1、第2讲化学平衡移动原理及应用考纲要求1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一化学平衡移动1概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。2过程3化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加
2、CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A B C D答案B解析该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。2某温度下，反应2A(g)B(g)H0在密闭容器中达到平衡，平衡后a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时b，下列叙述正确的是()A在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则abB若ab，则容器中一定使用了催化剂C若其他条件不变，升高温度，则ab答案B解析A项，充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，
3、故ab；B项，只有使用催化剂，平衡不移动，ab；C项，升高温度，平衡正向移动，ab；D项，相当于扩大体积，减小压强，平衡逆向移动，anBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动答案C解析温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。(1)判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动
4、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，所以只有当这些“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，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物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，例如从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
5、平衡时30 MPap0)，起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。答案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。(2)Q2Q3Q1等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反
6、应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。2在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反
7、应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。3在等温等压条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。题组一等温、等容条件下等效平衡的应用1将4.0
8、 mol PCl3和2.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.80 mol，如果此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是()A0.8 molB0.4 molC小于0.4 mol D大于0.4 mol，小于0.8 mol答案C解析采用等效平衡方法加以解决，反应达到平衡后，此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，若不考虑平衡移动，则此时PCl5的物质的量为0.4 mol；移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2
9、后，相当于减小压强，故平衡向逆反应方向移动，所以再次达平衡时PCl5的物质的量小于0.4 mol，C项正确。题组二等温、等压条件下等效平衡的应用2恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol
10、 C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为D若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变答案B解析选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为 3a mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。题组三等温、等容，等温、等压条件下等效平衡的比较应用3有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，
11、在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为 m mol。(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol。A小于m B等于mC在m2m之间 D等于2mE大于2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加
12、入_mol N2和_mol H2。答案(1)DE(2)0.50解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5) mol0.5 mol，H2为(1.51.5) mol0 mol。 “中间态”法构建等效平衡1构建等温等容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压
13、强。2构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。探究高考明确考向1(2014江苏，15改编)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)容器编号温度 ()起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是()A该反应的正方应为吸热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达
14、平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol 和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行答案D解析A项，根据表格中数据，容器和容器中起始物质的量都是0.20 mol，温度在387 时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.080 mol，而温度在207 时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.090 mol，说明该反应的正反应为放热反应，错误；B项，由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此容器和容器的平衡为等效平衡，故CH3OH的体积分数一样大，错误；C项，容器的温度高，反应速率快，达到平衡所需时间短，错误
15、；D项，容器中的K4，而此时的Q0.67，因此QK，则反应将向正反应方向进行，正确。2(2014安徽理综，10)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()A升高温度，平衡常数减小B03 s内，反应速率为v(NO2)0.2 molL1Ct1时仅加入催化剂，平衡正向移动D达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)答案A解析A项，从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，正确；B项，依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)0.2 molL1s1，单位不对，
16、错误；C项，催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，错误；D项，增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，错误。3(2013山东理综，12)对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H”、“”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_。答案(1)I2(2)在1.3104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失解析(1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温
17、度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H”、“(3)cb(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变；或固体总质量保持不变解析(1)FeFeO，固体质量增加3.2 g，说明生成FeO 0.2 mol，v(CO2)0.1 molL1min1。(2)由于建立新平衡时CO物质的量增加，可知升高温度，平衡正向移动，说明正反应吸热。(3)充入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大，之后逐渐减小；5 min时CO2浓度不变，正反应速率不变，充入CO后，平衡逆向移动，CO2浓度增大
18、，正反应速率逐渐增大。12在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图：(1)该反应的化学平衡常数表达式为_。(2)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(H2)为_。(3)判断该反应达到平衡状态的标志是_(填序号)。N2和NH3浓度相等NH3百分含量保持不变容器中气体的压强不变NH3的生成速率与H2的消耗速率相等容器中混合气体的密度保持不变(4)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为_。0
19、.20 molL10.12 molL10.10 molL10.08 molL1(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 molL1)，请在上图中画出第5分钟末至达到新平衡时NH3浓度的变化曲线。答案(1)K(2)0.037 5 molL1min1(3)(4)(5)如图所示解析(2)v(H2)v(NH3)0.037 5 molL1min1。(3)根据反应条件(恒容)和反应特点(全部是气体参与的非等体积反应)，密度不能作为平衡标志；达到平衡时，各反应物、生成物的浓度保持不变，并不是相等，也不一定符合系数之比，、能作为平衡时的标志。(4)升温
20、，平衡左移，c(NH3)0.10 molL1，符合；降温，平衡右移，0.10 molL1c(NH3)0.20 molL1，符合。(5)将体积缩小一半，NH3浓度瞬间变为原来的2倍(0.20 molL1)，然后平衡右移，8分钟末接近0.25 molL1。13甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中的能量变化如图所示。(1)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H_0(填“”)。(2)在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡。该反应平衡常数的表达式为_；在保证H2浓度不变(瞬间)的情况下，增大容器的压强，平衡将_(填字母)。A向正反应方向移动B向逆反应方向移动C不移动D无法判断(3)如图表示该反应在某一时间段中反应速率与时间的关系(t2、t4、t5时刻改变的条件都只有一个，且各不相同)。各阶段对应的平衡常数如表所示：t1t2t3t4t4t5t6t7K1K2K3K4请判断各平衡常数之间的大小关系为_(用“”、“”或“”连接)。答案(1)K2K3K4
