2020高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节第3课时影响化学平衡移动的因素一讲义+素养练含解析鲁科版选修4.doc

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1、第3课时影响化学平衡移动的因素(一)学业要求素养对接能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等物理量的变化。变化观念：外部条件发生变化时平衡会发生移动。知 识 梳 理知识点一、化学平衡的移动1.定义在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡状态被破坏，直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。2.图示表示知识点二、温度、浓度对化学平衡移动的影响1.温度对化学平衡移动的影响规律升高温度，平衡向吸热反应方向移动。降低温度，平衡向放热反应方向移动。2.

2、浓度变化对化学平衡移动的影响规律(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。自 我 检 测1.化学平衡移动的本质原因是什么？答案化学平衡之所以发生移动，本质原因是外界条件的变化引起了正、逆反应速率发生了变化而不再相等。2.怎样判断化学平衡移动的方向？答案若外界条件改变，引起v正v逆时，正反应占优势，化学平衡向正反应方向移动。若外界条件改变，引起v正v逆时，逆反应占优势，化学平衡向逆反应方向移动。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，化学平衡就不移动。3.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，是

3、因为升高温度，吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小，这种说法对吗？答案不对。对于同一化学反应，升高温度，使v(吸)和v(放)都增大，但吸热反应速率增大的程度更大，即v(吸)v(放)，所以平衡向吸热反应方向移动；反之，降低温度，v(吸)和v(放)都减小，但吸热反应速率减小的程度更大，即v(吸)v(放)，平衡向放热反应方向移动。4.温度变化，任何一个化学平衡都会发生移动吗？为什么？答案发生移动，因为任何化学反应都伴随能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态，都会受温度影响而发生移动。5.以正反应放热的反应为例，画出升温、降温时速率变化图像。答案6.增加反应物或生成物的用量

4、，化学平衡一定移动吗？答案不一定。若反应物或生成物为固体或纯液体，增加用量浓度不变，化学平衡不移动。学习任务一、温度对化学平衡影响的探究【交流研讨】在生活中，我们知道油性的污垢很难洗涤去除，用热水来洗涤要比用凉水效果好很多，你知道其中的原因吗？提示去除油污就是让油脂水解生成易溶于水的物质，油脂的水解是个吸热的过程，所以，温度升高，会让平衡向吸热的方向移动。【名师点拨】1.温度对化学平衡影响的实验探究实验原理2NO2(g)N2O4(g)H56.9 kJmol1 红棕色 无色实验装置实验现象热水中红棕色加深；冰水中红棕色变浅实验结论体系受热颜色加深，说明NO2增大，即平衡向吸热反应方向移动；体系冷

5、却颜色变浅，说明NO2减小，即平衡向放热反应方向移动2.温度对化学平衡影响的解释从化学平衡的影响因素和Q与K的关系角度分析，填写下表：反应类型温度变化K值变化Q与K关系平衡移动方向放热反应升温减小QK逆向移动降温增大QK正向移动吸热反应升温增大QK逆向移动【典例1】在某温度下，反应ClF(g)F2(g)ClF3(g)H268 kJmol1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是()A.升高温度，K不变，平衡向正反应方向移动B.升高温度，平衡常数变小C.升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率提高D.降低温度，ClF3的产率提高解析题给反应为吸热反应，升高温度，K增大，平衡向右移动，F2的

6、转化率提高，降低温度，平衡向左移动，ClF3的产率降低。答案C变式训练1下图所示的直形石英玻璃封管中充有CO气体。左端放置不纯的镍(Ni)粉。在一定条件下，Ni可以与CO(g)发生如下反应：Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)H0，但Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应，玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 K和470 K，经过足够长时间后，右端的主要物质是()A.纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)B.纯Ni(s)和CO(g)C.不纯Ni(s)和CO(g)D.不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)解析温度升高，平衡左移，生成Ni和CO，由于右端温度稳定在470 K，所以右端主要物质是纯

7、Ni(s)和CO(g)。答案B学习任务二、浓度对化学平衡影响的实验探究在19世纪后期，人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当数量的一氧化碳。有的工程师认为，这是由于一氧化碳和铁矿石的接触时间不够长造成的，于是英国耗费了大量资金建造一个高大的炼铁高炉，以增加一氧化碳和铁矿石的接触时间。可是后来发现，用这个高炉炼铁，所排出的高炉气中的一氧化碳并没有减少，其中的原因是什么？那么，增大铁矿石的量能否减少一氧化碳的含量？提示高炉炼铁的原理是利用CO还原氧化铁，此反应为可逆反应，当反应达到平衡时，增加反应时间不能改变各种物质的百分含量；增加铁矿石的量不能减少一氧化碳的含量。【名师点拨】1.浓度对化学平衡

8、影响的实验探究实验原理Fe33SCNFe(SCN)3(红色)步骤1向盛有5 mL 0.005 molL1FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 molL1KSCN溶液，将溶液均分置于两支试管中现象溶液显红色步骤2向其中一支试管滴加饱和FeCl3溶液4滴，振荡向另一支试管中滴加1 molL1KSCN溶液4滴现象溶液红色加深溶液红色加深步骤3向两支试管中各滴加0.01 molL1NaOH溶液34滴现象均产生红褐色沉淀，溶液红色变浅实验结论对Fe33SCNFe(SCN)3的化学平衡，分别增大Fe3和SCN后，Fe(SCN)3的浓度均增大了，即化学平衡均向正反应方向移动；滴加NaOH溶液，由于3

9、OHFe3=Fe(OH)3，减小了Fe3的浓度，即化学平衡向逆反应方向移动2.浓度对化学平衡影响的解释在一定条件下，反应Fe33SCNFe(SCN)3达到平衡状态，温度一定，平衡常数K为一定值。分析下列条件改变时，浓度商Q的变化及平衡移动的方向，填写下表：浓度变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向增大反应物Fe3减小QK逆反应方向增大生成物Fe(SCN)33.若其他条件不变，一次性改变浓度对化学平衡的影响如下表所示：化学平衡aAbBcCdD(A、B、C、D为气体)体系浓度改变增大反应物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度减小生成物浓度平衡移动方向正向移动逆向移动逆向移动正向移动速率变化v正先增大，v逆

10、随后增大，且v正v逆v逆先增大，v正随后增大，且v逆v正v正先减小，v逆随后减小，且v逆v正v逆先减小，v正随后减小，且v正v逆图像提醒(1)熟记浓度对化学平衡移动影响的规律。(2)对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子干扰。(3)对于容积不变的气固平衡体系，改变固体的量，平衡不移动。(4)多角度理解气体浓度的改变方式。【典例2】反应NH4HS(s)NH3(g)H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况下，不会使平衡发生移动的是()A.温度、容积不变，通入SO2气体B.温度、容积不变，通入HCl气体C.移走一部分NH4HS固体D.容器体积不变，通入NH3解析A项，SO

11、22H2S=3 S2H2O，H2S减小，平衡右移；B项，HClNH3=NH4Cl，NH3减小，平衡右移；C项，NH4HS为固体，浓度为常数，移走后平衡不移动。D项，通入NH3，NH3增大，平衡左移。答案C变式训练2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 下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，多数催化剂能提高

12、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，H2的转化率提高；D项，平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率。答案B1.在体积一定的密闭容器中，反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)达平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如下表所示：温度/500700900K1.001.472.40(1)该反应的化学平衡常数表达式是_。(2)该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)若升高温度，CO2转化率的变化是_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析由表格中数据可知，温度越高K值越大，推知温度升高平衡向正反应方向移动，故此反应的正反

13、应为吸热反应。答案(1)K(2)吸热(3)增大2.某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为11D.第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1解析A项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数

14、之和相等，则1m3，m2，正确；B项，温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y 的初始物质的量之比为12，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为12，故X与Y的平衡转化率之比为11，正确；D项，由方程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol，则Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，Z的浓度为0.4 mol2 L0.2 molL1，错误。答案D3.下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是()已达到平衡的反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动已达到平衡的反应N2(g)3H2(g)2

15、NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动有气体参加的反应达到平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动A. B. C. D.解析本题考查影响化学平衡移动方向的因素及影响规律。增加C(s)的物质的量，由于浓度未变，平衡不移动，错；对于多种物质参加的可逆反应，增大某一反应物的浓度，平衡右移，其他物质的转化率增大，而此物质的转化率降低，错；对于有气体参加的可逆反应，缩小容器体积，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，错；在恒压容器中充入稀有气体，各物质浓度减小，若是非等体积反

16、应，则平衡会发生移动，错。答案D4.现有三个体积相等的定容密闭容器，都进行下列反应：CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)。反应所处的温度相同，但起始浓度不同，其中起始时各物质的物质的量如下表：CO2H2H2OCO甲a mola mol00乙a mol2a mol00丙a mola mola mol0达到平衡时，CO的物质的量由大到小的顺序是()A.甲乙丙 B.甲丙乙C.乙丙甲 D.乙甲丙解析将乙、丙都和甲对比，即将甲作为参照物。乙和甲对比，增加了H2的浓度，平衡正向移动，乙中生成的CO的物质的量大于甲中生成的CO的物质的量；丙和甲对比，增加了生成物H2O(g)的浓度，促使平衡向逆方向移

17、动，这样丙中CO的物质的量将小于甲中CO的物质的量。答案D课时作业基 础 练1.能引起化学平衡移动的是()A.化学反应速率发生了变化B.有气态物质参加的反应达到平衡后，改变了压强C.由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化D.改变了反应物浓度解析对于等体积反应，体积改变时，压强、反应速率、浓度均发生变化，但平衡不移动。答案C2.对处于化学平衡的体系，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，平衡一定移动解析A项

18、，如果正、逆速率改变幅度一样大，则平衡不移动，A错；B项，化学平衡发生移动，则速率一定改变，B对；C项，反应进行的程度与速率无关，C错；D项，改变压强，化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器体积不变的反应体系中充入“惰性”气体)，平衡也不一定移动。答案B3.下图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是()A.反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B.该反应达到平衡状态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态C.该反应达到平衡状态后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态D.同一种反应物在平衡状态和平衡状态时浓度不相等解析本题主要考查有

19、关化学平衡的建立及速率的改变对化学平衡状态的影响等内容，化学平衡已经建立，其正、逆反应的速率必定相等，A正确；在平衡状态的基础上瞬时增大了反应物浓度，生成物浓度在瞬时不增大，此时正反应速率瞬时增大，逆反应速率瞬时不变，随后又在新的基础上达到平衡，B正确；对于平衡状态减小反应物的浓度，正反应速率必然减小，显然与所给图示不符，C不正确；对同一种反应物而言只要平衡移动，该物质的量一定会发生变化，D正确。答案C4.如图所示，三个烧瓶中分别充满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(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，

20、(3)中红棕色变浅，下列叙述正确的是()A.2NO2N2O4是放热反应B.NH4Cl溶于水时放出热量C.烧瓶(1)中平衡混合气的平均相对分子质量增大D.烧瓶(3)中气体的压强增大解析2NO2N2O4，NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体。(1)中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而CaO和水反应放热，则该反应正反应方向为放热反应，A对，C错；(3)中红棕色变浅，说明平衡右移，而正反应为放热反应，则证明NH4Cl溶于水要吸收热量，平衡右移时，气体的物质的量减小，压强减小，B、D均错。答案A5.在一密闭烧瓶中，在25 时存在着平衡：2NO2N2O4(正反应放热)。把烧瓶置于100 的

21、水中，则下列几项性质中不会改变的是()颜色平均相对分子质量质量压强密度A.和 B.和C.和 D.和解析升高温度，化学平衡向着吸热方向移动，对于化学平衡2NO2N2O4，平衡向逆反应方向移动；二氧化氮的浓度增大，颜色加深；混合气体总的物质的量增大，其质量不变，根据Mm/n可知，混合气体的平均相对分子质量减小；反应混合物都是气体，根据质量守恒定律，混合气体总的质量不变；升高温度，化学平衡向左移动，混合气体总的物质的量增大，容器内压强增大；反应混合物都是气体，混合气体总的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度不变。答案D6.体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y，进行如下可逆反应：X(g)

22、Y(g)Z(g)W(s)H0下列叙述正确的是()A.若继续充入X，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大B.若继续充入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小C.若移走部分W，平衡正向移动D.平衡后移走X，上述反应的H减小解析B项，通入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数增大；C项，W为固体，改变其用量，平衡不移动；D项，H只和方程式中的化学计量数及状态有关，与反应物的量无关。答案A7.对于XY(s)Z的平衡体系，若增大压强，Y的平衡转化率增大，则X和Z可能的状态是()A.X为气态，Z为固态 B.X为固态，Z为气态C.X为气态，Z为气态 D.X为固态，Z为固态解析增大压强，Y的平衡转化率增大，说明平衡向右移

23、动，正反应方向是气体体积减小的方向，因此X为气态，Z为非气体。答案A8.向盛有5 mL 0.05 molL1 FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 molL1 KSCN溶液，充分混匀，溶液颜色深浅不再变化后建立化学平衡FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl。下列叙述中，不正确的是()A.加水至溶液的体积加倍，溶液血红色变浅，但化学平衡不移动B.再滴加少量0.1 molL1 KSCN溶液，溶液血红色变深，化学平衡右移C.再滴加少量0.1 molL1 NaOH溶液，会有红褐色沉淀产生，上部溶液血红色变浅，化学平衡左移D.再滴加少量0.1 molL1 FeCl3溶液，溶液血红色变深，化

24、学平衡右移解析在溶液中反应的离子方程式为Fe33SCNFe(SCN)3，加水稀释，Q变大，K不变，即QK，平衡向左移动；加入SCN或Fe3，Q变小，使QK，平衡向左移动。答案A9.氯化铜的稀溶液在盐酸中呈黄绿色，存在的化学平衡是下列可使溶液变成淡蓝色的方法是()A.减少蒸馏水 B.加硝酸银溶液C.加氯化钠固体 D.加硫酸钠固体答案B10.在水溶液中橙红色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：Cr2OH2O2CrO2H，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈_色，因为_。(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，

25、则溶液呈_色，因为_。(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“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将_。解析加碱中和溶液中的H，平衡右移，溶液中的CrO增大；加酸使平衡左移，溶液中的Cr2O增大；加Ba(NO3)2溶液发生的反应为Ba2CrO=BaCrO4(黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。答案(1)黄OH与H结合生成水，使平衡向右移动，CrO浓度增大，溶液由橙色变为黄色(2)橙H增大，平衡向左移动，Cr2O浓度增大，溶液又由黄色变为橙色(3)向右移动逐渐变浅，直至无色11.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下

26、反应：aAbBcC(s)dD，当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减少了mol，C增加了n mol，D增加了n mol，此时达到化学平衡状态。该化学方程式中各物质的化学计量数为a_，b_，c_，d_。解析设A、B、C、D初始物质的量都为m mol，由可逆反应：aAbBcC(s)dD初始时物质的量/mol m m m m转化的物质的量/mol n n n因为参加反应的物质的量之比等于化学方程式中的各物质的化学计量数之比，所以得abcdnnn2132，即得a2，b1，c3，d2。答案2132素 养 练12.在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s

27、)CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)_。(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则H_0(填“”、“”或“”)。(3)5 min时再充入一定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是_(填写字母编号)。a.v正先增大后减小 b.v正先减小后增大c.v逆先增大后减小 d.v逆先减小后增大表示n(CO2)变化的曲线是_(填写图中曲线的字母编号)。(4)请用固态物质的有关物理量来

28、说明该反应已经达到化学平衡状态：_。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)由图可知，23 min内CO2和CO物质的改变量大于01 min的改变量，且23 min内CO2的物质的量减小，CO的物质的量增加，由此推知建立新平衡的反应速率加快，则升高温度，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，平衡逆向移动，CO2浓度增大，正反应速率逐渐增大。答案(1)0.1 molL1min1(2)(3)cb(4)Fe(或FeO)的质

29、量(或物质的量)保持不变；或固体总质量保持不变13.如图所示，在烧杯A、B中均盛有20 的50 mL水，C与D相通，其中充有红棕色气体，存在平衡：2NO2N2O4(正反应放热)。若向A中加入10 g NaOH固体使其溶解，向B中加入50 g硝酸铵固体也使其溶解，则：(1)A、B两烧杯中，A烧杯中溶液温度_，B烧杯中溶液温度_。(填“升高”“降低”或“不变”) (2)C中气体颜色_，D中气体颜色_。(填“变深”“变浅”或“不变”) (3)在测定NO2的相对分子质量时，较为适宜的条件是_(填“较高温度”或“较低温度”)。 解析(1)NaOH固体溶于水放热，而硝酸铵固体溶于水吸热，所以A烧杯中溶液温度升高，而B烧杯中溶液温度降低。(2)正反应放热，所以C中平衡左移，颜色变深；D中平衡右移，颜色变浅。(3)测定NO2的相对分子质量时，应使平衡尽可能左移，因此应选择较高温度。答案(1)升高降低(2)变深变浅(3)较高温度- 15 -