6.2 化学平衡 第2课时(同步讲义)化学沪科版必修第二册
2026-03-12
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 6.2化学平衡 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应进行的方向 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.26 MB |
| 发布时间 | 2026-03-12 |
| 更新时间 | 2026-03-12 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-03-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56793393.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第六章 化学反应速率和化学平衡
第二节 化学平衡
第2课时 化学平衡的移动
教学目标
1.理解化学平衡移动的含义,掌握浓度、温度对平衡移动的影响规律。
2.结合实验与速率变化分析移动本质,提升证据推理与模型认知素养。
3.联系化工生产实际,认识调控平衡的意义,树立变化平衡的化学观念。
重点和难点
重点:浓度、温度对化学平衡移动的影响规律。
难点:从正逆速率变化理解平衡移动本质,依据实验证据判断移动方向。
◆知识点一 化学平衡移动
当可逆反应达到化学平衡状态后,若反应条件(如浓度、温度等)改变了,原来的平衡状态就会被打破,正、逆反应的速率 不再相等 ,平衡混合物里各组成物质的含量 发生变化 ,直至达到新的平衡,这个过程叫做化学平衡的移动。
易错提醒
可逆反应要先达到化学平衡,改变条件,才有化学平衡移动。
即学即练
1.在一定条件下,反应达到了平衡,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.反应速率增大 B.的体积分数发生变化
C.反应速率减小 D.的质量不变
【答案】B
【详解】A.平衡后,若使用催化剂,v(SO2)增大,平衡不移动,与题意不符,A错误;
B. O2的百分含量发生变化,则氧气的浓度改变,正反应速率改变,平衡发生移动,B正确;
C.平衡后,若移去催化剂,v(SO3)减小,平衡不移动,与题意不符,C错误;
D.SO3的质量不变,SO3的百分含量可能不变,则平衡可能不移动,与题意不符,D错误;
故选B。
2.下列关于化学平衡的说法中,不正确的是
A.当可逆反应达到化学平衡时,正、逆反应速率一定相等
B.当可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率都为零
C.当可逆反应达到化学平衡后,改变某些条件可以使平衡破坏
D.当可逆反应达到平衡时,尽管正、逆反应都还在进行,但各物质的浓度保持不变
【答案】B
【分析】可逆反应达到平衡状态时,同一物质的正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变,以此来解析;
【详解】A.可逆反应达到平衡的标志是正、逆反应速率相等,A不符合题意;
B.当可逆反应达到平衡时,是一种动态的平衡,反应还在继续进行,正、逆反应速率相等但不为0,B符合题意;
C.可逆反应达到平衡后,通过改变某些条件可以破坏平衡,比如升温、改变反应物的浓度等,C不符合题意;
D.可逆反应的平衡是一种动态的平衡,正、逆反应都还在进行,速率相等,各物质浓度保持不变,D不符合题意;
故选B。
3.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,反应停止进行
C.时刻,反应已达该条件下的限度
D.时刻,反应物的量逐渐增多
【答案】C
【详解】A.时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;
B.时刻,反应达到平衡状态,正逆反应速率相等且不等于0,反应没有停止进行,B错误;
C.时刻,反应达到平衡状态,反应已达该条件下的限度,C正确;
D.时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D错误;
答案选C。
◆知识点二 浓度对化学平衡的影响
FeCl3稀溶液和KSCN稀溶液反应的化学方程式为 FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl 。反应后溶液的颜色为 血红色 。
(1)如果向上述溶液中加入较大浓度的FeCl3溶液,则溶液的颜色 加深 ,说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 增大 ,平衡向 正反应 方向移动。
(2)如果向上述溶液中加入较大浓度的KSCN溶液,则溶液的颜色 加深 。说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 增大 ,平衡向 正反应 方向移动。
(3)如果向上述溶液中加入氢氧化钠溶液,其现象是 溶液中出现红褐色沉淀 ,平衡向 逆反应 方向移动。
结论:增大反应物浓度,平衡向 正反应 方向移动;减小反应物浓度,平衡向 逆反应 方向移动。
易错提醒
改变纯固体或者液体的浓度,平衡不移动。
即学即练
4.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是
A.H+浓度减小,HClO浓度减小 B.H+浓度增大,HClO浓度增大
C.H+浓度减小,HClO浓度增大 D.H+浓度增大,HClO浓度减小
【答案】C
【详解】碳酸的酸性弱于盐酸而强于次氯酸,向氯水中投入少量碳酸钙粉末后,它与盐酸反应,而不与次氯酸反应。又由于H+浓度减小,平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反应方向移动,故HClO浓度增大,故C选项符合题意,答案选 C。
5.在恒温恒容的条件下,反应:已达平衡,能使平衡正向移动的措施是
A.减小D的浓度 B.增大D的浓度
C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度
【答案】D
【详解】A.D是固体,其浓度是常数,改变物质D的量对平衡无影响,D的浓度不能减小或增大,A不符合题意;
B.与A项同理,D是固体,其浓度是常数,B不符合题意;
C.减小B的浓度,即减小反应物浓度,平衡逆向移动,C不符合题意;
D.增大A或B的浓度,即增大反应物的浓度,可以使平衡向正反应方向移动,D符合题意;
故选D。
6.在密闭容器中进行反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),达到平衡时,若温度保持不变,增加N2的浓度,则
A.正反应速率一直增大 B.逆反应速率先减小
C.化学平衡向正反应方向移动 D.化学平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【详解】A.达到平衡时,若温度保持不变,增加N2的浓度,正反应速率先增大后减小,A错误;
B.平衡正向进行,所以逆反应速率先增大,再次平衡后保持不变,B错误;
C.增大反应物浓度,化学平衡向正反应方向移动,C正确;
D.化学平衡向正反应方向移动,D错误;
答案选C。
◆知识点三 温度对化学平衡的影响
NO2和N2O4存在着如下平衡 2NO2N2O4 ,混合气体的颜色为 红棕色 。
(1)如果加热混合气体,则颜色会 加深 ,说明了NO2浓度 增大 ,平衡向 吸热 (填“放热”或“吸热”)方向移动。
(2)如果冷却混合气体,则颜色会 变浅 ,说明NO2浓度 减小 ,平衡向 放热 (填“放热”或“吸热”)方向移动。
结论:升高温度,平衡向 吸热 方向移动;降低温度,平衡向 放热 方向移动。
即学即练
7.反应A(g)+3B(g)2C(g) 达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【详解】反应A(g)+3B(g)2C(g)的焓变,即该反应正向放热,反应达到平衡后,降低温度,正逆反应速率都将减小,降低温度,平衡将向放热反应移动,即平衡向正反应方向移动,故答案为C。
8.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1 s时,
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为
D.此反应达到平衡时,升高温度,化学平衡不会发生移动
【答案】C
【详解】A.由题中图示可知,B、C为反应物,A、D为生成物,根据各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中系数之比可得, ,所以化学方程式为,A错误;
B.由反应方程式可知,A和D的化学计量系数不相等,所以任何时刻不可能出现,B错误;
C.由图可知,6s时,,C正确;
D.此反应达到平衡时,升高温度,化学平衡一定会向吸热方向发生移动,D错误;
故选C。
9.某同学研究浓度对化学平衡的影响,下列说法正确的是
已知:(橙色)(黄色)
试管b中颜色不变后与试管a比较,溶液颜色变浅。滴加浓硫酸,试管c温度略有升高,溶液颜色与试管a相比,变深。
A.该反应为氧化还原反应
B.待试管b中溶液颜色不变的目的是使完全反应
C.该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动
D.试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
【答案】C
【详解】A.该反应中各元素化合价均没有变化,不属于氧化还原反应,A错误;
B.试管b中溶液颜色不变的目的是使反应到达平衡,但可逆反应中反应物不能完全转化,B错误;
C.b溶液体积增大,且OH-能中和H+,导致反应物和生成物浓度都减小,溶液颜色变浅,但此现象是平衡正向移动的结果,但由于加入NaOH溶液同时存在稀释和中和H⁺两个影响因素,故不能唯一证明减小生成物浓度平衡会正向移动,而c溶液由于浓硫酸即导致H+浓度增大,导致平衡逆向移动,则溶液颜色变深,故该实验不能说明减小生成物浓度平衡正向移动,C正确;
D.已知浓硫酸溶于水是一个放热过程,故试管c中氢离子浓度增大、温度也升高,无法说明影响平衡的主要因素是温度,D错误;
故答案为:C。
一、化学平衡的移动——勒沙特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
外因的变化
备注
对反应速率的影响
对化学平衡的影响
浓度
增大反应物的浓度
固体物质除外
v正增大,且v正>v逆
向正反应方向移动
减小生成物的浓度
v逆减小,且v正>v逆
减小反应物的浓度
v逆减小,且v正<v逆
向逆反应方向移动
增大生成物的浓度
v逆增大,且v正<v逆
压强
增压引起浓度改变
固体和液体、恒容时充入不反应气体情况除外
v正、v逆均增大,只是增大的倍数不同
向气体体积减小的方向移动
减压引起浓度改变
v正、v逆均减小,只是减小的倍数不同
向气体体积增大的方向移动
恒容时冲入不反应气体
各物质浓度不变,v正、v逆均不变
平衡不移动
恒压时冲入不反应气体
容器体积增大,各物质浓度减小,v正、v逆均减小,按照减压进行思考。
向气体体积增大的方向移动
温度
增大温度
v正、v逆均增大,v吸热>v放热
向吸热方向移动
减小温度
v正、v逆均增大,v吸热<v放热
向放热方向移动
催化剂
加入(正)催化剂
v正、v逆均增大,且增大程度相同
平衡不移动
【补充说明】平衡移动与转化率的变化:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。
反应实例
条件变化与平衡移动方向
达新平衡后转化率变化
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q
增大O2浓度,平衡正移
O2转化率降低,SO2转化率增大
增大SO3浓度,平衡逆移
O2转化率降低,SO2转化率降低
升高温度,平衡逆移
O2转化率降低,SO2转化率降低
增大压强,平衡正移
O2转化率增大,SO2转化率增大
2NO2(g) N2O4(g)
体积不变时,加入NO2
NO2转化率增大
2HI(g) H2(g)+I2(g)
增大HI的浓度,平衡正移
HI转化率不变
增大压强,平衡不移动
HI转化率不变
实践应用
1.下列事实能用勒夏特列(平衡移动)原理解释的是
A.反应,平衡后加入铁粉溶液颜色变浅
B.硫酸工业中的重要反应,工业上常加入做催化剂
C.密闭容器中发生反应,平衡后增大压强气体颜色变深
D.合成氨反应(正反应放热),工业上采用高温条件更有利于合成氨
【答案】A
【详解】A.加入铁粉,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,降低Fe3+浓度,使平衡逆向移动,溶液颜色变浅,符合勒夏特列原理,A正确;
B.催化剂V2O5仅加快反应速率,不改变平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.H2与I2生成HI的反应气体分子数相等,增大压强平衡不移动,颜色变深是因浓度增大而非平衡移动,C错误;
D.合成氨反应放热,高温使平衡逆向移动,工业采用较高高温是为提高反应速率,与平衡移动无关,D错误;
故选A。
2.下列说法正确的是
A.铁和硫酸反应时,硫酸浓度越大,产生的速率越快
B.向的平衡体系中加入适量KCl固体,平衡逆向移动
C.将的平衡体系升高温度,平衡正向移动
D.碳酸钙与盐酸反应的过程中,再增加碳酸钙固体,可以加快反应速率
【答案】C
【详解】A.铁与浓硫酸在常温下会发生钝化,反应速率反而降低甚至停止,A错误;
B.KCl为可溶性强电解质,其浓度变化不影响与的络合平衡,B错误;
C.该反应ΔH>0(吸热),升高温度使平衡向吸热方向(正向)移动,C正确;
D.碳酸钙为固体,增加其用量不会改变反应速率(速率与固体量无关),D错误。
故选C。
3.已知图一表示的是可逆反应 的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应 的浓度(c)随时间t的变化情况。下列说法中正确的是
A.图一时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
B.若图一时改变的条件是增大压强,则反应的增大
C.图二时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
D.若图二时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小
【答案】A
【详解】A. 是反应气体体积减小的吸热反应,升高温度或增大压强平衡正向移动,且正反应速率大于逆反应速率,与图象符合,所以改变条件可能是升高温度或增大压强,A符合题意;
B.与反应物和生成物的能量相对大小有关,与反应条件无关,B不符合题意;
C.根据分析,图二改变条件时,两种物质的浓度都增大,且后反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大,平衡向正反应方向移动, 是反应前后气体体积减小的放热反应,如果是升高温度,平衡向逆反应方向移动,则只能是减小容器体积,使体系的压强增大,平衡向正反应方向移动,C不符合题意;
D.若图二时改变的条件是增大压强,平衡正向移动,气体的物质的量减小,气体的总质量不变,则混合气体的平均相对分子质量将增大,D不符合题意;
故选A。
2、 化学平衡速率-时间图像
1.速率—时间图像(v-t图像)
Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了 反应物的浓度 ,使正反应速率突变,且平衡 正向 移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡 正向 移动,说明该反应的正反应可能是 放热 反应或气体总体积增大 的反应,改变的条件是 降低温度 或 减小压强 。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡 没有发生 移动,可能是使用了 催化剂 ,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
2.百分含量—时间—温度图像
Ⅰ.T2>T1,温度升高,平衡 逆向 移动,正反应是 放热 反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率 减小 ,说明正反应是气体总体积 增大 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 不变 ,说明平衡 不发生 移动,但反应速率a>b,故a可能使用了 催化剂 ;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强。
实践应用
4.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A.t2时速率加快,平衡正向移动 B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强 D.t6的转化率最低
【答案】D
【分析】由图可知,t2时正逆反应速率同等程度增大;t3时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大,平衡逆向移动;t5时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动;
【详解】A.图像中t2时正逆反应速率同等程度增大,应为使用催化剂,平衡不移动,故A错误;
B.该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t3时正逆反应速率均减小,但逆反应速率大,平衡逆向移动,则应为减小压强,故B错误;
C.该反应为放热反应,且气体体积减小的反应,t5时正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,则应为升高温度,故C错误;
D.由图可知,t5~t6段,t5时平衡逆向移动,则t6时反应物的转化率比前面所有时刻都低,故D正确;
答案选D。
5.尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素,恒温恒容密闭体系通入反应物发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),正反应为放热反应,下列有关表达正确的是
A.Ⅰ图象中纵坐标可能为平衡常数K
B.Ⅱ图象中t时刻升高温度,则纵坐标代表正反应速率
C.Ⅲ图象中纵坐标可能为混合气体密度
D.Ⅳ图象中纵坐标可能为化学反应速率
【答案】B
【详解】A.正反应为放热反应,则温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,但由于平衡常数仅与温度有关,因此相同温度、不同压强下的平衡常数应相同,与图像不符,A错误;
B.Ⅱ图象中t时刻升高温度,活化分子比例增大,反应速率增大,则纵坐标代表正反应速率,与图像相符,B正确;
C.恒温恒容密闭体系中反应,压强增大,则平衡正向进行,气体的总质量减小,容器体积始终不变,则混合气体的密度减小变,与图像不符,C错误;
D.尿素为固态,随着尿素的生成,气体物质的量减小,浓度减小,反应速率减小,与图像不符,D错误;
故选B。
6.如图所示,可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g)△H<0的图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.△H<0为放热反应,温度高反应速率快,升高温度平衡逆向移动,则温度高时先达到平衡状态,且C%的含量低,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,则交叉点后正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,且正逆反应速率均增大,图中速率减小不符合,故C错误;
D.升高温度平衡逆向移动,则温度高时A的转化率小,图像不符,故D错误;
故选A。
三、化学平衡的计算
1、三段式法:
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件计算。
例:在一定条件下,向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),10 min时测定生成NH3 1 mol,则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少?
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始 2 mol 4 mol 0
转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol
在“三段式”中,转化的部分是按照化学计量系数进行反应的
v(N2)==0.025 mol/(L·min)
v(H2)==0.075 mol/(L·min)
v(NH3)==0.05 mol/(L·min)
①、反应的转化率(α):指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比
N2的转化率=,H2的转化率=
②、生成物的产率:指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值
NH3的产率=
③、反应结束时各物质的浓度
c(N2)=,c(H2)=,c(NH3)=
④、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数)
N2的体积分数=
H2的体积分数=
NH3的体积分数=
实践应用
7.一定温度下,1 mol X和在容积为2 L的密闭容器中发生反应:,5 min后达到平衡,此时生成。下列说法正确的是
A.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
B.用X表示此反应速率是
C.用X表示此反应的反应速率是
D.当混合气体的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】A.由于反应生成固体M,则混合气体的质量在反应过程中会发生变化,当气体质量不再变化时,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.当生成2a mol Z时,消耗X的物质的量为a mol,则,B错误;
C.由B项可知,,C错误;
D.反应前后气体分子数不变,即混合气体的压强始终不变;当混合气体的压强不再发生变化时,不能说明反应是否达到平衡状态,D错误;
故答案选A。
8.某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A.M点:
B.氢气的平衡转化率为50%
C.改变条件,可使
D.自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
【答案】D
【分析】合成氨反应为,正向为气体分子数减小的反应,由图可知恒温恒容下压强随反应的进行而降低,故该反应在时正向进行,时反应达平衡。据此分析。
【详解】A.由图可知,M点时反应向正反应方向进行,故此时,A错误;
B.由图可知平衡时压强为时的,设这个时间段转化的物质的量为x mol,时,,,,据此列出三段式:,根据在恒温、恒容的条件下气体的压强之比等于物质的量之比,则有,解得,可得转化的的物质的量为0.3 mol,再加上从反应开始至时生成0.4 mol ,则转化了0.2 mol,转化了0.6 mol,故的平衡转化率为,B错误;
C.时测得容器内,,,若反应物全部转化为生成物,则,但由于和合成的反应为可逆反应,不可能把反应物全部转化,故,C错误;
D.根据上述分析可知,达到平衡时,,故,D正确;
故答案选D。
9.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A(g)、B(g),发生反应:,反应起始时气体总压强为p0,12 min时C的物质的量浓度为0.2 mol/L,A(g)、B(g)的物质的量随反应时间的变化如图。设平衡时气体总压强为p,下列说法正确的是
A.b=1,c=1
B.4 min时,混合气体的总物质的量为1.0 mol
C.p0∶p=13∶9
D.12 min时,气体C的摩尔分数为()为
【答案】C
【分析】由题意可知,12 min 时C的物质的量为0.2 mol/L×2 L=0.4 mol,由图可知,12 min 时A、B的物质的量分别为0.2 mol、0.3 mol且不再随时间的改变而改变,说明反应达到平衡状态,由方程式可得:3∶b∶c=(0.8-0.2) mol∶(0.5-0.3) mol∶0.4 mol,解得b=1、c=2;由方程式可知,生成物D为固体,由气体的物质的量之比等于压强之比可得:==,12 min时,气体C的摩尔分数为:=。
【详解】A.由分析可知,化学计量数b=1、c=2,A错误;
B.由分析可知,化学计量数b=1、c=2,由图可知,4 min时A、B的物质的量分别为0.5 mol、0.4 mol,由方程式可知,C的物质的量为(0.8-0.5) mol×=0.2 mol,则混合气体的总物质的量为:0.5 mol+0.4 mol+0.2 mol=1.1 mol,B错误;
C.由分析可知,起始气体总压强和平衡气体总压强之比p0∶p=13∶9,C正确;
D.由分析可知,12 min时,气体C的摩尔分数为,D错误;
故选C。
考点一 化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
【例1】在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像,推断在t1时刻突然变化的条件可能是( )
A.降低体系温度 B.减小生成物的浓度
C.催化剂失效 D.增大容器的体积
【答案】A
【详解】A.降低体系温度,正逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,与图像相符,故A正确;
B.减小生成物的浓度,瞬间逆反应速率减小,但正反应速率不变,与图像不符,故B错误;
C.催化剂不影响化学平衡移动,催化剂失效,化学反应速率减小,但平衡不移动,与图像不符,故C错误;
D.增大容器的体积,压强减小,正逆反应速率都减小,但平衡向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图像不符,故D错误;
故答案:A。
解题要点
1.化学平衡移动的本质
由上图可推知:
(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。
(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
v正>v逆
平衡向正反应方向移动
v正=v逆
反应达到平衡状态,不发生平衡移动
v正<v逆
平衡向逆反应方向移动
【变式1-1】下图表示一定条件下N2+3H22NH3的反应速率和时间的关系,其中t1是达到平衡需要的时间,t2~t3是改变一个条件后出现的情况,则该条件可能是
A.加压 B.升温
C.加入催化剂 D.增大反应物浓度
【答案】C
【详解】t2~t3时刻,正逆反应速率相等,平衡不移动,但反应速率增大;该反应正反应为气体总量减小的可逆反应,因此如果增大压强,平衡向右移动;如果升高温度,平衡一定发生移动;增大反应物浓度,平衡向右移动;只有加入催化剂,同等程度增大正逆反应速率,平衡不移动,故C正确;
故答案选C。
【变式1-2】在一定温度下的密闭容器中发生反应:平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为。下列有关判断错误的是
A. B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率降低 D.C的体积分数减小
【答案】A
【分析】保持温度不变,将容器的体积扩大两倍,如平衡不移动,A的浓度为0.25mol/L,实际A的浓度变为0.3mol/L,说明平衡向生成A的方向移动,即向逆反应移动。
【详解】A.平衡向逆反应移动,减小压强平衡向气体物质的量增大的方向移动,即x+y>z,A错误;
B.由上述分析可知,平衡向逆反应移动,B正确;
C.平衡向生成A的方向移动,即逆反应移动,B的转化率降低,C正确;
D.平衡向逆反应移动,C的体积分数减小,D正确。
故选A。
考点二 浓度对化学平衡移动的影响
【例2】FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3(红色)+ 3KCl ,平衡后,加入少量下列物质,能使体系颜色变浅的是
A.氯化钠固体 B.氢氧化钠固体 C.氯化铁粉末 D.KSCN固体
【答案】B
【分析】该反应的离子方程式为,K+、Cl-实际没有参与反应;
【详解】A.加入少量NaCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,平衡不移动,A错误;
B.加入少量氢氧化钠固体,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,红色变浅,B正确;
C.加入少量氯化铁固体,溶液中Fe3+浓度增大,平衡正向进行,颜色加深,C错误;
D.加入少量KSCN固体,溶液中SCN-浓度增大,平衡正向进行,颜色加深,D错误;
故选B。
解题要点
以反应:mA(g)+nB(g)pC(g)为例。
1.当反应达到平衡后,其它条件不变时,改变反应体系中某种物质的浓度对平衡移动有何影响:
改变条件
v正、v逆相对大小
平衡移动方向
①
增大反应物A或B的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
②
减小生成物C的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
③
增大生成物C的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
④
减小反应物A或B的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
2.利用速率—时间图像分析,其它条件不变时,改变浓度对化学平衡移动的影响:
上表的①和②,平衡正向移动:
上表的③和④,平衡逆向移动:
3.若改变固体或纯液体反应物的用量,化学反应速率不变,平衡不移动。
【变式2-1】300多年前,英国科学家罗伯特·波义耳偶然捕捉到一种奇特的现象:不小心将盐酸滴到紫罗兰鲜花上花儿更红了,后来又经过大量实验发现了酸碱指示剂。化合物HIn在水溶液中因存在下列平衡,故可用作酸碱指示剂。
有浓度为的下列物质的溶液,其中能使指示剂显红色的是
①HCl ②NaOH ③NaCl ④NaHSO4 ⑤NH3·H2O
A.①②⑤ B.②⑤ C.②③⑤ D.①④
【答案】D
【详解】使指示剂显红色,需要使反应逆向移动,即加入酸性物质,增大氢离子的浓度,符合的为①④,故选D。
【变式2-2】在K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+,溶液颜色介于黄色和橙色之间,现欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入
①H+ ②OH- ③K+ ④H2O
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【详解】①加入使增大,平衡向逆方向移动,溶液颜色变深,不符合;②加入,使减小,平衡正方向移动,溶液颜色变浅,符合;③加入,不影响平衡状态,不符合;④加入H2O,溶液被稀释,颜色变浅,符合;
故选B。
考点三 温度对化学平衡移动的影响
【例3】合成氨所需的H2可由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H<0提供,下列措施中,能提高CO转化率的是
A.增大水蒸气浓度 B.升高温度 C.增大CO浓度 D.增大压强
【答案】A
【详解】A.增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故A正确;
B.正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,CO的转化率降低,故B错误;
C.增大CO的浓度,化学平衡向着正方向进行,但是一氧化碳的转化率降低,故C错误;
D.该反应前后气体的体积不变,增加压强,该平衡会不会发生移动,CO的转化率不变,故D错误。
答案选A。
解题要点
化学平衡
aA+bBcC+dD(吸热反应)
aA+bBcC+dD(放热反应)
外界温度的改变
升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
速率变化影响
v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正<v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正>v′逆
v正、v逆同时增大,且v′正<v′逆
平衡移动的方向
正反应方向
逆反应方向
正反应方向
逆反应方向
v-t图像
规律总结
在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动
【变式3-1】有一处于平衡状态的反应:A(s)+2B(g)3C(g),ΔH<0。为了使平衡向逆反应方向移动,可选择的条件是
①升温 ②降温 ③加压 ④减压 ⑤加催化剂
A.①③ B.①③⑤ C.①④ D.②④⑤
【答案】A
【详解】①升温,平衡逆向移动,符合题意;
②降温,平衡正向向移动,不符合题意;
③加压,平衡逆向移动,符合题意;
④减压,平衡正向移动,不符合题意;
⑤加催化剂,平衡不移动,不符合题意;
所以①③正确,故选A。
【变式3-2】在容积一定的密闭容器中,反应达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述错误的是
A.正反应吸热 B.平衡常数增大
C.反应速率增大 D.Y的体积分数增大
【答案】D
【分析】反应2X(?)Y(g)+Z(g)达到平衡后,升高温度,容器内气体的密度增大,由于混合气体体积为定值,根据ρ=可知,混合气体的总质量变大,说明X为非气态。升高温度,平衡平衡正向移动,该反应为吸热反应。
【详解】A.根据分析可知,正反应为吸热反应,A正确;
B.正反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,平衡常数增大,B正确;
C.温度升高,反应速率一定增大,C正确;
D.根据分析可知,X是非气态,气体YZ的系数比相等,则Y的体积分数不变,D错误;
故选D。
考点四 化学平衡的计算
【例4】某温度下,向2L恒容密闭容器中充入3molX(g)和2molY(s),发生反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,反应速率。下列说法错误的是
A.a=2
B.X的平衡转化率为70%
C.
D.内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大
【答案】C
【详解】A.反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,,所以反应式中M和N的系数比为1:1,所以a=2;故A正确;
B.该反应3.5min后反应达到平衡,此时测得,所以消耗了2.1mol的X,所以X的平衡转化率为,故B正确;
C.不能用固体物质的浓度表示化学反应速率,故C错误。
D.该反应为气体体积增大的反应,3.5min后反应达到平衡,所以内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大,故D正确;
故答案选C。
解题要点
1.准确写出有关反应的化学方程式。
2.在方程式下面列出起始、转化、平衡三种情况(可根据题意用物质的量、物质的量浓度、气体体积、气体压强等)。
3.用题目中给出的条件把相关量联系起来。
【变式4-1】在一定温度下,将1molA和2molB通入容积为2L的某密闭容器中发生反应:。2min后反应达到平衡状态,测得容器内C的物质的量浓度为,则下列叙述错误的是
A., B.平衡时A的转化率为25%
C.平衡时B的体积分数约为25% D.初始时的压强与平衡时的压强之比为
【答案】C
【分析】根据平衡时C的浓度0.25mol/L(物质的量=0.25mol/L×2L=0.5mol),各组分物质的量变化之比等于对应的化学计量数之比,则A、B、C、D的物质的量变化分别为0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.25mol,则平衡时A、B、C、D的物质的量分别为(1-0.25)mol=0.75mol、(2-0.5)mol=1.5mol、0.5mol、0.25mol,气体总物质的量:(0.75+1.5+0.5+0.25)mol=3mol。
【详解】A.0-2min,用D表示速率为,A正确;
B.根据分析,平衡时A的转化率为,B正确;
C.根据分析,B在平衡时的体积分数等于其物质的量分数,C错误;
D.容器的容积恒定,在相同温度下气体的压强之比等于物质的量之比,起始时气体的物质的量为(1+2)mol=3mol,平衡时气体物质的量仍为3mol,因此初始时的压强与平衡时的压强之比为1:1,D正确;
故选C。
【变式4-2】在一定条件下,将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡,测得生成0.8mol D,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是
A.x=1
B.2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1
C.A与B的转化率相等,均为40%
D.该条件下该反应,A和B的转化率一直相等
【答案】D
【分析】发生反应,2min末该反应达到平衡,测得生成0.8mol D和0.4mol C,则得,计算得出,列三段式:
,由此解题。
【详解】A.根据生成D的物质的量0.8mol和C的浓度0.2mol/L,计算得x=1,A正确;
B.A的消耗量为1.2mol,反应速率为 mol/(L·min)=0.3mol/(L·min),B正确;
C.A和B的转化率均为×100%=40%,C正确;
D.只有当初始物质的量之比等于化学计量数之比(3:1)时,转化率才始终相等,而选项D断言“该条件下该反应”中转化率一直相等,未限定初始量,表述绝对化,D错误;
故选D。
基础达标
1.(25-26高二上·北京东城·期末)对下列平衡体系进行如下实验操作,平衡一定不发生移动的是
选项
平衡体系
实验操作
A
滴加几滴浓盐酸
B
升高温度
C
加入高效催化剂
D
滴加几滴浓NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.滴加浓盐酸,增大,平衡向左移动,A不符合题意;
B.水解为吸热反应,升高温度,平衡向右移动,B不符合题意;
C.催化剂只改变反应速率,不影响化学平衡,平衡不移动,C符合题意;
D.滴加溶液,减小,平衡向右移动,D不符合题意;
故答案为C;
2.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)已知反应:A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g),在一定温度下达到平衡。下列措施中,一定不能使平衡向正反应方向移动的是
A.增大A的浓度 B.增大压强 C.升高温度 D.使用合适的催化剂
【答案】D
【详解】A.增大A的浓度会增加反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以减弱这种改变,A不符合题意;
B.该反应为气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向气体分子数减少的正反应方向移动,B不符合题意;
C.若该反应为吸热反应,则升高温度,平衡向正反应方向移动,C不符合题意;
D.使用催化剂只加快反应速率,不能使平衡移动,D符合题意;
故选D。
3.(25-26高二上·甘肃酒泉·期末)在恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) <0。下列措施能使正反应速率v(正)增大,且使平衡向正反应方向移动的是
A.升高温度 B.充入He C.充入O2(g) D.使用催化剂
【答案】C
【详解】A.升高温度会增大反应速率v(正),但该反应为放热反应,升温使平衡向逆反应方向移动,A不符合题意;
B.充入He(惰性气体)在恒容条件下不改变反应物浓度,故v(正)不变,平衡不移动,B不符合题意;
C.充入O2(g)增大反应物浓度,使v(正)增大,且平衡向正反应方向移动(勒夏特列原理),C符合题意;
D.使用催化剂可同等程度增大v(正)和v(逆),平衡不移动,D不符合题意;
故答案选C。
4.(25-26高二上·陕西商洛·期中)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.鼓入过量空气有利于转化为
B.合成氨控制在500℃左右的温度
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集
D.合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
【答案】B
【详解】A.鼓入过量空气增加了O2浓度,促使平衡正向移动,符合勒夏特列原理,A正确;
B.合成氨是放热反应,高温不利于平衡正向移动,选择500℃主要是因为此温度下催化剂活性及反应速率均较高,B错误;
C.饱和食盐水中Cl-浓度较高,使平衡逆向移动,符合勒夏特列原理,C正确;
D.分离出NH3降低产物浓度,促使平衡正向移动,符合勒夏特列原理,D正确;
故选B。
5.(25-26高二上·四川遂宁·期中)一定条件下,通过下列反应制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) 该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是
A.增加MgSO4的物质的量,可以提高CO的转化率
B.该反应为吸热反应,工业生产中温度越高越好
C.将尾气分离可以提高正反应的反应速率,从而使平衡正向移动,提高原料转化率
D.恒温时,增大压强,平衡逆移,平衡常数不变
【答案】D
【详解】A.MgSO4是固体,增大MgSO4的物质的量,不会影响化学平衡,不会提高CO的转化率,A错误;
B.工业生产中温度太高会使成本急剧增加,所以并不是温度越高越好,B错误;
C.将尾气分离,即减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,但正反应速率主要取决于反应物CO的浓度和温度。分离尾气并未增加CO的浓度,因此不能提高正反应的反应速率,C错误;
D.平衡常数只与温度有关,恒温时,增大压强,平衡逆向移动,平衡常数不变,D正确;
故答案选D。
6.(24-25高二上·上海·期中)下列叙述中不能用平衡移动原理解释
A.工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率
B.密闭容器中发生反应:,拉伸容器混合气颜色变浅
C.煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治
D.合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
【答案】B
【详解】A.工业制硫酸过程包括、,通入过量空气使得平衡正向移动,SO2转化率提高,可以提高硫酸产率,A不合题意;
B.密闭容器中发生反应:,反应前后系数相等,拉伸容器,增大体积,平衡不移动,颜色变浅是因为浓度变小,与平衡移动无关,B符合题意;
C.煤气中毒者送入高压氧舱缓解病情,增大压强增加氧气的溶解度,与平衡有关,C不合题意;
D.合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气,促使反应正向移动,提高氨气产率,D不合题意;
故选B。
7.在合成氨工业中,为增加NH3的日产量,实施下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是
A.不断将氨分离出来
B.使用催化剂
C.采用700K左右的高温而不是900K的高温
D.采用2×107~5×107Pa的压强
【答案】B
【详解】A.氨分离出来是减小生成物浓度,有利于平衡右移,不符合题意,A项错误;
B.使用催化剂是为了增大反应速率,与平衡无关,B项正确;
C.合成氨反应是放热反应,相对900K,较低温度700K更利于反应正向进行,不符合题意,C项错误;
D.该反应是气体物质的量减小的反应,尽可能采取高压利于正反应的进行,不符合题意,D项错误;
答案选B。
8.对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应达平衡后,增大O2的浓度,下列说法正确的是
A.v正增大,v逆减小 B.O2的转化率增大
C.平衡常数增大 D.O2的百分含量增大
【答案】D
【分析】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应达平衡后,增大O2的浓度,正逆反应速率都增大,平衡正向移动,二氧化硫的转化率增大,O2的百分含量增大,其转化率减小,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,增大O2的浓度,正逆反应速率都增大,故A错误;
B.根据分析,O2的总量变大,体系平衡的移动影响远小于外界条件的变化影响,则O2的转化率减小,故B错误;
C.平衡常数的大小只受温度影响,体系温度不变,则平衡常数不变,故C错误;
D.根据分析,O2的百分含量增大,故D正确;
答案选D。
9.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使平衡向正反应方向移动,正确的是
A.生成物的百分含量一定增加 B.正反应速率大于逆反应速率
C.反应物的转化率一定增大 D.反应物浓度一定降低
【答案】B
【详解】A. 平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增大,但百分含量不一定增大,如二氧化硫和氧气的反应,增大氧气的量很多时,生成三氧化硫的百分含量可能减小,A项错误;
B. 正反应速率大于逆反应速率,平衡一定向正反应方向移动,B项正确;
C. 两种反应物的反应,增大一种反应物的用量,可以提高另一种反应物的转化率,而本身转化率降低,所以反应物的转化率不一定增大,C项错误;
D. 增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,例如反应H2+I2⇌2HI,平衡时,c(H2)为0.1mol/L,容器容积不变充入氢气使其浓度增大为0.2mol/L,平衡将正向移动,由勒夏特列原理知,达到新平衡状态是减弱不是抵消,则新平衡时0.1mol/L< c(H2)<0.2mol/L,则新平衡时氢气的浓度比原来大,碘蒸气的浓度是降低的,则反应物的浓度不一定降低,D项错误;
答案选B。
10.(高一上·上海·期末)由TiCl4冶炼钛方法有:900℃,;从平衡移动角度解释上述冶炼金属钛的反应原理________________________。
【答案】Mg和TiCl4反应生成Ti(g),生成的Ti(g)逸出,使平衡持续正向移动
【详解】由反应可知Mg和TiCl4反应生成气态Ti(g),生成的气态Ti(g)逸出,使平衡持续正向移动,然后再冷凝收集得到金属钛。
11.(23-24高一下·上海·期中)现将和投入的密闭容器,在一定条件下,利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:。回答下列问题:
(1)合成氨反应平衡常数的表达式为_______。温度升高,K值_______(填“增大”“减小”或“不变”):使用催化剂,K值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)当反应达到平衡后,向体系中充入,平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”);给体系降温,_______(填“增大”“减小”域“不变”)_______(填“增大”“减小”域“不变”),平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
【答案】(1) 减小 不变
(2) 正向 减小 减小 正向
【详解】(1)根据及化学平衡常数的定义可以写出平衡常数的表达式为;合成氨反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,合成氨反应K值减小;使用催化剂,平衡不移动,K值不变;
(2)当反应达到平衡后,向体系中充入,增大反应物浓度,平衡正向移动;给体系降温,减小,减小,平衡向着放热反应方向移动也就是平衡正向移动。
12.(高一下·上海·期末)对于以下两个反应,只加入反应物建立平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(1):再充入,平衡向_______方向移动,达到平衡后,的转化率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),的百分含量_______。
(2):再充入,平衡向_______方向移动,达到平衡后,HI的分解率_______,HI的百分含量_______。
【答案】(1) 正反应 变小 变大
(2) 正反应 不变 不变
【详解】(1)根据勒夏特列原理,再充入,平衡向着浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;由于体积不变,充入后,容器内压强变大,平衡逆向移动削弱压强增大的影响,故达到平衡后,的转化率变小,的百分含量变大;
(2)根据勒夏特列原理,再充入,平衡向着浓度减小的方向移动,即平衡正反应方向移动;由于反应是化学计量数不变的反应,故压强改变不影响平衡移动,再充入,与之前平衡状态是等效平衡,达到平衡后,的分解率不变,的百分含量不变。
13.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) (放热反应)的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图象是___________(填序号,下同),平衡___________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图象是___________,平衡向___________方向移动。
(3)增大O2的浓度对反应速率影响的图象是___________,平衡向___________方向移动。
【答案】(1) C 不
(2) A 逆反应
(3) B 正反应
【详解】(1)催化剂只影响反应速率,不影响化学平衡,所以加入催化剂后正逆反应速率同时增大且相等,化学平衡不发生移动,所以C正确,故答案为:C;不;
(2)升高温度后,正反应速率和逆反应速率都增大,由于该反应为放热反应,平衡向着逆反应方向移动,说明逆反应速率大于正反应速率,所以A正确,故答案为:A;逆反应;
(3)增大O2的浓度的瞬间,逆反应速率不变,正反应速率增大,平衡向着正反应方向移动,满足该变化的图象为B;故答案为:B;正反应。
14.(高一下·上海·期末)已知反应达到平衡后,改变反应条件(),A的转化率变化如下图所示。试分析该反应为吸热反应还是放热反应,与c的大小。
(1)该反应为___________热反应(填“吸”或“放”)。
(2)___________c(填>、<或=)。
【答案】(1)放
(2)<
【详解】(1)由图可知,温度升高,A的平衡转化率降低,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应;
(2)当温度相同时,压强越大,A的平衡转化率越小,则加压平衡逆向移动,a+b<c。
15.(高一下·上海·期末)工业合成氨
(1)合成氨的适宜条件探究:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) + Q(Q>0)
反应条件
对化学反应速率的影响
对平衡混合物中NH3含量的影响
化学反应速率与化学平衡综合考虑
增大压强
___________(填“加快”或“减慢”)
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响一致,应___________压强(填“增大”或“减小”)
升高温度
___________
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响___________温度控制要适宜
使用催化剂
___________
___________影响(填“有”或“没”)
用合适催化剂有利于加快反应速率
增加反应物浓度
___________
平衡向___________反应方向移动(填“正”或“逆”)
影响一致应___________反应物浓度
∴合成氨的合理生产条件:① 使用___________为催化剂 ②一定程度的加压 ③温度控制在催化剂的活性温度(500℃) ④及时分离___________
【答案】 加快 有利 增大 加快 不利 不一致 加快 无 加快 正 增加 铁触媒 氨气
【详解】增大压强,一般是缩小容器体积,反应物浓度增大,反应速率加快,平衡正向移动,有利于提高氨气含量,两者影响抑制,应增大压强;升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,不利于提高氨气的含量,影响不一致,应控制温度在适宜范围;使用催化剂,加快反应速率,对提高氨气含量无影响,主要用合适催化剂有利于加快反应速率;增加反应物浓度,加快反应速率,平衡正向移动,影响抑制,应增加反应物的浓度;综合以上分析得到合成氨的合理生产条件:①使用铁触媒为催化剂,②一定程度的加压,③温度控制在催化剂的活性温度(500℃),④及时分离氨气,有利于平衡正向移动,增大氨气的产量和提高原料利用率;故答案为:加快;有利;增大;加快;不利;不一致;加快;无;加快;正;增加;铁触媒;氨气。
综合应用
1.(高一下·上海奉贤·期中)已知反应,为了提高二氧化硫的转化率,我们可以采取的措施有
A.通入过量空气 B.使用高温加热 C.使用 D.使用常压
【答案】A
【详解】A.使用过量空气,氧气浓度增大使平衡正向移动,会提高SO2转化率,故A正确;
B.SO2和氧气反应生成SO3的反应是放热反应,高温平衡逆向移动,SO2转化率减小,故B错误;
C.加入V2O5作催化剂,改变反应速率不改变化学平衡,转化率不变,故C错误;
D.SO2和氧气反应生成SO3是气体体积减小的反应,增大压强可使平衡正向移动,则常压下不能提高SO2转化率,故D错误;
故答案为:A。
2.(高一下·上海·期末)下列事实能用化学平衡移动原理解释的是
A.用饱和食盐水除去中的
B.用稀盐酸除去铜粉中的铁粉
C.在催化下缩短催化氧化的时间
D.用和制备,工业选择常压而高压
【答案】A
【详解】A.Cl2与反应存在化学平衡: ,使用饱和食盐水时,由于HCl在水中溶解度很大,可以除去杂质HCl,同时由于溶液中c(Cl-)增大,化学平衡逆向移动,导致Cl2溶解量、反应量减小,因此可减少Cl2的损失,A符合题意;
B.Fe与HCl反应产生可溶性FeCl2进入溶液中,而Cu不能反应,因此可通过向混合物中加足量稀盐酸然后过滤的方法,除去混在铜粉中的少量铁粉,不涉及平衡移动,B不符合题意;
C.使用催化剂可以加快反应速率,但催化剂不会改变平衡移动,不能用化学平衡移动原理解释,C不符合题意;
D.工业上SO2催化氧化成SO3的反应是气体体积减小的反应,高压有利于SO2转化为SO3,选用常压条件而不选用高压,是常压下SO2的转化率很高,同时高压对设备要求也相应提高,导致经济成本也会相应增大,D不符合题意;
故答案选A。
3.(高一下·上海·期末)下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是:①已达平衡的反应,当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动;②已达平衡的反应,当增大的浓度时,平衡向正反应方向移动,的转化率一定升高;③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应容器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动;④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应容器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】①C为固体,增大固体的量,平衡不移动,①项错误;
②增大的浓度,平衡向正反应方向移动,但的转化率减小,②项错误;
③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应容器容积时,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,③项错误;
④在恒压反应器中充入稀有气体,若气体反应物与生成物化学计量数之和相等,则平衡不移动,若反应前后气体的化学计量数之和不等,则平衡移动,④项错误;
答案选D。
4.(高一下·上海·期末)在恒容密闭容器中进行的合成氨反应,达到平衡后改变一个条件,一段时间又达到平衡,此时测得氨气的体积分数增大。下列可能的原因是
A.升高温度 B.在容器中通入一定量的氦气
C.增大容器体积 D.按起始投料比成比例增加反应物的浓度
【答案】D
【详解】在恒容密闭容器中进行合成氨气的反应为:N2+3H22NH3 △H<0,该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。
A.在其它条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致NH3的体积分数减小,A不符合题意;
B.在容器中通入一定量的氦气,反应混合物中任何一组分的浓度不变,化学平衡不发生移动,因此混合气体中氨气的体积分数不变,B不符合题意;
C.反应达到平衡后,若增大容器体积,反应体系的压强减小,化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,反应达到平衡后,测得氨气的体积分数减小,C不符合题意;
D.按起始投料比成比例增加反应物的浓度,即增大了反应体系的压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,当反应达到平衡后测得氨气的体积分数增大,D符合题意;
故合理选项是D。
5.(高一下·上海奉贤·期中)可逆反应反应过程中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是
A.平衡后,增大A的量,可以提升B的转化率
B.平衡后,若升高温度,平衡则向逆反应方向移动
C.平衡后,使用催化剂,有利于平衡向正反应方向移动
D.化学方程式中
【答案】B
【分析】由左图知,T2>T1,升高温度,C%减小,则升温平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应;由右图可知,压强为P2先到达平衡,故P2>P1,增大压强,C%减小,则增压平衡向逆向移动,而增大压强平衡向体积减小的方向移动,故n<p+q;
【详解】A.达平衡后增加A的量,因A为固体,对平衡无影响,B的转化率不变,故A错误;
B.由左图知,升高温度,C%减小,平衡逆向移动,故B正确;
C.使用催化剂,能缩短到达平衡时间,但平衡不移动,故C错误;
D.增大压强,C%减小,平衡逆向移动,而增大压强平衡向体积减小的方向移动,则n<p+q,故D错误;
故选:B。
6.(24-25高一下·上海·期末)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫是一个关键步骤。在密闭容器中压强及温度对转化率(利用率)的影响如下表:
转化率(%)
0.1MPa
0.5MPa
1.0MPa
10MPa
400℃
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500℃
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600℃
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
(1)写出二氧化硫转化为三氧化硫的化学方程式___________。
(2)加快化学反应速率的常见方法有:A.使用催化剂 B.升温 C.增加反应物的浓度 D.加压 E.减小固体颗粒物大小。若使上述反应速率增大,可使用的方法有___________(不定项)。
(3)化学平衡只适用于可逆反应,常见改变化学平衡的方法有:A.温度 B.压强 C.溶液的浓度。若使上述化学反应正向移动,可使用的方法有___________(不定项)。
(4)实际工业生产条件的选择,要综合考虑各种因素,根据表中数据可知,生成的反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)。若升高温度,正反应速率___________(填“增大”或“减小”),逆反应速率___________(填“增大”或“减小”),但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”),化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(5)在上述密闭容器中,若将容器体积扩大为原来的2倍,正反应速率___________(填“增大”或“减小”),逆反应速率___________(填“增大”或“减小”),但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”),化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(6)分析上表,最适宜的条件是在___________℃,___________MPa。
(7)的催化氧化采用常压而不是高压,其主要原因是___________。
【答案】(1)2SO2+O2 2SO3
(2)ABCDE
(3)AB
(4) 放热 增大 增大 < 逆反应
(5) 减小 减小 < 逆反应
(6) 400~500 0.1
(7)增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本
【详解】(1)二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,反应可逆,化学方程式为2SO2+O2 2SO3;。故答案为:2SO2+O2 2SO3;
(2)对于2SO2+O2 2SO3,加快化学反应速率的常见方法有:A.使用催化剂降低反应的活化能,显著提高反应速率,故A符合;B.升温,分子动能增加,有效碰撞频率提高,活化分子比例上升,反应速率加快,故B符合;C.增加反应物的浓度使单位体积内分子数增多,碰撞概率增大,速率加快,故C符合;D.加压缩小气体体积,浓度增大,速率加快,故D符合;E.上述反应中催化剂是固体,减小固体颗粒物大小,增大固体表面积,使反应接触面增加,速率提高,故E符合。若使上述反应速率增大,可使用的方法有ABCDE。故答案为:ABCDE;
(3)对于2SO2+O2 2SO3,是气体体积减小的放热反应:A.降低温度,反应正向进行,故A符合;B.增大压强,反应正向进行,故B符合;C.上述反应不是在溶液中进行的,故C不符。若使上述化学反应正向移动,可使用的方法有AB。故答案为:AB;
(4)实际工业生产条件的选择,要综合考虑各种因素,根据表中数据可知,相同压强下,随温度升高二氧化硫的转化率降低,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,生成的反应属于放热反应。若升高温度,正反应速率增大,逆反应速率增大,但正反应速率<逆反应速率,化学平衡向逆反应方向移动。故答案为:放热;增大;增大;<;逆反应;
(5)在上述密闭容器中,若将容器体积扩大为原来的2倍,扩大容器体积,各组分浓度减小,正逆反应速率都减小,但正反应速率<逆反应速率,平衡向气体体积增大的逆向移动,二氧化硫的转化率降低。故答案为:减小;减小;<;逆反应;
(6)由表中数据可知,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本,故通常采取采用常压,最适宜的条件是在400~500℃时转化率较高速率又不太低,0.1MPa。故答案为:400~500;;
(7)由表中数据可知,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本。故答案为:增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本。
(24-25高一下·上海·期末)某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
7.该反应的化学方程式为_____。
8.反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为_____。
9.若X、Y、Z均为气体,反应达平衡后,若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍,达新平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该正反应为_____的反应(填“”或“”);达新平衡时,容器内混合气体的平均分子量比原平衡时_____(填增大、减小或相等)。
10.此反应达平衡后,若只加大体系压强,Z的物质的量减少,若Y是气体,则X的聚集状态是_____。
【答案】7. 8. 9. 减小 10.固体或液体
【解析】7.根据图像,0~2min内X 物质的量减少0.3mol、Y物质的量减少0.1mol、Z物质的量增加0.2mol,则X和Y是反应物、Z是生成物,化学计量数比等于变化物质的量之比,2min后各物质物质的量不变且不为0,说明达到平衡状态,所以该反应方程式为 ;
8.反应开始至2min,气体Z的物质的量增加0.2mol,气体Z的平均反应速率为;
9.若X、Y、Z均为气体,反应达平衡后,若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍,平衡逆向移动,达新平衡时,容器内温度将降低,说明逆反应吸热,则该正反应为放热反应,正反应;达新平衡时,气体物质的量增多,容器内混合气体的平均分子量比原平衡时减小。
10.此反应达平衡后,若只加大体系压强,Z的物质的量减少,说明平衡逆向移动,则正反应气体物质的量增多,若Y是气体,则X的聚集状态是固体或液体。
拓展培优
11.(24-25高一下·上海·期末)我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇()。制备甲醇的主反应:(正反应放热)。
(1)恒温恒容时,投入一定量的和氢气建立平衡后,在时刻增加氢气的物质的量,时达到平衡,请描述从时刻到,正反应向速率的变化情况:_______。若时降温,_______反应方向速率变化幅度大(填“正”或“逆”)。
(2)若向一个固定容积为VL的容器中充入和,一定温度下达到平衡状态:
①保持温度、体积不变,若向容器内充入一定量的Ne,则的平衡转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”,下同)。
②保持温度、体积不变,若再向容器内充入一定量的,则的平衡转化率_______。
③保持温度、体积不变,若起始时,改为向容器中充入和,则相比原平衡,新的平衡中的平衡浓度_______。
④保持温度不变,若另在一起始体积为VL的恒压密闭容器中投入和进行反应,则的平衡转化率_______。
【答案】(1) 正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小至不变 逆
(2) 不变 变小 不变 增大
【详解】(1)在时刻增加氢气的物质的量,氢气浓度增大,正反应速率增大,随着氢气被消耗,正反应速率减小至不变;反应为放热反应,若时降温,则平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,则逆反应的速率变化幅度大于正反应速率变化;
(2)①保持温度、体积不变,若向容器内充入一定量的Ne,不影响反应中各物质浓度,平衡不移动,则的平衡转化率不变;
②保持温度、体积不变,若再向容器内充入一定量的,平衡正向移动,促进氢气转化,但是二氧化碳自身的平衡转化率变小;
③保持温度、体积不变,若起始时,改为向容器中充入和,则达到新平衡时与原平衡为等效平衡,故相比原平衡,新的平衡中的平衡浓度不变;
④反应为气体分子数减小的反应,保持温度、体积不变,反应后体系压强减小;若保持温度不变,另在一起始体积为VL的恒容密闭容器中投入和进行反应,达到新平衡后相当于在原平衡基础上增大压强,平衡正向向移动,导致的平衡转化率增大。
12.(24-25高一上·上海闵行·期中)在一定温度下将气体和气体在2L密闭容器中混合并发生反应:(吸热反应)。若经后达到平衡,测得C的平衡浓度为。回答下列问题:
(1)若反应达平衡后升温,则平衡向_______移动(填“正向”或“逆向”),逆反应速率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)该反应为吸热反应,则反应物的化学键断裂要吸收的能量_______ (填“>”“<”或“=”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(3)时物质B的浓度为_____,已知某反应物,当反应达到平衡时,B的平衡转化率为_____。
(4)一定条件下,当该可逆反应,达平衡状态,下列说法中错误的是_______。
A.A、B、C、D四者共存 B.容器内压强不再变化
C.A、B、C、D的浓度不再变化 D.
(5)下列不能使该反应的反应速率增大的是_______。
A.及时分离出D气体 B.适当升高温度 C.缩小容器体积增大压强 D.选择高效催化剂
【答案】(1) 正向 增大
(2)>
(3) 20%
(4)D
(5)A
【分析】平衡时,C的物质的量为0.6mol•L-1×2L=1.2mol,列三段式:。
【详解】(1)该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动;升高温度,正逆反应速率均会增大;
(2)吸热反应,反应物总键能-生成物总键能,即反应物的化学键断裂要吸收的能量>生成物的化学键形成要放出的能量;
(3)由分析中三段式可知,2min时物质B的浓度为,B的平衡转化率为;
(4)A.该反应为可逆反应,平衡是动态平衡,故A、B、C、D四者共存,A正确;
B.当达到平衡时,各物质浓度保持不变,在2L密闭容器中压强不再变化,B正确;
C.各物质浓度不变是平衡状态的标志,故达平衡状态,A、B、C、D的浓度不再变化,C正确;
D.在任何时候都存在速率之比等于化学计量数之比,即,应,D错误;
故选D;
(5)A.分离D气体降低其浓度,逆反应速率减小,正反应速率瞬间不变,随后速率降低,A选;
B.升温加快反应速率,无论是正反应还是逆反应反应速率均加快,B不选;
C.增大压强(缩小体积),各物质浓度变大,反应速率增大,C不选;
D.选择高效催化剂,降低反应活化能,反应速率增大,D不选;
故选A。
13.(24-25高一下·上海·开学考试)工业废气中氮氧化物(NO、NO2等,以通式NOx表示)是主要的大气污染物之一。
利用甲烷可消除NO2污染,CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和0.80molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表:
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
60
①
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
0.15
(1)组别①中,0~10min内NO2的平均降解速率为v(NO2)= ___________。
(2)由实验数据可知实验控制的温度T2___________T1(填“>”或“<”),T2温度下40min时n(CH4)=___________mol,该反应正反应为___________反应(填“吸热”或“放热”) 温度T1时CO2物质的量随时间的变化如下图,在图中画出温度T2时CO2物质的量随时间的变化曲线___________。
【答案】(1)0.03mol·L-1·min-1
(2) > 0.15 放热
【详解】(1)由表格数据可知,组别①中,0~10min内甲烷物质的量的变化量为(0.5—0.35)mol=0.15mol,由方程式可知,0~10min内二氧化氮的平均降解速率为=0.03 mol/(L·min),故答案为:0.03 mol/(L·min);
(2)
由实验数据可知,实验控制的温度T1时,0~10min内甲烷物质的量的变化量为(0.5-0.35)mol=0.15mol,实验控制的温度T2时,0~10min内甲烷物质的量的变化量为(0.5-0.3)mol=0.2mol,说明T2时反应的反应速率快于T1时,所以实验控制的温度T1小于T2。由实验数据可知,实验控制的温度T1时,0~10min内甲烷物质的量的变化量为(0.5-0.35)mol=0.15mol,实验控制的温度T2时,0~10min内甲烷物质的量的变化量为(0.5-0.3)mol=0.2mol,T2时反应的反应速率快于T1时,所以T2温度下40min时反应达到平衡,甲烷的物质的量为0.15mol;由反应达到平衡时T2温度下甲烷的物质的量大于T1,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。由实验数据可知,该反应为放热反应,实验控制的温度T1小于T2,T2时反应的反应速率快于T1时,反应先达到平衡,升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的物质的量减小,则T2时二氧化碳物质的量随时间的变化曲线如下图:。
(24-25高一下·上海·期末)Bodensteins研究了反应:。温度时,在两个体积均为的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中的物质的量分数与反应时间的关系如下表:
容器编号
起始物质
0
20
40
60
80
100
120
Ⅰ
0.5mol0.5mol
0
50
68
76
80
80
80
Ⅱ
ymolHI
100
80
80
研究发现上述反应中,,其中为常数。
14.温度为时,该反应的_______。(填具体数值)
15.起始时,若向容器Ⅰ中加入物质的量均为,则此时反应_______进行(填“正向”或“逆向”),说明理由:_______。
16.容器Ⅱ中,的值为_______。
A.1 B.2 C.3 D.以上均可能
【答案】14.64 15. 正向 浓度商 16.D
【解析】14.设转化的的物质的量浓度为n mol/L,由表格中数据可知三段式,,解得n=0.4mol/L,,反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,即,则;
15.若起始时,向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.lmol的H2、I2、HI,此时浓度商,反应正向进行;
16.反应前后气体的物质的量不变,改变压强,平衡不移动,因此无论y为何值,l和Ⅱ均等效,两容器达平衡时x(HI)%均相同,故D正确,故选D。
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第六章 化学反应速率和化学平衡
第二节 化学平衡
第2课时 化学平衡的移动
教学目标
1.理解化学平衡移动的含义,掌握浓度、温度对平衡移动的影响规律。
2.结合实验与速率变化分析移动本质,提升证据推理与模型认知素养。
3.联系化工生产实际,认识调控平衡的意义,树立变化平衡的化学观念。
重点和难点
重点:浓度、温度对化学平衡移动的影响规律。
难点:从正逆速率变化理解平衡移动本质,依据实验证据判断移动方向。
◆知识点一 化学平衡移动
当可逆反应达到化学平衡状态后,若反应条件(如浓度、温度等)改变了,原来的平衡状态就会被打破,正、逆反应的速率 ,平衡混合物里各组成物质的含量 ,直至达到新的平衡,这个过程叫做化学平衡的移动。
易错提醒
可逆反应要先达到化学平衡,改变条件,才有化学平衡移动。
即学即练
1.在一定条件下,反应达到了平衡,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.反应速率增大 B.的体积分数发生变化
C.反应速率减小 D.的质量不变
2.下列关于化学平衡的说法中,不正确的是
A.当可逆反应达到化学平衡时,正、逆反应速率一定相等
B.当可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率都为零
C.当可逆反应达到化学平衡后,改变某些条件可以使平衡破坏
D.当可逆反应达到平衡时,尽管正、逆反应都还在进行,但各物质的浓度保持不变
3.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.时刻,反应逆向进行
B.时刻,反应停止进行
C.时刻,反应已达该条件下的限度
D.时刻,反应物的量逐渐增多
◆知识点二 浓度对化学平衡的影响
FeCl3稀溶液和KSCN稀溶液反应的化学方程式为 。反应后溶液的颜色为 。
(1)如果向上述溶液中加入较大浓度的FeCl3溶液,则溶液的颜色 ,说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 ,平衡向 方向移动。
(2)如果向上述溶液中加入较大浓度的KSCN溶液,则溶液的颜色 。说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 ,平衡向 方向移动。
(3)如果向上述溶液中加入氢氧化钠溶液,其现象是 ,平衡向 方向移动。
结论:增大反应物浓度,平衡向 方向移动;减小反应物浓度,平衡向 方向移动。
易错提醒
改变纯固体或者液体的浓度,平衡不移动。
即学即练
4.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是
A.H+浓度减小,HClO浓度减小 B.H+浓度增大,HClO浓度增大
C.H+浓度减小,HClO浓度增大 D.H+浓度增大,HClO浓度减小
5.在恒温恒容的条件下,反应:已达平衡,能使平衡正向移动的措施是
A.减小D的浓度 B.增大D的浓度
C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度
6.在密闭容器中进行反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),达到平衡时,若温度保持不变,增加N2的浓度,则
A.正反应速率一直增大 B.逆反应速率先减小
C.化学平衡向正反应方向移动 D.化学平衡向逆反应方向移动
◆知识点三 温度对化学平衡的影响
NO2和N2O4存在着如下平衡 ,混合气体的颜色为 。
(1)如果加热混合气体,则颜色会 ,说明了NO2浓度 ,平衡向 (填“放热”或“吸热”)方向移动。
(2)如果冷却混合气体,则颜色会 ,说明NO2浓度 ,平衡向 填“放热”或“吸热”)方向移动。
结论:升高温度,平衡向 方向移动;降低温度,平衡向 方向移动。
即学即练
7.反应A(g)+3B(g)2C(g) 达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
8.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1 s时,
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为
D.此反应达到平衡时,升高温度,化学平衡不会发生移动
9.某同学研究浓度对化学平衡的影响,下列说法正确的是
已知:(橙色)(黄色)
试管b中颜色不变后与试管a比较,溶液颜色变浅。滴加浓硫酸,试管c温度略有升高,溶液颜色与试管a相比,变深。
A.该反应为氧化还原反应
B.待试管b中溶液颜色不变的目的是使完全反应
C.该实验不能证明减小生成物浓度平衡正向移动
D.试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
一、化学平衡的移动——勒沙特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
外因的变化
备注
对反应速率的影响
对化学平衡的影响
浓度
增大反应物的浓度
固体物质除外
v正增大,且v正>v逆
向正反应方向移动
减小生成物的浓度
v逆减小,且v正>v逆
减小反应物的浓度
v逆减小,且v正<v逆
向逆反应方向移动
增大生成物的浓度
v逆增大,且v正<v逆
压强
增压引起浓度改变
固体和液体、恒容时充入不反应气体情况除外
v正、v逆均增大,只是增大的倍数不同
向气体体积减小的方向移动
减压引起浓度改变
v正、v逆均减小,只是减小的倍数不同
向气体体积增大的方向移动
恒容时冲入不反应气体
各物质浓度不变,v正、v逆均不变
平衡不移动
恒压时冲入不反应气体
容器体积增大,各物质浓度减小,v正、v逆均减小,按照减压进行思考。
向气体体积增大的方向移动
温度
增大温度
v正、v逆均增大,v吸热>v放热
向吸热方向移动
减小温度
v正、v逆均增大,v吸热<v放热
向放热方向移动
催化剂
加入(正)催化剂
v正、v逆均增大,且增大程度相同
平衡不移动
【补充说明】平衡移动与转化率的变化:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。
反应实例
条件变化与平衡移动方向
达新平衡后转化率变化
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q
增大O2浓度,平衡正移
O2转化率降低,SO2转化率增大
增大SO3浓度,平衡逆移
O2转化率降低,SO2转化率降低
升高温度,平衡逆移
O2转化率降低,SO2转化率降低
增大压强,平衡正移
O2转化率增大,SO2转化率增大
2NO2(g) N2O4(g)
体积不变时,加入NO2
NO2转化率增大
2HI(g) H2(g)+I2(g)
增大HI的浓度,平衡正移
HI转化率不变
增大压强,平衡不移动
HI转化率不变
实践应用
1.下列事实能用勒夏特列(平衡移动)原理解释的是
A.反应,平衡后加入铁粉溶液颜色变浅
B.硫酸工业中的重要反应,工业上常加入做催化剂
C.密闭容器中发生反应,平衡后增大压强气体颜色变深
D.合成氨反应(正反应放热),工业上采用高温条件更有利于合成氨
2.下列说法正确的是
A.铁和硫酸反应时,硫酸浓度越大,产生的速率越快
B.向的平衡体系中加入适量KCl固体,平衡逆向移动
C.将的平衡体系升高温度,平衡正向移动
D.碳酸钙与盐酸反应的过程中,再增加碳酸钙固体,可以加快反应速率
3.已知图一表示的是可逆反应 的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应 的浓度(c)随时间t的变化情况。下列说法中正确的是
A.图一时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
B.若图一时改变的条件是增大压强,则反应的增大
C.图二时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
D.若图二时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小
2、 化学平衡速率-时间图像
1.速率—时间图像(v-t图像)
Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了 反应物的浓度 ,使正反应速率突变,且平衡 正向 移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡 正向 移动,说明该反应的正反应可能是 放热 反应或气体总体积增大 的反应,改变的条件是 降低温度 或 减小压强 。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡 没有发生 移动,可能是使用了 催化剂 ,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
2.百分含量—时间—温度图像
Ⅰ.T2>T1,温度升高,平衡 逆向 移动,正反应是 放热 反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率 减小 ,说明正反应是气体总体积 增大 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 不变 ,说明平衡 不发生 移动,但反应速率a>b,故a可能使用了 催化剂 ;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强。
实践应用
4.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0.如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A.t2时速率加快,平衡正向移动 B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强 D.t6的转化率最低
5.尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素,恒温恒容密闭体系通入反应物发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),正反应为放热反应,下列有关表达正确的是
A.Ⅰ图象中纵坐标可能为平衡常数K
B.Ⅱ图象中t时刻升高温度,则纵坐标代表正反应速率
C.Ⅲ图象中纵坐标可能为混合气体密度
D.Ⅳ图象中纵坐标可能为化学反应速率
6.如图所示,可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g)△H<0的图像正确的是
A. B.
C. D.
三、化学平衡的计算
1、三段式法:
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件计算。
例:在一定条件下,向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),10 min时测定生成NH3 1 mol,则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少?
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始 2 mol 4 mol 0
转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol
在“三段式”中,转化的部分是按照化学计量系数进行反应的
v(N2)==0.025 mol/(L·min)
v(H2)==0.075 mol/(L·min)
v(NH3)==0.05 mol/(L·min)
①、反应的转化率(α):指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比
N2的转化率=,H2的转化率=
②、生成物的产率:指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值
NH3的产率=
③、反应结束时各物质的浓度
c(N2)=,c(H2)=,c(NH3)=
④、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数)
N2的体积分数=
H2的体积分数=
NH3的体积分数=
实践应用
7.一定温度下,1 mol X和在容积为2 L的密闭容器中发生反应:,5 min后达到平衡,此时生成。下列说法正确的是
A.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
B.用X表示此反应速率是
C.用X表示此反应的反应速率是
D.当混合气体的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
8.某温度下为了研究合成氨的反应,研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和,在时测得容器内,,,恒温下测得容器内压强变化如图所示,下列说法正确的是
A.M点:
B.氢气的平衡转化率为50%
C.改变条件,可使
D.自起始至达到平衡状态时,氮气的平均速率为
9.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A(g)、B(g),发生反应:,反应起始时气体总压强为p0,12 min时C的物质的量浓度为0.2 mol/L,A(g)、B(g)的物质的量随反应时间的变化如图。设平衡时气体总压强为p,下列说法正确的是
A.b=1,c=1
B.4 min时,混合气体的总物质的量为1.0 mol
C.p0∶p=13∶9
D.12 min时,气体C的摩尔分数为()为
考点一 化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
【例1】在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像,推断在t1时刻突然变化的条件可能是( )
A.降低体系温度 B.减小生成物的浓度
C.催化剂失效 D.增大容器的体积
解题要点
1.化学平衡移动的本质
由上图可推知:
(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。
(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
v正>v逆
平衡向正反应方向移动
v正=v逆
反应达到平衡状态,不发生平衡移动
v正<v逆
平衡向逆反应方向移动
【变式1-1】下图表示一定条件下N2+3H22NH3的反应速率和时间的关系,其中t1是达到平衡需要的时间,t2~t3是改变一个条件后出现的情况,则该条件可能是
A.加压 B.升温
C.加入催化剂 D.增大反应物浓度
【变式1-2】在一定温度下的密闭容器中发生反应:平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为。下列有关判断错误的是
A. B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率降低 D.C的体积分数减小
考点二 浓度对化学平衡移动的影响
【例2】FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3(红色)+ 3KCl ,平衡后,加入少量下列物质,能使体系颜色变浅的是
A.氯化钠固体 B.氢氧化钠固体 C.氯化铁粉末 D.KSCN固体
解题要点
以反应:mA(g)+nB(g)pC(g)为例。
1.当反应达到平衡后,其它条件不变时,改变反应体系中某种物质的浓度对平衡移动有何影响:
改变条件
v正、v逆相对大小
平衡移动方向
①
增大反应物A或B的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
②
减小生成物C的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
③
增大生成物C的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
④
减小反应物A或B的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
2.利用速率—时间图像分析,其它条件不变时,改变浓度对化学平衡移动的影响:
上表的①和②,平衡正向移动:
上表的③和④,平衡逆向移动:
3.若改变固体或纯液体反应物的用量,化学反应速率不变,平衡不移动。
【变式2-1】300多年前,英国科学家罗伯特·波义耳偶然捕捉到一种奇特的现象:不小心将盐酸滴到紫罗兰鲜花上花儿更红了,后来又经过大量实验发现了酸碱指示剂。化合物HIn在水溶液中因存在下列平衡,故可用作酸碱指示剂。
有浓度为的下列物质的溶液,其中能使指示剂显红色的是
①HCl ②NaOH ③NaCl ④NaHSO4 ⑤NH3·H2O
A.①②⑤ B.②⑤ C.②③⑤ D.①④
【变式2-2】在K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+,溶液颜色介于黄色和橙色之间,现欲使溶液颜色变浅,可以在溶液中加入
①H+ ②OH- ③K+ ④H2O
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
考点三 温度对化学平衡移动的影响
【例3】合成氨所需的H2可由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H<0提供,下列措施中,能提高CO转化率的是
A.增大水蒸气浓度 B.升高温度 C.增大CO浓度 D.增大压强
解题要点
化学平衡
aA+bBcC+dD(吸热反应)
aA+bBcC+dD(放热反应)
外界温度的改变
升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
速率变化影响
v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正<v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正>v′逆
v正、v逆同时增大,且v′正<v′逆
平衡移动的方向
正反应方向
逆反应方向
正反应方向
逆反应方向
v-t图像
规律总结
在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动
【变式3-1】有一处于平衡状态的反应:A(s)+2B(g)3C(g),ΔH<0。为了使平衡向逆反应方向移动,可选择的条件是
①升温 ②降温 ③加压 ④减压 ⑤加催化剂
A.①③ B.①③⑤ C.①④ D.②④⑤
【变式3-2】在容积一定的密闭容器中,反应达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述错误的是
A.正反应吸热 B.平衡常数增大
C.反应速率增大 D.Y的体积分数增大
考点四 化学平衡的计算
【例4】某温度下,向2L恒容密闭容器中充入3molX(g)和2molY(s),发生反应,3.5min后反应达到平衡,此时测得,反应速率。下列说法错误的是
A.a=2
B.X的平衡转化率为70%
C.
D.内,随着反应的进行,容器内混合气体的密度逐渐增大
解题要点
1.准确写出有关反应的化学方程式。
2.在方程式下面列出起始、转化、平衡三种情况(可根据题意用物质的量、物质的量浓度、气体体积、气体压强等)。
3.用题目中给出的条件把相关量联系起来。
【变式4-1】在一定温度下,将1molA和2molB通入容积为2L的某密闭容器中发生反应:。2min后反应达到平衡状态,测得容器内C的物质的量浓度为,则下列叙述错误的是
A., B.平衡时A的转化率为25%
C.平衡时B的体积分数约为25% D.初始时的压强与平衡时的压强之比为
【变式4-2】在一定条件下,将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡,测得生成0.8mol D,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是
A.x=1
B.2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1
C.A与B的转化率相等,均为40%
D.该条件下该反应,A和B的转化率一直相等
基础达标
1.(25-26高二上·北京东城·期末)对下列平衡体系进行如下实验操作,平衡一定不发生移动的是
选项
平衡体系
实验操作
A
滴加几滴浓盐酸
B
升高温度
C
加入高效催化剂
D
滴加几滴浓NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
2.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)已知反应:A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g),在一定温度下达到平衡。下列措施中,一定不能使平衡向正反应方向移动的是
A.增大A的浓度 B.增大压强 C.升高温度 D.使用合适的催化剂
3.(25-26高二上·甘肃酒泉·期末)在恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) <0。下列措施能使正反应速率v(正)增大,且使平衡向正反应方向移动的是
A.升高温度 B.充入He C.充入O2(g) D.使用催化剂
4.(25-26高二上·陕西商洛·期中)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.鼓入过量空气有利于转化为
B.合成氨控制在500℃左右的温度
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集
D.合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
5.(25-26高二上·四川遂宁·期中)一定条件下,通过下列反应制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) 该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是
A.增加MgSO4的物质的量,可以提高CO的转化率
B.该反应为吸热反应,工业生产中温度越高越好
C.将尾气分离可以提高正反应的反应速率,从而使平衡正向移动,提高原料转化率
D.恒温时,增大压强,平衡逆移,平衡常数不变
6.(24-25高二上·上海·期中)下列叙述中不能用平衡移动原理解释
A.工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率
B.密闭容器中发生反应:,拉伸容器混合气颜色变浅
C.煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治
D.合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气
7.在合成氨工业中,为增加NH3的日产量,实施下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是
A.不断将氨分离出来
B.使用催化剂
C.采用700K左右的高温而不是900K的高温
D.采用2×107~5×107Pa的压强
8.对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应达平衡后,增大O2的浓度,下列说法正确的是
A.v正增大,v逆减小 B.O2的转化率增大
C.平衡常数增大 D.O2的百分含量增大
9.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使平衡向正反应方向移动,正确的是
A.生成物的百分含量一定增加 B.正反应速率大于逆反应速率
C.反应物的转化率一定增大 D.反应物浓度一定降低
10.(高一上·上海·期末)由TiCl4冶炼钛方法有:900℃,;从平衡移动角度解释上述冶炼金属钛的反应原理________________________。
11.(23-24高一下·上海·期中)现将和投入的密闭容器,在一定条件下,利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:。回答下列问题:
(1)合成氨反应平衡常数的表达式为_______。温度升高,K值_______(填“增大”“减小”或“不变”):使用催化剂,K值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)当反应达到平衡后,向体系中充入,平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”);给体系降温,_______(填“增大”“减小”域“不变”)_______(填“增大”“减小”域“不变”),平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
12.(高一下·上海·期末)对于以下两个反应,只加入反应物建立平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。
(1):再充入,平衡向_______方向移动,达到平衡后,的转化率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),的百分含量_______。
(2):再充入,平衡向_______方向移动,达到平衡后,HI的分解率_______,HI的百分含量_______。
13.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) (放热反应)的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图象是___________(填序号,下同),平衡___________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图象是___________,平衡向___________方向移动。
(3)增大O2的浓度对反应速率影响的图象是___________,平衡向___________方向移动。
14.(高一下·上海·期末)已知反应达到平衡后,改变反应条件(),A的转化率变化如下图所示。试分析该反应为吸热反应还是放热反应,与c的大小。
(1)该反应为___________热反应(填“吸”或“放”)。
(2)___________c(填>、<或=)。
15.(高一下·上海·期末)工业合成氨
(1)合成氨的适宜条件探究:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) + Q(Q>0)
反应条件
对化学反应速率的影响
对平衡混合物中NH3含量的影响
化学反应速率与化学平衡综合考虑
增大压强
___________(填“加快”或“减慢”)
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响一致,应___________压强(填“增大”或“减小”)
升高温度
___________
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响___________温度控制要适宜
使用催化剂
___________
___________影响(填“有”或“没”)
用合适催化剂有利于加快反应速率
增加反应物浓度
___________
平衡向___________反应方向移动(填“正”或“逆”)
影响一致应___________反应物浓度
∴合成氨的合理生产条件:① 使用___________为催化剂 ②一定程度的加压 ③温度控制在催化剂的活性温度(500℃) ④及时分离___________
综合应用
1.(高一下·上海奉贤·期中)已知反应,为了提高二氧化硫的转化率,我们可以采取的措施有
A.通入过量空气 B.使用高温加热 C.使用 D.使用常压
2.(高一下·上海·期末)下列事实能用化学平衡移动原理解释的是
A.用饱和食盐水除去中的
B.用稀盐酸除去铜粉中的铁粉
C.在催化下缩短催化氧化的时间
D.用和制备,工业选择常压而高压
3.(高一下·上海·期末)下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是:①已达平衡的反应,当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动;②已达平衡的反应,当增大的浓度时,平衡向正反应方向移动,的转化率一定升高;③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应容器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动;④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应容器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
4.(高一下·上海·期末)在恒容密闭容器中进行的合成氨反应,达到平衡后改变一个条件,一段时间又达到平衡,此时测得氨气的体积分数增大。下列可能的原因是
A.升高温度 B.在容器中通入一定量的氦气
C.增大容器体积 D.按起始投料比成比例增加反应物的浓度
5.(高一下·上海奉贤·期中)可逆反应反应过程中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是
A.平衡后,增大A的量,可以提升B的转化率
B.平衡后,若升高温度,平衡则向逆反应方向移动
C.平衡后,使用催化剂,有利于平衡向正反应方向移动
D.化学方程式中
6.(24-25高一下·上海·期末)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫是一个关键步骤。在密闭容器中压强及温度对转化率(利用率)的影响如下表:
转化率(%)
0.1MPa
0.5MPa
1.0MPa
10MPa
400℃
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500℃
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600℃
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
(1)写出二氧化硫转化为三氧化硫的化学方程式___________。
(2)加快化学反应速率的常见方法有:A.使用催化剂 B.升温 C.增加反应物的浓度 D.加压 E.减小固体颗粒物大小。若使上述反应速率增大,可使用的方法有___________(不定项)。
(3)化学平衡只适用于可逆反应,常见改变化学平衡的方法有:A.温度 B.压强 C.溶液的浓度。若使上述化学反应正向移动,可使用的方法有___________(不定项)。
(4)实际工业生产条件的选择,要综合考虑各种因素,根据表中数据可知,生成的反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)。若升高温度,正反应速率___________(填“增大”或“减小”),逆反应速率___________(填“增大”或“减小”),但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”),化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(5)在上述密闭容器中,若将容器体积扩大为原来的2倍,正反应速率___________(填“增大”或“减小”),逆反应速率___________(填“增大”或“减小”),但正反应速率___________逆反应速率(填“>”或“<”),化学平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(6)分析上表,最适宜的条件是在___________℃,___________MPa。
(7)的催化氧化采用常压而不是高压,其主要原因是___________。
(24-25高一下·上海·期末)某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
7.该反应的化学方程式为_____。
8.反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为_____。
9.若X、Y、Z均为气体,反应达平衡后,若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍,达新平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该正反应为_____的反应(填“”或“”);达新平衡时,容器内混合气体的平均分子量比原平衡时_____(填增大、减小或相等)。
10.此反应达平衡后,若只加大体系压强,Z的物质的量减少,若Y是气体,则X的聚集状态是_____。
拓展培优
11.(24-25高一下·上海·期末)我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇()。制备甲醇的主反应:(正反应放热)。
(1)恒温恒容时,投入一定量的和氢气建立平衡后,在时刻增加氢气的物质的量,时达到平衡,请描述从时刻到,正反应向速率的变化情况:_______。若时降温,_______反应方向速率变化幅度大(填“正”或“逆”)。
(2)若向一个固定容积为VL的容器中充入和,一定温度下达到平衡状态:
①保持温度、体积不变,若向容器内充入一定量的Ne,则的平衡转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”,下同)。
②保持温度、体积不变,若再向容器内充入一定量的,则的平衡转化率_______。
③保持温度、体积不变,若起始时,改为向容器中充入和,则相比原平衡,新的平衡中的平衡浓度_______。
④保持温度不变,若另在一起始体积为VL的恒压密闭容器中投入和进行反应,则的平衡转化率_______。
12.(24-25高一上·上海闵行·期中)在一定温度下将气体和气体在2L密闭容器中混合并发生反应:(吸热反应)。若经后达到平衡,测得C的平衡浓度为。回答下列问题:
(1)若反应达平衡后升温,则平衡向_______移动(填“正向”或“逆向”),逆反应速率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)该反应为吸热反应,则反应物的化学键断裂要吸收的能量_______ (填“>”“<”或“=”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(3)时物质B的浓度为_____,已知某反应物,当反应达到平衡时,B的平衡转化率为_____。
(4)一定条件下,当该可逆反应,达平衡状态,下列说法中错误的是_______。
A.A、B、C、D四者共存 B.容器内压强不再变化
C.A、B、C、D的浓度不再变化 D.
(5)下列不能使该反应的反应速率增大的是_______。
A.及时分离出D气体 B.适当升高温度 C.缩小容器体积增大压强 D.选择高效催化剂
13.(24-25高一下·上海·开学考试)工业废气中氮氧化物(NO、NO2等,以通式NOx表示)是主要的大气污染物之一。
利用甲烷可消除NO2污染,CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和0.80molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表:
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
60
①
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
0.15
(1)组别①中,0~10min内NO2的平均降解速率为v(NO2)= ___________。
(2)由实验数据可知实验控制的温度T2___________T1(填“>”或“<”),T2温度下40min时n(CH4)=___________mol,该反应正反应为___________反应(填“吸热”或“放热”) 温度T1时CO2物质的量随时间的变化如下图,在图中画出温度T2时CO2物质的量随时间的变化曲线___________。
(24-25高一下·上海·期末)Bodensteins研究了反应:。温度时,在两个体积均为的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中的物质的量分数与反应时间的关系如下表:
容器编号
起始物质
0
20
40
60
80
100
120
Ⅰ
0.5mol0.5mol
0
50
68
76
80
80
80
Ⅱ
ymolHI
100
80
80
研究发现上述反应中,,其中为常数。
14.温度为时,该反应的_______。(填具体数值)
15.起始时,若向容器Ⅰ中加入物质的量均为,则此时反应_______进行(填“正向”或“逆向”),说明理由:_______。
16.容器Ⅱ中,的值为_______。
A.1 B.2 C.3 D.以上均可能
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