1、第三节 化学平衡的移动和化学反应的方向点面导图考向分析 本节高考重点考查：(1)平衡移动的判断；(2)反应方向的判断；(3)化学平衡图象分析。题型以选择题和图像题为主，难度为中档题。预测2013年仍会以图表或图象的形式分析判断化学平衡移动的方向或分析影响化学平衡移动的因素等方面进行命题。一、影响化学平衡的因素 在一定条件下，aA(g)bB(g)mC(g)nD(g)；H0，下列条件改变能使化学平衡向右移动的是_。A升高温度 B降低温度C再充入B气体D缩小容器的体积E再充入C气体F使用催化剂【答案】AC3(选一选)在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)CO(g)12N2(g)CO2(g
2、)；H373.2 kJmol1，达到平衡后，为提高该反应的速率和使平衡右移，采取的正确措施是()A加催化剂同时升高温度B加催化剂同时增大压强C升高温度同时充入 N2D降低温度同时增大压强【答案】B二、化学反应进行的方向1自发过程(1)体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部做功或者_能量)。(2)在密闭条件下，体系_自发地转变为_的倾向。高能低能释放有序无序3(想一想)反应CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0一定不能自发进行吗？请分析。【答案】不一定，低温下不能自发进行，但高温下能自发进行。4(判一判)下列说法是否正确？(填“”或“”)(1)化学反应总是伴随着能量变化()(2)能够
3、自发进行的反应不一定都是放热反应()(3)只有放热反应才能够自发进行()(4)能够自发进行的反应就一定能够发生并完成()(5)若一个反应的H0，Sv(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高，而自身转化率降低。(2012广东质检题组合)将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是_。A升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应B慢慢压缩
4、气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅C慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅E恒温恒容时，再充入NO2气体，平衡向右移动，NO2的转化率增大，混合气体的颜色变浅【精讲精析】颜色加深平衡向左移动，所以正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C选项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡2倍的基础上减小，正确；D选项体积不变，反应物及生成物浓度不变，所
5、以正逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，错误；E选项恒容充入NO2、c(NO2)增大，平衡右移，达到平衡时压强比原平衡压强大，(NO2)增大，但c(NO2)比原平衡的大，颜色应加深，错误。【答案】C1(2010上海高考)据报道，在300、70 MPa下，由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)下列叙述错误的是()A使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C充入大量CO2气体可提高H2的转化率D从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率【解析】A项，多数催化剂
6、能提高化学反应速率；B项，判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化；C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，可提高H2的转化率；D项，平衡正向移动，提高CO2和H2的利用率。【答案】B1常见类型对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)Hpq。(1)v t图象数形思想化学反应速率与化学平衡图象分析(2)c(或百分含量)t图象如右图，对于化学反应mA(g)nB(g)qC(g)pD(g)，l线上所有的点都是平衡点。在上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，所以，E点v(正)v(逆)；在下方(F点)，A%小于此压强时平衡体系中的A%，则v(正)v(逆)；M点为刚好达到平衡点。M点后为
7、平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，平衡左移，H0。分析图象的两种技巧方法：(1)先拐先平在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等，如上述常见类型(2)中的p2、T1。(2)定一议二当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)HT1)B压强(p)对平衡常数的影响C温度(T)对反应的影响D压强(p)对反应的影响(p2p1)【精讲精析】对于选项A，由于合成氨反应是放热反应，因此温度越高，NH3的产率越低，这一点图示是符合的，但考虑到温度越高
8、，化学反应速率越快，体现在图象上即达到平衡前曲线的斜率大，A错，正确的图象如图所示，即符合“先拐先平”的原则，同理可知选项D也错。化学平衡常数与压强无关，选项B错。选项C可以这样理解，开始时，反应向右进行，N2的体积分数减小；达到平衡时，N2的体积分数最小；继续升温，化学平衡逆向移动，N2的体积分数增大。【答案】C2.反应N2O4(g)2NO2(g)在温度为T1、T2(T2T1)时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化如图所示。下列说法正确的是()A由图可知B点时平衡常数与C点时相同BA、C两点气体的颜色：A深，C浅CA、C两点气体的平均相对分子质量：Ap(A)，平衡逆向移动，w(NO2)减小
9、，w(N2O4)增大，但c(NO2)，C点比A点大，所以C点混合气体的颜色深，A点浅，B错。选项D中再充入N2O4气体，相当于增大反应物浓度，化学平衡应向正反应方向移动，D错。【答案】C热点探究反应速率、化学平衡的调控在生产科研中的应用 生产科研过程涉及的化学反应很多是可逆反应，如工业合成氨，SO2与O2反应合成SO3和NOx的消除等都是可逆反应。生产技术人员及科研人员为了使反应向人们所希望的方向进行并且希望速率大和转化率大，就需要科技人员调控反应速率和化学平衡。探究1：调控反应速率的措施通常有改变反应物的浓度、_、改变温度和使用_。探究2：调控化学平衡的措施通常有改变反应物或生成物的浓度，_
10、、_和循环操作等。探究3：为了提高N23H22NH3反应速率和H2的转化率，通常采取的措施_，并且采用循环操作。【提示】探究1：改变压强 催化剂 探究2：改变压强 改变温度 探究3：增大压强、使用催化剂和适宜的温度(2012苏北四市联考)现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途。CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1。现在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如图1和图2。(1)该反应的H1_0(填“”或
11、“”，下同)，K1_K2。(2)将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有_。【精讲精析】(1)从图1看，温度升高，CH3OH的物质的量减小，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，H1K2。(2)容器c中温度比容器d中温度低，则平衡时容器c中甲醇的体积分数比容器d中甲醇的体积分数大，使容器c的平衡逆向移动可以转变到容器d中的平衡状态，升温或减压都可以实现。【答案】(1)(2)升温或减压工业制硝酸的主要反应是：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：时间浓度 c(NH3)
12、(mol/L)c(O2)(mol/L)c(NO)(mol/L)起始0.81.60第2 min0.6a0.2第4 min0.30.9750.5第6 min0.30.9750.5第8 min0.81.60.5(1)起始时物料比c(O2)c(NH3)1.25，其原因是_。(2)反 应 在 第 2 min 到 第 4 min 时 O2 的 平 均 反 应 速 率 为_mol/(Lmin)。(3)反 应 在 第 2 min 改 变 了 反 应 条 件，改 变 的 条 件 可 能 是_(填序号)。a使用催化剂 b升高温度c增大压强d增加O2的浓度(4)反应在第8 min改变的反应条件可能是_。【解析】(1
13、)增大一种反应物浓度，可以提高另一反应物的转化率，c(O2)c(NH3)1.25 是为了增大 NH3的转化率。(2)a1.6(0.80.6)54mol/L1.35 mol/Lv(O2)1.350.975molL12 min0.187 5 molL1min1。(3)第 2 min 反应加快，且浓度减小，改变的条件为使用催化剂和升温。(4)c(NH3)、c(O2)增大，c(NO)没有变化，改变的条件为增大反应物浓度。【答案】(1)可增大NH3的转化率(2)0.187 5(3)ab(4)增加反应物浓度高考题组一 化学平衡的影响因素及其调控1(2011四川高考)可逆反应X(g)2Y(g)2Z(g)、2
14、M(g)N(g)P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是()A反应的正反应是吸热反应B达平衡()时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 1415C达平衡()时，X 的转化率为 511D在平衡()和平衡()中，M 的体积分数相等【解析】选项A，比较平衡()、()，降温时隔板向左移动，说明反应平衡向右移动，故反应的正反应为放热反应。选项B，从反应开始至平衡()时，隔板右边体系中气体的总物质的量不变，体积由2个单位扩大至2.2个单位，则达平衡()时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为22.2
15、1011。选项C，设平衡()时反应气体总物质的量为x mol，平衡()时隔板两边压强相等，相同压强下，物质的量与体积成正比，则有x22.82.2，解得 x2811，则 X 的转化率为3 mol2811mol1 mol511。选项 D，由于体系温度变化，所以平衡()、()中 M 的含量不可能相等。【答案】C2(2011山东高考)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应H_0(填“”或“”)。实际生产条件控制在250、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。【解析】根据图示，当压强相同时，降低温度，CO
16、的平衡转化率升高，说明降温平衡向正反应方向移动，因此正反应为放热反应，H0。【答案】在1.3104 kPa下，CO转化率已较高，再增大压强，CO转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)；H0高考题组二 化学平衡图象分析3(2011重庆高考)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)；H0D 2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)；HT1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，H0
17、；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。【答案】A4(2011安徽高考)电镀废液中 Cr2O27 可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O 27(aq)2Pb2(aq)H2O(l)2PbCrO4(s)2H(aq)H0该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是()【解析】该反应放热(H0、S0(2011江苏高考)B升高温度可缩短H0的可逆反应达平衡的时间并能提高平衡转化率(2011北京高考)C工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气可提高SO2的转化率(2010全国高考)D对于正反应是放热的可逆反应达到平衡后，其它条件不变，升高温度可使平衡常数增大(2010安徽高考)EH0(2010江苏高考)【解析】A项，B项，H0为放热反应，升温平衡逆向移动，降低平衡转化率；C项，充入过量的O2，使平衡向右移动，促进SO2的转化；D项，正反应放热的可逆反应，升温时平衡常数减小；E项，H0的反应，正反应为放热反应；F项，应依据HTS来判断反应能否自发进行。【答案】A、C、E、F课时知能训练