微专题突破3 化学平衡图像（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

化学选择性必修1课堂学案 大或减小的反应方向，所以，即使改变压强，化 (3)若容器体积不变加入B,则A的转化率 学平衡也不移动。而若对体系N(g)十3H(g) ,B的转化率 高温.高压2NH(g)加压，如从30MPa加压到 (4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比 催化剂 60MPa,化学平衡则会向气体体积减小的方向 思将 移动，移动的结果是使体系的压强减小，达到 (5)若加人催化剂，平衡时气体混合物总物质 新的平衡时30MPa<p<60MPa。 的量 2.化学平衡移动的思维模型 思维导引：分析反应的特点（熔变、化学计量 (1)关注反应的特点 系数关系)→根据外界条件的变化，再结合反 ①容器特点：恒温恒容，恒温恒压。 应特点，利用平衡移动原理推断平衡移动的 ②反应特点：物质状态，△V.是否为0，△H的 方向及平衡量的变化。 正负。 【变式2】在水溶液中橙色的CrO号与黄色的 (2)分析条件的变化：浓度、温度、压强等。 CrO有如下平衡关系：Cr2O+HO一 (3)判断移动的方向：联想平衡移动原理。 2CrO+2H。其中重铬酸钾(K2Cr2O,)溶 (4)综合分析、判断，得出结论 于水配成的稀溶液是橙色的。 【例题2】反应mA(g)十nB(g)一C(g)达到平 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈 衡后，当升高温度时，B的转化率增大：当减 色。 小压强时，混合体系中C的质量分数减 (2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入 小，则： 过量稀H,S),则溶液呈 色。 (1)该反应的逆反应为 (填“吸热”或 (3)向原溶液中逐渐加入足量Ba(NO):溶液 “放热”)反应：m十n (填“>”“=”或 (已知BaCO为黄色沉淀)，则平衡 “<”)p。 (填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将 (2)减压使容器体积增大时，A的质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 微专题突破3化学平衡图像>> 答案解析P 【例题】(2021·湖南卷)（多选）已知：A(g)十2B(g) 一3C(g)△H<0,向一恒温恒容的密闭 容器中充入1molA和3molB发生反应，t4 时达到平衡状态I,在2时改变某一条件，4 时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间 t/min 的变化如图所示。下列说法正确的是() A.容器内压强不变，表明反应达到平衡 ·46 第二章化学反应速率与化学平衡 B.t2时改变的条件：向容器中加人C 明正反应是气体体积增大的反应，增大压强， C.平衡时A的体积分数p:g(Ⅱ)>g(I) 平衡逆向移动。 D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(I) Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发 核心突破 生移动，但反应速率a>b,故a使用了催化剂： 1.速率一时间图像(v-t图像) 也可能该反应是反应前后气体体积不变的可 逆反应，a增大了压强（即压缩体积）。 3.百分含量（或转化率）一温度（压强）图像 4L成物 十（反应物的转化率 400 10Pa 500℃ 10'Pa [解题策略]I.v:突变，vw渐变，且t> 运，说明是增大了反应物的浓度，使突变， [解题策略]“定一议二”。在化学平衡图像 且平衡正向移动。 中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个 Ⅱ，正、滋都突然减小，且E>,说明平衡 变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另 正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或 外两个变量之间的关系。 气体体积增大的反应，改变的条件可能是降温 如图I中确定压强为10Pa或10Pa,则生成 或减压。 物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小， Ⅲ.正、都突然增大，且增大程度相同，说明 说明正反应是放热反应：再确定温度T不变， 该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化 作横轴的垂线，与压强线出现两个交点，分析 剂，也可能是对反应前后气体体积不变的反应 生成物C的百分含量随压强p的变化可以发 压缩体积（即增大压强）。 现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明 2.百分含量（或转化率）一时间一温度（或压强） 正反应是气体体积减小的反应。同理分析 图像 图Ⅱ L或物) A反应物的转化率+C%:城物】 即时训练 1.某密闭容器中发生如下反应：X(g)十3Y(g)》 =2Z(g)△H<0,下图表示该反应的速 [解题策略]“先拐先平数值大”。在化学平 率()随时间(t)变化的关系，t2,t、时刻外界 衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡， 条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加 先出现拐点的曲线表示的温度较高（如图I中 入量。下列说法中正确的是 T2>T)、压强较大（如图Ⅱ中p2>p)或使用 逆】 了催化剂（如图Ⅲ中a使用了催化剂）。 (逆 正) I,表示T2>T,正反应是放热反应，升高温 度，平衡逆向移动。 c(正 Ⅱ.表示>p1,反应物A的转化率减小，说 47 化学选择性必修1课堂学案 A.t4一ts时间内转化率最低 下列说法正确的是 Bt时降低了温度 A.a、b两点平衡常数：K=K C.t时降低了温度 B.压强大小顺序：p>>p D.t时加入了催化剂 C.当混合气的密度不变时反应达到了平衡 2.下列图示与对应的叙述相符的是 D.其他条件不变，降低起始投料”O》 B n(CH),可 1x(正)=x正) 提高乙烯转化率 正j=递) 4.可逆反应mA(g)十nB(s)一C(g)十gD(g) 强k'a 在反应过程中，其他条件不变，D的体积百分 图1 图2 含量和温度T或压强p关系如图所示，下列叙 述中正确的是 ()） D 图3 图4 A.图1表示反应：mA(s)十B(g)C(g) A.温度降低，化学平衡向正反应方向移动 △>0，在一定温度下B的百分含量与压 B.使用催化剂，D的物质的量分数增加 强变化的关系如图所示，则x点正反应速率 C.化学方程式系数m十n=十q 小于逆反应速率 D.物质B的颗粒越小，反应越快，有利于平衡 B.图2是可逆反应：A(g)十B(s)一C(s)十 向正反应方向移动 D(g)△>0的速率时间图像，在t时刻改 课末·随堂演练 变条件只能是加入催化剂 C.图3表示对于化学反应mA(g)十B(g)一 1.(勒夏特列原理的应用)下列事实不能用勒夏 C(g)十qD(g),反应相同时间，A的百分含量 特列原理解释的是 () 与温度(T)的变化情况，则该反应的△<0 A氢气、氯气、氯化氢在气体组成的平衡体系 D.图4所示图中的阴影部分面积的含义是该 加压后颜色变深 物质物质的量的变化量 B.实验室可以用排饱和食盐水的方法收集 3.已知气相直接水合法制取乙醇的反应为 氯气 HO(g)+C,H(g)=CH CH2OH(g)。在 C,打开啤酒瓶盖，逸出大量气泡 容积为3L的密闭容器中，当n(H()): D.工业上利用H和N在高压环境下进行合 n(C2H)=1:1时，乙希的平衡转化率与温 成氨反应 度、压强的关系如下图所示： 2.(化学平衡移动的影响因素)在密闭容器中发 乙烯的30 平衡 生反应：HS(g)十CO(g)COS(g)十H(g) 20 10 △H<0。达到平衡后，改变下列条件能使证< 250 300 350 v的是 () ·48· 第二章化学反应速率与化学平衡 A.增大压强 B.升高温度 2NO2(g)△H。在T和T2时，测得N),的 C.增大C)浓度 D.加入催化剂 物质的量随时间的变化如图所示： 3.(化学平衡移动的判断)光气又称碳酰氯，有剧 niN().Vmnl 0.70 毒，可发生反应CCl(g)一CO(g)+C1(g)。 0.0 在一密闭容器中发生该反应，达到平衡后，保 0.50 0.40 持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新 0.30 的平衡时，下列说法正确的是 0.20 0.10 A.平衡向逆反应方向移动 0 20406080100120% B.C12的质量分数减小 (1)T1时，40~80s内用N2O,表示该反应的 C.C(OC1的平衡转化率减小 平均反应速率为 mol·L1·s1。 D.反应的平衡常数不变 (2)△H 0(填“>”“<”或“=”)。 4.(化学平衡图像分析)在容积不变的密闭容器 中存在如下反应：2A(g)十B(g)一3C(g)十 3改变条件重新达到平衡时，要使朵品诚 D(s)△H<0,在其他条件不变时，改变某一条 小，可采取的措施有 (填字母，下同)。 件对上述反应的影响，下列分析不正确的是 A.增大NO的起始浓度 B.升高温度 令 (正) C.向混合气体中通入NO2 应 正 ( 逆) D.使用高效催化剂 宰 =逆) 逆 t逆) (4)在温度为T、T,时，平衡体系中N)的体 时间 时问 积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说 I 法正确的是 的 的 fNO.的休积分数 化 甲 时何可 T W A.图【表示增加反应物浓度对该平衡的影响 B.图Ⅱ可表示减小压强对该平衡的影响 A.A、C两点的反应速率：A>C C.图1表示温度对该平衡的影响，温度： B.A、B两点NO,的转化率：A>B 乙>甲 C.A,C两点气体的颜色：A深，C浅 D.图N表示催化剂对该平衡的影响，反应速 D.由A点到B点，可以用加热的方法 率：甲>乙 5.(综合应用)将0.4 mol N2C,气体充入2L固 友情提示完成Pm课时作业（七）、Ps阶段重 定容积的密闭容器中发生反应：N2O(g)一 点突破练（三】 ·49·【自主测评】 方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除 (1)/(2)×(3)×(4)×(5)× 温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入 课堂·深度拓展 C,B项正确：最初加入体系中的A和B的物质的量的比值 探究点一 为1：3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B 1.充入“稀有气体”尽管压强增大，但各物质浓度不变，反应速 各自物质的量增加的比例为1：2，因此平衡时A的体积分 率不变，平衡不发生移动 数（Ⅱ）>(I),C项正确：平衡常数K与温度有关，因该 2.化学平衡发生移动，速率一定改变：速率改变，化学平衡不一 反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D项错误；故 定发生移动，例如加入催化剂，化学反应速率改变，但平衡不 选BC 移动」 【即时训练】 [例题1]解析A图v'(正)突增，（逆）从原平衡渐增，故为增 L.D解析1时刻达到平衡，红时刻改变条件后反应速率增 大反应物浓度：B图（逆）、（正）均突增且（逆）> 大，但平衡未移动，该反应为分子数减小的反应，若压强改 v'(正)，故为升温[若加压（正）>'（递）]：C图（递）、 变，则平衡将移动，所以该时刻改变条件为使用催化剂，D项 v(正)均突减，故为改变温度或压强，由（逆）>（正）知 正确：山时刻改变条件后正逆反应速率减小，且（正） 为减压：D图（逆）=v(正)，故为使用催化剂：E图（逆） (逆)，平衡逆向移动，时刻达到平衡：时刻改变条件后 突减，（正）从原平衡逐渐减小，故为减小生成物浓度。 正逆反应速率增大，且（正）U(逆)，平衡逆向移动，时刻 答率(1)B减小(2)C减小(3)E(4)A增大减 达到平衡。通过分析可知，时刻和：时刻反应递向移动， 小(5)D不变 转化率降低，时刻转化率最低，A项错误：该反应为放热反 [变式1]D解析由图可知，=2min时，C的浓度为00m/1, 应，归时刻若降低温度平衡正向移动，则（正）>（逆），B项 错误：与时刻升高温度平衡逆向移动，v(正)<（逆），C项 050mol/L×号 错误 由方程式可知，B的反应速率为 2 min 2.C解析图像中的曲线为平衡线，根据图像，x,点没有达到平 0.125mol/(L·min)-,A项正确：由图可知，h时刻升高 衡，在等压下，需要降低B的百分含量，才能达到平衡，反应 温度时，C的求度增大，说明平衡向正反应方向移动，该反 向正反应方向进行，即正反应速率大于逆反应速率，A项错 应为吸热反应，反应△>0，B项正确：由图可知，山时刻平 误：山时刻改变因素，只提高反应速率，平衡没有移动，因为 衡时C的浓度为0.5ol/I,由方程式可知，平衡时A、B的 B、C的状态为固体，A、D为气态，且A、D系数相等，因此 来度都为0.25mol/1,反应的平衡常数K=0.25X0.25 0.5 时刻还可能增大压强，B项错误：A为反应物，根据图像，M 为平衡点，M,点右侧，随湿度升高，A%增大，说明升高温度， 4,若t1时刻后向体系中再充入A、B、C各1ol,Q= 平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应的正反 12 0.75X0.7石<4，则平衡向正反应方向进行，正反应速率大 应为放热反应，即△H<0,C项正确：根据反应速率的定义， 阴影部分面积的含义是该物质物质的量浓度的变化量，即 于递反应速率，C项正确：由方程式可知，D是浓度为定值 (正一)与时间的乘积，D项错误。 的固体，增加D的量，化学反应速率不变，化学平衡不移动， 3.A解析a、b点温度相同，则a、b两点平衡常数相等即K. A的转化率不变，D项错误。 K,A项正确：该反应为气体体积减小的反应，增大压强乙 探究点二 烯的转化率增大，则压强大小顺序：p<p<p,B项错误： 3.(1)不移动不变(2)正向移动减小(3)不移动不变 混合气体的质量、体积均不变，则密度始终不变，不能判定平 (4)正向移动减小(5)正向移动增大 [例题2]解析(1)反应mA(g)十nB(g)一C(g)达到平街后， 衡状态C项错误：其他条件不变，降低起始投料m0》 n(C.H)' 当升高温度时，B的转化率增大，说明平衡向正反应方向移 相当于减小HO(g)的浓度，平衡了逆向移动，乙烯转化率 动，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应：当减小压强时， 降低，D项错误。 混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移 4.A解折由左图知，温度T2先到达平衡，故T>T,升高温 动，则m十>p。(2)减压使容器体积增大，平衡递向移动， 度，D%减小，则平衡向逆反应移动，A项正确：使用催化剂， A的质量分数增大。(3)若容需体积不变加入B,平衡向正 缩短到达平衡时间，平衡不移动，D%的不支，B项错误：由右 反应方向移动，A的转化率增大，B的转化率减小。(4)若 图可知，压强为p:先到达平衡，故P>p,增大压强，D%不 升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡时c(C)增大，(B) 变，则平衡不移动，反应中B为固体，故m=r十q,C项错误： 减小，则思减小。（⑤）若加入候化刺，平衡不移动，平新时 B为固体，物质B的颗粒越小，接触面积越大，反应越快，但 对平衡移动没有影响，D项错误 气体混合物的总物质的量不变 课末·随堂演练 管案(1)放热>(2)增大(3)增大减小(4)减小 1.A解析加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大，体系颜 (5)不变 色变深，故不能用勒夏特列原理解释，A符合题意：氯化钠在 [变式2]解析(1)加碱中和溶液中的H,平衡右移，溶液中的 c(C(O)增大。(2)加酸使平衡左移，溶液中的c(CrO)增 溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯 大。(3)加Ba(NO)2,发生反应++CO一一BCrO 气溶于水的反应是一个可逆反应，由于饱和食盐水中含有大 量的氯离子，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成 (黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至 物氯离子，根据勒夏特列原理平衡向逆反应方向移动，氯气 无色。 溶解量减小，所以可以用勒夏特列原理解释，B不符合题意： 醫案(1)黄(2)橙(3)向右移动由橙色逐渐变浅，直至 啤酒瓶中存在平衡HCO一H2O十CO2,打开汽水瓶时， 无色 压强降低，平衡向生成二氧化碳方向移动，可以用勒夏特列 微专题突破3 原理解释，C不符合题意：合成氨正反应气体体积减小，加压 [例题]BC解析客器内发生的反应为A(g)十2B(g)一3C(g), 平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意。 该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条 2.B解析该反应为气体体积不变的反应，增大压强，正，逆反 件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能 应速率以相同倍数增大，化学平衡不移动，证=，A项错 说明反应达到平衡状态，A项错误；红一过程中，l2时， 误：该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移 压除间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应 动，：，B项正确：增大反应物CO浓度，平衡向正反应 ·210· 方向移动，>，C项错误：加入催化剂，正、逆反应速率 和氧气的反应必须通电电解才可以进行，不属于自发过程， 以相同倍数增大，化学平衡不移动，=继，D项错误。 C项不属于自发进行的变化。 3.D解标反应CO)C(g)一C0(g)十C12(g)是气体体积增 探究点二 大的反应，减小压强平衡正向移动。达到平衡后，保持温度 2.(1)能。正反应为放热反应，由高能状态到低能状态，可自发 不变，将容器体积增加一倍，相当于减小压强，平衡向正反应 进行。 方向移动，C1的质量分数增大，C(OC1的平衡转化率增大， (2)不能。正反应为气体体积减小的反应，△S<0,混乱度减 A、B、C项错误：温度不变，反应的平衡常数不变，D项正确。 小，不能自发进行。 4.A解析增大反应物浓度的瓣间，逆反应速单不变，A项错 (3)能。△G=△H-T△S=-92.2kJ·mol1-298KX 误：反应前后气体分子数不变，压强变化不影响平衡移动，减 (-198.2)×103kJ·mo1·K1=-33.1364kJ·1<0. 小压强正、逆反应速率同等程度减慢，B项正确：先拐先平数 反应在298K时可以自发向正反应方向进行。 值大，说明乙的温度高于甲，升温平衡逆向移动，A的转化率 [例题2]C解析因该反应是气体体积减小的反应，故墒减 降低，C项正确：催化剂不影响平衡移动，可以缩短反应达到 小，A项错误：只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反 平衡所用时间，D项正确。 应能自发进行，B项错误：因嫡减小不利于反应自发进行， 故该反应常温下能自发进行的原因是反应放热，D项错误。 5.解桥1)T时，40~80s内，(N0,)=之(N0)=之 [变式2]C解析生成物气体化学计量数系数之和小于反应 0.60mol-0.40mal-0.00125mol·L1·s1。(2)由题 物气体化学计量系数之和，所以△S<0,则一T△S>0,根据 2L×40s △G=△H一T△S,因为能满足△G0,所以△H<0,A项正 图可知，T比T。先达到平衡状态，所以T>T,由于T平 确：△G越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应 街时(N))比T2平衡时(O)大，故升高温度，平衡向生 的△G相等，之后两反应的△G大小关系发生变化，则反应 成N)2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以△H>0。 主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点， (3)A项，增大NO,的起始浓度相当于增大压强，平衡向左 B项正确：反应①的△S>0,则一△S<0,△G和T成反比， 移动，鼎诚小；B项，升高温度，平衡向右移动 所以斜率小于0，I。对应反应①，C项错误：当温度低于 983K时，14的△G更小，所以以反应②为主，产物以CO 为主，D项正确。 代}增大：C项，通入八O,相当于增大压强，平衡向左移 课末·随堂演练 动，品减小：D项，使用高效催化精，平衡不移动 1.C解析A项，湿衣服晾晒变千是衣服中的水吸收能量变为 水蒸气的过程，不能用焓判据判断；B项，硝酸铵溶于水为嫡 O不变。（④）A项，由题图可知，A,C两点平衡时温度 c(NO) 增加的过程，不能用捻判据判断：C项，水蒸气凝结为水放出 热量，可用焓判据判断；D项，CCO分解为吸热反应，不能 相同，C点对应压强大，反应速率大：B项，由题图可知，A、B 用焓判据判断。 两点平衡时压强相同，温度不同，A点NO,的体积分数大于 2.C解析△H一T△S<0时，反应能自反进行，△H>0,△S> B点，而反应NO(g)一2NO2(g)△H>0,温度升高，平 0,只有高温时，才能保证△H一T△S<0,即高温下该反应为 衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度T>T,N2)的转 自发过程，低温下该反应为非自发进行，C符合题意。 化率A>B:C项，由题图可知，A,C两点平衡时温度相同，C 3.C解析△H一T△S<0反应能自发进行，一个反应能否自发 点对应压强大，NO的浓度大，故气体颜色C,点比A点深：D 进行与培变和嫡变的共同影响有关，焓变是一个与反应能否 项，由B项分析可知，T,>T,故由A点到B点需要降低 自发进行有关的因素，多数放热反应能自发进行，A、D项正 温度」 确：根据城增原理，体系的混乱程度越大，熵值趣大，B项正 答3(1)0.00125(2)>(3)AC(4)B 确：自发性只能用于判嘶过程的方向，而不能用于确定过程 第三节 化学反应的方向 是否一定会发生，C项错误。 课前·教材预案 4.B解析根据题意，要使反应能自发进行，则△了=△H一T△S0, 即有G=90k/d-TX-五8J/(d·0×10-3kJ/小]<0， 知识点一 94.0 kl/mol 1.(1)☐<☒能 图>团能 (2)固放热 固吸热 期T<75.8J/m0.K)X10K万入1.24×10K. 2.(1)☑S⑧混乱@>四>(2)回增加☑> 5.解析(1)该反应△>0、△S<0,代入△G=△H-T·△S得， (3)☒ 国能国<国能(4)7嫡增区熵减 △G>0,故不能实现该反应。(2)△H一T△S<0时，反应才能 知识点二 自发进行。a、b、c、d项反应△H>0,a项△S<0,△H L.国△G@kJ/mol I△G=△H-T△S T△S>0,该反应在任何温度下都不能自发进行：b、c,d项反 2.@减小(1)☒能 (2)四处于平衡状态(3)因不能 应的△S>0,在高温下均能自发进行。(3)△G=△H 【自主测评】 T△S0为自发反应，代入题给数据，整理得在T (1)×(2)/ (3)×(4)/(5)× 131.3kJ·mol 课堂·深度拓展 0.1337k:m0.K≈982.0K时该反应能自发进行， 探究点一 由此可知该反应在低温下不能自发进行。 答率(1)该反应△H>0,△S<0,△H-T△S>0,任何温度下 1.(1)不是，如H2和O方反应需要点燃。 (2)不是，如NH,C1和Ba(OH)2·8HO反应属于吸热反 均不能自发进行(2)a(3)不能 应，反应后生成物能量升高。 第四节 化学反应的调控 [例题1]C解扬自发过程可能需要一定条件才能自发进行， 课前·教材预率 如木炭的燃烧，A项错误：Fe十S一FeS是需要加热的自 知识点一 2.团减小小 ☑放 发过程，B项错送：CaCO,高温CaO+C0,+属于在高温下 3.(1)☒升高④增大固增大固催化剂 进行的非自发过程，D项错误。 (2)7降低 8增大增大 [变式1]C解扬红墨水滴入清水中能使整杯水变红，冰在室 知识点二 温下融化为水，铁器在潮湿空气中生锈等过程都是自发进 风10~30团减小☑400~5003铁触媒国活化能 行的，A、B、D项属于自发进行的变化：而水电解生成氢气 圆净化国迅速冷却团循环使用 ·211·