2.2.2 化学平衡的移动 学案 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2026-08-05
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普通

摘要:

该高中化学导学案聚焦“化学平衡的移动”,核心知识点包括平衡移动的定义、方向判断及浓度、压强、温度、催化剂对平衡的影响。通过Fe³⁺与SCN⁻反应、NO₂转化等实验导入,衔接化学平衡状态建立的前序知识,以实验现象、v-t图像、Q与K关系为学习支架,引导学生理解平衡移动本质。 资料特色在于实验探究与理论深度融合,设计分层题组(概念理解、影响因素应用),结合v-t图像和Q/K关系构建分析模型,培养学生科学探究能力与证据推理素养,习题联系工业生产实际,助力学生形成变化观念与平衡思想,提升解决复杂化学问题的能力。

内容正文:

2.2.2 化学平衡的移动 [核心素养发展目标]  1.变化观念与平衡思想: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、催化剂改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.证据推理与模型认知:从Q与K的关系及浓度、压强、温度、催化剂对可逆反应速率的影响,分析理解化学平衡的移动,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)。 3.科学探究:通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响。 一、化学平衡的移动 1.定义 在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变影响平衡的条件(如 、 、 等),平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,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。 2.化学平衡移动的过程分析 3、平衡移动的方向判断 (1)看本质:V(正)=V(逆) 化学平衡的根本特征(本质)为 ,因此化学平衡移动的根本原因为V(正)≠V(逆),平衡移动的方向根据V(正)、V(逆)的相对大小来决定,平衡移动的结果是Vˋ(正) Vˋ(逆),达到新的化学平衡。 当V(正)>V(逆)时,平衡向正反应方向移动; V(正)<V(逆)时,平衡向逆反应方向移动; V(正)=V(逆)时,平衡则不移动。 (2)看浓度商与平衡常数相对大小:V(正)=V(逆) 当Q=K时:可逆反应处于平衡状态,v正=v逆; 当Q<K时:化学平衡向正反应方向移动,v正>v逆; 当Q>K时:化学平衡向逆反应方向移动,v正<v逆。 题组1 化学平衡移动概念的理解 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 二、浓度对化学平衡的影响 1.实验探究浓度对化学平衡的影响 按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中: 实验原理 Fe3++ 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 (浅黄色) (无色)  (红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色变浅,平衡向 移动 c溶液颜色变深,平衡向 移动 理论解释 发生Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe3+浓度 ,Q= ,Q K,平衡向 方向移动 c(SCN-)增大,Q= ,Q K,平衡向 方向移动 2.浓度对化学平衡的影响规律及解释 (1)浓度对化学平衡移动的影响规律 当其他条件不变时:①c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。 ②c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。 (2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响: ①Q ,则Q K,平衡向 方向移动 ②Q ,则Q K,平衡向 方向移动 3.用速率时间(v-t)图像分析浓度变化对化学平衡的影响 化学平衡 mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g) 体系浓度 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 速率变化 t1时刻,v正 ,而v逆 ,则v正′ v逆′;随后v正′ ,而v逆′ ,直至v正′ v逆′ t1时刻,v逆 ,而v正 ,则v正′ v逆′;随后v逆′ ,而v正′ ,直至v正′ v逆′ t1时刻,v正 ,而v逆 ,则v正′ v逆′;随后v正′ ,而v逆′ ,直至v正′ v逆′ t1时刻,v逆 ,而v正 ,则v正′ v逆′;随后v逆′ ,而v正′ ,直至v正′ v逆′ 平衡移动方向 图像 4.应用 在工业生产中,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,从而降低生产成本。 题组2 浓度对化学平衡的影响 1.检验Fe3+的存在,可向溶液中加入KSCN溶液,发生反应如下: FeCl3+3KSCN ⇌ 3KCl+Fe(SCN)3 (浅黄色) (无色)  (无色) (红色) 能使该可逆反应发生平衡移动的是________(填序号,下同)。 ①加入KCl固体 ②加入Fe粉 ③加入FeCl3固体 不能使平衡发生移动的是________,原因是___________________________________________________。 2.常温下,水溶液中的反应Fe3++SCN- ⇌ Fe(SCN)2+达到平衡时,c(SCN-)=0.10 mol·L-1,c(Fe3+)=0.04 mol·L-1,c[Fe(SCN)2+]=0.68 mol·L-1。思考下列问题: (1)该反应的平衡常数K为______________。 (2)加水稀释至原溶液体积的2倍,平衡将向________(“正”或“逆”)反应方向移动。 (3)达到新的平衡后,c(Fe3+)、c[Fe(SCN)2+]各在什么范围? 【归纳小结】 1“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。 2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。 3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v正、v逆的大小,平衡不移动。 3.(2022·北京海淀区质检)将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合,达到平衡后呈红色,再将混合液分为5份,分别进行如下实验: 试管①:滴加4滴水,振荡 试管②:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡 试管③:滴加4滴1 mol·L-1 KCl溶液,振荡 试管④:滴加4滴1 mol·L-1 KSCN溶液,振荡 试管⑤:滴加4滴1 mol·L-1 NaOH溶液,振荡 下列说法不正确的是(  ) A.对比试管①和②,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动 B.对比试管①和③,为了证明增大反应物浓度,平衡逆向移动 C.对比试管①和④,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动 D.对比试管①和⑤,为了证明减小反应物浓度,平衡逆向移动 4.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 三、压强对化学平衡的影响 1.实验探究压强对化学平衡的影响 按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中: 实验原理 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) (红棕色)   (无色)    实验步骤    活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小 实验现象 混合气体的颜色先 又逐渐 混合气体的颜色先 又逐渐 实验结论 活塞往里推,管内容积减小,气体的压强 ,c(NO2)增大,颜色变深,但颜色又变浅,说明c(NO2) ,平衡向 方向移动。 活塞往外拉,管内容积增大,气体的压强 ,c(NO2)减小,颜色变浅,但气体颜色又变深,说明c(NO2) ,平衡向 方向移动 2.压强对化学平衡的影响规律及解释 在其他条件不变时,①增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动。 ②减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强平衡不移动。 3.用速率时间(v-t)图像分析压强变化对化学平衡的影响 若其他条件不变,压强对化学平衡的影响如下表所示: 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 体系压强 加压 减压 加压 减压 加压 减压 速率变化 t1缩小容器容积,压强 ,v正、v逆均 ,气体体积缩小方向的v正增大幅度更大,则v正′ v逆′,平衡向 方向移动 t1增大容器容积,压强 ,v正、v逆均 ,气体体积缩小方向的v正减小幅度更大,则v正′ v逆′,平衡向 方向移动 t1缩小容器容积,压强 ,v正、v逆均 ,气体体积缩小方向的v逆增大幅度更大,则v正′ v逆′,平衡向 方向移动 t1缩小容器容积,压强 ,v正、v逆均 ,气体体积缩小方向的v逆增大幅度更大,则v正′ v逆′,平衡向 方向移动 t1若缩小容器容积,压强增大,v正、v逆均 ,且v′正 v′逆,如图中上线。 t1若增大容器容积,压强减小,v正、v逆均 ,且v′正 v′逆,如图中下线 移动方向 图像 题组3 压强对化学平衡的影响 1.在一密闭容器中,反应aA(g) ⇌ bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则下列说法不正确的是________(填序号)。 ①平衡向逆反应方向移动了 ②物质A的转化率减小了 ③物质B的质量分数增大了 ④a>b 2.在密闭容器中,反应:xA(g)+yB(g) ⇌ zC(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题: (1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变,通入氦气,则平衡________移动。 (3)若保持压强不变,通入氦气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为________。 (4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡____移动。 3.一定条件下,某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡,在t1时刻改变某一个条件,建立新的平衡,其v-t图像如下: (1)对于反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________(填字母,下同),平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)移动。 (2)对于反应2NH3(g) ⇌ N2(g)+3H2(g),t1时刻增大容器体积,其图像为________,平衡__________________移动。 (3)对于反应H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________,平衡__________移动。 【归纳小结】 (1)压强对平衡移动的影响只适用于有气体参与的反应,对于只涉及固体或液体的反应,不考虑压强的影响。 (2)压强能否使化学平衡发生移动,要看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v正′≠v逆′。 (3)充入“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)恒容时,通入“惰性”气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入“惰性”气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。 (2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。 (3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)],当向平衡体系中充入“惰性”气体时,无论任何情况下平衡都不发生移动。 四、温度、催化剂对化学平衡的影响 1.实验探究温度对化学平衡的影响 按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表: 实验原理 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1 (红棕色)  (无色) 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色 ;冰水中混合气体颜色 实验结论 混合气体受热时颜色 ,说明NO2浓度 ,即平衡向 方向移动;混合气体被冷却时颜色 ,说明NO2浓度 ,即平衡向 方向移动 2.温度对化学平衡的影响规律及解释 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时:温度升高,平衡向吸热反应的方向移动;温度降低,平衡向放热反应的方向移动。 3.用速率时间(v-t)图像分析温度变化对化学平衡的影响 化学平衡 mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g) ΔH<0 体系温度 升高温度 降低温度 速率变化 t1时刻,v正、v逆均 ,但吸热反应方向的v′逆增大幅度大,则v′逆 v′正;随后v逆′ ,而v正′ ,直至v正′ v逆′ t1时刻,v正、v逆均 ,但吸热反应方向的v′逆减小幅度大,则v′逆 v′正;随后v正′ ,而v逆′ ,直至v正′ v逆′ 平衡移动方向 图像 4.催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律及解释 加入催化剂可以大大地加快化学反应速率,是因为它可以降低反应的活化能,从而提高活化分子百分数,从而增大反应速率,但是由于催化剂能够___________地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动___________。当其他条件不变时:催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成,但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)用速率时间(v-t)图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻,加入催化剂,v′正、v′逆同等倍数增大,则v′正=v′逆,平衡不移动。 注意:一般说的催化剂都是指正催化剂,即可以加快反应速率。特殊情况下,也使用负催化剂,减慢反应速率。 题组3 温度、催化剂对化学平衡的影响 1.一定温度下,可逆反应:aX(g)+bY(g) ⇌ cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后,t0时刻改变某一外界条件,化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。 (1)若a+b=c,则t0时刻改变的外界条件可能是 或者 。 (2)若a+b≠c,则t0时刻改变的外界条件只能是 。 2.反应:A(g)+3B(g) ⇌ 2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述正确的是(  ) A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动 B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动 C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动 D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动 2.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是(  ) A.图 Ⅰ 表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高 D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高 【归纳小结】 用速率分析化学平衡移动的一般思路 五、勒夏特列原理 1.定义 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度或压强),则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 简单记忆:改变―→减弱这种改变。 2.适用范围 (1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时的平衡移动方向。若同时改变影响平衡移动的几个因素,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的因素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)平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。 题组4 勒夏特列原理 1.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。 A.溴水中存在如下平衡:Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O2 ⇌ 2H2O+O2的反应,使用MnO2可加快制O2的反应速率 C.反应:CO(g)+NO2(g) ⇌ CO2(g)+NO(g) ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施 E.H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),缩小体积加压颜色加深 2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反应达到平衡时,下列说法不正确的是(  ) A.若缩小容器的体积,则容器中气体的颜色先变深后又变浅,且比原平衡颜色深 B.若体积不变,向容器中再加入一定量的N2O4,再次达到平衡时,各种物质的百分含量改变 C.若温度、体积不变,向容器中再加入一定量的NO2,待反应达到平衡后,新平衡和旧平衡相比,变大 D.若体积不变,升高温度,再次平衡时体系颜色加深 3.在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH<0,在某一时刻达到平衡,测得c(N2)=1 mol·L-1,容器内压强为p,温度为T。 (1)再向容器中通入N2,使其浓度变为2 mol·L-1,并保持容积不变,再次达到平衡时c(N2)的范围是___________。 (2)缩小体积至平衡时的一半,并保持温度不变,再次达到平衡时压强p′的范围是______________。 (3)迅速升温至T1,并保持容积不变,且不与外界进行热交换,再次达到平衡时,温度T′的范围是___________。 【归纳小结】 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释,常见的有: (1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动。 (2)反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强可以改变化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动。 (3)发生的化学反应本身不是可逆反应。 (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 【课后练习】 1.实验室配制碘水时,通常将I2溶于KI溶液:I2(aq)+I-(aq) ⇌ I(aq)。关于该溶液,下列说法正确的是(  ) A.KI的电子式为 B.滴入淀粉溶液,不变蓝 C.加水稀释,平衡逆向移动 D.加少量AgNO3固体,平衡正向移动 2.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 3.一定温度下,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 4.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 5.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 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 7.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 8.已知:A(g)+2B(g) ⇌ 3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(  ) A.容器内压强不变,表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件:向容器中加入C C.平衡时A的体积分数φ:φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ) D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 9.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 10.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 11.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) ⇌ 2Z(g) ΔH<0。改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(  ) 选项 改变的条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强(压缩体积) X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 12.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 13.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可以发生以下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表: 时间/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法不正确的是(  ) A.500 s内,N2O5的分解速率为2.96×10-3 mol·L-1·s-1 B.T1温度下的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为50% C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1<K2 D.达到平衡后,其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的,则再次达到平衡时,c(N2O5)>5.00 mol·L-1 14.在水溶液中,橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系:Cr2O+H2O2CrO+2H+ 把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈______色,因为_____________________________________________ ___________________________________________________________________________。 (2)向(1)所得溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈________色,因为_____________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)向原溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡__________,溶液颜色将________________________________________________________________________。 15.现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则: (1)该反应的逆反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,且m+n______(填“>”“=”或“<”)p。 (2)减压使容器体积增大时,A的质量分数__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。 (3)若容积不变加入B,则A的转化率__________,B的转化率__________。 (4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将__________。 (5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________。 第 1 页 共 11 页 学科网(北京)股份有限公司 $ 2.2.2 化学平衡的移动 [核心素养发展目标]  1.变化观念与平衡思想: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、催化剂改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2.证据推理与模型认知:从Q与K的关系及浓度、压强、温度、催化剂对可逆反应速率的影响,分析理解化学平衡的移动,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)。 3.科学探究:通过实验论证说明浓度、压强、温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响。 一、化学平衡的移动 1.定义 在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变影响平衡的条件(如温度、浓度、压强等),平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,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。 2.化学平衡移动的过程分析 3、平衡移动的方向判断 (1)看本质:V(正)=V(逆) 化学平衡的根本特征(本质)为V(正)=V(逆),因此化学平衡移动的根本原因为V(正)≠V(逆),平衡移动的方向根据V(正)、V(逆)的相对大小来决定,平衡移动的结果是Vˋ(正) = Vˋ(逆),达到新的化学平衡。 当V(正)>V(逆)时,平衡向正反应方向移动; V(正)<V(逆)时,平衡向逆反应方向移动; V(正)=V(逆)时,平衡则不移动。 (2)看浓度商与平衡常数相对大小:V(正)=V(逆) 当Q=K时:可逆反应处于平衡状态,v正=v逆; 当Q<K时:化学平衡向正反应方向移动,v正>v逆; 当Q>K时:化学平衡向逆反应方向移动,v正<v逆。 题组1 化学平衡移动概念的理解 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。 二、浓度对化学平衡的影响 1.实验探究浓度对化学平衡的影响 按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中: 实验原理 Fe3++ 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 (浅黄色) (无色)  (红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色变浅,平衡向逆反应方向移动 c溶液颜色变深,平衡向正反应方向移动 理论解释 发生Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe3+浓度减小,Q=增大,Q>K,平衡向逆反应方向移动 c(SCN-)增大,Q=减小,Q<K,平衡向正反应方向移动 2.浓度对化学平衡的影响规律及解释 (1)浓度对化学平衡移动的影响规律 当其他条件不变时:①c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。 ②c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。 (2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响: ①Q减小,则Q<K,平衡向正反应方向移动 ②Q增大,则Q>K,平衡向逆反应方向移动 3.用速率时间(v-t)图像分析浓度变化对化学平衡的影响 化学平衡 mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g) 体系浓度 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 速率变化 t1时刻,v正增大,而v逆不变,则v正′>v逆′;随后v正′减小,而v逆′增大,直至v正′=v逆′ t1时刻,v逆增大,而v正不变,则v正′<v逆′;随后v逆′减小,而v正′增大,直至v正′=v逆′ t1时刻,v正减小,而v逆不变,则v正′<v逆′;随后v正′增大,而v逆′减小,直至v正′=v逆′ t1时刻,v逆减小,而v正不变,则v正′>v逆′;随后v逆′增大,而v正′减小,直至v正′=v逆′ 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 图像 4.应用 在工业生产中,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,从而降低生产成本。 题组2 浓度对化学平衡的影响 1.检验Fe3+的存在,可向溶液中加入KSCN溶液,发生反应如下: FeCl3+3KSCN ⇌ 3KCl+Fe(SCN)3 (浅黄色) (无色)  (无色) (红色) 能使该可逆反应发生平衡移动的是________(填序号,下同)。 ①加入KCl固体 ②加入Fe粉 ③加入FeCl3固体 不能使平衡发生移动的是________,原因是___________________________________________________。 答案 ②③ ① 该可逆反应的实质为Fe3++3SCN- ⇌ Fe(SCN)3,加入KCl固体,只增加了c(K+)、c(Cl-),未改变c(Fe3+)、c(SCN-)、c[Fe(SCN)3],平衡不移动 2.常温下,水溶液中的反应Fe3++SCN- ⇌ Fe(SCN)2+达到平衡时,c(SCN-)=0.10 mol·L-1,c(Fe3+)=0.04 mol·L-1,c[Fe(SCN)2+]=0.68 mol·L-1。思考下列问题: (1)该反应的平衡常数K为______________。 (2)加水稀释至原溶液体积的2倍,平衡将向________(“正”或“逆”)反应方向移动。 (3)达到新的平衡后,c(Fe3+)、c[Fe(SCN)2+]各在什么范围? 答案 (1)1.7×102 (2)逆 (3)0.02 mol·L-1<c(Fe3+)<0.04 mol·L-1 0<c[Fe(SCN)2+]<0.34 mol·L-1 解析 (1)该反应的平衡常数K===1.7×102。 (2)加水稀释至原溶液体积的2倍,各离子的浓度均为原浓度的,浓度商Q==3.4×102>K,平衡逆向移动。 【归纳小结】 1“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。 2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。 3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v正、v逆的大小,平衡不移动。 3.(2022·北京海淀区质检)将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合,达到平衡后呈红色,再将混合液分为5份,分别进行如下实验: 试管①:滴加4滴水,振荡 试管②:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡 试管③:滴加4滴1 mol·L-1 KCl溶液,振荡 试管④:滴加4滴1 mol·L-1 KSCN溶液,振荡 试管⑤:滴加4滴1 mol·L-1 NaOH溶液,振荡 下列说法不正确的是(  ) A.对比试管①和②,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动 B.对比试管①和③,为了证明增大反应物浓度,平衡逆向移动 C.对比试管①和④,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动 D.对比试管①和⑤,为了证明减小反应物浓度,平衡逆向移动 答案 B 解析 试管②与①对比,只改变了Fe3+的浓度,A正确;FeCl3溶液和KSCN溶液反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,改变钾离子或氯离子的浓度对平衡没有影响,B错误;试管④与①对比,只改变了反应物SCN-的浓度,C正确;在原平衡体系中加入NaOH溶液,Fe3+与之反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中Fe3+的浓度减小,D正确。 4.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,平衡的移动只是一个减弱的过程,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。 三、压强对化学平衡的影响 1.实验探究压强对化学平衡的影响 按表中实验操作步骤完成实验,观察实验现象,将有关实验现象及其结论填入表中: 实验原理 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) (红棕色)   (无色)    实验步骤    活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小 实验现象 混合气体的颜色先变深又逐渐变浅 混合气体的颜色先变浅又逐渐变深 实验结论 活塞往里推,管内容积减小,气体的压强增大,c(NO2)增大,颜色变深,但颜色又变浅,说明c(NO2)减小,平衡向正反应方向移动。 活塞往外拉,管内容积增大,气体的压强减小,c(NO2)减小,颜色变浅,但气体颜色又变深,说明c(NO2)增大,平衡向逆反应方向移动 2.压强对化学平衡的影响规律及解释 在其他条件不变时,①增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动。 ②减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强平衡不移动。 3.用速率时间(v-t)图像分析压强变化对化学平衡的影响 若其他条件不变,压强对化学平衡的影响如下表所示: 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 体系压强 加压 减压 加压 减压 加压 减压 速率变化 t1缩小容器容积,压强增大,v正、v逆均增大,气体体积缩小方向的v正增大幅度更大,则v正′>v逆′,平衡向正反应方向移动 t1增大容器容积,压强减小,v正、v逆均减小,气体体积缩小方向的v正减小幅度更大,则v正′<v逆′,平衡向逆反应方向移动 t1缩小容器容积,压强增大,v正、v逆均增大,气体体积缩小方向的v逆增大幅度更大,则v正′<v逆′,平衡向逆反应方向移动 t1缩小容器容积,压强减小,v正、v逆均减小,气体体积缩小方向的v逆增大幅度更大,则v正′>v逆′,平衡向正反应方向移动 t1若缩小容器容积,压强增大,v正、v逆均增大,且v′正=v′逆,如图中上线。 t1若增大容器容积,压强减小,v正、v逆均减小,且v′正=v′逆,如图中下线 移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 不移动 图像 题组3 压强对化学平衡的影响 1.在一密闭容器中,反应aA(g) ⇌ bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则下列说法不正确的是________(填序号)。 ①平衡向逆反应方向移动了 ②物质A的转化率减小了 ③物质B的质量分数增大了 ④a>b 答案 ①②④ 2.在密闭容器中,反应:xA(g)+yB(g) ⇌ zC(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题: (1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向________方向移动。 (2)若保持体积不变,通入氦气,则平衡________移动。 (3)若保持压强不变,通入氦气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为________。 (4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡____移动。 答案 (1)正反应 (2)不 (3)x+y<z (4)不 3.一定条件下,某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡,在t1时刻改变某一个条件,建立新的平衡,其v-t图像如下: (1)对于反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________(填字母,下同),平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)移动。 (2)对于反应2NH3(g) ⇌ N2(g)+3H2(g),t1时刻增大容器体积,其图像为________,平衡__________________移动。 (3)对于反应H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________,平衡__________移动。 答案 (1)D 向正反应方向 (2)C 向正反应方向 (3)A 不 【归纳小结】 (1)压强对平衡移动的影响只适用于有气体参与的反应,对于只涉及固体或液体的反应,不考虑压强的影响。 (2)压强能否使化学平衡发生移动,要看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v正′≠v逆′。 (3)充入“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)恒容时,通入“惰性”气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入“惰性”气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。 (2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。 (3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)],当向平衡体系中充入“惰性”气体时,无论任何情况下平衡都不发生移动。 四、温度、催化剂对化学平衡的影响 1.实验探究温度对化学平衡的影响 按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表: 实验原理 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1 (红棕色)  (无色) 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅 实验结论 混合气体受热时颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被冷却时颜色变浅,说明NO2浓度减小,即平衡向正反应方向移动 2.温度对化学平衡的影响规律及解释 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时:温度升高,平衡向吸热反应的方向移动;温度降低,平衡向放热反应的方向移动。 3.用速率时间(v-t)图像分析温度变化对化学平衡的影响 化学平衡 mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g) ΔH<0 体系温度 升高温度 降低温度 速率变化 t1时刻,v正、v逆均增大,但吸热反应方向的v′逆增大幅度大,则v′逆>v′正;随后v逆′减小,而v正′增大,直至v正′=v逆′ t1时刻,v正、v逆均减小,但吸热反应方向的v′逆减小幅度大,则v′逆<v′正;随后v正′减小,而v逆′增大,直至v正′=v逆′ 平衡移动方向 逆向移动 正向移动 图像 4.催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律及解释 加入催化剂可以大大地加快化学反应速率,是因为它可以降低反应的活化能,从而提高活化分子百分数,从而增大反应速率,但是由于催化剂能够___________地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动___________。当其他条件不变时:催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成,但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)用速率时间(v-t)图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻,加入催化剂,v′正、v′逆同等倍数增大,则v′正=v′逆,平衡不移动。 注意:一般说的催化剂都是指正催化剂,即可以加快反应速率。特殊情况下,也使用负催化剂,减慢反应速率。 题组3 温度、催化剂对化学平衡的影响 1.一定温度下,可逆反应:aX(g)+bY(g) ⇌ cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后,t0时刻改变某一外界条件,化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。 (1)若a+b=c,则t0时刻改变的外界条件可能是增大压强或者使用催化剂。 (2)若a+b≠c,则t0时刻改变的外界条件只能是加入催化剂。 2.反应:A(g)+3B(g) ⇌ 2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述正确的是(  ) A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动 B.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向左移动 C.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向右移动 D.正反应速率和逆反应速率都减小,平衡向左移动 答案 C 解析 降低温度,v正、v逆均减小,平衡向放热反应方向移动,即平衡正向移动。 2.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是(  ) A.图 Ⅰ 表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高 D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高 答案 B 解析 A项,图Ⅰ改变的条件应是增大压强;B项,由于同等程度地加快正、逆反应速率,所以应是加入了催化剂;C项,由于平衡发生了移动,所以改变的条件不是加入催化剂;D项,改变的应是温度,且乙的温度高。 【归纳小结】 用速率分析化学平衡移动的一般思路 五、勒夏特列原理 1.定义 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度或压强),则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 简单记忆:改变―→减弱这种改变。 2.适用范围 (1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时的平衡移动方向。若同时改变影响平衡移动的几个因素,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的因素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)平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。 题组4 勒夏特列原理 1.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是______(填字母)。 A.溴水中存在如下平衡:Br2+H2O ⇌ HBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O2 ⇌ 2H2O+O2的反应,使用MnO2可加快制O2的反应速率 C.反应:CO(g)+NO2(g) ⇌ CO2(g)+NO(g) ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施 E.H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),缩小体积加压颜色加深 答案 BE 解析 催化剂只能改变反应速率,对化学平衡的移动无影响。 2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反应达到平衡时,下列说法不正确的是(  ) A.若缩小容器的体积,则容器中气体的颜色先变深后又变浅,且比原平衡颜色深 B.若体积不变,向容器中再加入一定量的N2O4,再次达到平衡时,各种物质的百分含量改变 C.若温度、体积不变,向容器中再加入一定量的NO2,待反应达到平衡后,新平衡和旧平衡相比,变大 D.若体积不变,升高温度,再次平衡时体系颜色加深 答案 C 3.在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH<0,在某一时刻达到平衡,测得c(N2)=1 mol·L-1,容器内压强为p,温度为T。 (1)再向容器中通入N2,使其浓度变为2 mol·L-1,并保持容积不变,再次达到平衡时c(N2)的范围是___________。 (2)缩小体积至平衡时的一半,并保持温度不变,再次达到平衡时压强p′的范围是______________。 (3)迅速升温至T1,并保持容积不变,且不与外界进行热交换,再次达到平衡时,温度T′的范围是___________。 答案 (1)1 mol·L-1<c(N2)<2 mol·L-1 (2)p<p′<2p (3)T<T′<T1 【归纳小结】 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释,常见的有: (1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动。 (2)反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强可以改变化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动。 (3)发生的化学反应本身不是可逆反应。 (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 【课后练习】 1.实验室配制碘水时,通常将I2溶于KI溶液:I2(aq)+I-(aq) ⇌ I(aq)。关于该溶液,下列说法正确的是(  ) A.KI的电子式为 B.滴入淀粉溶液,不变蓝 C.加水稀释,平衡逆向移动 D.加少量AgNO3固体,平衡正向移动 答案 C 解析 KI是离子化合物,电子式为,A错误;该溶液中存在I2,滴入淀粉溶液,变蓝,B错误;加少量AgNO3固体,Ag+与I-生成沉淀,I-浓度下降,平衡逆向移动,D错误。 2.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 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。 3.一定温度下,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,则平衡不会移动,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。 4.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,现平衡逆向移动,说明逆反应方向为气体体积增大的方向,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。 5.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。 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。 7.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,平衡均发生移动,D的体积分数发生改变;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,所以浓度变小,速率变小,与图像不一致;④加入催化剂,反应速率加快,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。 8.已知:A(g)+2B(g) ⇌ 3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(  ) A.容器内压强不变,表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件:向容器中加入C C.平衡时A的体积分数φ:φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ) D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 答案 B 解析 容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;根据图像变化曲线可知,t2~t3过程中,t2时v正′瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图像,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为向容器中加入C,B正确;最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3,当向体系中加入C时,平衡逆向移动,最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2,因此平衡时A的体积分数:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ),C错误;平衡常数K与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,D错误。 9.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。 10.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。 11.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) ⇌ 2Z(g) ΔH<0。改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(  ) 选项 改变的条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强(压缩体积) X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 答案 A 解析 升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,即逆向移动,X的转化率变小,A项正确;增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动,X的物质的量减小,但由于容器体积减小,各组分的浓度均比原平衡时的大,B项错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率降低,C项错误;催化剂只能改变反应速率,不能影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。 12.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 13.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可以发生以下反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表: 时间/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法不正确的是(  ) A.500 s内,N2O5的分解速率为2.96×10-3 mol·L-1·s-1 B.T1温度下的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为50% C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1<K2 D.达到平衡后,其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的,则再次达到平衡时,c(N2O5)>5.00 mol·L-1 答案 C 解析 A项,500 s内,N2O5的浓度变化量为(5.00-3.52) mol·L-1=1.48 mol·L-1,v(N2O5)==2.96×10-3 mol·L-1·s-1;B项,分析如下:       2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) 起始浓度/ (mol·L-1)   5.00    0    0 转化浓度/ (mol·L-1)   2.50 5.00   1.25 平衡浓度/ (mol·L-1) 2.50     5.00   1.25 K1===125,平衡时N2O5的转化率为50%;C项,该反应的正反应为吸热反应,升高温度,平衡常数增大,故K1>K2;D项,达到平衡后,其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的,相当于增大压强,平衡向左移动,则c(N2O5)>5.00 mol·L-1。 14.在水溶液中,橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系:Cr2O+H2O2CrO+2H+ 把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈______色,因为_____________________________________________ ___________________________________________________________________________。 (2)向(1)所得溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈________色,因为_____________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)向原溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡__________,溶液颜色将________________________________________________________________________。 答案 (1)黄 加入NaOH溶液,使c(H+)减小,平衡右移,c(CrO)增大,c(Cr2O)减小 (2)橙 加入过量稀硫酸,使平衡左移,c(Cr2O)增大,c(CrO)减小 (3)向右移动 逐渐变浅 解析 (1)加入NaOH溶液,由于发生反应H++OH-===H2O,使c(H+)减小,平衡向右移动,c(CrO)增大,溶液变为黄色。(3)加入Ba(NO3)2溶液,由于生成BaCrO4沉淀,使平衡向右移动,溶液颜色逐渐变浅。 15.现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则: (1)该反应的逆反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,且m+n______(填“>”“=”或“<”)p。 (2)减压使容器体积增大时,A的质量分数__________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。 (3)若容积不变加入B,则A的转化率__________,B的转化率__________。 (4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将__________。 (5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________。 答案 (1)放热 > (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变 解析 反应mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后,升高温度时,B的转化率变大,说明平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应;减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,即m+n>p,A的质量分数增大;若容积不变加入B,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大;升高温度,平衡向正反应方向移动,c(C)增大,c(B)减小,即减小;加入催化剂,平衡不移动,混合物的总物质的量不变。 学科网(北京)股份有限公司 $

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2.2.2 化学平衡的移动 学案 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
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