第二章 第二节 第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响-【金版新学案】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理同步课堂高效讲义配套课件(人教版 双选)
2026-09-07
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦化学平衡移动及浓度、压强的影响,通过Fe³⁺与SCN⁻反应、NO₂注射器实验等探究导入,衔接化学平衡状态建立知识,为后续温度影响学习搭建支架。
其亮点在于以实验探究为核心,结合v-t图像分析和平衡常数判断,体现科学探究与实践、科学思维。如浓度实验中分析Fe(SCN)₃颜色变化,压强影响中解析NO₂浓度与平衡移动关系,帮助学生构建“条件影响平衡”的化学观念,提升探究能力,也为教师提供结构化教学资源和多样化评价素材。
内容正文:
第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响
第二章 第二节 化学平衡
1.通过实验探究,了解浓度、压强对化学平衡状态的影响。
2.能运用浓度、压强对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及
浓度、转化率等相关物理量的变化。
3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡移动的方向。
学习目标
任务一 化学平衡的移动 浓度对化学平衡的影响
1
随堂演练
3
内容索引
课时测评
4
任务二 压强对化学平衡的影响
2
任务一 化学平衡的移动 浓度对化学平衡的影响
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新知构建
一、化学平衡的移动
1.概念:在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直到达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
2.化学平衡移动的过程
3.化学平衡移动的方向
(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______发生移动。
正反应
逆反应
没有
4.在等温下,对于一个可逆反应,根据浓度商与平衡常数的大小关系可判断化学平衡的移动方向。
当Q=K时,可逆反应处于__________。
当Q<K时,化学平衡向________方向移动,直至达到新的平衡状态。
当Q>K时,化学平衡向________方向移动,直至达到新的平衡状态。
平衡状态
正反应
逆反应
二、浓度对化学平衡的影响
实验原理 Fe3++3SCN- ⥫⥬Fe(SCN)3(红色)
实验操作
现象 b溶液颜色变浅 c溶液颜色变深
交流研讨
(1)向试管b中加入铁粉,发生的反应是什么?为什么溶液的颜色会变浅?由此得出的实验结论是什么?
提示:加入铁粉后,Fe与Fe3+发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,溶液中c(Fe3+)减小,从而使Fe3++3SCN- ⥫⥬Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动,c[Fe(SCN)3]减小,溶液的红色变浅;由此得出的实验结论是:其他条件不变,减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
(2)向试管c中加入4滴1 mol·L-1 KSCN溶液,为什么溶液的颜色会加深?由此得出的实验结论是什么?
提示:增大c(SCN-),从而使Fe3++3SCN- ⥫⥬Fe(SCN)3的平衡向正反应方向移动, c[Fe(SCN)3]增大,溶液的颜色加深;由此得出的实验结论是:其他条件不变,增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动。
(3)对于反应FeCl3+3KSCN ⥫⥬Fe(SCN)3+3KCl,加入KCl固体平衡是否移动?为什么?
提示:不移动;FeCl3与KSCN在溶液中的反应,实质是Fe3+与SCN-的反应,K+和Cl-并未参加反应。
实验证明,当可逆反应达到平衡时,其他条件不变的情况下,如果增大反应物(或减小生成物)的浓度,平衡向正反应方向移动;同理,如果减小反应物(或增大生成物)的浓度,平衡向逆反应方向移动。
特别注意:
(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实际参加反应的离子的浓度。如FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,若增加Cl-或K+的浓度,对化学平衡无影响。
(2)有固体参加的可逆反应中,增加固体的量不会对化学平衡造成影响。
探究总结
三、浓度对化学平衡影响的v -t图像分析
已知反应:mA(g)+nB(g) ⥫⥬pC(g),当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其反应速率的变化曲线分别如下图所示:
(1)t1时刻,增大反应物浓度,使v正'增大,而v逆'不变,则v正'>v逆',平衡向正反应方向移动(如图1)。
(2)t1时刻,减小生成物浓度,使v逆'减小,而v正'不变,则v正'>v逆',平衡向正反应方向移动(如图2)。
(3)t1时刻,增大生成物浓度,使v逆'增大,而v正'不变,则v逆'>v正',平衡向逆反应方向移动(如图3)。
(4)t1时刻,减小反应物浓度,使v正'减小,而v逆'不变,则v逆'>v正',平衡向逆反应方向移动(如图4)。
应用评价
1.判断正误
(1)合成氨反应中,增加N2的浓度,可使平衡正向移动,提高H2的转化率,降低成本。
提示:正确。
(2)C(s)+H2O(g) ⥫⥬CO(g)+H2(g)在某温度下达到平衡后,增加一部分C(s),v正增大,平衡正向移动。
提示:错误,因为C是固体,当增加少量的固体反应物对反应平衡没有影响。
(3)恒容密闭容器中充入氦气,可使N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)平衡向正反应方向移动。
提示:错误,恒容时,通入氦气并不能改变反应物和生成物的浓度,所以平衡不
移动。
(4)改变条件使v正增大,则化学平衡一定向正反应方向移动。
提示:错误,平衡移动方向取决于v正和v逆的相对大小,而不仅仅取决于
v正的增大。
(5)化学平衡向正反应方向移动,v逆一定比v正小。
提示:正确。
(6)反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动。
提示:正确。
2.已知Cr2呈橙色,Cr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:Cr2(aq)+H2O(l) ⥫⥬2Cr(aq)+
2H+(aq) ΔH,用该溶液做实验,溶液颜色变化如下表所示:
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.若向上述橙黄色溶液中滴入足量AgNO3溶液,静置,上层溶液变成黄色
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
√
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;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;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;若向上述橙黄色溶液中滴入足量AgNO3溶液,Cr和Ag+反应生成Ag2CrO4,c(Cr)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。
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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
任务二 压强对化学平衡的影响
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新知构建
一、压强对化学平衡的影响
实验原理 容器容积减小,气体压强增大;容器容积增大,气体压强减小
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后又逐渐变浅 混合气体的颜色先变浅后又逐渐变深
交流研讨
(1)注射器活塞往外拉到Ⅱ处时,为什么管内气体的颜色先变浅又逐渐变深?由此得出什么实验结论?
提示:注射器活塞往外拉,管内容积增大,c(NO2)减小,颜色变浅;此时管内气体压强减小,造成c(NO2)又会逐渐增大,说明2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g)的平衡向逆反应方向移动,故气体的颜色又会逐渐变深。
其他条件不变,减小体系的压强,平衡向逆反应方向(即气体物质的量增大的方向)移动。
(2)注射器活塞往里推到Ⅰ处时,为什么管内气体的颜色先变深又逐渐变浅?由此得出什么实验结论?
提示:注射器活塞往里推,管内容积减小,c(NO2)增大,颜色变深;此时管内气体的压强增大,造成c(NO2)又会逐渐减小,从而说明2NO2(g) ⥫⥬
N2O4(g)的平衡向正反应方向移动,故气体的颜色又会逐渐变浅。
其他条件不变,增大体系的压强,平衡向正反应方向(即气体物质的量减小的方向)移动。
(1)由实验可知,对于有气体参加的可逆反应,当达到平衡时,在其他条件不变的情况下,增大压强(减小容器的容积),会使化学平衡向______________的方向移动;减小压强(增大容器的容积),会使平衡向______________的方向移动。
(2)反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大或减小压强________使化学平衡发生移动。固体或液态物质的体积受压强的影响______,可以忽略不计。因此,当平衡混合物中都是固态或液态物质时,改变压强后化学平衡一般____________。
探究结论
气体体积缩小
气体体积增大
都不能
很小
不发生移动
二、压强对化学平衡影响的v-t图像分析
1.对于反应mA(g)+nB(g) ⥫⥬pC(g) m+n<p,当反应达到平衡后,其他条件不变,在t1时刻改变压强,图像如①②所示:
t1时刻,增大容器容积,压强______,v正'、v逆'均减小,体积缩小方向的v逆'减小幅度更大,则v正'____v逆',平衡向________方向移动
t1时刻,缩小容器容积,压强______,v正'、v逆'均增大,体积缩小方向的v逆'增大幅度更大,则v逆'____v正',平衡向________方向移动
减小
>
正反应
增大
>
逆反应
2.对于反应mA(g)+nB(g) ⥫⥬pC(g) m+n=p,当反应达到平衡后,其他条件不变,在t1时刻改变压强,图像如③所示:
提醒:压强对平衡移动的影响:对于只涉及固体或液体的反应,压强的影响可以忽略不计。
t1时刻,若缩小容器容积,压强增大,v正'、v逆'均增大,且v正'=v逆',平衡不移动,如图中上线
t1时刻,若增大容器容积,压强减小,v正'、v逆'均减小,且v正'=v逆',平衡不移动,如图中下线
应用评价
1.判断正误
(1)有气体参与的反应,改变压强,平衡一定发生移动。
提示:错误,有气体参与的反应,改变压强,平衡不一定发生移动;例如对于反应mA(g)+nB(g) ⥫⥬pC(g),若m+n=p,增大压强,Q=K,化学平衡状态不变。
(2)增大压强可使反应:2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)平衡正向移动,原因是增大压强,v正增大,v逆减小。
提示:错误,增大压强,v正增大,v逆也增大,只是v正增大的多,致使v正>v逆,平衡正向移动。
2.在密闭容器中,一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) ⥫⥬zC(g),平衡时测得C的浓度为0.50 mol/L。保持温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,再达到平衡时,测得C的浓度变为0.90 mol/L。下列有关判断不正确的是
A.C的体积分数减小
B.化学平衡常数减小
C.在建立新平衡的过程中,v逆逐渐减小
D.x+y<z
√
温度不变,将容器的容积压缩到原来的一半,如果平衡不移动,C的浓度应该是1.00 mol/L,但是达到平衡时,测得C的浓度变为0.90 mol/L,说明平衡逆向移动,据此作答。平衡逆向移动,C的物质的量减小,体积分数减小,故A正确;温度不变,化学平衡常数不变,故B错误;平衡逆向移动,说明逆反应速率大于正反应速率,v逆要逐渐减小,故C正确;加压平衡向气体体积减小的方向移动,得x+y<z,故D正确;答案选B。
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,增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。
易错提醒
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随堂演练
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1.在恒温恒容的条件下,2A(g)+B(g) ⥫⥬2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下,下列叙述与示意图不相符的是
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.平衡状态Ⅰ后,可能是增大A的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.平衡状态Ⅰ后,可能是减小C的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.B在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
√
由题给图像可以看出,平衡状态Ⅰ改变的瞬间,逆反应速率未改变,正反应速率突然增大,可知改变条件为增大反应物的浓度,B项正确,C项不正确;由于平衡发生移动,可知两平衡状态时同一种反应物的浓度不相等,D项正确。
①该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氮气转化率增大,故①符合题意;②恒压条件下通入惰性气体相当于减小压强,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,氮气转化率降低,故②不符合题意;③增加氮气的浓度,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,但氮气转化率减小,故③不符合题意;综上所述,①符合题意,故选A。
2.N2(g)+3H2(g) ⥫⥬ 2NH3(g) ΔH<0,反应达平衡时,下列措施能提高N2转化率的是
① 加压 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度
A.① B.①②③
C.②③ D.③
√
3.(双选)在一密闭容器中,反应aA(g)⥫⥬bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积压缩至一半,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的160%。则下列说法正确的是
A.a<b
B.物质A的转化率增大
C.物质A的质量分数减小
D.平衡向逆反应方向移动
√
√
恒温条件下,将体积压缩至一半,则理论上B的浓度应该变为原来的200%,但实际上B的浓度只增大到了160%,即平衡逆向移动。由分析可知压缩体积增大压强,平衡应该向气体体积减小的方向移动,即逆反应方向是气体体积减小方向,则a<b,A正确;由分析可知平衡逆向移动,A的转化率减小,B错误;由分析可知平衡逆向移动,重新达到平衡时A的质量分数增大,C错误;由分析可知平衡逆向移动,D正确。
4.在水溶液中橙色的Cr2与黄色的Cr有下列平衡关系:Cr2+H2O ⥫⥬ 2Cr+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈___色,因为_________________
__________________________________________________________________________。
黄
OH-与H+结合
生成水,c(H+)减小,使平衡正向移动,Cr浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色
加碱中和溶液中的H+,平衡正向移动,溶液中的c(Cr)增大;
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈_____色,因为________________________________________________________
_________。
橙
c(H+)增大,平衡逆向移动,Cr2浓度增大,溶液又由黄色变
为橙色
加酸使平衡逆向移动,溶液中的c(Cr2)增大;
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡__________(填“逆向移动”或“正向移动”),溶液颜色将____________
___________。
正向移动
逐渐变浅,
直至无色
加Ba(NO3)2,发生的反应为Ba2++CrBaCrO4↓(黄色),平衡正向移动,溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅,直至无色。
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课时测评
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√
题点一 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
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。
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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。
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
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减小C的浓度可以使平衡向正反应方向移动,D是固体,其浓度是常数,故改变D的量对平衡无影响,A错误;D是固体,其浓度是常数,故改变D的量对平衡无影响,B错误;减小B的浓度,即减小反应物浓度,平衡逆向移动,C错误;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正确;答案选D。
题点二 浓度对化学平衡的影响
3.在恒温恒容的条件下,反应:A(g)+B(g) ⥫⥬ C(g)+D(s)已达平衡,能使平衡正向移动的措施是
A.减小C或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
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该可逆反应的本质为Fe3++3SCN- ⥫⥬ Fe(SCN)3,K+、Cl-既不是反应物,也不是生成物,增大KCl的浓度,对该离子反应无影响,故平衡不移动。
4.对于可逆反应:FeCl3+3KSCN ⥫⥬ Fe(SCN)3+3KCl的理解不正确的是
A.增大FeCl3的浓度,平衡向正反应方向移动
B.增大KSCN的浓度,平衡向正反应方向移动
C.增大Fe(SCN)3的浓度,平衡向逆反应方向移动
D.增大KCl的浓度,平衡向逆反应方向移动
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5.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:Cr2(橙色)+H2O ⥫⥬
2Cr(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验,下列说法不正确的是
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2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
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在题述平衡体系中加入酸,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。
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6.实验室配制碘水时,通常将I2溶于KI溶液:I2(aq)+I-(aq)(aq)。关于该溶液,下列说法正确的是
A.KI的电子式为K︰︰
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
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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;加水稀释,反应物和生成物浓度均减小,该反应平衡常数K=,加水稀释n倍,各离子的浓度均为原来的,则Q=nK>K即平衡逆向移动,C正确;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。
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题点三 压强对化学平衡的影响
7.下列说法正确的是
A.H2(g)+I2(g) ⥫⥬2HI(g),平衡后减压,平衡不移动,气体颜色不变
B.H2(g)+I2(g) ⥫⥬2HI(g),平衡后加压,平衡不移动,气体颜色不变
C.2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g),平衡后加压,平衡正向移动,气体颜色变浅
D.2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g),平衡后加压,平衡正向移动,气体颜色先变深后变浅
反应H2(g)+I2(g) ⥫⥬2HI(g)为反应前后气体体积不变的可逆反应,平衡后减压,平衡不移动,但体积增大,I2(g)浓度减小,气体颜色变浅,故A错误;
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反应H2(g)+I2(g) ⥫⥬2HI(g)为反应前后气体体积不变的可逆反应,平衡后加压,平衡不移动,但体积减小,I2(g)浓度增大,气体颜色变深,故B错误;反应2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g)为反应前后气体体积减小的可逆反应,平衡后加压,容器容积减小,反应物生成物浓度均增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即平衡正向移动,故气体颜色先变深后变浅,故C错误,D正确。
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8.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是
A.H2(g)+Br2(g) ⥫⥬2HBr(g)
B.N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)
D.C(s)+CO2(g) ⥫⥬2CO(g)
压强变化时,平衡不发生移动,主要考虑两种情况:一是没有气体参加的反应,二是反应前后气体体积不发生改变的反应,B、C、D选项所给方程式反应前后气体的体积发生改变,压强的改变会使平衡发生移动,A项中反应前后气体体积没有改变,所以压强变化时平衡不发生移动。
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扩大体积减小压强,该平衡正向移动,正、逆反应速率均减小,据此分析。由分析可知,平衡正向移动,正逆反应速率均减小,逆反应速率减小更多,故A错误;平衡正向移动,但温度不变,即K不变,故B正确;扩大体积,各物质的物质的量浓度都减小,平衡正向移动,产物的物质的量增大,故C正确;由分析可知,平衡正向移动,正逆反应速率均减小,故D错误。
9.(双选)对已经达到化学平衡的可逆反应4NH3(g)+5O2(g)⥫⥬4NO(g) + 6H2O(g),其它条件不变,扩容减小压强,下列叙述正确的是
A.平衡向正反应方向移动,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.平衡向正反应方向移动,K值不变
C.各物质的浓度都减小,产物的物质的量增加
D.正、逆反应速率都减小,向逆反应方向移动
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10.某温度下,在容积为2 L的密闭容器中,X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知4 min时改变了一个条件。下列说法错误的是
A.反应进行到a点时,Z的转化率为14%
B.该反应的化学方程式为2Z(g)+Y(g) ⥫⥬3X(g)
C.该温度下,反应的平衡常数为
D.4 min时改变的条件是压缩体积
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由图可知,随着时间的推移,Y、Z的物质的量减少,是反应物,X的物质的量增加,是生成物;0~3 min,X、Y、Z的物质的量变化量分别为0.6 mol、0.2 mol 、0.4 mol,故反应方程式为2Z(g)+Y(g) ⥫⥬3X(g);反应进行到a点时,生成0.42 mol X,由分析可知,反应Z为0.28 mol,Z的转化率为×100%=14%,A正确;由分析可知,该反应的化学方程式为2Z(g)+Y(g) ⥫⥬3X(g),B正确;该温度下,反应的平衡常数为=,C正确;压缩
体积不影响4 min时Z的物质的量,D错误。
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√
11.可逆反应2X(g)+Y(s) ⥫⥬2Z(g)在t1 min时达到平衡状态。当增大平衡体系的压强(减小容器体积)时,下列有关正、逆反应速率(v)随时间(t)变化的图像正确的是
对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,达到平衡状态后,增大平衡体系的压强(减小容器体积),平衡不移动,正、逆反应速率仍相等,但由于压强增大,所以正、逆反应速率同等程度地增大,故选C。
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由反应2CaO2(s) ⥫⥬2CaO(s)+O2(g)可知,该反应为气体体积增大的反应,增大压强(减小体积),平衡向气体体积减小的方向即逆反应方向移动,故A不选;
12.密闭的真空容器中放入一定量CaO2固体,发生反应2CaO2(s) ⥫⥬
2CaO(s)+O2(g)并达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积为原来的一半,下列叙述正确的是
A.缩小容器的容积后,平衡正向移动
B.重新平衡后O2的浓度不变
C.重新平衡后CaO的量不变
D.重新平衡后CaO2的量不变
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由题意可知该反应的平衡常数K=c(O2),由于K只与温度有关,所以当温度不变时K不变,即O2的浓度不变,故选B;由A分析可知缩小体积平衡逆向移动,则CaO的量会减小,CaO2的质量会增加,故C、D不选。
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13.(12分)回答下列问题。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,能使化学反应速率加快的措施有________(填序号)。
①增加C的物质的量;②升高温度;③保持容器体积不变充入He气;④缩小容器体积
C为固体,增加C的物质的量反应速率不变,①错误;升高温度,反应速率增大,②正确;保持容器体积不变,充入He气体,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,③错误;缩小容器体积,反应物和生成物浓度增大,反应速率增大,④正确;故答案选②④。
②④
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(2)T ℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g),反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
①在0~25 min内N2的平均反应速率为____________________。
0.002 mol·L-1·min-1
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根据三种物质的反应速率和化学方程式可知,表示N2的曲线为B,0~25 min内,N2的平均反应速率为0.05 mol·L-1÷25 min=0.002 mol·L-1·min-1
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②下列能说明该反应已达到平衡状态的是________________(填字母)。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.气体的平均摩尔质量不变
C.混合气体的密度不变
D.K保持不变
B
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3v正(H2)=4.5v正(NH3)≠2v逆(NH3),正、逆反应速率不同,反应未达到平衡状态,A错误;该反应不是等体积反应且反应物和生成物都是气体,随着反应进行,气体的平均摩尔质量不断变化,气体的平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态,B正确;反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和生成物都是气体,无论是否达到平衡状态,混合气体的密度始终不变,C错误;K值只与温度有关,温度不变,K值就不变,故K保持不变无法说明反应达到平衡状态,D错误。
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(3)用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染:
①CH4(g)+4NO(g)⥫⥬2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=Q kJ·mol-1,某温度下,密闭容器中CH4与NO的起始浓度分别为1 mol·L-1、2 mol·L-1,其中c(NO)随时间变化如下图所示,t2时达到平衡,保持温度不变在t2时将容器容积压缩到一半,请画出t2~t3区间c(CH4)随时间变化的曲线。
答案:
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初始时CH4浓度为1 mol·L-1,NO浓度为2 mol·L-1,随着反应进行NO浓度减小1.5 mol·L-1,则CH4浓度减小0.375 mol·L-1,t2时反应达到平衡,此时CH4浓度为0.625 mol·L-1,保持温度不变,将容器容积压缩到一半,则CH4的浓度瞬间变为原来的两倍,达到1.25 mol·L-1,压缩体积,压强增大,因为该反应为等体积反应化学平衡不移动,因此后续CH4的浓
度维持在1.25 mol·L-1,图像为 。
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②为提高反应CH4(g)+2NO2(g)⥫⥬N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)中NO2的转化率,可以采取在恒压条件下充入稀有气体,解释其原因:______________
_______________________________________________________________________________________________________。
恒压条件下充入稀有气体,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动,从而提高了NO2的转化率
恒压条件下充入稀有气体,相当于减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动,即平衡正向移动,从而提高了NO2的转化率。
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第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响
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