判断第二步的反应速率慢，则合成尿素总反应的快慢由第二步反应决定。(4)由图2可知温度越高，K越大，证明温度越高平衡正向移动，正反应为吸热反应，即H0。画图注意:升高温度，正、逆反应速率都突然增大，平衡正向移动，正反应速率增大的更多。