2.2 化学平衡 第2课时(讲义)化学人教版选择性必修1
2026-07-20
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精品
摘要:
本讲义聚焦“影响化学平衡的因素”核心知识点,先阐述化学平衡移动的概念、过程及判断方法,再通过实验探究浓度、压强、温度、催化剂对平衡的影响,最终构建勒夏特列原理,形成“概念-实验-原理-应用”的完整学习支架。
该资料以实验探究为特色,如FeCl3与KSCN反应、NO2压强温度实验等,培养学生科学探究与实践能力,通过速率分析、Q/K比较发展科学思维,随学随练和拓展应用设计,课中辅助教师实验教学,课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第二章
化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡的因素
课标要点
1.通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡移动的影响。
2.从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,浓度、压强、温度改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
3.通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响,构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
学习重难点
重点:掌握影响化学平衡移动的因素,并能够判断平衡移动的方向;通过“研究化学平衡的影响因素”的实验探究,培养设计实验的能力,以及分析实验现象并获取有价值信息的能力。
难点:对勒夏特列原理的理解和综合应用。
知识点 化学平衡移动
1.概念
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_______、_______、_______ 等),化学平衡状态被破坏,直至正、逆反应速率______________,在新的条件下达到新的化学平衡 状态。这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。
2.化学平衡移动的过程
正=逆
正>逆
正逆
´正=´逆
反应开始
尚未平衡
化学平
衡状态
正向或
逆向移动
新的化学平衡状态
建立新平衡
化学平衡移动
3.化学平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
(1)若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向_______方向移动;
(2)若外界条件改变,引起v正<v逆时,逆反应占优势,化学平衡向_______方向移动;
(3)若外界条件改变,引起v正和v逆都发生变化,如果v正和v逆仍保持相等,化学平衡就没有发生)_______。
(2)根据结果判断
①如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大,则称平衡_______移动或_______移动;
②如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小,则称平衡_______移动或_______移动。
(3)根据浓度商Q和化学平衡常数K的相对大小判断
对于一般的可逆反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻Q=,当:
Q<K,反应向_______反应方向进行;
Q=K,反应处于_______状态;
Q>K,反应向_______反应方向进行。
特别提醒
反应速率改变时平衡不一定移动,但平衡移动时反应速率一定改变,反应速率改变化学平衡状态一定改变,但平衡不一定移动。
随学随练
1.对化学平衡的下列说法中正确的是( )
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.化学平衡向正反应方向移动时,正反应速率一定增大
D.只有加入催化剂,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况
2.下列说法中,能说明化学平衡一定向正反应方向移动的是( )
A.N2O4(g) 2NO2(g),改变某一条件后,气体颜色加深
B.H2(g)+I2(g) 2HI(g),单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),改变某一条件后,NH3的体积分数增加
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),恒温恒压条件下,充入He
知识点 实验探究影响化学平衡移动的因素(重点)
1.浓度对化学平衡移动的影响
向盛有5mL0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5mL0.015mol/L KSCN溶液,溶液呈红色。
将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中,向试管b中加入少量铁粉,向试管c中滴加4滴1mol/L KSCN溶液,观察b、c试管中溶液颜色的变化,并与试管a对比。
在上述反应体系中存在平衡:Fe3++3SCN- ______________(_______色)
试管
b
c
现象
试管b中溶液颜色比a试管_______
试管c中溶液颜色比a试管_______
实验结论:当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后,溶液的颜色都改变了,这说明平衡混合物的组成发生了变化。
教材延伸
1.本实验的关键是第一次获得的溶液浓度要小、红色要浅。
2.本实验所加4 滴1mol/LKSCN溶液,一方面浓度明显高于原来的 0.015mol/L,另一方面体积改变可以忽略不计,很好地控制了单一变量。
3.作为离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度,对平衡才有影响,如增加 KC1 固体量,平衡不移动,因为 KC1 不参与离子反应。
若其他条件不变,改变浓度对化学平衡的影响及其图像如下:
化学 平衡
aA+bBcC+dD(A、B、C、D为非固体)
体系浓度
改变
增大反应物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
减小生成物浓度
平衡移动
方向
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
速率 变化
v正先增大,v逆随后增大,且v′正>v′逆
v逆先增大,v正随后增大,且v′逆>v′正
v正先减小,v 逆随后减小, 且v′逆>v′正
v逆先减小,v正随 后减小,
且v′正>v′逆
图像
教材延伸
1.增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以化学平衡不移动。
2.工业生产上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,可提高价格较高的原料的转化率,以降低生产成本。
3.在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,v正、v逆均减小,但减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动。
2.压强对化学平衡移动的影响
用50mL注射器吸入20mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处),将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处。观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处以及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时,观察管内混合气体颜色的变化。
在上述反应体系中存在平衡:2NO2(_______色)N2O4(_______色)
实验
体系压强增大
体系压强减小
现象
体系压强增大,气体的红棕色先变_______,然后慢慢变_______,但比压强增大前_______
体系压强减小,气体的红棕色先变_______,然后慢慢变_______,但比压强减小前_______
结论
其他条件不变,增大压强,化学平衡向气体体积_______的反应方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积_______的方向移动。
若其他条件不变,改变压强(通过改变容器体积的方式改变压强)对化学平衡的影响及图像如下:
化学平衡
aA+bB ⇌cC+dD
a+b>c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b<c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b<c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b>c+d
体系压强改变
加压
加压
减压
减压
平衡移
动方向
正向移动
逆向移动
正向移动
逆向移动
速率变化
v正、v逆同时增大,
且v′正>v′逆
v正、v逆同时增大,
且v′逆>v′正
v正、v逆同时减小,
且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,
且v′逆>v′正
图像
易错提醒
1.无气态物质存在的化学平衡,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使平衡发生移动。
2.在容积不变的密闭容器中,气体反应已达到平衡,若向该容器中充入与反应体系无关的气体,化学平衡不移动,原因是气态反应物、生成物的浓度未改变。
3.在容积可变的恒压容器中,充入与反应体系无关的气体,此时虽然总压强不变,但各气态物质的浓度减小(相当于减压),平衡向气体体积增大的方向移动。
4.对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,改变压强后,正、逆反应速率同等程度地改变。因此,增大或减小压强不能使化学平衡发生移动。
3.温度对化学平衡移动的影响
把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。
在上述反应体系中存在平衡:2NO2(_______色)N2O4(_______色)
实验
浸泡在热水中
浸泡在冷水中
现象
混合气体颜色_______
混合气体颜色_______
结论
浸泡在热水中混合气体颜色_______,说明升高温度NO2浓度_______,即平衡向逆反应(_______热反应)方向移动;浸泡在冰水中混合气体颜色_______,说明降低温度NO2 浓度_______,即平衡向正反应(_______热反应)方向移动。
若其他条件不变,改变温度对化学平衡的影响及图像如下:
化学平衡
xX+yYmM+nN ΔH>0
xX+yYmM+nN ΔH<0
体系温度的变化
升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
反应速率变化
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
平衡移动方向
正反应方向
逆反应方向
正反应方向
逆反应方向
vt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.催化剂对化学平衡移动的影响
因为催化剂能______________地改变正、逆反应的化学反应速率,所以加入催化剂只能改变化学反应速率,缩短达到______________,化学平衡_______。其图像(vt图)如下:
随学随练教材延伸
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
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(对有气体参加的反应)
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
同等程度改变v正、v逆,平衡不移动
1.下列说法不正确的是( )
A.某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B.已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
【变式2-2】已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔH<0。如图:a、b表示在一定条件下,D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ,可采取的措施是 ( )
①增加C的质量②升高温度 ③缩小反应容器的容积(加压)④减小B的浓度⑤使用适当催化剂
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
知识点 勒夏特列原理
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_______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。
3.必须有平衡移动,且实际移动方向_______理论移动方向
特别提醒
1.催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
2.等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
3.改变平衡体系中固体或纯液体的量,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
4.恒温恒容条件下充入惰性气体,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
5.非平衡状态,不能用勒夏特列原理解释。
6.勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。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,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
随学随练
1.(2026·黑龙江牡丹江高二阶段检测)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.多平衡体系中,选择合适的催化剂能提高目标产物的选择性
B.氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加少量AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
C.装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中气体颜色变深
D.反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时c(NO2)=c0mol·L-1。将容器体积减小为原来的一半,再次达到平衡时c(NO2)<2c0mol·L-1
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①工业合成氨,反应条件选择高温 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率 ④硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
A.②③ B.②④ C.①③ D.①④
拓展 对勒夏特列原理的理解
勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述,特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解,其中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,具体可理解如下。
①若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,则体系的温度降低,达到新的平衡状态时50℃<t<80℃。
②若对体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加压,如从30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体体积减小的方向移动,移动的结果使体系的压强减小,达到新的平衡时30 MPa<p<60 MPa。高温、高压
催化剂
③若增大平衡体系Fe3++3SCNFe(SCN)3中Fe3+的浓度,如由0.01 mol/L增至0.02 mol/L,则在新平衡状态下,0.01 mol/L<c(Fe3+)<0.02 mol/L。
注意:①勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件,不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据平衡移动原理进行判断。例如,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,同时加压、升温,平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温,则平衡向正反应方向移动。高温、高压
催化剂
②勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
活学活用
1.某温度时,在密闭容器中发生反应:,达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的0.65倍,下列叙述正确的是( )
A.平衡逆移 B.Z的体积分数一定变小 C.(a+b)>(c+d) D.X的转化率变大
2.两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)⇌NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)⇌Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强变大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
拓展 “惰性气体”对化学平衡的影响
(1)对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的),充入“惰性”气体,由于体系内压强恒定,体积增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小,平衡向左移动(相当于减压)
②在恒温、恒容下,充入“惰性”气体时,平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体,虽然平衡体系内的总压强增大,但因容器的体积不变,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变,所以平衡不发生移动。
(2)对于反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0
充入“惰性”气体,虽然压强或浓度发生变化,但平衡不移动。
活学活用
1.已知反应:COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ,当反应达到平衡时,下列能提高COCl2转化率的措施的是( )
A.恒容通入惰性气体 B.增加CO浓度 C.加催化剂 D.恒压通入惰性气体
2.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,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,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)____________。
题型 对化学平衡移动的理解
▌例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
解题贴士
▌对点练1-1 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
▌对点练1-2 对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥使用了合适的催化剂;
A.①② B.②⑤ C.③④ D.④⑥
题型 外界条件对化学平衡移动的影响
▌例2 将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
压缩体积
N2的浓度一定变小
B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变,N2的转化率变大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
解题贴士
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
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
▌对点练2-1 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时,下列能提高COCl2转化率的措施是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
▌对点练2-2 一定条件下,在体积为的密闭容器中充入和进行反应:,后反应达到平衡,生成Z的物质的量为。下列说法正确的是( )
A.若再充入,Y的体积分数增大
B.若平衡时,再投入稀有气体氦(不参与反应),平衡正向移动
C.X的平衡转化率为40%
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的
题型 勒夏特列原理及其应用
▌例3 (2026·江苏盐城高二期末)下列变化不能用勒夏特列平衡移动原理解释的是( )
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.打开汽水瓶,出现冒泡现象
C.光照新制的氯水,溶液的酸性增强
D.工业合成氨的反应,往往需要使用催化剂
解题贴士
1.勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此来分析。
2.勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。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,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
3.平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响。
▌对点练3-1 下列颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.红棕色NO2加压后颜色先变深,后逐渐变浅
B.在H2、I2和HI组成的平衡体系加压后,混合气体颜色变深
C.FeCl3溶液加热后颜色变深
D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入无色KSCN溶液,颜色变深
▌对点练3-2 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B.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
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
D.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
基础通关
1.在已经处于化学平衡的体系中,如果下列物理量发生变化,其中一定能表明平衡发生了移动的是( )
A.反应混合物的浓度 B.反应物的转化率 C.正、逆反应速率 D.反应混合物的压强
2.下列可确认化学平衡一定发生移动的是( )
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
3.某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是( )
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
4.对于反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,当温度升高时,平衡向逆反应方向移动,其原因是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小
B.逆反应速率增大,正反应速率减小
C.正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度
D.正、逆反应速率均增大,而且增大的程度一样
5.(2026·黑龙江绥化高二阶段检测)改变反应容器体积使压强变化,但下列化学反应的平衡不发生移动的是( )
A. B.
C. D.
6.(2026·广东五校高三联考)在恒容密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH2=-748.6kJ·mol−1。若平衡后升温,下列说法正确的是( )
A.平衡常数K增大 B.容器内压强增大 C.CO的正反应速率减小 D.CO的质量减小
7.在下列可逆反应中,增大压强或降低温度,均可使平衡正向移动的是( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
C.2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH>0
D.SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH<0
8.反应X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,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
9.下列关于反应FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3的说法不正确的是( )
A.用KSCN溶液可检验Fe3+ B.滴加氢氧化钠浓溶液,平衡逆向移动
C.加入KCl固体,平衡不移动 D.加水,溶液颜色变深
10.在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.a+b<c+d C.Z的体积分数增大 D.X的转化率下降
11.用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是( )
12.下列过程或现象不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.酸溶液遇紫色石蕊试剂变红
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C.CO2在水中的溶解度大于在NaHCO3溶液中的溶解度
D.工业合成氨,反应条件选择500℃高温
13.如图曲线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,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.减压 B.加大X的投入量 C.升高温度 D.加催化剂
14.反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法正确的是( )
A.开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2 min内平均反应速率: v(O2)=0.05 mol/(L·min)
C.2 min内NH3的转化率是50%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态
15.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
16.某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
A.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
17.H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。 CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数
B.该反应中消耗1molH2S,生成22.4L水蒸气
C.及时分离出H2O,可加快该反应到达平衡状态
D.高温有利于羰基疏(COS)的生成
素养提升
18.(2026·天津耀华中学高三检测)甲、乙、丙三个体积均为2 L的密闭刚性容器中分别充入NO2和SO2,在80℃条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。起始浓度如下表所示,其中甲经5 min后达到平衡时,SO2的转化率为50%,下列判断不正确的是( )
起始物质的量(mol)
甲
乙
丙
0.5
1
0.5
0.5
1
1
A.达平衡时,甲容器中用NO2表示的平均反应速率为
B.平衡时,甲、乙、丙中NO2的转化率:甲=乙<丙
C.平衡时混合气体的平均相对分子质量:甲=乙>丙
D.温度降至70℃时,测得该反应的平衡常数为1.2,则该反应的正反应为放热反应
19.(2026·河北沧州高三期中)一定温度下,向2L恒容容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,发生反应:A(g)+B(g) →C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如下表,下列说法正确的是( )
0
5
15
25
35
(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.前5s的平均反应速率v(A)= 0.03 mol•L-1•s-1
B.反应进行到时,反应刚好达到平衡状态
C.温度不变,起始时向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,达平衡前
D.该温度下反应达平衡时,增大的浓度,A的转化率增大
20.温度恒定的条件下,在2 L容积不变的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2,10 s后达到平衡状态时c(SO3)=0.5 mol·L-1,下列说法不正确的是( )
A.v(SO2)∶v(O2)=2∶1 B.10 s内,v(SO3)=0.05 mol·L-1·s-1
C.SO2的平衡转化率为25% D.平衡时容器内的压强是反应前的倍
21.在2L密闭恒容容器内,500℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表(K表示平衡常数):
时间(s)
0
1
2
3
4
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
下列说法正确的是( )
A.2s内消耗氧气的平均速率为
B.反应达到平衡时,
C.当容器内气体的密度不再发生变化时,该反应达到平衡状态
D.若,4s后升温达到新平衡过程中逆反应速率先增大后减小
22.已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-6.9kJ·mol−1,反应速率表达式为是反应速率常数,只与温度有关)。下列说法正确的是( )
A.达到平衡后,充入NO2,v正增大,v逆减小 B.达到平衡后,加入催化剂,v正和v逆都增大
C.达到平衡后,升高温度,k正增大、k逆减小 D.若恒温恒压条件下充入NO,则平衡不移动
迁移创新
23.在一定温度下,氯气溶于水的过程为:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔH1
②Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH2<0
下列说法错误的是( )
A.ΔH1<0 B.②的平衡常数表达式为K=
C.升高温度,氯水中的c(HClO)减小 D.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)减小
24.已知Cr2O72-呈“橙色”,CrO42-呈“黄色”。将K2Cr2O7溶于水中,获得橙黄色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(aq)+H2O(l)2CrO42-(aq)+2H+ (aq) ΔH,用该溶液做实验,溶液颜色变化如下表所示:
操作
①升高温度
②加水稀释
现象
溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”
已知,Ag2CrO4是一种砖红色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.由实验①可推知ΔH<0
B.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液变成橙色
D.若向上述黄绿色溶液中滴入足量AgNO3溶液,静置,上层溶液变成黄色
25.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应的离子方程式为[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示,下列说法正确的是( )
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数数值
5×104
2
1.9×10-5
A.上述正反应为吸热反应
B.15℃时,[Cu(NH3)3CO]+⇌[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数值为2×10-5
C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小,化学平衡常数减小
D.醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变
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第二章
化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡的因素
课标要点
1.通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡移动的影响。
2.从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,浓度、压强、温度改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
3.通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响,构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
学习重难点
重点:掌握影响化学平衡移动的因素,并能够判断平衡移动的方向;通过“研究化学平衡的影响因素”的实验探究,培养设计实验的能力,以及分析实验现象并获取有价值信息的能力。
难点:对勒夏特列原理的理解和综合应用。
知识点 化学平衡移动
1.概念
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、压强、温度 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。这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。
2.化学平衡移动的过程
正=逆
正>逆
正逆
´正=´逆
反应开始
尚未平衡
化学平
衡状态
正向或
逆向移动
新的化学平衡状态
建立新平衡
化学平衡移动
3.化学平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
(1)若外界条件改变,引起v正>v逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动;
(2)若外界条件改变,引起v正<v逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动;
(3)若外界条件改变,引起v正和v逆都发生变化,如果v正和v逆仍保持相等,化学平衡就没有发生)移动。
(2)根据结果判断
①如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大,则称平衡正向移动或向右移动;
②如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小,则称平衡逆向移动或向左移动。
(3)根据浓度商Q和化学平衡常数K的相对大小判断
对于一般的可逆反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻Q=,当:
Q<K,反应向正反应方向进行;
Q=K,反应处于平衡状态;
Q>K,反应向逆反应方向进行。
特别提醒
反应速率改变时平衡不一定移动,但平衡移动时反应速率一定改变,反应速率改变化学平衡状态一定改变,但平衡不一定移动。
随学随练
1.对化学平衡的下列说法中正确的是( )
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.化学平衡向正反应方向移动时,正反应速率一定增大
D.只有加入催化剂,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况
【答案】B
【解析】A、化学反应速率变化,平衡不一定移动,要看变化后正反应速率和逆反应速率是否相等,错误,不选A;B、化学平衡发生移动,一定是正反应速率和逆反应速率不相等,即一定有变化,正确,选B;C、平衡正向移动,正反应速率不一定增大,例如降温,或减压,不选C;D、加入催化剂,反应速率改变,平衡不一定,但若改变压强,平衡也可能不移动,错误,不选D。
2.下列说法中,能说明化学平衡一定向正反应方向移动的是( )
A.N2O4(g) 2NO2(g),改变某一条件后,气体颜色加深
B.H2(g)+I2(g) 2HI(g),单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),改变某一条件后,NH3的体积分数增加
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),恒温恒压条件下,充入He
【答案】B
【解析】A.若减小容器体积增大压强,平衡逆向移动,但由于NO2的浓度增大,气体颜色也会加深,故A不符合题意;B.单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2,说明消耗H2的速率大于生成H2的速率,平衡正向移动,故B符合题意;C.增加NH3,平衡逆向移动,NH3的体积分数增加,故C不符合题意;D.恒温恒压充入He,参与反应的气体的分压减小,相当于减小压强,平衡逆向移动,故D不符合题意;故选B。
知识点 实验探究影响化学平衡移动的因素(重点)
1.浓度对化学平衡移动的影响
向盛有5mL0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5mL0.015mol/L KSCN溶液,溶液呈红色。
将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中,向试管b中加入少量铁粉,向试管c中滴加4滴1mol/L KSCN溶液,观察b、c试管中溶液颜色的变化,并与试管a对比。
在上述反应体系中存在平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(红色)
试管
b
c
现象
试管b中溶液颜色比a试管浅
试管c中溶液颜色比a试管浅
实验结论:当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后,溶液的颜色都改变了,这说明平衡混合物的组成发生了变化。
教材延伸
1.本实验的关键是第一次获得的溶液浓度要小、红色要浅。
2.本实验所加4 滴1mol/LKSCN溶液,一方面浓度明显高于原来的 0.015mol/L,另一方面体积改变可以忽略不计,很好地控制了单一变量。
3.作为离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度,对平衡才有影响,如增加 KC1 固体量,平衡不移动,因为 KC1 不参与离子反应。
若其他条件不变,改变浓度对化学平衡的影响及其图像如下:
化学 平衡
aA+bBcC+dD(A、B、C、D为非固体)
体系浓度
改变
增大反应物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
减小生成物浓度
平衡移动
方向
正向移动
逆向移动
逆向移动
正向移动
速率 变化
v正先增大,v逆随后增大,且v′正>v′逆
v逆先增大,v正随后增大,且v′逆>v′正
v正先减小,v 逆随后减小, 且v′逆>v′正
v逆先减小,v正随 后减小,
且v′正>v′逆
图像
教材延伸
1.增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以化学平衡不移动。
2.工业生产上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,可提高价格较高的原料的转化率,以降低生产成本。
3.在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,v正、v逆均减小,但减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动。
2.压强对化学平衡移动的影响
用50mL注射器吸入20mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处),将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处。观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处以及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时,观察管内混合气体颜色的变化。
在上述反应体系中存在平衡:2NO2(红棕色)N2O4(无色)
实验
体系压强增大
体系压强减小
现象
体系压强增大,气体的红棕色先变深,然后慢慢变浅,但比压强增大前深
体系压强减小,气体的红棕色先变浅,然后慢慢变深,但比压强减小前浅
结论
其他条件不变,增大压强,化学平衡向气体体积减小的反应方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
若其他条件不变,改变压强(通过改变容器体积的方式改变压强)对化学平衡的影响及图像如下:
化学平衡
aA+bB ⇌cC+dD
a+b>c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b<c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b<c+d
aA+bB ⇌cC+dD
a+b>c+d
体系压强改变
加压
加压
减压
减压
平衡移
动方向
正向移动
逆向移动
正向移动
逆向移动
速率变化
v正、v逆同时增大,
且v′正>v′逆
v正、v逆同时增大,
且v′逆>v′正
v正、v逆同时减小,
且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,
且v′逆>v′正
图像
易错提醒
1.无气态物质存在的化学平衡,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使平衡发生移动。
2.在容积不变的密闭容器中,气体反应已达到平衡,若向该容器中充入与反应体系无关的气体,化学平衡不移动,原因是气态反应物、生成物的浓度未改变。
3.在容积可变的恒压容器中,充入与反应体系无关的气体,此时虽然总压强不变,但各气态物质的浓度减小(相当于减压),平衡向气体体积增大的方向移动。
4.对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,改变压强后,正、逆反应速率同等程度地改变。因此,增大或减小压强不能使化学平衡发生移动。
3.温度对化学平衡移动的影响
把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在冰水中。观察混合气体颜色的变化。
在上述反应体系中存在平衡:2NO2(红棕色) N2O4(无色)
实验
浸泡在热水中
浸泡在冷水中
现象
混合气体颜色加深
混合气体颜色变浅
结论
浸泡在热水中混合气体颜色加深,说明升高温度NO2浓度增大,即平衡向逆反应(吸热反应)方向移动;浸泡在冰水中混合气体颜色变浅,说明降低温度NO2 浓度减小,即平衡向正反应(放热反应)方向移动。
若其他条件不变,改变温度对化学平衡的影响及图像如下:
化学平衡
xX+yYmM+nN ΔH>0
xX+yYmM+nN ΔH<0
体系温度的变化
升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
反应速率变化
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
平衡移动方向
正反应方向
逆反应方向
正反应方向
逆反应方向
vt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.催化剂对化学平衡移动的影响
因为催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率,所以加入催化剂只能改变化学反应速率,缩短达到平衡的时间,化学平衡不移动。其图像(vt图)如下:
随学随练教材延伸
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
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(对有气体参加的反应)
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
同等程度改变v正、v逆,平衡不移动
1.下列说法不正确的是( )
A.某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B.已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
【答案】A
【解析】A.反应达平衡后压缩容器体积,平衡逆向移动,但同时气体体积减小,浓度增大,A错误;B.向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,平衡逆向移动,溶液颜色变为蓝绿色,B正确;C.催化剂可以加快反应速率,无法影响ΔH,由于反应速率加快,因此达平衡前相同时间内转化率会增大,但催化剂不能使平衡移动,C正确;D.甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH<0,该反应是放热反应,在绝热恒容条件下进行,升温使平衡逆向移动,则平衡时乙容器中PCl3和Cl2浓度大于甲容器,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙),D正确;故选A。
【变式2-2】已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔH<0。如图:a、b表示在一定条件下,D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a ,可采取的措施是 ( )
①增加C的质量②升高温度 ③缩小反应容器的容积(加压)④减小B的浓度⑤使用适当催化剂
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
【答案】C
【解析】①增加C的质量,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;②反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;③反应前后气体体积不变,缩小反应容器的容积(加压),平衡不移动,但浓度增大,反应速率增大,未到平衡时图线斜率更大,平衡时D的体积分数不变,符合曲线a;④减小B的浓度,平衡逆向移动,最终D的体积分数将会减小,不符合曲线a;⑤使用适当催化剂,反应速率增大,未到平衡时图线斜率更大,催化剂不改变平衡,故平衡时D的体积分数不变,符合曲线a;符合曲线a的是③⑤,故选C。
知识点 勒夏特列原理
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。
3.必须有平衡移动,且实际移动方向符合理论移动方向
特别提醒
1.催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
2.等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
3.改变平衡体系中固体或纯液体的量,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
4.恒温恒容条件下充入惰性气体,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
5.非平衡状态,不能用勒夏特列原理解释。
6.勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。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,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
随学随练
1.(2026·黑龙江牡丹江高二阶段检测)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.多平衡体系中,选择合适的催化剂能提高目标产物的选择性
B.氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加少量AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
C.装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中气体颜色变深
D.反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时c(NO2)=c0mol·L-1。将容器体积减小为原来的一半,再次达到平衡时c(NO2)<2c0mol·L-1
【答案】A
【解析】A项,催化剂只能改变化学反应速率,不能使化学平衡发生移动,提高目标产物选择性的事实不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;B项,加入少量AgNO3溶液后,Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,Cl-浓度减小,使平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,Cl2浓度减小,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;C项,反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应,将烧瓶浸泡在热水中,温度升高,平衡向吸热的逆反应方向移动,NO2浓度增大,气体颜色变深,可以用勒夏特列原理解释,C不符合题意;D项,将容器体积减小为原来的一半,瞬间NO2浓度变为2c0mol·L-1,压强增大使平衡向气体分子数减小的正反应方向移动,消耗NO2,因此再次平衡时c(NO2)<2c0mol·L-1,可以用勒夏特列原理解释,D不符合题意;故选A。
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①工业合成氨,反应条件选择高温 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率 ④硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
A.②③ B.②④ C.①③ D.①④
【答案】C
【解析】①工业合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡左移,不利于氨气的生成,不能用勒夏特列原理解释;②氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,因为饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以用勒夏特列原理解释;③催化剂不影响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释;④增大反应物O2的浓度,平衡向正反应方向移动,能增大SO2的转化率,可以用勒夏特列原理解释。故选C。
拓展 对勒夏特列原理的理解
勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述,特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解,其中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,具体可理解如下。
①若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,则体系的温度降低,达到新的平衡状态时50℃<t<80℃。
②若对体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加压,如从30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体体积减小的方向移动,移动的结果使体系的压强减小,达到新的平衡时30 MPa<p<60 MPa。高温、高压
催化剂
③若增大平衡体系Fe3++3SCNFe(SCN)3中Fe3+的浓度,如由0.01 mol/L增至0.02 mol/L,则在新平衡状态下,0.01 mol/L<c(Fe3+)<0.02 mol/L。
注意:①勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件,不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据平衡移动原理进行判断。例如,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,同时加压、升温,平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温,则平衡向正反应方向移动。高温、高压
催化剂
②勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
活学活用
1.某温度时,在密闭容器中发生反应:,达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的0.65倍,下列叙述正确的是( )
A.平衡逆移 B.Z的体积分数一定变小 C.(a+b)>(c+d) D.X的转化率变大
【答案】D
【解析】在密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)+dW(g),达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,若平衡不移动,只考虑体积改变,W浓度应为原来的0.5倍,但达到新平衡时,W的浓度为原平衡的0.65倍,说明平衡正向移动。A.根据分析,平衡正向移动,A错误;B.达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,平衡正向移动,平衡向气体体积增大的方向移动,达到新平衡时,n(Z)增大,但体系总的物质的量也增大,则Z的体积分数可能不变,B错误;C.将体积扩大至原来的两倍,各组分浓度减小,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,根据分析,平衡正向移动,则(a+b)<(c+d),C错误;D.根据分析,平衡正向移动,则X的转化率变大,D正确;故选D。
2.两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)⇌NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)⇌Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强变大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A.对于反应2平衡体系,2种等量气体总压强为4×103Pa,,其平衡常数:,A正确;B.刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变,B错误;C.,,,总压强:,C正确;D.达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变,D正确;故选B。
拓展 “惰性气体”对化学平衡的影响
(1)对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的),充入“惰性”气体,由于体系内压强恒定,体积增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小,平衡向左移动(相当于减压)
②在恒温、恒容下,充入“惰性”气体时,平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体,虽然平衡体系内的总压强增大,但因容器的体积不变,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变,所以平衡不发生移动。
(2)对于反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0
充入“惰性”气体,虽然压强或浓度发生变化,但平衡不移动。
活学活用
1.已知反应:COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ,当反应达到平衡时,下列能提高COCl2转化率的措施的是( )
A.恒容通入惰性气体 B.增加CO浓度 C.加催化剂 D.恒压通入惰性气体
【答案】D
【解析】A项,恒容通入惰性气体,平衡不移动,COCl2转化率不发生改变,A错误;B项,增加CO浓度,平衡逆向移动,COCl2转化率下降,B错误;C项,加催化剂不影响平衡转化率,C错误;D项,恒压通入惰性气体,容器体积增大,反应物生成物浓度相同比例减小,等效于减小压强,该反应是气体分子总数减少的反应,平衡往气体增多方向移动,即往正向移动,COCl2转化率增大,D正确;故选D。
2.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,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,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)____________。
【答案】(1)不移动 不变 (2)向左移动 增大 (3)不移动 不变
【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,平衡向气体总体积减小的方向移动,即向左移动, c(CO2)比原来大(3)通入N2,各物质的浓度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。
题型 对化学平衡移动的理解
▌例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。
解题贴士
▌对点练1-1 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。
▌对点练1-2 对于已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动,下列有关叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥使用了合适的催化剂;
A.①② B.②⑤ C.③④ D.④⑥
【答案】B
【解析】①总质量不变,向正反应移动,生成物的质量分数一定增大,若生成物质量增大小于混合物总质量增大,生成物的质量分数可能降低,故①错误;②平衡向正反应移动,生成物会增加,即生成物的产量一定增加,故②正确;③降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,但增大某一反应的浓度,平衡向正反应移动,其它反应物的转化率增大,自身转化率降低,故③错误;④如增大反应物的浓度,平衡向正方向移动,达到平衡时,反应物的浓度比改变条件前大,故④错误;⑤平衡向正反应移动,正反应速率一定大于逆反应速率,故⑤正确;⑥加入催化剂,正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,故⑥错误;综上所述②⑤正确,故选B。
题型 外界条件对化学平衡移动的影响
▌例2 将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
压缩体积
N2的浓度一定变小
B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变,N2的转化率变大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
【答案】B
【解析】该反应的正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知,压缩体积,压强增大,平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,A项不正确;正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率降低,B项正确;充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,C项不正确;催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,D项不正确。
解题贴士
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
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
▌对点练2-1 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时,下列能提高COCl2转化率的措施是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】B
【解析】该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
▌对点练2-2 一定条件下,在体积为的密闭容器中充入和进行反应:,后反应达到平衡,生成Z的物质的量为。下列说法正确的是( )
A.若再充入,Y的体积分数增大
B.若平衡时,再投入稀有气体氦(不参与反应),平衡正向移动
C.X的平衡转化率为40%
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的
【答案】A
【解析】A.首次充入1mol X和1mol Y进行反应,Y反应量为0.3mol,平衡后再补充1mol Y,此时加入量>转化量,Y的体积分数增大,A正确;B.在恒容条件下,充入氦气,总压增大,各组分分压不变,平衡不移动,B错误;C.60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol,根据方程式,反应的X为0.6mol,则X的平衡转化率为,C错误;D.若升高温度,X的体积分数增大,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,D错误;故选A。
题型 勒夏特列原理及其应用
▌例3 (2026·江苏盐城高二期末)下列变化不能用勒夏特列平衡移动原理解释的是( )
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.打开汽水瓶,出现冒泡现象
C.光照新制的氯水,溶液的酸性增强
D.工业合成氨的反应,往往需要使用催化剂
【答案】D
【解析】A项,SO2催化氧化成SO3的反应,增加氧气,平衡正向移动,所以增加氧气的量能增大二氧化硫的转化率,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;B项,打开汽水瓶,出现冒泡现象,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;C项,氯水中存在:Cl2+H2OHCl+HClO不稳定,光照使其分解,2HClO2HCl+O2↑,HClO浓度减小,平衡正向移动,HCl增多,且分解也生成HCl,HCl浓度增大,溶液的酸性增强,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;D项,催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,所以不能用勒夏特列平衡移动原理解释,D符合题意;故选D。
解题贴士
1.勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此来分析。
2.勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。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,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
3.平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响。
▌对点练3-1 下列颜色的变化不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.红棕色NO2加压后颜色先变深,后逐渐变浅
B.在H2、I2和HI组成的平衡体系加压后,混合气体颜色变深
C.FeCl3溶液加热后颜色变深
D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入无色KSCN溶液,颜色变深
【答案】B
【解析】A项中加压后c(NO2)变大,颜色加深,但加压使平衡向右移动,颜色又变浅, A正确;B项中H2(g)+I2(g)2HI(g)是反应前后气体体积不变的反应,加压后,平衡不移动,但体积变小,c(I2)增大,颜色变深,故B错;C项中Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+是吸热反应,加热平衡正移,C正确;D项Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入SCN-,增大反应物浓度,平衡正移,D正确。
▌对点练3-2 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B.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
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
D.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
【答案】C
【解析】A项中考查溶解平衡CO2(g)CO2(aq),压强减小,则平衡向逆反应方向移动,形成大量气体逸出;B项中考查温度、浓度、酸碱性对NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-平衡移动的影响;D项中考查温度对2NO2N2O4的影响;C项中颜色加深的根本原因是体积减小,c(I2)浓度增大,由于是反应前后气体体积不变的反应,不涉及平衡的移动,则不能用勒夏特列原理解释。
基础通关
1.在已经处于化学平衡的体系中,如果下列物理量发生变化,其中一定能表明平衡发生了移动的是( )
A.反应混合物的浓度 B.反应物的转化率 C.正、逆反应速率 D.反应混合物的压强
【答案】B
【解析】反应物的转化率发生改变是化学平衡发生移动的标志,而浓度、反应速率、压强的改变不一定能引起平衡移动,如在一个Δn=0的气相反应中增大压强,虽然其浓度、压强和反应速率都随之增大,可平衡不会发生移动。
2.下列可确认化学平衡一定发生移动的是( )
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
【答案】D
【解析】化学平衡移动的实质是正、逆反应速率不相等。A中化学反应速率发生了改变,但可能正、逆反应速率同等程度地改变,两者仍相等;B中对于反应前后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正、逆反应速率。
3.某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是( )
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
【答案】B
【解析】A.催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,A错误;B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强,气体物质的浓度变大,反应速率加快,B正确;C.若该生成物为固体,增加其质量,平衡不移动,C错误;D.升高温度平衡向吸热方向移动,但不一定是正向移动,D错误;故选B。
4.对于反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,当温度升高时,平衡向逆反应方向移动,其原因是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小
B.逆反应速率增大,正反应速率减小
C.正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度
D.正、逆反应速率均增大,而且增大的程度一样
【答案】C
【解析】升高温度,正、逆反应速率均增大,但是两者增大的程度不一样,所以升高温度后,正、逆反应速率不再相等,化学平衡发生移动。当逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度时,平衡向逆反应方向移动。
5.(2026·黑龙江绥化高二阶段检测)改变反应容器体积使压强变化,但下列化学反应的平衡不发生移动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A项,该反应中反应物气体计量数之和为3,生成物气体计量数之和也为3,反应前后气体总物质的量不变,改变压强平衡不移动,A符合题意;B项,该反应的反应物气体总计量数为1+3=4,生成物气体计量数为2,反应前后气体总物质的量减小,改变压强平衡会发生移动,B不符合题意;C项,该反应的反应物气体总计量数为2+1=3,生成物气体计量数为2,反应前后气体总物质的量减小,改变压强平衡会发生移动,C不符合题意;D项,该反应的反应物气体计量数为1,生成物气体计量数为2,反应前后气体总物质的量增大,改变压强平衡会发生移动,D不符合题意;故选A
6.(2026·广东五校高三联考)在恒容密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH2=-748.6kJ·mol−1。若平衡后升温,下列说法正确的是( )
A.平衡常数K增大 B.容器内压强增大 C.CO的正反应速率减小 D.CO的质量减小
【答案】B
【解析】A项,平衡常数K与温度相关,该反应为放热反应,升温使平衡逆向移动,K减小,A错误;B项,升温导致平衡逆向移动,反应物气体总物质的量(4 mol)大于生成物(3 mol),总物质的量增加,且温度升高,根据pV=nRT,恒容下压强增大,B正确;C项,升温会增大所有反应速率,CO的正反应速率增大而非减小,C错误;D项,平衡逆向移动时,CO的物质的量增加,质量增大,D错误;故选B。
7.在下列可逆反应中,增大压强或降低温度,均可使平衡正向移动的是( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0
C.2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH>0
D.SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH<0
【答案】A
【解析】增大压强或降低温度均可使化学平衡向正反应方向移动,说明正反应为气体体积减小的放热反应;A项,正反应为气体体积减小的放热反应,符合题意,故A正确;B项,正反应为放热反应,但正反应是体积增大的反应,故B错误;C项,正反应为气体体积增大的吸热反应,不符合,故C错误;D项,正反应为放热反应,但反应前后气体的体积不变,故D错误;故选A。
8.反应X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,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】由X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0可知,反应前后气体分子数不变,故减小容器体积,即增大压强,平衡不移动,A项错误;加入催化剂,平衡不移动,故Z的产率不变,B项错误;增大c(X),X的转化率减小,C项错误;降低温度,平衡向放热反应方向(正向)移动,Y的转化率增大,D项正确。
9.下列关于反应FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3的说法不正确的是( )
A.用KSCN溶液可检验Fe3+ B.滴加氢氧化钠浓溶液,平衡逆向移动
C.加入KCl固体,平衡不移动 D.加水,溶液颜色变深
【答案】D
【解析】A项,Fe3+遇KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3,可检验Fe3+,正确;B项, 滴加氢氧化钠浓溶液,反应生成氢氧化铁沉淀,c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,正确;C项,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入KCl固体,平衡不移动,正确;D项, 加水稀释,c[Fe(SCN)3]减小,溶液颜色变浅,错误。
10.在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.a+b<c+d C.Z的体积分数增大 D.X的转化率下降
【答案】C
【解析】此反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,假设平衡不发生移动,W的浓度应变为原平衡时的2倍,而实际为1.8倍,假设不成立,原平衡必发生移动。由W的浓度为原平衡时的1.8倍,小于2倍知,平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动,所以a+b<c+d,平衡移动的结果导致Z的体积分数减小,X的转化率下降。
11.用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是( )
A.N2的平衡浓度增大 B.NO的转化率增大 C.正向反应速率增大 D.反应平衡常数增大
【答案】D
【解析】A.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,则N2的平衡浓度增大,A正确;B.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,NH3、NO的转化率增大,O2的转化率减小,B正确;C.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,正向、逆向反应速率增大,C正确;D.化学平衡常数仅仅是温度的函数,故温度不变,增大O2的浓度,反应平衡常数不变,D错误;故选D。
12.下列过程或现象不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.酸溶液遇紫色石蕊试剂变红
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C.CO2在水中的溶解度大于在NaHCO3溶液中的溶解度
D.工业合成氨,反应条件选择500℃高温
【答案】D
【解析】A.石蕊溶液中的电离平衡表示如下: ,分子态 HIn 显红色,而酸根离子显蓝色,当体系中 H+ 的浓度大时,平衡左移,以分子态形式居多时,显红色;当体系中的浓度大时,平衡右移,以离子态形式居多时,显蓝色,故A错误;B.,将浓氨水加入氢氧化钠固体中,溶液中浓度增大及温度升高均使平衡逆向移动,故C错误;C.CO2溶于水存在平衡:,在NaHCO3溶液中,浓度大,使得平衡逆向移动,CO2的溶解度小,故C错误;D.合成氨反应为放热反应,采用500℃的温度,不利于平衡向正方向移动,主要是考虑催化剂的活性和反应速率,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,故D正确;故选D。
13.如图曲线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,若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.减压 B.加大X的投入量 C.升高温度 D.加催化剂
【答案】D
【解析】根据图像可知,改变起始条件后,X的反应速率加快,转化率不变,由此分析回答;【解析】A.减小压强,反应速率减慢,A不选;B.加大X的投入量,平衡正向移动,X的转化率降低,B不选;C.升高温度,反应速率加快,但平衡逆向移动,X的转化率降低,C不选;D.加催化剂,反应速率加快,平衡不移动,X的转化率不变,D选; 故选D。
14.反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法正确的是( )
A.开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2 min内平均反应速率: v(O2)=0.05 mol/(L·min)
C.2 min内NH3的转化率是50%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态
【答案】B
【解析】A.根据方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)可知,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,则H2O(g)的物质的量增加了0.6mol;NH3(g)、O2(g)分别消耗了0.4mol、0.5mol。反应前气体的物质的量为1mol+1mol=2mol,反应2min的物质的量为(0.6+0.5+0.4+0.6)mol=2.1mol,同温同压时,气体的物质的量之比等于压强知比,即开始时刻与2 min时容器内压强之比为2:2.1,故A错;B.由A分析可知氧气的物质的量的变化量,则,故B正确;C.由A分析可知,,则其转化率为,故C错;D.由于反应物和生成物均为气体,所以反应过程中气体的质量一直不变,由于体积不变,则密度也一直不变,所以不能用密度判断该反应是否处于平衡状态,故D错;故选B。
15.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
【答案】A
【解析】根据平衡常数表达式得到反应方程式为:2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。A.升高温度,平衡向吸热反应移动,平衡常数K增大,说明正向移动,即正反应为吸热反应,故A正确;B.增大压强,向体积减小方向移动即正向移动,W质量分数减小,故B错误;C.增大X浓度即增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;D.升高温度,平衡向吸热反应移动,若混合气体的平均相对分子质量变大,气体质量不变,说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动,因此正反应是吸热反应,故D错误;故选A。
16.某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
A.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】A.恒容下,再充入一定量的水蒸气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,正、逆反应速率均增大,故A错误;B.该反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,气体压强增大,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故B正确;C.恒容下,再充入一定量的不参与反应的氩气,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不改变,化学平衡不移动,故C错误;D.恒容下,再充入一定量的乙烯,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,但的转化率减小,故D错误;故选B。
17.H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。 CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数
B.该反应中消耗1molH2S,生成22.4L水蒸气
C.及时分离出H2O,可加快该反应到达平衡状态
D.高温有利于羰基疏(COS)的生成
【答案】D
【解析】A.该反应的平衡常数K =,A错误;B.没有给标准状况,不可以算气体体积,B错误;C.及时分离出H2O,可使平衡正向移动,增大二氧化碳和硫化氢的转化率,没有加快该反应到达平衡状态,C错误;D.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,提高COS的产率,D正确;故选D。
素养提升
18.(2026·天津耀华中学高三检测)甲、乙、丙三个体积均为2 L的密闭刚性容器中分别充入NO2和SO2,在80℃条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。起始浓度如下表所示,其中甲经5 min后达到平衡时,SO2的转化率为50%,下列判断不正确的是( )
起始物质的量(mol)
甲
乙
丙
0.5
1
0.5
0.5
1
1
A.达平衡时,甲容器中用NO2表示的平均反应速率为
B.平衡时,甲、乙、丙中NO2的转化率:甲=乙<丙
C.平衡时混合气体的平均相对分子质量:甲=乙>丙
D.温度降至70℃时,测得该反应的平衡常数为1.2,则该反应的正反应为放热反应
【答案】C
【解析】A项,甲中SO2转化率为50%,则NO2的转化量也为0.25 mol,浓度为,反应速率为,故A正确;B项,乙的起始浓度为甲的两倍,但反应前后气体物质的量相等,加压不改变平衡状态,NO2转化率仍为50%;丙中SO2过量,推动NO2转化率更高,故甲=乙<丙,故B正确;C项,反应前后气体物质的量不变,气体质量不变,所以平均相对分子质量是恒量,甲、乙起始时NO2与SO2物质的量比相同,平衡时平均相对分子质量均为;丙中初始SO₂的物质的量分数更大,丙的平均相对分子质量最大,甲=乙<丙,故C错误;D项,80℃时SO2的转化率为50%,平衡常数K=1,降温至70℃时K=1.2,降低温度K增大,说明平衡正向移动,正反应为放热反应,故D正确;选C。
19.(2026·河北沧州高三期中)一定温度下,向2L恒容容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,发生反应:A(g)+B(g) →C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如下表,下列说法正确的是( )
0
5
15
25
35
(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A.前5s的平均反应速率v(A)= 0.03 mol•L-1•s-1
B.反应进行到时,反应刚好达到平衡状态
C.温度不变,起始时向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,达平衡前
D.该温度下反应达平衡时,增大的浓度,A的转化率增大
【答案】C
【解析】A项,反应在前5 s的平均速率v(A)==0.015 mol•L-1•s-1,A错误;B项,25s时A的物质的量不再变化,说明此时已平衡,但无法确定是“刚好”达到平衡(可能在更早时已平衡),B错误;C项,体积为2 L的容器中,充入1.0 mol A和1.0 mol B,则起始时c(A)==0.5 mol/L,c(B)==0.5 mol/L,平衡时,n(A)=0.8 mol,根据方程式,n(B)=0.8 mol,n(C)=0.2 mol,则平衡时c(A)==0.4 mol/L,则c(B)==0.4 mol/L,c(C)==0.1 mol/L,因此K==,相同温度下,起始时向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,Qc==1.25>K,反应逆向进行,反应达到平衡前,C正确;D项,该温度下反应达到平衡后增大A的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,但A的转化率减小,D错误;故选C。
20.温度恒定的条件下,在2 L容积不变的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2,10 s后达到平衡状态时c(SO3)=0.5 mol·L-1,下列说法不正确的是( )
A.v(SO2)∶v(O2)=2∶1 B.10 s内,v(SO3)=0.05 mol·L-1·s-1
C.SO2的平衡转化率为25% D.平衡时容器内的压强是反应前的倍
【答案】D
【解析】根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),任何时刻都存在v(SO2)∶v(O2)=2∶1,故A正确;10 s内,v(SO3)==0.05 mol·L-1·s-1,故B正确;达到平衡状态时c(SO3)=0.5 mol·L-1,则生成的三氧化硫为1 mol,反应的二氧化硫也是1 mol,则SO2的平衡转化率为×100%=25%,故C正确;同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,平衡时容器内二氧化硫为3 mol,氧气为1.5 mol,三氧化硫为1 mol,平衡时压强是反应前的=倍,故D错误。
21.在2L密闭恒容容器内,500℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表(K表示平衡常数):
时间(s)
0
1
2
3
4
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
下列说法正确的是( )
A.2s内消耗氧气的平均速率为
B.反应达到平衡时,
C.当容器内气体的密度不再发生变化时,该反应达到平衡状态
D.若,4s后升温达到新平衡过程中逆反应速率先增大后减小
【答案】D
【解析】A.由表格可知,2s内消耗一氧化氮的物质的量为:0.020mol-0.008mol=0.012mol,所以一氧化氮的平均反应速率为,同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,所以在0~2s内氧气的反应速率为,故A错误;B.当正逆反应速率相等时反应达到平衡状态,即,故B错误;C.该体系为恒容状态,气体体积始终不变,根据质量守恒定律可知,气体密度也始终不变,故无法判断是否达到平衡状态,故C错误;D.若,说明升高温度,平衡常数减小,则该反应为放热反应,第4s后升温至达到新平衡过程中升温瞬间逆反应速率增大,平衡左移,逆反应速率减小,故D正确;故选D。
22.已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-6.9kJ·mol−1,反应速率表达式为是反应速率常数,只与温度有关)。下列说法正确的是( )
A.达到平衡后,充入NO2,v正增大,v逆减小 B.达到平衡后,加入催化剂,v正和v逆都增大
C.达到平衡后,升高温度,k正增大、k逆减小 D.若恒温恒压条件下充入NO,则平衡不移动
【答案】B
【解析】当反应达到平衡时,,根据可知,。A.达到平衡后,充入NO2时,瞬间增大,正逆反应速率不相等,平衡被破坏,反应正向进行最终建立新平衡时、都增大,A错误;B.达到平衡后,加入催化剂,、都增大且增大的幅度一样,B正确;C.升高温度,、均增大,增大幅度小于增大幅度,C错误;D.恒温恒压条件下充入NO,NO不参与反应,相当于减压,平衡向左移动,D错误;故选B。
迁移创新
23.在一定温度下,氯气溶于水的过程为:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔH1
②Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH2<0
下列说法错误的是( )
A.ΔH1<0 B.②的平衡常数表达式为K=
C.升高温度,氯水中的c(HClO)减小 D.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)减小
【答案】D
【解析】A.Cl2(g)⇌ Cl2(aq) ΔH1,从气态变为液体,会释放热量,所以ΔH1<0,A正确;B.反应②中水为纯液体不列入平衡常数表达式,所以其表达式为,B正确;C.反应②是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,c(HClO)减小,C正确;D.取氯水稀释,c(Cl-)和c(HClO)均减小,由于存在HClO的电离,且越稀越电离,因此c(HClO)减小的更多,所以c(Cl-)/c(HClO)增大,故D错误;故选D。
24.已知Cr2O72-呈“橙色”,CrO42-呈“黄色”。将K2Cr2O7溶于水中,获得橙黄色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(aq)+H2O(l)2CrO42-(aq)+2H+ (aq) ΔH,用该溶液做实验,溶液颜色变化如下表所示:
操作
①升高温度
②加水稀释
现象
溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”
已知,Ag2CrO4是一种砖红色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.由实验①可推知ΔH<0
B.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液变成橙色
D.若向上述黄绿色溶液中滴入足量AgNO3溶液,静置,上层溶液变成黄色
【答案】C
【解析】A.由实验①可知,升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即ΔH>0,A错误;B.实验②加水稀释,溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”,则平衡正向移动,但水是作溶剂的纯液体,c(H2O)不变,B错误;C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液温度几乎不变,但c(H+)增大,平衡逆向移动,溶液变成橙色,C正确;D.若向上述橙黄色溶液中滴入足量AgNO3溶液,CrO42-将被沉淀完全生成Ag2CrO4,减小,平衡正向移动且趋于完全,则静置后,上层溶液几乎无色,D错误;故选C。
25.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应的离子方程式为[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示,下列说法正确的是( )
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数数值
5×104
2
1.9×10-5
A.上述正反应为吸热反应
B.15℃时,[Cu(NH3)3CO]+⇌[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数值为2×10-5
C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小,化学平衡常数减小
D.醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变
【答案】B
【解析】A.由题给数据可知,升高温度,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,故A错误;B.逆反应的化学平衡常数是正反应的化学平衡常数的倒数,则15℃时反应[Cu(NH3)3CO]+[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数为=2×10-5,故B正确;C.该反应是气体体积减小的反应,减小压强,平衡向逆反应方向移动,一氧化碳的转化率减小,温度不变,平衡常数不变,故C错误;D.化学平衡常数只和温度有关,温度不变,,平衡常数不变,故D错误;故选B。
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