2023年第九章学案43化学平衡移动.pdf

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1、学案 43 化学平衡移动 考纲要求 1.了解化学平衡建立的过程，理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.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。3.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。知识点一 化学平衡的移动 1概念 到达平衡状态的反应在条件改变后，平衡状态被破坏的过程。2过程 3平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正_v逆，平衡向正反应方向移动。(2)v正_v逆，平衡不移动。(3)v正_v逆，平衡向逆反应方向移动。4平衡移动会伴随着哪些变化(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质，但反应速率变化也可能平衡不移动

2、)，主要看v正与 v逆是否相等，如果 v正v逆，则平衡必然要发生移动，如果 v正、v逆同时改变，但始终保持相等，则平衡不移动。(2)浓度的变化，平衡移动会使浓度发生变化，但是浓度的变化不一定使平衡移动。(3)各组分百分含量的变化。(4)平均相对分子质量的变化。(5)颜色的变化(颜色变化，平衡不一定发生移动)。(6)混合气体密度的变化。(7)转化率的变化。(8)温度的变化。问题思考 1化学平衡移动的实质是什么？2某一可逆反应，一定条件下到达了平衡，假设化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？假设平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？3惰性气体是否影响化学平衡的移动？4改变条件，平衡向正反应方向移动

3、，原料的转化率一定提高吗？知识点二 外界条件对化学平衡的影响 1外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下，aA(g)bB(g)mC(g)Hn BQ0，请答复以下问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 mol L1，c(N)2.4 mol L1；到达平衡后，M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为_；(2)假设反应温度升高，M 的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)假设反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 mol L1，c(N)a mol L1；到达平衡后，c(P)2 mol L1，a_；(4)假设反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)

4、b mol L1，到达平衡后，M的转化率为_。变式演练 2010 天津理综10(4)已知反应 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH3OH，反应到某时刻时测得各组分的浓度如下：物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/(mol L1)0.44 0.6 0.6(1)比较此时正、逆反应速率的大小：v正_v逆(填“”、“”或“”)。(2)假设加入 CH3OH 后，经 10 min 反应到达平衡，此时 c(CH3OH)_；该时间内反应速率 v(CH3OH)_。题组一 化学平衡移动 1判断正误(1)一定条件下，使用催化剂能加

5、快反应速率并提高反应物的平衡转化率()(2010 江苏8C)(2)“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅，(原因是)2NO2(g)N2O4(g)H0(红棕色)(无色)()(2010 北京理综10B)(3)右图中曲线表示反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0 D25 时，该反应的平衡常数 K2.2 题组二 化学平衡的图象 3(2011 安徽理综，9)电镀废液中 Cr2O27可通过以下反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O27(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，以下示意图正确的选项是()4(2011 江苏，10

6、)以下图示与对应的表达相符的是()A图 1 表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 B图 2 表示 0.100 0 mol L1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol L1 CH3COOH 溶液所得到的滴定曲线 C图 3 表示 KNO3的溶解度曲线，图中 a 点表示的溶液是 80 时 KNO3的不饱和溶液 D 图 4 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知 t 时反应物转化率最大 题组一 化学平衡的移动 1(2011 北京崇文模拟)将 1 mol H2(g)和 2 mol I2(g)置于 2 L 密闭容器中，在一定温度下发生反应：H2

7、(g)I2(g)2HI(g)Hcd 3(2011 陕西四校联考)在一密闭容器中有如下反应：L(s)aG(g)=bR(g)。温度和压强对该反应的影响如右图所示，其中压强 p1b CG 的转化率随温度升高而减小 D增大压强，容器内气体质量不变 4向某密闭容器中加入 0.15 mol L1 A、0.05 mol L1 C 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示t0时 c(B)未画出，t1时增大到 0.05 mol L1。图乙为 t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(1)假设 t4时改变的条件为减小压强，则 B 的起始物质的量浓度为_

8、mol L1。(2)假设 t5时改变的条件是升温，此时 v正v逆，假设 A 的物质的量减少 0.03 mol 时，容器与外界的热交换总量为 a kJ，写出该反应的热化学方程式 _ _。(3)假设 t115 s，则 t0t1阶段以 C 的浓度变化表示的平均反应速率为 v(C)_ mol L1 s1，A 的转化率为_。(4)t3时改变的某一反应条件可能是_(选填序号)。A使用催化剂 B增大压强 C增大反应物浓度 题组二 化学平衡的计算 5(2011 郑州月考)将等物质的量的 F2和 ClF 混合，在密闭容器中发生反应：F2(g)ClF(g)ClF3(g)H0。以下表达中正确的选项是()A恒温恒容时

9、，当 ClF 转化 40%时，容器内的压强为初始时的 0.8 倍 B假设 c(F2)c(ClF)c(ClF3)111,则反应一定到达平衡状态 C到达平衡后，假设增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移 D平衡后再降低温度，保持恒容，到达新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量减小 6 相同温度下，体积均为 0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.6 kJ mol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol 到达平衡时体 系能量的变化 N2 H2 NH3 1 3 0 放出能量：2315 kJ

10、0.9 2.7 0.2 放出热量：Q 以下表达错误的选项是()A容器、中反应的平衡常数相等 B平衡时，两个容器中 NH3的体积分数均为17 C容器中到达平衡时放出的热量 Q23.15 kJ D假设容器体积为 0.5 L，则平衡时放出的热量0 反应到达平衡后，假设再通入一定量氮气，则 N2O5的转化率将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。下表为反应在 T1温度下的部分实验数据：t/s 0 500 1 000 c(N2O5)/mol L1 5.00 3.52 2.48 则 500 s 内 N2O5的分解速率为_。在 T2温度下，反应 1 000 s 时测得 NO2的浓度为 4.98 mol L1

11、，则 T2_T1。(3)如下图装置可用于制备 N2O5，则 N2O5在电解池的_区生成，其电极反应式为_ _。学案 43 化学平衡移动【课前准备区】知识点一 3(1)(2)(3)知识点二 1(1)正反应 逆反应(2)气体体积减小 气体体积增大 不(3)吸热反应 放热反应(4)不 2(1)温度 压强 浓度 减弱这种改变 问题思考 1外界条件影响了反应速率，使得 v正v逆，平衡将发生移动。2(1)不一定，如反应前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使 v正v逆才发生移动的。3“惰性”气体对化学平衡的影响 恒温、恒容条

12、件 原平衡体系 充入惰性气体体系总压强增大，但各反应气体的分压不变 体系中各反应成分的浓度不变 平衡不移动。恒温、恒压条件 原平衡体系 充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小 体系中各反应成分的浓度同倍数减小(等效于减压)4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。5(1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积

13、减小的方向移动等。(2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如：假设将体系温度从 50 升高到 80，则化学平衡向吸热反应方向移动，到达新的平衡状态时 50 T80；假设对体系 N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，例如从 30 MPa 加压到 60 MPa，化学平衡向气态物质数减小的方向移动，到达新的平衡时 30 MPap60 MPa；假设增大平衡体系 Fe33SCNFe(SCN)3中 Fe3的浓度，例如由 0.01 mol L1增至0.02 mol L1，则在新平衡状态下，0.01 mol L1c(Fe3)化学平衡状态 逆 2吸热 放热 典例导悟 1C 温度不

14、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 mol L1 2 L1.5 mol，体积为 4 L 时，Y 的物质的量为 0.53 mol L1 4 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。2(1)56%70%(2)M 5MA2MB7(3)不变 解析(1)2A(g)B(g)3C(g)起始量 5 2 0 变化量 2x x 3x 平衡量 52x 2x 3x 由已知得3x52x2x3x100%60%x1.4 所以 A21.451

15、00%56%B1.42100%70%(2)总质量、总体积保持不变，则恒温下，平衡后的混合气体平均相对分子质量即为 A、B 两气体混合时的平均相对分子质量。(3)反应 2A(g)B(g)3C(g)中两边气体总系数相等，反应前后气体的总的物质的量不变，则在恒温恒容条件下，压强不变。(2)由于该反应的 H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 mol L1 c(N)1.8 mol L1 c(P)0.6 mol L1 c(Q)0.6 mol L1 因此化学平衡常数 Kc P c Qc M c N 0.6 mol L10.6 m

16、ol L10.4 mol L11.8 mol L112 由于温度不变，因此 K 不变，到达平衡后 c(P)2 mol L1 c(Q)2 mol L1 c(M)2 mol L1 c(N)(a2)mol L1 Kc P c Qc M c N2 mol L12 mol L12 mol L1 a2 mol L112 解得 a6(4)设 M 的转化率为 x，则到达平衡后各物质的平衡浓度分别为：c(M)b(1x)mol L1 c(N)b(1x)mol L1 c(P)bx mol L1 c(Q)bx mol L1 Kc P c Qc M c N bx mol L1 bx mol L1b 1x mol L1

17、b 1x mol L112 解得 x41%变式演练(1)(2)0.04 mol L1 0.16 mol L1 min1【课后练习区】高考集训 1(1)(2)(3)解析(1)催化剂能加快反应速率，但不能影响平衡移动，故不能提高反应物的平衡转化率。2 D 体系中有过量的锡且金属活泼性：SnPb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb2)不变，A 错误；加入少量 Sn(NO3)2固体，c(Sn2)增大，平衡逆向移动，c(Pb2)增大，B 错误；升温使 c(Pb2)增大，说明平衡逆向移动，H0，正反应为放热反应，C 错误；由化学方程式和图中数据得平衡常数 Kc Sn2c Pb20.22 mol L10.10

18、mol L12.2，D 正确。3A 该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，A 正确；pH 增大，H浓度减小，平衡正向移动，Cr2O27的转化率升高，B 错误；温度升高，正反应速率增大，C 错误；增大 Pb2的物质的量浓度，平衡正向移动，Cr2O27的物质的量减小，D 错误。4C A 错，因为图中所示的反应物能量高于生成物能量，应该是放热反应；B 错，因为醋酸属于弱酸，曲线的起点对应的 pH 数值应在 1 和 2 之间；C 对，因为从图中容易读出该温度下的溶质还没有到达饱和溶液所需要的量；D 错，因为“生成物的最大量”和“反应物的最大转化率”属于两个概念、两个表示法。考

19、点集训 1C 催化剂只能加快反应速率，而不会使平衡发生移动，A 项错；恒压条件下充入N2，体积增大，反应物浓度减小，反应速率降低，B 项错；原反应是放热反应，温度升高，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，C 项正确；按原比例充入 H2和 I2，反应速率加快，但平衡转化率不变，D 项错。2A 假设平衡不发生移动，改变体积后 D 的浓度应变为原来的 2 倍，现在变为 1.8倍说明平衡向左移动，故 A 的转化率变小，D 的体积分数减小，ab，B 项正确；L 是固体，平衡移动将引起气体质量的改变，D 项错。4(1)0.02(2)3A(g)2C(g)B(g)H100a kJ mol1(3)0.004 6

20、0%(4)AB 解析(1)t4时，减小压强，v正、v逆以同等倍数下降，说明反应前后化学计量数之和相等，由 A、C 浓度变化曲线知，到 t1时，A、C 的浓度变化量分别为 c(A)0.150.060.09 mol L1，c(C)0.110.050.06 mol L1，即 A、C 的化学计量数之比为 0.090.0632，故反应式为 3A(g)2C(g)B(g)，则 B 的起始浓度为 0.050.030.02 mol L1。(2)因升温，v正v逆，平衡正向进行，故此反应为吸热反应，其热化学反应式为 3A(g)2C(g)B(g)H100a kJ mol1。(3)v(C)0.11 mol L10.05

21、 mol L115 s 0.004 mol L1 s1 (A)0.150.060.15100%60%。(4)乙图中 t3时刻 v正、v逆以同等倍数增大，故应是增大压强或加入催化剂。5A 设 F2和 ClF 的物质的量均为 1 mol，F2(g)ClF(g)ClF3(g)开始(mol)1 1 0 反应(mol)0.4 0.4 0.4 平衡(mol)0.6 0.6 0.4 p末p初n末n初0.60.60.4110.8，A 项正确；不同条件下的平衡，转化率不同，反应物与产物的比例不同，故 B 项错；增大体积，正、逆反应速率都减小，C 项错；降温，平衡向正反应方向移动，D 项错。6C 7(1)1(2)

22、0.95 mol L1(3)吸热(4)等于 平衡常数只与温度有关 8(1)(2)不变 0.002 96 mol L1 s1(或小于)(3)阳极 N2O42HNO32e=2N2O52H 解析 此题综合考查硝化、化学平衡、化学反应速率的计算、电解等化学基本原理。(1)硝基苯是硝基取代苯环上的氢原子得到的产物，结构简式为(2)恒容密闭容器中 N2O5分解到达平衡后，再通入氮气，各物质的浓度均不变，所以平衡不移动。T1温度下 500 s 内 N2O5的分解速率(53.52)mol L1/500 s0.002 96 mol L1 s1，1 000 s 内 N2O5的分解速率(52.48)/1 0000.002 52 mol L1 s1。在 T2温度下 NO2的浓度为 4.98 mol L1，N2O5的分解速率(4.98 2)/1 0000.002 49 mol L1 s1，速率减小，所以 T2小于 T1。(3)用电解法制备 N2O5，N2O4失电子被氧化生成 N2O5，所以 N2O5在电解池的阳极区生成。电极方程式书写有些难度，N2O4转化为 N2O5时增加了 O原子，只能由硝酸提供。