1、第三单元化学平衡的移动学习任务1化学平衡的移动1化学平衡移动的原因与方向(1)原因反应条件改变，引起v正v逆。(2)方向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。2化学平衡移动的过程3影响化学平衡移动的因素(1)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)影响化学平衡移动的因素若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动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
2、应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小减小 压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体分子数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降低温度向放热反应方向移动催化剂使用催化剂平衡不移动4.几种特殊情况说明(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响恒温、恒容条件恒温、恒压条件(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。1对于一定条件下的可逆反应，甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0丙：A(g)B(g)2C(g)H0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)
3、升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)甲_，乙_，丙_；混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)甲_，乙_，丙_。(2)加压，平衡移动方向分别为甲_，乙_，丙_；混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲_，乙_，丙_。答案：(1)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动增大不变不变2已知一定条件下合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。t1_；t2_；t3_；t4_。答案：增大c(N2)或c(H2)加入催化剂降低温度增大压强
4、化学平衡移动问题的分析步骤 提升一化学平衡移动方向的判断1(双选)对可逆反应：2A(s)3B(g)C(g)2D(g)Hv(逆)D加入催化剂，B的转化率提高解析：选BC。升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，A项错误；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大，B项正确；增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)，C项正确；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变，D项错误。2(2020扬州高三质检)一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H905.9 kJmol1, 下列叙述正确
5、的是()A4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出热量为905.9 kJB平衡时v正(O2)v逆(NO)C平衡后减小压强， 混合气体平均摩尔质量增大D平衡后升高温度， 混合气体中NO含量降低解析：选D。A项，由于可逆反应不能进行到底，所以放出热量小于905.9 kJ，错误；B项，达到平衡时v正(O2)v逆(NO)54，错误；C项，减小压强，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，而气体的总质量不变，所以混合气体的平均摩尔质量减小，错误；D项，升高温度，平衡逆向移动，NO含量降低，正确。3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2SO
6、2(g)O2(g)2SO3(g)H0的正、逆反应速率的影响如图所示：(1)加入催化剂对反应速率产生影响的图像是_(填序号，下同)，平衡_移动。(2)升高温度对反应速率产生影响的图像是_，平衡向_方向移动。(3)增大反应容器体积对反应速率产生影响的图像是_，平衡向_方向移动。(4)增大O2的浓度对反应速率产生影响的图像是_，平衡向_方向移动。解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则平衡不移动，改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”
7、，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v正v逆，图像为A。(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆向移动，所以v正v逆，图像为D。(4)增大O2的浓度，正反应速率会“突然增大”，图像上正反应速率曲线出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上，但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，平衡向正反应方向移动，图像为B。答案：(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应判断化学平衡移动方向的思维模型提升二勒夏特列原理及其应用4下列有关合成氨工业的叙述中，可用勒夏特列原理来解释的
8、是()A使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率B高压比常压条件更有利于合成氨的反应C500 左右比室温更有利于合成氨的反应D合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率解析：选B。催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡的移动，A不符合题意；高压有利于合成氨反应的平衡右移，B符合题意；采用高温会使合成氨反应的平衡左移，但500 下催化剂的活性较高，C不符合题意；循环操作与平衡移动没有直接关系，D不符合题意。5下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.B.t/2550100Kw/10141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(molL1)0.10.01pH11.110.6解析：选C。A.二氧化
9、氮气体中存在平衡：2NO2N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B.不同温度下水的离子积常数不同，温度升高促进水的电离，水的离子积常数增大。C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3H2ONHOH发生了移动。 (1)判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。(2)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当压强的改变造成浓度改变时，平衡才有可能移动。(3)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不
10、是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。达到新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。例如：对于反应A(g)B(g)C(g)，增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；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，达到新的平衡状态时50 T80 ；若对体系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPapc3 Bab92.4C2p21解析：选B。根据“一边倒”的方法可知甲、乙两容器中的反应为等效平衡，且甲中生成的NH3与乙中分解的N
11、H3的和为2 mol，此时121。而丙中加入的NH3是乙中的2倍，丙中压强亦是乙中的2倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1p3，A、C项错误，B项正确；增大压强，不利于NH3的分解，则23，故13T1解析：选CD。容器中平衡时，c(NO2)0.2 molL1，c(NO)0.4 molL1，c(O2)0.2 molL1，容器容积为1 L，气体总物质的量为(0.20.40.2) mol0.8 mol，容器中投入量为(0.30.50.2) mol1 mol，若容器中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8145，根据容器中的相关数据，知该反应的平衡常数K0.8，容器中Qc0.56K，说明
12、容器中反应未达到平衡，反应向右进行，则达到平衡时两容器中压强之比小于45，A项错误；容器中反应相当于起始加入0.7 molL1 NO2和0.1 molL1 NO，达到平衡时，相对容器，平衡逆向移动，则容器中的值小，B项错误；容器中达到平衡时NO的体积分数为100%50%，容器中相当于起始加入0.5 molL1 NO2和0.1 molL1 O2，达到平衡时，相对容器，平衡逆向移动，则容器中NO的体积分数小于50%, C项正确；容器中，T1时，平衡常数K0.8，T2时，若k正k逆，反应达平衡时，v正v逆，即k正c2(NO2)k逆c2(NO)c(O2)，得c2(NO2)c2(NO)c(O2)，Kc2
13、(NO)c(O2)/c2(NO2)1，平衡常数增大，平衡正向移动，该反应为吸热反应，则应升高温度，即T2T1，D项正确。3(2017高考全国卷)298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中 c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)y molL1(2)tm时，v正_v逆(填“大于
14、”“小于”或“等于”)。(3)tm时v逆_tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_。解析：(1)溶液的pH不再变化，即OH的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I)2v逆(AsO)或v逆(I)2v正(AsO)时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不再变化时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I)2c(AsO)，观察图像可知，反应达到平衡
15、时c(AsO)y molL1，此时c(I)2y molL1，d项错误。(2)tm时反应未达到平衡状态，所以v正大于v逆。(3)从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。答案：(1)ac(2)大于(3)小于tm时生成物浓度较低一、单项选择题1CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)Hn，Q 0 Bmnp，Q 0Cmn，Q 0 Dmnp，Q v正，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，即Qv逆，平衡向正反应方向移动，正
16、反应为气体体积减小的反应，即mn，C正确。5(2018浙江11月选考)已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197.8 kJmol1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为21，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列说法不正确的是()A一定压强下，降低温度，SO2平衡转化率增大B在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C使用催化
17、剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2转化率已相当高解析：选B。A项，由于该反应是放热反应，所以一定压强下，降低温度，平衡向放热反应方向移动，SO2 的转化率增大，故A正确；B项，在不同温度、压强下，由于化学反应速率不一定相同，所以转化相同物质的量的SO2 所需要的时间不一定相等，故B不正确；C项，使用催化剂的目的是加快化学反应速率，缩短反应达到平衡所需的时间，故C正确；D项，分析2SO2 (g)O2 (g)2SO3 (g)可知，加压可以提高SO2 的转化率，但因为常压下SO2 的转化率已相当高，所以工业生产中通常不采取加压措施，故D正确。6(2020黄
18、冈高三质检)T 时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。下列分析正确的是()A容器中发生的反应可表示为3X(g)Y(g)4Z(g)B03 min内，v(X)0.2 molL1min1C若改变条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是增大压强D其他条件不变时，升高温度，v(正)、v(逆)都增大，且重新达到平衡前v(正)v(逆)解析：选D。A项，由图中X、Y、Z的物质的量变化可知反应为3X(g)Y(g)2Z(g)，错误；B项，03 min内，v(
19、X)0.1 molL1min1，错误；C项，图3与图1相比，限度没有变，只是缩短了到达平衡的时间，若增大压强，平衡向正反应方向移动，错误；D项，由图2可知T2T1，升高温度，Y的体积百分含量减小，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)，正确。二、不定项选择题7在一定温度和压强下，密闭容器中发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，当反应达到平衡状态，下列叙述正确的是()A升高温度，K减小B减小压强，n(CO2)增加C更换高效催化剂，(CO)增大D充入一定量的氮气，n(H2)不变解析：选AD。A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，
20、即升高温度，K减小，故A说法正确；B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B说法错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C说法错误；D.恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体体积不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D说法正确。8已知反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HQ kJmol1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。序号温度/容器体积CO转化率平衡压强/Pa200V150%p1200V270%p2350V350%p3下
21、列说法正确的是()A反应速率：B平衡时体系压强：p1p254C若容器体积V1V3，则Q0D若实验中CO和H2用量均加倍，则CO转化率，则可看作在的基础上加压，即V1V2，因此反应速率：，A错误；与比较，达到平衡时，平衡混合物的物质的量之比为54，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1p254，B错误；若容器体积V1V3且温度相同，则与比较，CO的转化率，而现在CO的转化率相同，则升温的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆反应是吸热反应，C正确；若实验中CO和H2用量均加倍，则可看作在的基础上加压，CO转化率增大，D错误。9在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)
22、/n(CO2)充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H。CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示：下列说法正确的是()A该反应的H0B氢碳比：C在氢碳比为2.0时，Q点v(正)v(逆)D若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5 molL1和1.0 molL1，则可得P点对应温度的平衡常数的值为512解析：选BD。A项，由图像可知，随温度的升高，CO2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，错误；B项，相同温度时，中CO2的平衡转化率高，说明氢碳比高(提高H2的比例，平衡正向移动，CO2的转化率高)，正确；
23、C项，相同温度下，氢碳比为2.0时，平衡点是P点，Q点到P点，CO2平衡转化率增大，平衡正向移动，v(正)v(逆)，错误；D项， 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) 0.5 1.0 0 0 0.25 0.75 0.125 0.5 0.25 0.25 0.125 0.5K512，正确。三、非选择题10高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K_，H_0(填“”“”或“”)。(2)在一个容积为10
24、 L的密闭容器中，1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)_，CO的平衡转化率_。(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_。A减少Fe的量B增加Fe2O3的量C移出部分CO2D升高反应温度E减小容器的容积F加入合适的催化剂解析：(1)根据表中平衡常数与温度的关系，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，H0；Fe2O3、Fe都是固体，不出现在平衡常数表达式中，则K。(2)设平衡后转化的CO的浓度为x molL1， Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始/mol
25、L1 0.1 0.1转化/molL1 x x平衡/molL1 0.1x 0.1x1 000 时，K4.0，x0.06。则v(CO2)0.006 molL1min1。CO的平衡转化率为100%60%。(3)对于题中反应，由于Fe、Fe2O3是固体，改变其用量不影响平衡；由于此反应是一个反应前后气体体积不变的反应，减小容器容积，对平衡无影响；催化剂不影响平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO的平衡转化率增大；升高反应温度，平衡左移，CO的平衡转化率减小。答案：(1)(2)0.006 molL1min160%(3)C11.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业
26、固氮的部分化学平衡常数K的值。反应大气固氮N2(g)O2(g)2NO(g)工业固氮N2(g)3H2(g)2NH3(g)温度/272 00025400450平衡常数K3.8410310.151080.5070.152分析数据可知：大气固氮反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是_。(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线，下图所示正确的是_(填“A”或“B”)；比较p1、p2的大小关系：_。.目前工业合成氨的原理是N2(g)3H2(g)2NH3(g)。(3)在一定温度下，将1 mo
27、l N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8 mol。达平衡时，H2的转化率_。已知平衡时，容器压强为8 MPa，则平衡常数Kp_(用平衡分压代替浓度计算，分压总压物质的量分数)。解析：.(1)由表中数据可知，温度从27 升高到2 000 ，K增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应；大气固氮的K值小，转化率低，不适合大规模生产。(2)工业固氮，随温度升高，K值减小，平衡向逆反应方向移动，N2的转化率降低，所以图A正确。相同温度下，p1p2，N2的转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增
28、大，即p2p1。.(3)设达到平衡时，参加反应的N2的物质的量为a mol，列“三段式”： N2(g)3H2(g)2NH3(g)n(始)/mol 130n(变)/mol a3a 2an(平)/mol 1a33a2a由(1a)(33a)2a2.8，解得a0.6，H2的转化率100%60%；N2的平衡分压为(8) MPa，H2、NH3的平衡分压均为(8) MPa，Kp。答案：.(1)吸热大气固氮的K值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产(2)Ap2p1.(3)60%(或0.255或0.26)12合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮
29、氢合金(M)的贮氢过程如下所示，纵轴表示平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应的方程式为zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H1()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z_(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢气240 mL，吸氢速率v_mLg1min1。反应()的焓变H1_0(填“”“”或“”)。(2)表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占
30、其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，(T1)_(T2)(填“”“”或“”)。当反应()处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应()可能处于图中的_点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为T时：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1解析：(1)在反应()中，zMHx(s)H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx2
31、zy，z；温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v30 mLg1min1。因为T1T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应()的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以H10。(2)结合图像分析知，随着温度升高，反应()向左移动，H2压强增大，故随着温度升高而降低，所以(T1)(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应()可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应()左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。(3)由题意知：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1应用盖斯定律，由可得CO、H2合成CH4的反应：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1。答案：(1)30c加热减压(3)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1
