2.2 化学反应的限度 第2课时 （导学案）化学沪科版选择性必修1

2.2 化学反应的限度 第2课时 化学平衡的移动 一、知识目标 1.了解浓度、压强和温度对化学平衡的影响。 2.学会从与关系及浓度、温度、压强对反应速率、平衡的影响，推断平衡移动的方向。 3.能够通过实验论证浓度、压强、温度对化学平衡的影响。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观现象如颜色变化、压强改变等判断化学平衡移动方向，从微观角度理解浓度、温度、压强对化学平衡影响的本质。 2.证据推理与模型认知：通过计算浓度商与平衡常数的大小关系，建立平衡移动判断模型，理解化学平衡移动原理。 3.科学探究与创新意识：通过设计并完成相关实验，探究浓度、压强、温度对化学平衡的影响，培养科学探究能力和创新思维。 一、学习重点 1.浓度、压强和温度对化学平衡的影响； 2.勒夏特列原理。 二、学习难点 1.运用与的关系判断平衡移动方向，理解勒夏特列原理中“减弱”的含义。 一、化学平衡的移动 1．概念 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。 （3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 （4）图像分析 ①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间增大v(正)或减小v(逆)，使得v(正)>v(逆)，化学平衡向正反应方向移动： ②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间减小v(正)或增大v(逆)，使得v(正)<v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动： （3）结论：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。 3．影响化学平衡的外界因素 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 二、勒夏特列原理及应用 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 注意：①“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。 ②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。 2.适用范围：仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。 （一）问题探究 1.探究化学平衡移动在工业生产中的应用 在合成氨工业中，已知某温度下，在容积不变的密闭容器中氮气与氢气反应达到化学平衡，氮气起始量为，氢气起始量为，氨气起始量为，达到平衡时，氮气为，氢气为，氨气为，此时氢气的转化率仅为。结合本节课所学知识，查找资料并分析如何提高氢气的转化率？ 答案：可以从浓度、压强、温度等方面考虑。根据浓度对化学平衡的影响，增大反应物浓度或减小生成物浓度可使平衡向正反应方向移动。在合成氨反应中，可以适当增加氮气的浓度，将生成的氨气及时分离，从而提高氢气的转化率。从压强方面来看，该反应是气体体积减小的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，所以可以采用高压条件。从温度方面考虑，合成氨反应是放热反应，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，但温度过低会使反应速率变慢，所以需要选择合适的温度。 （二）问题思考 1.化学平衡移动概念相关思考 o如何改变化学平衡状态呢？请结合已有的化学知识和经验进行思考。 答案：改变条件使与不相等，经过一段时间，化学平衡会从原平衡状态转变为新平衡状态。改变的条件可能有浓度、压强、温度等。对于可逆反应，任意时刻反应中各物质的浓度幂之积的比值为浓度商，达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的。同一温度下，，处于化学平衡状态；，反应向正反应方向进行；，反应向逆反应方向进行。 o对于可逆反应，在一定温度下达到平衡，此时。若某时刻，则该反应向哪个方向进行？ 答案：根据浓度商与平衡常数的关系：当时，反应向正反应方向进行；当时，反应处于平衡状态；当时，反应向逆反应方向进行。已知，，，所以该反应向正反应方向进行。 o在一定温度下，可逆反应达到平衡的标志是什么？ 答案：当时，说明反应达到平衡状态。 2.浓度对化学平衡影响的思考 o改变哪些反应条件可使，从而改变化学平衡状态呢？ 答案：平衡常数只与温度有关，浓度商只与浓度有关。所以改变温度会使发生改变，改变浓度会使发生改变。 o若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动？请根据浓度商的表达式进行分析。 答案：以可逆反应为例，当反应物浓度增大时，减小，使得，反应不再平衡，向正反应方向移动。例如合成氨的反应，当在反应体系内再增加氮气，使其浓度达到平衡时的倍，其他物质的浓度保持不变，此时减小，，平衡向正反应方向移动。 o对于反应，在达到平衡后，向溶液中加入溶液，平衡将向哪个方向移动？ 答案：加入溶液，浓度增大，根据浓度对化学平衡的影响，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动。 o对于合成氨的反应，当反应达到平衡时，将生成的氨及时分离，平衡会怎样移动？请用与说明，并归纳浓度对化学平衡移动的影响。 答案：分离瞬间，浓度降低，生成物浓度减少，导致浓度商减小，此时，系统为抵消这种变化，平衡向正反应方向移动，以增加浓度，使趋近于。归纳总结：其他条件不变时，增大反应物的浓度（或减小生成物浓度），平衡向正反应方向移动；其他条件不变时，减小反应物的浓度（或增大生成物浓度），平衡向逆反应方向移动。同时要注意，固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响、的大小，平衡不移动；“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度；对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰；工业生产中，常通过适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高原料的转化率，从而降低生产成本。 3.压强对化学平衡影响的思考 o对于反应，如果增大压强（缩小容积），各物质的浓度会如何变化？浓度商会如何变化？ 答案：增大压强（缩小容积），各物质的浓度瞬间增大。同温度下，设容器容积为，压强为时，，，此时。当压缩容积至，压强变为，，，此时，，平衡向正反应方向移动。同理，当减小压强（增大容积），如压强变为，各物质浓度减小，增大，，平衡向逆反应方向移动。 o进行压强对化学平衡影响的实验时，观察到增大压强，颜色先变深后变浅；减小压强，颜色先变浅后变深。请分析原因。 答案：增大压强，容积减小，物质浓度瞬间增大，浓度增大，颜色变深，随后平衡向正反应方向移动，浓度减小，颜色变浅；减小压强，容积增大，物质浓度瞬间减小，浓度减小，颜色变浅，随后平衡向逆反应方向移动，浓度增大，颜色变深。 o对于反应，当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何移动？ 答案：该反应前后气体物质的总体积没有变化，根据压强对化学平衡的影响规律，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强不能使化学平衡发生移动，所以答案选C。 o总结压强对化学平衡的影响。 答案：固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计，当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。压强改变对化学平衡的影响与反应前后气体分子数的变化有关，反应前后气体体积改变时，增大压强（减小容器的容积），平衡向气体分子总数减小的方向移动；减小压强（增大容器的容积），平衡向气体分子总数增大的方向移动；反应前后气体体积不变时，改变压强平衡不移动。 4.勒夏特列原理及催化剂对化学平衡影响的思考 o勒夏特列原理的内容是什么？适用范围有哪些？ 答案：在一个已经达到平衡的反应中，如果改变影响平衡的条件之一，如温度、压强或参加反应的物质的浓度，平衡将向着能够削弱这种改变的方向移动，这就是平衡移动原理，也称勒夏特列原理。勒夏特列原理的适用范围是所有的动态平衡，可用于定性判断平衡移动的方向，解释平衡移动造成的结果或现象等。平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。 o加入催化剂对化学平衡移动是否会有影响？为什么？ 答案：催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，因此对化学平衡的移动没有影响，但可以改变反应达到平衡所需的时间。催化剂既不影响值大小，也不能使变化，对于已达平衡状态的可逆反应始终保持，故平衡不移动。 【例题1】下列关于勒夏特列原理的说法正确的是（ ） A. 勒夏特列原理适用于所有的化学反应 B. 勒夏特列原理可以解释所有平衡移动的现象 C. 改变影响平衡的一个因素，平衡向能够消除这种改变的方向移动 D. 勒夏特列原理可以用于定性判断平衡移动的方向 答案：勒夏特列原理适用于所有的动态平衡，并非所有化学反应，A错误；它不能解释所有平衡移动的现象，B错误；平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，不能完全“消除”，C错误；勒夏特列原理可以用于定性判断平衡移动的方向，D正确。所以答案选D。 （三）归纳总结 1.请归纳化学平衡移动理论中与的关系以及对应的反应状态。 答案：对于可逆反应，任意时刻反应中各物质的浓度幂之积的比值为浓度商（，这里的浓度是任意时刻的浓度），达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的。同一温度下，，处于平衡状态；，反应向正反应方向进行；，反应向逆反应方向进行。 2.归纳影响化学平衡的因素及对应的平衡移动方向。 因素 改变情况 平衡移动方向 浓度 增大反应物或减小生成物浓度 正反应方向 浓度 减小反应物或增大生成物浓度 逆反应方向 压强（气体体积改变） 增大压强 气体分子总数减小方向 压强（气体体积改变） 减小压强 气体分子总数增大方向 压强（气体体积不变） 改变压强 不移动 温度 升高温度 吸热反应方向 温度 降低温度 放热反应方向 催化剂 加入催化剂 不移动 3.总结勒夏特列原理的内容、适用范围和注意事项。 答案：内容：改变影响平衡的一个因素，平衡向减弱这种改变方向移动。适用范围：所有动态平衡。注意事项：平衡移动结果只能减弱外界条件改变，不能完全消除。 1.对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知() A. 化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B. 化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C. 正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D. 改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定发生移动 【答案】B 【解析】A. 化学反应速率变化时，化学平衡不一定发生移动，例如使用催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，A选项错误；B. 化学平衡发生移动，说明正逆反应速率不再相等，所以化学反应速率一定变化，B选项正确；C. 正反应进行的程度大，与正反应速率大小没有必然联系，反应进行程度取决于平衡常数等因素，C选项错误；D. 对于反应前后气体体积不变的反应，改变压强，化学反应速率可能改变，但平衡不移动，D选项错误。答案选B。 2.下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是() A. 红棕色的NO₂，加压后颜色先变深后变浅 B. 2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，高压比常压有利于合成SO₃ C. 工业制取金属钾：Na(l)+KCl(l)⇌NaCl(l)+K(g)，选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来 D. 加入催化剂有利于氨的合成 【答案】D 【解析】A. 加压时，体积减小，NO₂浓度增大，颜色先变深，随后平衡向生成N₂O₄的方向移动，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，A选项不符合题意；B. 该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于合成SO₃，能用勒夏特列原理解释，B选项不符合题意；C. 使K变成蒸气从反应混合物中分离出来，减小了生成物K的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于制取金属钾，能用勒夏特列原理解释，C选项不符合题意；D. 催化剂只能同等程度改变正逆反应速率，不能使平衡发生移动，所以加入催化剂有利于氨的合成不能用勒夏特列原理解释，D选项符合题意。答案选D。 3.已知:重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)具有强氧化性,其还原产物Cr³⁺在水溶液中呈绿色。在K₂Cr₂O₇溶液中存在下列平衡:Cr₂O₇²⁻(橙色)+H₂O⇌2CrO₄²⁻(黄色)+2H⁺。用K₂Cr₂O₇溶液进行如图所示实验，下列说法不正确的是() A. ①中溶液橙色加深，③中溶液变为黄色 B. ②中Cr₂O₇²⁻被C₂H₅OH还原 C. 对比②和④可知，K₂Cr₂O₇酸性溶液氧化性强 D. 若向④中加入70%H₂SO₄溶液至过量，溶液变为橙色 【答案】D 【解析】A. ①中加入硫酸，H⁺浓度增大，平衡逆向移动，Cr₂O₇²⁻浓度增大，溶液橙色加深；③中加入NaOH溶液，H⁺浓度减小，平衡正向移动，CrO₄²⁻浓度增大，溶液变为黄色，A选项正确；B. ②中乙醇具有还原性，能将Cr₂O₇²⁻还原为Cr³⁺，B选项正确；C. ②中溶液为酸性，Cr₂O₇²⁻能将乙醇氧化，④中溶液为碱性，Cr₂O₇²⁻氧化性减弱，对比可知K₂Cr₂O₇酸性溶液氧化性强，C选项正确；D. ④中加入70%H₂SO₄溶液至过量，H⁺浓度增大，平衡逆向移动，但由于溶液中存在大量的CrO₄²⁻，最终溶液不一定变为橙色，D选项错误。答案选D。 4.一定温度下，反应C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是 () ①增加C的量 ②保持容器容积不变，充入N₂使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入N₂使容器容积变大 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】A 【解析】①C为固体，增加C的量，其浓度不变，平衡不移动；②保持容器容积不变，充入N₂使体系压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动；③将容器的容积缩小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动；④保持压强不变，充入N₂使容器容积变大，各物质的浓度减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即正向移动。所以①②不能使平衡发生移动，答案选A。 5.丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下:C₃H₈(g)+1/2O₂(g) ⇌C₃H₆(g)+H₂O(g)ΔH=-118 kJ·mol⁻¹。在催化剂作用下，丙烷氧化脱氢除生成丙烯外，还生成CO、CO₂等物质。丙烷的转化率和丙烯的产率随温度变化关系如图所示。 （1）图中丙烷的转化率随温度升高而增大的原因可能是 ________。 （2）575°C时，丙烯的选择性为 _______。(丙烯的选择性=丙烯的物质的量/反应的丙烷的物质的量×100%) （3）基于本研究结果，能提高丙烯选择性的措施是_______ 。 【答案】（1）温度升高，反应速率加快(或催化剂的活性增强)；（2）51.5%；（3）选择相对较低的温度 【解析】（1）温度升高，反应速率加快，同时催化剂的活性可能增强，使丙烷的转化率随温度升高而增大；（2）由图可知，575°C时，丙烷的转化率为80%，丙烯的产率为41.2%，根据丙烯的选择性=丙烯的物质的量/反应的丙烷的物质的量×100%，可得丙烯的选择性=41.2%÷80%×100% = 51.5%；（3）由图可知，温度较低时，丙烯的选择性较高，所以能提高丙烯选择性的措施是选择相对较低的温度。 一、影响化学平衡的因素 （一）化学平衡移动的定义： 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 （二）化学平衡移动的根本原因： 反应条件改变→v(正)≠v(逆)→各组分的含量改变→平衡移动v‘(正)=v’(逆)→建立新的平衡状态 （三）化学平衡移动方向的判断：若v(正)>v(逆),平衡向正反应向移动；若v(正)<v(逆),平衡向逆反应向移动；若v(正)=v(逆),平衡不移动。 （四）化学平衡移动的影响因素： 1.内因：物质本身的性质。 2.外因： （1）浓度：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。 说明：①增加固体或纯液体的量，平衡不移动； ②改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度，否则平衡不移动； ③在溶液中进行的反应，稀释溶液，平衡向方程式中化学计量数之和增大的方向移动； 意义：工业生产中，适当增加廉价反应物的浓度，可提高较高价格原料的转化率，降低成本。 （2）压强：在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积减小的反应方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的反应方向移动。 说明：①只适用于有气体参与的反应； ②压强对平衡的影响实际上就是浓度对平衡的影响，只有当这些“改变”能改变反应物或生成物的浓度时，平衡才能移动。 （3）注意 I恒温恒容条件下，充入无关气体，平衡不移动；II恒温恒压条件下，充入无关气体，平衡发生移动。 ①对于反应前后气体体积不变的反应，改变压强，平衡不移动。 ②溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似。 ③同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时，可视为压强的改变。 （2） 温度：在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动。 （4）催化剂： 催化剂同等程度的改变正、逆反应速率，所以平衡不受到催化剂的影响，不移动。使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 总结：勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 （1）说明：“减弱这种改变”的正确理解 ①从定性角度看，平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向，如： 增大反应物的浓度，平衡就向减弱这种改变即反应物浓度减小的方向移动。 增大压强，平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减小、压强减小的方向移动。 升高温度，平衡就向吸热反应也就是使温度降低的方向移动，这种移动可以理解为与条件改变 “对着干”。 ②从定量角度看，平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能抵消更不能超越外界条件的改变。即外界因素对物质的影响大于平衡移动对物质的影响。 （2）适用范围: ①已达平衡的体系：化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等。 ②用来判断移动的方向，不能判断达新平衡的时间。 （3）适用条件：只限于改变影响平衡的一个条件 结论：化学平衡的本质特征是v正=v逆，那么平衡移动的根本原因是v正≠v逆，凡是导致v正≠v逆的变化都能使平衡发生移动。 二、平衡移动与转化率 1.平衡移动方向与转化率的关系 （1）若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率变化如下： ①若在恒温、恒压条件下，A的转化率不变； ②若在恒温、恒容条件下，相当于（等效于）加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关； a=b+c时，A的转化率不变；a>b+c时，A的转化率增大；a<b+c时，A的转化率减小。 （2）若反应物不止一种，如aA(g)+ bB(g)cC(g)+dD(g)： ①若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大； ②若在恒温、恒压条件下，同等倍数地增加A、B的物质的量，平衡向正反应方向移动，但A、B的转化率不变； ③若在恒温、恒容条件下，同等倍数地增加A、B的物质的量，平衡向正反应方向移动，A、B的转化率与气态物质的化学计量数有关： a+b=c+d时，A、B的转化率不变； a+b>c+d时，A、B的转化率增大； a+b<c+d时，A、B的转化率减小； 总结：平衡移动方向看浓度，转化率看压强。 考点一　化学平衡移动 1．对处于化学平衡状态的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　) A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动 答案　B 解析　如果正、逆反应速率改变的幅度一样大，则平衡不移动，A项错；化学平衡发生移动，则化学反应速率一定改变，B项对；反应进行的程度与化学反应速率无关，C项错；改变压强，化学反应速率不一定改变，如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气体，平衡也不一定移动，D项错。 2．在一定条件下，反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)达到了平衡，改变某一条件，发生下述变化，其中可确定该平衡一定发生移动的是(　　) A．v(SO2)增大 B．v(SO3)减小 C．O2的百分含量发生变化 D．SO3的质量不变 答案　C 解析　正、逆反应速率同等倍数的增大或减小，平衡不移动；O2的百分含量发生变化，化学平衡一定发生移动；SO3的质量不变，平衡不移动。 考点二　浓度对化学平衡的影响 1．在一恒容密闭容器中，反应A(g)＋B(g)⇌C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是(　　) A．A的浓度一定比原平衡小 B．A的转化率增大 C．C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数 D．B的转化率一定增大 答案　D 解析　增大A的浓度，尽管平衡右移，但加入的A不可能全部转化，平衡时A的浓度一定比原平衡大；增大A的浓度，A的转化率减小，而同为反应物的B的转化率增大；因为A的总量在增大，所以C的体积分数不一定增大。 2．某温度下，体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应：2X(g)＋Y(s)⇌3Z(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．消耗2 mol X同时生成3 mol Z，说明反应达到了平衡状态 B．加入少量Y，正反应速率加快 C．气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态 D．加入少量X，Q变大 答案　C 解析　根据化学方程式可知，不管反应是否达到平衡，每消耗2 mol X同时都会生成3 mol Z，A错误；Y为固体，固体的浓度可视为常数，故加入少量Y后，正、逆反应速率均不变，B错误；随着反应的进行，气体的质量发生变化，气体的密度也一直变化，当气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态，C正确；改变反应物浓度不影响ΔH，故加入少量X后Q不变，D错误。 3．已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性，其还原产物Cr3＋在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：Cr2O(橙色)＋H2O⇌2CrO(黄色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液进行下列实验，说法不正确的是(　　) A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中Cr2O被C2H5OH还原 C．对比②和④可知酸性条件下K2Cr2O7氧化性强 D．若向④中加入70%硫酸至过量，溶液变为橙色 答案　D 解析　在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，A不符合题意；②中溶液变成绿色，重铬酸钾被还原，B不符合题意；②是酸性条件，④是碱性条件，酸性条件下K2Cr2O7可氧化乙醇，而碱性条件下不能，说明酸性条件下K2Cr2O7氧化性强，C不符合题意；若向④溶液中加入70%硫酸至过量，溶液为酸性，可以氧化乙醇，溶液变绿色，D符合题意。 4．有甲、乙、丙三支试管，分别加入下列物质后，观察这三支试管的颜色，其中颜色最浅的是(　　) 甲：10 mL 0.01 mol·L－1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 mol·L－1的KSCN溶液 乙：5 mL 水、10 mL 0.01 mol·L－1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 mol·L－1的KSCN溶液 丙：10 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol·L－1的KSCN溶液 A．甲试管 B．乙试管 C．丙试管 D．无法判断 答案　B 解析　三支试管中存在如下平衡体系：Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3(红色)，由于丙试管中Fe3＋和SCN－的浓度最大，故其颜色最深；甲与乙相比，甲中SCN－的浓度大于乙，平衡正向移动，颜色加深，故乙中颜色最浅。 5．如图是关于可逆反应(正反应为放热反应)的平衡移动图像，平衡移动的原因可能是(　　) A．升高温度 B．降低压强 C．增大反应物浓度，同时使用正催化剂 D．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 答案　D 解析　升高温度，正、逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，且逆反应速率增大程度比正反应速率增大程度大，A错误；对于有气体参与的反应，减小压强，正、逆反应速率都降低，B错误；增大反应物浓度，同时使用正催化剂的瞬间逆反应速率不是减小，C错误；增大反应物浓度，同时减小生成物浓度的瞬间正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，图像符合，D正确。 考点三　压强对化学平衡的影响 1．在一定条件下，下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化，但颜色变化不受压强变化影响的是(　　) A．2NO2⇌N2O4 B．2NO2⇌2NO＋O2 C．2HI⇌H2＋I2 D．FeCl3＋3KSCN⇌Fe(SCN)3＋3KCl 答案　D 解析　C项是等体积反应，改变压强颜色会发生变化，但是平衡不移动；D项是在溶液中进行的反应，压强对平衡无影响。 2．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(　　) A．A是气体，C是固体 B．A、C均为气体 C．A、C均为固体 D．A是固体或液体，C是气体 答案　D 解析　增大压强，平衡向逆反应方向移动，说明逆向为气体体积减小的反应，由于B为气体，所以C为气体，A为非气体。 3．已知反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)　ΔH<0，某温度下，在带有活塞的密闭容器中充入一定量的SO3，充分反应后达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率都将增大 B．保持体积、温度不变，充入氦气后，平衡正向移动 C．保持压强、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率不变 D．保持压强、温度不变，充入氮气后，平衡逆向移动 答案　D 解析　保持体积、温度不变，充入氮气后，各物质浓度不变，正、逆反应速率都不变，A错误；保持体积、温度不变，充入氦气后，各物质浓度不变，平衡不移动，B错误；保持压强、温度不变，充入氮气后，相当于减压，各物质浓度减小，平衡逆向移动，正、逆反应速率都减小，C错误、D正确。 4．一定温度下，向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙，发生反应：CaCO3(s) ⇌CaO(s)＋CO2(g)，并达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动 B．将容器容积增大为原来的2倍，当体系再次达到平衡时，气体密度不变 C．增加CaCO3(s)的物质的量，平衡向正反应方向移动，CO2的浓度增大 D．将容器容积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 答案　B 解析　保持容器容积不变，充入He，由于参与反应的气体的浓度不变，则平衡不移动，A项错误；将容器容积增大为原来的2倍，压强减小，平衡向正反应方向移动，达到平衡时温度不变，则K＝c(CO2)不变，即c(CO2)不变，容器内气体的密度不变，B项正确；CaCO3(s)为固体，增加其物质的量，平衡不移动，CO2的浓度不变，C项错误；将容器容积缩小为原来的一半，压强增大，平衡向逆反应方向移动，但由于K不变，则平衡时二氧化碳的浓度不变，D项错误。 5．在某密闭容器中，反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g)达到平衡时，B的浓度为0.6 mol·L－1，若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的3倍，达到新平衡时B的浓度降为0.3 mol·L－1。下列判断正确的是(　　) A．a＋b<c＋d B．容积扩大到原来的3倍后，平衡向正反应方向移动 C．D的体积分数减小 D．达到新平衡时，A、B 的浓度减小，C、D的浓度增大 答案　C 解析　反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g)达到平衡时，B的浓度为0.6 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的3倍，若平衡不移动，B的浓度为0.2 mol·L－1，而达到新平衡时，B的浓度为0.3 mol·L－1，说明体积增大，压强减小，平衡逆向移动。A项，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，则a＋b>c＋d，错误；D项，因容器的体积增大，则达到新平衡时，A、B、C、D的浓度都比原平衡时的小，错误。 6．已知反应mA(s)＋nB(g) ⇌ pC(g)　ΔH<0，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数φ(B)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是(　　) ①m＋n>p　②x点表示的正反应速率大于逆反应速率　③x点表示的反应速率比y点的小　④n>p A．①② B．②④ C．②③ D．①③ 答案　C 解析　从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有n<p，m＋n与p的关系不能确定，故①、④错误；x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由题图可以看出，当B的体积分数减小时，可趋向于平衡，则要想达到平衡状态，反应向正反应方向进行，即v正>v逆，故②正确；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，故③正确。 考点四　温度对化学平衡的影响 1．反应2A(g) ⇌2B(g)＋C(g)　ΔH>0，达平衡时要使v正降低，c(A)增大，应采取的措施是(　　) A．加压 B．减压 C．加催化剂 D．降温 答案　D 2．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g) ⇌2HBr(g)　ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是(　　) A．a>b B．a＝b C．a<b D．无法确定 答案　A 解析　该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，平衡左移，所以绝热平衡时Br2(g)的转化率低于恒温平衡时的转化率，即a>b。 3．已知反应：2NO2(g) ⇌N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(　　) A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快 B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大 C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D．反应2NO2(g) ⇌N2O4(g)的逆反应为放热反应 答案　D 解析　升高温度，正、逆反应速率都增大，A项正确；B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，B项正确；容器的容积不变，混合气体的质量不变，A、B烧瓶内气体密度都不变，C项正确；放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g) ⇌N2O4(g)的正反应为放热反应，D项错误。 4．在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g) ⇌3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是(　　) A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体 C．若C为固体，则B一定是气体 D．B和C不可能都是气体 答案　C 解析　正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则气体的相对分子质量不变，故A错误；若C为固体，B为气体，平衡右移，气体的总质量减小，总物质的量不变，气体的平均相对分子质量减小，故B错误、C正确；若B、C都是气体，平衡右移，气体的总质量不变，总物质的量增加，则平均相对分子质量减小，故D错误。 考点五　多因素对化学平衡影响的分析 1.如图是可逆反应A＋2B⇌2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是(　　) A．正反应是放热反应 B．D可能是气体 C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体 答案　A 2．对可逆反应2A(s)＋3B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(　　) ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变 ④增大B的浓度，v正>v逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A．①② B．④ C．③ D．④⑤ 答案　B 解析　①A是固体，增大A的量对平衡无影响，错误；②升高温度，v正、v逆均应增大，但 v逆增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，错误；③压强增大平衡逆向移动，但v正、v逆都增大，错误；④增大B的浓度，平衡向正反应方向移动，v正>v逆，正确；⑤加入催化剂，平衡不移动，错误。 3．已知反应：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，其中能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 答案　B 解析　②恒容通入惰性气体，平衡不移动；③增加CO浓度，平衡左移，COCl2转化率降低；⑤加入催化剂，平衡不移动。 4.已知反应：3A(g)＋B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 答案　B 解析　根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数会发生改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度、速率变小，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，浓度增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。 考点六　化学平衡移动的相关图像 1．已知反应3A(g)＋B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，下图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 答案　B 解析　根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数发生了改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度变小，速率变小了，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，浓度增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。 2．已知：4NH3(g)＋5O2(g) ⇌4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 答案　C 解析　因为正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，A正确、C错误；增大压强，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响，只是加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，D正确。 3.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) ⇌ I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(　　) A．温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动 B．I2(aq)＋I－(aq) ⇌ I(aq)的ΔH＜0 C．若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正＞v逆 D．状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高 答案　D 解析　加入KI固体，c(I－)增大，平衡正向移动，A项正确；由图可知，温度越高，c(I)越小，则升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，B项正确；T1时，反应进行到状态d时，c(I)小于平衡时浓度，则平衡向正反应方向移动，则一定有v正＞v逆，C项正确；a、b均为平衡点，a点温度低，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则状态a时I2的转化率更高，D项错误。 3.如图是可逆反应A＋2B⇌2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是(　　) A．正反应是放热反应 B．D可能是气体 C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体 答案　A 4．为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)　ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是(　　) A．a＋b>c B．平衡后增大容器体积，反应放出热量 C．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大 D．平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数减小 答案　C 解析　由图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a＋b＜c，A项错误；由图可知，同一压强下，升高温度，A的物质的量分数减小，平衡正向移动，即正反应为吸热反应，平衡后增大容器体积，相当于减小压强，平衡正向移动，需要吸收热量，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大，C项正确；平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大，D项错误。 考点七　勒夏特列原理的应用 1．下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是(　　) ①夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体　②浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体　③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气　④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅　⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　⑥合成氨时，将氨液化分离，可提高原料利用率 A．①②③④⑥ B．④⑤⑥ C．①③④⑤ D．③④⑥ 答案　A 2．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) ⇌Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D．加入一定量氩气，平衡不移动 答案 　C 解析 　根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应的方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故ΔH>0，A正确；加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K＝c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；加入一定量氩气，Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，平衡不移动，D正确。 3．反应X(g)＋Y(g) ⇌3Z(g)　ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．减小容器体积，平衡向正反应方向移动 B．恒容时充入氦气，Z的产率增大 C．增大c(X)，X的转化率增大 D．降低温度，Y的转化率增大 答案　D 解析　该反应气态物质反应前后总物质的量不相等，减小容器体积平衡向逆反应方向移动，故A错误；恒容时充入氦气，各物质的浓度不变，平衡不移动，产率不变，故B错误；增大X物质的量浓度，平衡正向移动，但X的转化率减小，故C错误；降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，故D正确。 4．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g) ⇌2CO(g)＋2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(　　) A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小 C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大 D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率 答案　C 解析　K越大，说明反应越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率不一定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，则K不变，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应ΔH>0为吸热反应，则升温平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能改变反应速率，平衡不移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2 化学反应的限度 第2课时 化学平衡的移动 一、知识目标 1.了解浓度、压强和温度对化学平衡的影响。 2.学会从与关系及浓度、温度、压强对反应速率、平衡的影响，推断平衡移动的方向。 3.能够通过实验论证浓度、压强、温度对化学平衡的影响。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观现象如颜色变化、压强改变等判断化学平衡移动方向，从微观角度理解浓度、温度、压强对化学平衡影响的本质。 2.证据推理与模型认知：通过计算浓度商与平衡常数的大小关系，建立平衡移动判断模型，理解化学平衡移动原理。 3.科学探究与创新意识：通过设计并完成相关实验，探究浓度、压强、温度对化学平衡的影响，培养科学探究能力和创新思维。 一、学习重点 1.浓度、压强和温度对化学平衡的影响； 2.勒夏特列原理。 二、学习难点 1.运用与的关系判断平衡移动方向，理解勒夏特列原理中“减弱”的含义。 一、化学平衡的移动 1．概念 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如_____、_____、_____等)发生了变化，平衡混合物中各组分的_____也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向__________移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡__________移动。 （3）v正＜v逆：平衡向__________移动。 （4）图像分析 ①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间_____v(正)或_____v(逆)，使得v(正)_____v(逆)，化学平衡向_____方向移动： ②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间_____v(正)或_____v(逆)，使得v(正)_____v(逆)，化学平衡向_____方向移动： （3）结论：①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向_____方向移动。②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向_____方向移动。 3．影响化学平衡的外界因素 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向_____方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向_____方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数_____的方向移动 减小压强 向气体分子总数_____的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡_____移动 温度 升高温度 向_____反应方向移动 降低温度 向_____反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 二、勒夏特列原理及应用 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如_____、_____、_____)，平衡将向着能够_____这种改变的方向移动。 注意：①“_____”不等于“_____”更不是“_____”。 ②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。 2.适用范围：仅适用于________的反应体系，________过程或________的可逆过程均不能使用该原理。 （一）问题探究 1.探究化学平衡移动在工业生产中的应用 在合成氨工业中，已知某温度下，在容积不变的密闭容器中氮气与氢气反应达到化学平衡，氮气起始量为，氢气起始量为，氨气起始量为，达到平衡时，氮气为，氢气为，氨气为，此时氢气的转化率仅为。结合本节课所学知识，查找资料并分析如何提高氢气的转化率？ 答案：可以从浓度、压强、温度等方面考虑。根据浓度对化学平衡的影响，增大反应物浓度或减小生成物浓度可使平衡向正反应方向移动。在合成氨反应中，可以适当增加氮气的浓度，将生成的氨气及时分离，从而提高氢气的转化率。从压强方面来看，该反应是气体体积减小的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，所以可以采用高压条件。从温度方面考虑，合成氨反应是放热反应，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，但温度过低会使反应速率变慢，所以需要选择合适的温度。 （二）问题思考 1.化学平衡移动概念相关思考 o如何改变化学平衡状态呢？请结合已有的化学知识和经验进行思考。 o对于可逆反应，在一定温度下达到平衡，此时。若某时刻，则该反应向哪个方向进行？ o在一定温度下，可逆反应达到平衡的标志是什么？ 2.浓度对化学平衡影响的思考 o改变哪些反应条件可使，从而改变化学平衡状态呢？ o若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动？请根据浓度商的表达式进行分析。 o对于反应，在达到平衡后，向溶液中加入溶液，平衡将向哪个方向移动？ o对于合成氨的反应，当反应达到平衡时，将生成的氨及时分离，平衡会怎样移动？请用与说明，并归纳浓度对化学平衡移动的影响。 3.压强对化学平衡影响的思考 o对于反应，如果增大压强（缩小容积），各物质的浓度会如何变化？浓度商会如何变化？ o进行压强对化学平衡影响的实验时，观察到增大压强，颜色先变深后变浅；减小压强，颜色先变浅后变深。请分析原因。 o对于反应，当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何移动？ o总结压强对化学平衡的影响。 4.勒夏特列原理及催化剂对化学平衡影响的思考 o勒夏特列原理的内容是什么？适用范围有哪些？ o加入催化剂对化学平衡移动是否会有影响？为什么？ 【例题1】下列关于勒夏特列原理的说法正确的是（ ） A. 勒夏特列原理适用于所有的化学反应 B. 勒夏特列原理可以解释所有平衡移动的现象 C. 改变影响平衡的一个因素，平衡向能够消除这种改变的方向移动 D. 勒夏特列原理可以用于定性判断平衡移动的方向 （三）归纳总结 1.请归纳化学平衡移动理论中与的关系以及对应的反应状态。 2.归纳影响化学平衡的因素及对应的平衡移动方向。 因素 改变情况 平衡移动方向 浓度 增大反应物或减小生成物浓度 浓度 减小反应物或增大生成物浓度 压强（气体体积改变） 增大压强 压强（气体体积改变） 减小压强 压强（气体体积不变） 改变压强 温度 升高温度 温度 降低温度 催化剂 加入催化剂 3.总结勒夏特列原理的内容、适用范围和注意事项。 1.对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知() A. 化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B. 化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C. 正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D. 改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定发生移动 2.下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是() A. 红棕色的NO₂，加压后颜色先变深后变浅 B. 2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，高压比常压有利于合成SO₃ C. 工业制取金属钾：Na(l)+KCl(l)⇌NaCl(l)+K(g)，选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来 D. 加入催化剂有利于氨的合成 3.已知:重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)具有强氧化性,其还原产物Cr³⁺在水溶液中呈绿色。在K₂Cr₂O₇溶液中存在下列平衡:Cr₂O₇²⁻(橙色)+H₂O⇌2CrO₄²⁻(黄色)+2H⁺。用K₂Cr₂O₇溶液进行如图所示实验，下列说法不正确的是() A. ①中溶液橙色加深，③中溶液变为黄色 B. ②中Cr₂O₇²⁻被C₂H₅OH还原 C. 对比②和④可知，K₂Cr₂O₇酸性溶液氧化性强 D. 若向④中加入70%H₂SO₄溶液至过量，溶液变为橙色 4.一定温度下，反应C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是 () ①增加C的量 ②保持容器容积不变，充入N₂使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入N₂使容器容积变大 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 5.丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下:C₃H₈(g)+1/2O₂(g) ⇌C₃H₆(g)+H₂O(g)ΔH=-118 kJ·mol⁻¹。在催化剂作用下，丙烷氧化脱氢除生成丙烯外，还生成CO、CO₂等物质。丙烷的转化率和丙烯的产率随温度变化关系如图所示。 （1）图中丙烷的转化率随温度升高而增大的原因可能是 ________。 （2）575°C时，丙烯的选择性为 _______。(丙烯的选择性=丙烯的物质的量/反应的丙烷的物质的量×100%) （3）基于本研究结果，能提高丙烯选择性的措施是_______ 。 一、影响化学平衡的因素 （一）化学平衡移动的定义： 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 （二）化学平衡移动的根本原因： 反应条件改变→v(正)≠v(逆)→各组分的含量改变→平衡移动v‘(正)=v’(逆)→建立新的平衡状态 （三）化学平衡移动方向的判断：若v(正)>v(逆),平衡向正反应向移动；若v(正)<v(逆),平衡向逆反应向移动；若v(正)=v(逆),平衡不移动。 （四）化学平衡移动的影响因素： 1.内因：物质本身的性质。 2.外因： （1）浓度：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。 说明：①增加固体或纯液体的量，平衡不移动； ②改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度，否则平衡不移动； ③在溶液中进行的反应，稀释溶液，平衡向方程式中化学计量数之和增大的方向移动； 意义：工业生产中，适当增加廉价反应物的浓度，可提高较高价格原料的转化率，降低成本。 （2）压强：在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积减小的反应方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的反应方向移动。 说明：①只适用于有气体参与的反应； ②压强对平衡的影响实际上就是浓度对平衡的影响，只有当这些“改变”能改变反应物或生成物的浓度时，平衡才能移动。 （3）注意 I恒温恒容条件下，充入无关气体，平衡不移动；II恒温恒压条件下，充入无关气体，平衡发生移动。 ①对于反应前后气体体积不变的反应，改变压强，平衡不移动。 ②溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似。 ③同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时，可视为压强的改变。 （2） 温度：在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动。 （4）催化剂： 催化剂同等程度的改变正、逆反应速率，所以平衡不受到催化剂的影响，不移动。使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 总结：勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 （1）说明：“减弱这种改变”的正确理解 ①从定性角度看，平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向，如： 增大反应物的浓度，平衡就向减弱这种改变即反应物浓度减小的方向移动。 增大压强，平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减小、压强减小的方向移动。 升高温度，平衡就向吸热反应也就是使温度降低的方向移动，这种移动可以理解为与条件改变 “对着干”。 ②从定量角度看，平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能抵消更不能超越外界条件的改变。即外界因素对物质的影响大于平衡移动对物质的影响。 （2）适用范围: ①已达平衡的体系：化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等。 ②用来判断移动的方向，不能判断达新平衡的时间。 （3）适用条件：只限于改变影响平衡的一个条件 结论：化学平衡的本质特征是v正=v逆，那么平衡移动的根本原因是v正≠v逆，凡是导致v正≠v逆的变化都能使平衡发生移动。 二、平衡移动与转化率 1.平衡移动方向与转化率的关系 （1）若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率变化如下： ①若在恒温、恒压条件下，A的转化率不变； ②若在恒温、恒容条件下，相当于（等效于）加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关； a=b+c时，A的转化率不变；a>b+c时，A的转化率增大；a<b+c时，A的转化率减小。 （2）若反应物不止一种，如aA(g)+ bB(g)cC(g)+dD(g)： ①若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大； ②若在恒温、恒压条件下，同等倍数地增加A、B的物质的量，平衡向正反应方向移动，但A、B的转化率不变； ③若在恒温、恒容条件下，同等倍数地增加A、B的物质的量，平衡向正反应方向移动，A、B的转化率与气态物质的化学计量数有关： a+b=c+d时，A、B的转化率不变； a+b>c+d时，A、B的转化率增大； a+b<c+d时，A、B的转化率减小； 总结：平衡移动方向看浓度，转化率看压强。 考点一　化学平衡移动 1．对处于化学平衡状态的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　) A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动 2．在一定条件下，反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)达到了平衡，改变某一条件，发生下述变化，其中可确定该平衡一定发生移动的是(　　) A．v(SO2)增大 B．v(SO3)减小 C．O2的百分含量发生变化 D．SO3的质量不变 考点二　浓度对化学平衡的影响 1．在一恒容密闭容器中，反应A(g)＋B(g)⇌C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是(　　) A．A的浓度一定比原平衡小 B．A的转化率增大 C．C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数 D．B的转化率一定增大 2．某温度下，体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应：2X(g)＋Y(s)⇌3Z(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．消耗2 mol X同时生成3 mol Z，说明反应达到了平衡状态 B．加入少量Y，正反应速率加快 C．气体的密度不变时，说明反应达到了平衡状态 D．加入少量X，Q变大 3．已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性，其还原产物Cr3＋在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：Cr2O(橙色)＋H2O⇌2CrO(黄色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液进行下列实验，说法不正确的是(　　) A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中Cr2O被C2H5OH还原 C．对比②和④可知酸性条件下K2Cr2O7氧化性强 D．若向④中加入70%硫酸至过量，溶液变为橙色 4．有甲、乙、丙三支试管，分别加入下列物质后，观察这三支试管的颜色，其中颜色最浅的是(　　) 甲：10 mL 0.01 mol·L－1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 mol·L－1的KSCN溶液 乙：5 mL 水、10 mL 0.01 mol·L－1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 mol·L－1的KSCN溶液 丙：10 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol·L－1的KSCN溶液 A．甲试管 B．乙试管 C．丙试管 D．无法判断 5．如图是关于可逆反应(正反应为放热反应)的平衡移动图像，平衡移动的原因可能是(　　) A．升高温度 B．降低压强 C．增大反应物浓度，同时使用正催化剂 D．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 考点三　压强对化学平衡的影响 1．在一定条件下，下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化，但颜色变化不受压强变化影响的是(　　) A．2NO2⇌N2O4 B．2NO2⇌2NO＋O2 C．2HI⇌H2＋I2 D．FeCl3＋3KSCN⇌Fe(SCN)3＋3KCl 2．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(　　) A．A是气体，C是固体 B．A、C均为气体 C．A、C均为固体 D．A是固体或液体，C是气体 3．已知反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)　ΔH<0，某温度下，在带有活塞的密闭容器中充入一定量的SO3，充分反应后达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率都将增大 B．保持体积、温度不变，充入氦气后，平衡正向移动 C．保持压强、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率不变 D．保持压强、温度不变，充入氮气后，平衡逆向移动 4．一定温度下，向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙，发生反应：CaCO3(s) ⇌CaO(s)＋CO2(g)，并达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动 B．将容器容积增大为原来的2倍，当体系再次达到平衡时，气体密度不变 C．增加CaCO3(s)的物质的量，平衡向正反应方向移动，CO2的浓度增大 D．将容器容积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 5．在某密闭容器中，反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g)达到平衡时，B的浓度为0.6 mol·L－1，若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的3倍，达到新平衡时B的浓度降为0.3 mol·L－1。下列判断正确的是(　　) A．a＋b<c＋d B．容积扩大到原来的3倍后，平衡向正反应方向移动 C．D的体积分数减小 D．达到新平衡时，A、B 的浓度减小，C、D的浓度增大 6．已知反应mA(s)＋nB(g) ⇌ pC(g)　ΔH<0，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数φ(B)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是(　　) ①m＋n>p　②x点表示的正反应速率大于逆反应速率　③x点表示的反应速率比y点的小　④n>p A．①② B．②④ C．②③ D．①③ 考点四　温度对化学平衡的影响 1．反应2A(g) ⇌2B(g)＋C(g)　ΔH>0，达平衡时要使v正降低，c(A)增大，应采取的措施是(　　) A．加压 B．减压 C．加催化剂 D．降温 2．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g) ⇌2HBr(g)　ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是(　　) A．a>b B．a＝b C．a<b D．无法确定 3．已知反应：2NO2(g) ⇌N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(　　) A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快 B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大 C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D．反应2NO2(g) ⇌N2O4(g)的逆反应为放热反应 4．在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g) ⇌3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是(　　) A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体 C．若C为固体，则B一定是气体 D．B和C不可能都是气体 考点五　多因素对化学平衡影响的分析 1.如图是可逆反应A＋2B⇌2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是(　　) A．正反应是放热反应 B．D可能是气体 C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体 2．对可逆反应2A(s)＋3B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(　　) ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变 ④增大B的浓度，v正>v逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A．①② B．④ C．③ D．④⑤ 3．已知反应：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，其中能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 4.已知反应：3A(g)＋B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 考点六　化学平衡移动的相关图像 1．已知反应3A(g)＋B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，下图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 2．已知：4NH3(g)＋5O2(g) ⇌4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 3.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) ⇌ I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(　　) A．温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动 B．I2(aq)＋I－(aq) ⇌ I(aq)的ΔH＜0 C．若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正＞v逆 D．状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高 3.如图是可逆反应A＋2B⇌2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是(　　) A．正反应是放热反应 B．D可能是气体 C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体 4．为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)　ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是(　　) A．a＋b>c B．平衡后增大容器体积，反应放出热量 C．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大 D．平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数减小 考点七　勒夏特列原理的应用 1．下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是(　　) ①夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体　②浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体　③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气　④将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅　⑤使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　⑥合成氨时，将氨液化分离，可提高原料利用率 A．①②③④⑥ B．④⑤⑥ C．①③④⑤ D．③④⑥ 2．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) ⇌Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D．加入一定量氩气，平衡不移动 3．反应X(g)＋Y(g) ⇌3Z(g)　ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．减小容器体积，平衡向正反应方向移动 B．恒容时充入氦气，Z的产率增大 C．增大c(X)，X的转化率增大 D．降低温度，Y的转化率增大 4．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g) ⇌2CO(g)＋2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(　　) A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小 C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大 D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$