内容正文:
第❸课时 影响化学平衡的因素
浓度对化学平衡的影响
1.对于密闭容器中进行的可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡时,若温度保持不变,增大N2的浓度,则( )
A.正、逆反应速率瞬时增大
B.逆反应速率先减小
C.化学平衡逆向移动
D.化学平衡正向移动
2.(链接教材P36“实验2-1”)往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,发生如下反应:
FeCl3+ 3KSCN3KCl+ Fe(SCN)3
(棕黄色) (无色) (无色) (红色)
下列说法中正确的是( )
A.往上述溶液中滴入浓Fe2(SO4)3溶液,溶液红色变浅
B.往上述溶液中滴入浓NH4SCN溶液,溶液红色不变
C.往上述溶液中加入铁粉,溶液红色加深
D.往上述溶液中滴入NaOH溶液,溶液红色变浅
压强对化学平衡的影响
3.一定条件下,发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0。达到平衡后,下列说法错误的是( )
A.其他条件不变,充入H2O(g),v(正)增大,v(逆)不变,平衡向右移动
B.恒温恒容条件下,充入稀有气体,v(正)、v(逆)不变,平衡不移动
C.其他条件不变,缩小容器容积增大压强,v(正)、v(逆)同倍数增大,平衡不移动
D.恒温恒容条件下,加入碳粉,v(正)、v(逆)不变,平衡不移动
4.(2026·浙江衢州高二练习)在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g) ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使v正增大、c(D)增大的是( )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.容积不变,充入“惰”气
5.(2026·浙江高二阶段练习)密闭容器中发生反应zC(g)xA(g)+yB(g),平衡时测得C的浓度为1.0 mol·L-1。维持恒定温度,将容器容积扩大到原来的两倍,再次达到平衡,测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列有关判断不正确的是( )
A.反应物C的平衡转化率升高
B.平衡向逆反应方向移动
C.z>x+y
D.混合气体的平均相对分子质量减小
温度对化学平衡的影响
6.在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g)3B+C(正反应为吸热反应),平衡时,升高温度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势。下列判断中正确的是( )
A.B和C可能都是固体
B.B和C一定都是气体
C.若C为固体,则B一定是气体
D.B和C不可能都是气体
7.将1 mol M和2 mol N置于容积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应:M(g)+2N(g)P(g)+Q(g) ΔH。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是( )
A.ΔH>0
B.温度:T1>T2
C.温度为T1时,M的平衡转化率为50%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
勒夏特列原理
8.(2026·浙江高二月考)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
B.对于平衡体系2HI(g)H2(g)+I2(g),增大压强(缩小容积)可使颜色变深
C.反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH<0,达平衡后,升高温度使体系颜色变深
D.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0中,采取高压措施可提高SO3的产量
9.(2026·广东广州高二检测)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色变深
B.工业合成氨时一般采用的压强为10 MPa~30 MPa
C.天热时,打开冰镇可乐瓶盖产生大量泡沫
D.氯水光照后颜色变浅
化学平衡影响因素的综合分析
10.如图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )
A.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
B.升高温度,减小容积实现加压
C.增大反应物浓度,同时使用催化剂
D.降低温度,增大容积实现减压
11.(2026·山东济南高二月考)H2(g)+I2(g)2HI(g)在1 L的恒温容器中进行,反应过程中部分数据见下表:
反应时间/min
n(H2)/mol
n(I2)/mol
n(HI)/mol
0
4
4
0
10
2
若起始时总压为p0 kPa,反应速率用单位时间内分压的变化表示,气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数。下列说法错误的是( )
A.平衡后体系气体颜色不再发生变化
B.充入H2,平衡向右移动,H2转化率减小
C.压缩容器容积,v不变,c(HI)增大
D.10 min内用H2(g)表示的反应速率为0.025p0 kPa·min-1
12.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(压缩容积)
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
突出真实情境 倡导学以致用
1.(2026·江苏南京高二检测)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.晒自来水养小金鱼
B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
C.CO中毒的病人进入高压氧舱中接受治疗
D.一定温度下密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+ D(g),平衡时B浓度为0.5 mol·L-1,将容器缩小为原来容积的一半,平衡时测得B的浓度为1.0 mol·L-1
2.将机动车尾气按一定流速通过装有催化剂的反应管,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),测得NO转化为N2的转化率随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应ΔH>0
B.其他条件不变,升高温度会提高NO平衡转化率
C.700 K,其他条件不变,增大尾气的通入压强,NO转化为N2的转化率能达到X点的值
D.鼓入足量空气使汽油充分燃烧,能有效降低尾气中NO的排放量
注重实验探究 凸显学科特色
3.(链接教材P39“实验2-3”)已知:N2O4(无色)2NO2(红棕色)。现有如图所示的三个烧瓶,分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(Ⅰ)中加入无水CaO,在(Ⅲ)中加入NH4Cl晶体,(Ⅱ)中不加其他任何物质,发现(Ⅰ)中红棕色变深,(Ⅲ)中红棕色变浅,下列叙述正确的是( )
A.CaO溶于水时吸收热量
B.该反应的ΔH>0
C.NH4Cl溶于水时放出热量
D.烧瓶(Ⅲ)中气体的压强增大
4.(2026·浙江杭州高二检测)下列装置所示的过程与勒夏特列原理无关的是( )
A.加入MnO2时产生气泡速率加快
B.加入CaO时乙烧瓶中气体颜色加深
C.光照时试管中黄绿色变浅
D.加入铁粉时溶液颜色变浅
5.以[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl-[CuCl4]2-(黄)+4H2O ΔH>0为例,探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液,分别进行下列实验,对实验现象的分析不正确的是( )
选项
操作和现象
分析
A
观察溶液为绿色
[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在
B
升高温度,溶液变为黄绿色
平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
C
加几滴AgNO3溶液,静置,上层清液为蓝色
平衡逆移,[CuCl4]2-的浓度减小
D
加少量Zn片,静置,上层清液为浅黄绿色
平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
6.(2026·浙江宁波高二测试)利用反应Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+ ΔH=+13.8 kJ·mol-1研究浓度对化学平衡的影响,实验操作及现象如下:
①待试管b中溶液颜色不变后,与试管d相比,b中黄色更深。
②试管c温度略有升高,溶液颜色与试管a相比,橙色更深。
下列说法正确的是( )
A.“待试管b中溶液颜色不变”的目的是使Cr2完全反应
B.对比试管b与c,c中反应平衡常数增大,平衡正向移动
C.试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
D.该实验证明减小生成物浓度,平衡正向移动
7.勒夏特列原理是经过反复验证的,在化学工业和环境保护等领域中有十分重要的应用。
实验1:在小烧杯中加入10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 mol·L-1的FeCl3溶液、5滴0.15 mol·L-1 KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,发生反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,达到平衡后,将其平均分成两份,注入试管a和试管b。
(1)证明已达到平衡状态的现象是 。
(2)向试管a中加入少量铁粉与试管b做对比,现象 ,用勒夏特列原理和化学用语解释产生此现象的原因: 。
实验2:在实验室中用排饱和食盐水的方法收集氯气。
(3)用勒夏特列原理和化学用语解释原因: 。
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8.已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是( )
A.b点达到平衡状态
B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小
C.d点:v(正)<v(逆)
D.若在c点将温度降低,其透光率将增大
9.T ℃时,在恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。反应达到平衡时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)与的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应达到平衡时,升高体系温度,CO的转化率升高
B.=2.5时,反应达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图中的F点
C.容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态
D.反应达到平衡时,向容器中充入一定量Ar,平衡正向移动,平衡常数不变
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第3课时 影响化学平衡的因素
[教材知识——一遍过]
1.D 在温度和其他条件不变时,增大N2的浓度,正反应速率瞬间增大,但此时逆反应速率不变;随着反应的进行,NH3的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,故A、B、C项错误,D项正确。
2.D 滴入浓Fe2(SO4)3溶液,Fe3+浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深;滴入浓NH4SCN溶液,SCN-浓度增大,平衡正向移动,Fe(SCN)3 浓度增大,溶液红色变深;加入铁粉,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,Fe3+浓度减小,平衡左移,Fe(SCN)3 浓度减小,红色变浅;滴入NaOH溶液形成氢氧化铁沉淀,平衡左移,Fe(SCN)3浓度减小,溶液颜色变浅。
3.C 其他条件不变,充入气态反应物,平衡正向移动,v(正)增大,v(逆)不变,故A正确;恒温恒容条件下,充入稀有气体,反应物和生成物的浓度不变,v(正)、v(逆)不变,平衡不移动,故B正确;其他条件不变,缩小容器容积增大压强,平衡逆向移动,v(正) 增大的程度比v(逆) 增大的程度小,故C错误;恒温恒容条件下,加入碳粉,碳的浓度不变,平衡不移动,v(正)、v(逆)均不变,故D正确。
4.C 改变固体用量对反应速率无影响,A错误;扩大容积,减小压强,v正减小,平衡向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动,c(D)也减小,B错误;缩小容积,增大压强,v正增大,平衡向气体分子数减少的方向移动,即正向移动,c(D)增大,C正确;容积不变,充入“惰”气,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,D错误。
5.A 维持恒定温度,将容器容积扩大到原来的两倍,再次达到平衡,若平衡不移动,理论上C的浓度应为0.5 mol·L-1,而测得C的浓度为0.6 mol·L-1,说明压强减小使平衡逆向移动,则有z>x+y。据分析可知,压强减小使平衡逆向移动,C的平衡转化率降低,A错误;据分析可知,平衡向逆反应方向移动,B正确;据分析可知,z>x+y,C正确;平均相对分子质量=,气体质量不变,平衡逆向移动,气体的物质的量增大,故平均相对分子质量减小,D正确。
6.C 正反应吸热,升温,平衡右移。若B、C都为固体,则气体的相对分子质量不变,故A错误;若C为固体,B为气体,平衡右移,气体的总质量减小,总物质的量不变,气体的平均相对分子质量减小,故C正确;若B、C都是气体,平衡右移,气体的总质量不变,总物质的量增大,则平均相对分子质量减小,则B和C可能都是气体,故B、D错误。
7.C 先拐先平数值大,温度:T2>T1,B错误;温度升高,平衡时Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明ΔH<0,A错误;温度为T1时,设M的变化量为x mol,反应三段式为
M(g)+2N(g)P(g)+Q(g)
起始量/mol 1 2 0 0
变化量/mol x 2x x x
平衡量/mol 1-x 2-2x x x
温度为T1,平衡时Q的体积分数=×100%=20%,解得x=0.5,M的平衡转化率为×100%=50%,C正确;对于放热反应,温度越低平衡常数越大,则K1>K2,D错误。
8.B 铁粉消耗溶液中的Fe3+,使Fe3+浓度降低,使平衡Fe(SCN)3Fe3++3SCN-正向移动,可以用勒夏特列原理解释,A项不符合题意;增大压强,平衡不移动,但缩小容积,I2(g)浓度增大,体系颜色变深,B项符合题意;该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,NO2浓度增大,体系颜色加深,C项不符合题意;增大压强,使平衡正向移动,同时反应速率加快,可以提高SO3的产量,D项不符合题意。
|特别提醒|
勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。下列不涉及平衡移动的问题不能用勒夏特列原理解释:
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。
9.A 加压时,体系体积减小,NO2和N2O4的浓度均增大,导致颜色瞬间变深,虽然平衡向生成N2O4的方向移动(减弱浓度变化),但最终颜色仍比原平衡深,即颜色变深主要由体积减小导致NO2浓度增大而引起,而非平衡移动主导,因此不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;合成氨反应(N2+3H22NH3)中,增大压强有利于生成NH3,工业采用高压正是基于勒夏特列原理,因此能用该原理解释,B不符合题意;可乐中存在CO2溶解平衡CO2(aq)CO2(g),打开可乐瓶后,因压强降低导致平衡向生成气体方向移动,符合勒夏特列原理,C不符合题意;光照使HClO分解,导致Cl2与水反应的平衡(Cl2+H2OHClO+H++Cl-)右移,Cl2被消耗,颜色变浅,符合勒夏特列原理,D不符合题意。
10.A 增大反应物浓度,同时减小生成物浓度,在该瞬间正反应速率增大,逆反应速率减小,化学平衡向正反应方向移动,与图像变化相符合,A正确;升高温度,同时加压,正、逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,而图示的逆反应速率比原速率小,与图像变化不符,B错误;增大反应物浓度,同时使用催化剂,正、逆反应速率都增大,逆反应速率也应在原速率的上方,但由于正反应速率增大更多,化学平衡向正反应方向移动,与图像变化不符,C错误;降低温度,同时减压,正、逆反应速率都降低,正反应速率也应在原速率的下方,与图像变化不符,D错误。
11.C 平衡时各物质的浓度不再变化,I2呈紫色,体系气体颜色稳定,A正确;充入H2使平衡右移,但H2总量增加,转化率=,初始量增大的程度更大,导致转化率降低,B正确;压缩容积时,总压增大,各物质浓度增大,正、逆反应速率均加快,但反应为等系数反应,平衡不移动,C错误;10分钟内H2减少2 mol,总压不变,H2分压变化为0.25p0 kPa,速率= kPa·min-1=0.025p0 kPa·min-1,D正确。
12.A 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(压缩容积),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,但由于容器容积减小,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。
[高考趋向——全练通]
1.D 自来水使用氯气消毒,氯气和水生成次氯酸,次氯酸见光分解,导致平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;二氧化碳溶于水生成碳酸为可逆反应,开启啤酒瓶后,相当于减压,平衡逆向移动,有大量二氧化碳逸出,瓶中立刻泛起大量泡沫,B不符合题意;CO中毒的病人血液中存在平衡:CO(g)+Hb(O2)O2 (g)+Hb(CO),CO中毒的病人置于高压氧舱,会使平衡逆向移动,让一氧化碳失去和血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;反应为气体分子数不变的反应,将容器缩小为原来容积的一半,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意。
2.C 该反应的反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,ΔH<0,A错误;由A选项分析知,该反应正向为放热反应,升温,平衡逆向移动,NO平衡转化率降低,B错误;结合A、B选项分析知,温度低,NO平衡转化率高,故图示700 K时对应NO转化率非平衡转化率,增大压强,反应速率加快,可进一步提高NO转化率,C正确;鼓入足量空气使汽油充分燃烧,N2和O2的量增多,生成的NO会增多,不能有效降低尾气中NO的排放量,D错误。
3.B CaO溶于水时放出热量,(Ⅰ)中红棕色变深,说明反应:N2O42NO2平衡右移,升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,A错误,B正确;(Ⅲ)中红棕色变浅,平衡左移,说明NH4Cl溶于水时吸收热量,C错误;(Ⅲ)中平衡左移,烧瓶中气体的总物质的量减少,且温度降低,压强减小,D错误。
4.A MnO2作催化剂,加入MnO2时产生气泡速率加快,与勒夏特列原理无关,故A项符合题意;2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,加入CaO时,乙烧瓶中温度升高,平衡逆向移动,乙烧瓶中气体颜色加深,与勒夏特列原理有关,故B项不符合题意;Cl2+H2OHCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,光照促进次氯酸分解,使氯气与水反应的平衡正向移动,与勒夏特列原理有关,故C项不符合题意;Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,Fe+2Fe3+3Fe2+,铁粉消耗溶液中的铁离子,使铁离子与硫氰酸根离子反应的平衡逆向移动,溶液颜色变浅,与勒夏特列原理有关,故D项不符合题意。
5.D 该反应为可逆反应,则[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在,溶液为绿色,A正确;反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,[CuCl4]2-的浓度增大,B正确;加几滴AgNO3溶液,氯离子浓度减小,平衡逆向移动,[CuCl4]2-的浓度减小,C正确;加少量Zn片,Zn和氯化铜溶液发生置换反应,Zn片上应覆盖红色固体,Cu2+浓度减小,溶液中[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的浓度均减小,上层清液为浅黄绿色,与平衡移动无关,D错误。
6.D 由于该反应为可逆反应,故任何物质均不可能完全反应,“待试管 b 中溶液颜色不变”的目的是使反应重新达到平衡,故A错误;浓硫酸溶于水放热,已知试管c中温度略有升高,且温度升高,平衡正向移动,颜色变化应该是橙色变浅,但现象却是橙色变深,故说明影响平衡的主要因素并不是温度,而是H+浓度,试管c中氢离子浓度增大,平衡逆向移动,故B、C错误;对比b、d试管,体积都增加5 mL,但b中黄色更深,说明NaOH中的OH-与H+反应,使平衡正向移动,说明生成物浓度减小,平衡正向移动,故D正确。
7.(1)溶液颜色不再改变
(2)溶液红色消失(或变浅) Fe+2Fe3+3Fe2+,使c(Fe3+)降低,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动,Fe(SCN)3浓度减小
(3)Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和食盐水中,c(Cl-)大,使上述平衡逆向移动,抑制氯气和水的反应
解析:在小烧杯中加入10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 mol·L-1的FeCl3溶液、5滴0.15 mol·L-1 KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,随着反应的进行,溶液的红色不断加深,当溶液的红色不变时,反应达平衡状态。(1)当反应达平衡时,各物质的浓度保持不变,溶液的颜色不变,则证明已达到平衡状态的现象:溶液颜色不再改变。(2)向试管a中加入少量铁粉,由于Fe与Fe3+的不断反应,导致溶液中c(Fe3+)减小,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动,溶液的红色不断变浅或消失。(3)在实验室中用排饱和食盐水的方法收集氯气,溶液中大量存在的Cl-将抑制Cl2与水的反应,最终使Cl2的溶解度降低。
8.B 曲线a→b段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b点达到平衡状态,A正确;a、b两点的透光率相等,说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B错误;由题图可知,d点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,即平衡逆向移动,则有v(正)<v(逆),C正确;c点降低温度,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D正确。
9.B 该反应的ΔH<0,反应达到平衡时,温度升高,平衡逆向移动,CO的转化率降低,A错误;气体投料比等于其化学计量数之比时,平衡生成物的体积分数最大,则=2.5时,反应达到平衡状态,甲醇的体积分数比C点对应的体积分数小,CH3OH的体积分数可能是图中的F点,B正确;该反应中反应物和生成物均是气体,故混合气体的总质量不变,又因为容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,密度不变不能作为该反应达到平衡的标志,C错误;反应达到平衡时,向容器中充入一定量Ar,平衡不移动,平衡常数只与温度有关,和充入一定量Ar无关,D错误。
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