(人教版)化学选修四：2.2.3.2《影响化学平衡移动的因素(一)》学案

第2课时影响化学平衡移动的因素(一)

浓度、压强对化学平衡移动的影响

[学习目标定位] 1.通过外界条件对可逆反应速率的影响，掌握化学平衡移动的内在因素。2.通过实验探究，讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。

1．(1)在一定条件下，把1 mol N 2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，一段时间后达到平衡。在某一时刻，保持体积不变，充入N2，此时，c(N2)增大，v正增大，c(NH3)不变，v逆不变，随着反应的进行，c(N2)减小，v正减小，c(NH3)增大，v逆增大，最终v正＝v逆。

(2)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(正、逆反应速率不再相等)，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．(1)化学平衡移动可表示为

(2)化学平衡移动的方向判断

探究点一浓度对化学平衡移动的影响

1．按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，填写下表：

2.

－

－

3.

速率的变化曲线分别如下图所示：

回答下列问题：

(1)上述各图中发生变化的条件是什么？

答案①反应物A或B浓度增大；②生成物C浓度减小；③生成物C浓度增大；④反应物A或B浓度减小。

(2)上述各图中化学平衡移动方向如何？

答案①②向正反应方向移动；③④向逆反应方向移动。

[归纳总结]

当其他条件不变时：

(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。

(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。

[活学活用]

1．在K 2Cr2O7溶液中存在下列平衡：2CrO2－4(黄色)＋2H＋Cr2O2－7(橙色)＋H2O中，溶液颜色介于黄色和橙色之间，今欲使溶液颜色变浅，可以在溶液中加入( )

①H＋②OH－③K＋④H2O

A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

答案 B

解析平衡向右移动，颜色变深，而向左移动，颜色变浅。加入OH－，中和H＋，c(H＋)减小，平衡左移，颜色变浅；而加入水，体积增大，浓度减小，颜色变浅。而c(K＋)的变化，不影响平衡移动。

2．下图是恒温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．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等

B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ

C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ

D．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等

答案 C

解析减小反应物浓度的瞬间，逆反应速率不变，正反应速率迅速降低，且达到新平衡时的反应速率比原平衡时的速率小，这与图像不符，C错。

探究点二压强对化学平衡移动的影响

1．在一定条件下，把2 mol NO 2充入一密闭容器中，发生N2O4(g) 2NO2(g)的反应，一段时间后达到平衡。在某一时刻，使体积缩小，此时c(NO2)、c(N2O4)都增大，所以v正、v逆也都增大，但由于反应物浓度和生成物浓度增大的幅度不一样，所以v正、v逆增大的幅度也不一样，其中反应物浓度增大的幅度更大，致使v正

2．对于反应I 2(g)＋H2(g) 2HI(g)，此反应的特点是反应前后气体分子数不变，即等体积反应，如改变压强(即压缩体积或扩大体积)，反应物浓度和生成物浓度都改变，但改变的幅度一样大，所以v正和v逆改变的幅度也一样大，致使v正＝v逆，平衡不移动。

[归纳总结]

当其他条件不变时：

(1)若为体积不等的反应

增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；

减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。

(2)若为等体积反应

增大压强时，v正、v逆同等程度地增大；减小压强时，v正、v逆同等程度地减小，平衡均不移动。

[活学活用]

3．一定温度下，反应C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能

使平衡发生移动的是( )

①增加C 的物质的量 ②保持体积不变，充入N 2使体系压强增大 ③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变，充入N 2使容器体积变大 A ．①② B ．②③

C ．①④

D ．③④

答案 A

解析 ①，C 是固体，其浓度为常数，改变它的量平衡不移动；该反应为气体体积不相等的反应故：②，保持体积不变，充入N 2，由于c(H 2O)、c(CO)、c(H 2)的浓度都不变，所以平衡不移动；③，缩小体积，压强增大，平衡左移；④，保持压强不变，充入N 2，体积扩大，平衡右移。

1．下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是( ) ①已达平衡的反应C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动 ②已达平衡的反应N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)，当增大N 2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N 2的转化率一定

升高

③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 ④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A ．①④

B ．①②③

C ．②③④

D ．①②③④

答案 D

解析 本题考查影响化学平衡移动方向的因素及影响结果。增加C(s)的物质的量，由于浓度未变，平衡不移动，①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，②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，③错；在恒压容器中充入稀有气体，各物质浓度减小，若是非等体积反应，则平衡会发生移动，④错。 2．在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g)

cZ(g)＋dW(g)，反应达到平衡后保持温度不变，将气体体

积压缩到原来的1

2，当再次达到平衡时，W 的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是( )

A ．平衡向逆反应方向移动

B ．a ＋b ＜c ＋d

C ．Z 的体积分数增大

D ．X 的转化率下降 答案 C

解析 此反应达平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的1

2，假设平衡不发生移动，W 的浓度应变为原平

衡时的2倍，而实际为1.8倍，假设不成立，原平衡必发生移动，由W 的浓度为原平衡时的1.8倍，小于2倍知，平衡一定向W 减少的方向即逆反应方向移动，所以a ＋b ＜c ＋d ，平衡移动的结果导致Z 的体积分数减小，X 的转化率下降。

3．在具有活塞的密闭容器中，一定温度下的可逆反应：H 2(g)＋I 2(g)

2HI(g)已达到平衡。将活塞外拉，则：

(1)容器内颜色__________；(2)容器内压强________；(3)逆反应速率________；(4)混合气体平均相对分子质量_____________________________。 答案 (1)变浅 (2)变小 (3)变小 (4)不变

解析 当活塞外拉时，容器体积增大(压强减小)，各组分的浓度减小，气体颜色变浅，反应速率减小；因为平均相对分子质量M r ＝气

气

，结合反应方程式的特点知：m(气)不变，n(气)不变，故混合气体的平均相对分子质量不变。

4．在水溶液中橙色的Cr 2O 2－

7与黄色的CrO 2－

4有下列平衡关系：Cr 2O 2－

7＋H 2O 2CrO 2－4＋2H ＋

，重铬酸钾(K 2Cr 2O 7)

溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。

(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硫酸，则溶液呈______色，因为____________________。 (3)向原溶液中加入Ba(NO 3)2溶液(已知BaCrO 4为黄色沉淀)，则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将______________。

答案 (1)黄 OH －

与H ＋

结合生成水，c(H ＋

)减小，使平衡向右移动，CrO 2－

4浓度增大，溶液由橙黄色变为黄色 (2)橙 c(H ＋

)增大，平衡左移，Cr 2O 2－

7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

解析 加碱中和溶液中的H ＋

，平衡右移，溶液中的c(CrO 2－

4)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr 2O 2－

7)增大；加Ba(NO 3)2，发生的反应为Ba 2＋

＋CrO 2－

4===BaCrO 4↓(黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅，直

至无色。 [基础过

关]

一、化学反应速率改变与平衡移动的关系

1．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 答案 B

解析 A 项，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”气)，平衡也不一定移动。 2．某温度下反应N 2O 4(g)

2NO 2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是( )

A．加压时(体积变小)，将使正反应速率增大

B．保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小

C．保持体积不变，加入少许N2O4，再达到平衡时，颜色变深

D．保持体积不变，通入He，再达平衡时颜色不变

答案 B

解析保持体积不变，加入少许NO2的瞬间，逆反应速率增大，正反应速率不变，平衡向逆反应方向移动，重新平衡时的正反应速率比原平衡的正反应速率大。

二、浓度对化学平衡移动的影响

3．在一密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g) C(s)＋3D(g)

ΔH<0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( )

A．移走少量C B．扩大容积，减小压强

C．缩小容积，增大压强 D．体积不变，充入“惰”气

答案 C

解析A项，C为固体，改变其量，对反应速率无影响，A错；B项，扩大容积，v正减小，c(D)也减小，B错；C 项，缩小容积，浓度增大，速率也增大，平衡右移，c(D)也增大，C对；D项，体积不变，充入“惰”气，反应物浓度不变，速率不变，平衡不移动。

4．在容积为2 L的密闭容器中，有反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，经过5 min达到平衡，此时各物质的变化为A物质的量浓度减少a mol·L－1，B的平均反应速率v(B)＝a/15 mol·L－1·min－1，C物质的量浓度增加2a/3 mol·L－1，这时若增大系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m∶n∶p∶q为( )

A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2

C．1∶3∶2∶1 D．1∶1∶1∶1

答案 A

解析本题考查浓度改变量、反应速率与化学计量数成正比关系。B的平均反应速率为a/15 mol·L－1·min－1，所以经过5 min，B物质的量浓度减少a/3 mol·L－1，所以m∶n∶p＝(a mol·L－1)∶(a/3 mol·L－1)∶(2a/3 mol·L－1)＝3∶1∶2；增大系统压强，发现A与C的百分含量不变，说明该反应为等体反应，则m∶n∶p∶q ＝3∶1∶2∶2。

三、压强对化学平衡移动的影响

5．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则( )

A．a＝2 B．a＝1

C．a＝3 D．无法确定a的值

答案 B

解析由于扩大体积，平衡不移动，说明该反应为等体反应，即a＋1＝1＋1，所以a＝1。

6．恒温下，反应aX(g) bY(g)＋cZ(g)达到平衡后，把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时，X的物质的量浓度由0.1 mol·L－1增大到0.19 mol·L－1，下列判断正确的是( )

A．a>b＋c B．a

C．a＝b＋c D．a＝b＝c

答案 A

解析由于体积减小一半，而X的浓度增大不到原来的2倍，说明增大压强，平衡右移，正反应体积缩小，所以a>b＋c。

7．在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则( )

A．平衡向逆反应方向移动了

B．物质A的转化率减少了

C．物质B的质量分数增大了

D．a>b

答案 C

解析温度不变，体积增大一倍，压强减小，若平衡不移动，c(B)应为原来的50%，现为60%，则平衡向正反应方向移动了，则a

8．下列叙述及解释正确的是( )

A．2NO 2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色) ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅

B．H 2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH<0，在平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变

C．FeCl 3＋3KSCN Fe(SCN)3(红色)＋3KCl，在平衡后，加少量KCl，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅

D．对于N 2＋3H22NH3，平衡后，压强不变，充入O2，平衡左移

答案 D

解析A项，缩小体积，平衡右移，但c(NO2)浓度仍增大，颜色变深，A错；B项，扩大容积，平衡不移动，但由于c(I2)减小，故体系颜色变浅，B错；C项，由于KCl没有参与反应，故对平衡无影响，C错；D项，压强不变，充入O2(注：O2不参与反应)，体积扩大，平衡左移。

[能力提升]

9．现有mA(s)＋nB(g) qC(g) ΔH<0的

可逆反应，在一定温度下达平衡时，B的体积分数φ(B)和压强p的关系如图所示，则有关该反应的下列描述正确的是( )

A．m＋n

B．n>q

C．x点的混合物中v正

D．x点比y点的混合物的正反应速率小

答案 D

解析从曲线的走向可以判断出：增压，φ(B)增大，即平衡左移，所以右边系数大，因A为固体，所以nv逆，

所以C项错；D项，在y点和x点的φ(B)相同，相当于在x点的基础上压缩(y处的压强大于x点)，所以正、逆反应速率都增大，D项正确(若进一步探讨，可得其顺序为v逆y>v正y>v正x>v逆x)。

10．已知NO 2和N2O4可以相互转化：2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图所示。X与Y两条曲线中，Y表示N2O4浓度随时间的变化，则下列说法不正确的是( )

A．如混合气体的压强不再发生改变，说明反应已达化学平衡状态

B．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b点

C．25～30 min内用NO2表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L－1·min－1

D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加N2O4的浓度

答案 D

解析反应2NO 2(g) N2O4(g)是气体物质的量减小的反应，如压强不再发生改变，即各气体的物质的量不再发生改变，因此A项正确；B项，由图知只有b点处于平衡状态；对C项可先计算出v(N2O4)＝

0.6 mol·L－1－0.4 mol·L－1

＝0.04 mol·L－1·min－1，再据v(NO2)＝v(N2O4)×2可知C项正确；D项，由图知

5 min

25 min时是增加NO2的浓度。

11．在一定条件下，可逆反应：mA＋nB pC达到平衡，若：

(1)A、B、C都是气体，减小压强，平衡向正反应方向移动，则m＋n和p的关系是

________________________________________________________________________。

(2)A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为________态。

(3)A、C是气体，而且m＋n＝p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是____________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。

答案(1)m＋n

解析(1)减小压强，平衡右移，则m＋n

(2)增加B的量，平衡不移动，说明B的浓度为常数，B为固体或纯液体。

(3)因A、C为气体，且m＋n＝p(即m

12．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s) 2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。

(1)增加C，平衡________(填“向左移动”，“向右移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)________。

(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡____________________，

c(CO2)__________。

(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c(CO2)____________。

答案(1)不移动不变

(2)向左移动增大

(3)不移动不变

解析(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。

(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体总体积减小的方向移动，即向左移动， c(CO2)比原来大。

(3)通入N2，各物质的浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。

13．在10 ℃和2×105 Pa的条件下，反应aA(g) dD(g)＋eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强(温度不变)。下表列出了不同压强下平衡时物质D的浓度。

(1)压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡移动方向是__________，理由是____________。

(2)压强5×105 Pa增加到1×106 Pa时，平衡移动的方向是__________，理由是_____________。

答案(1)左D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数

(2)右D浓度增大的倍数大于压强增大的倍数，此时压强增大可能使E液化，使生成物的气体体积减小

解析(1)压强增加了2.5倍，若平衡不移动，D的浓度应为0.212 5 mol·L－1。现在小于该值，说明平衡左移了，从而可推出a

(2)再接着加压一倍，D的浓度按(1)的规律，应小于0.40 mol·L－1，但现为0.44 mol·L－1，温度又不变，说明此时正反应是气体体积减小的反应，只能解释为E液化了。

14．在2 L恒容密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O 2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：

(1)如图中表示2

(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母序号，下同)。

a．v(NO2)＝2v(O2)

b．容器内压强保持不变

c．v(NO)逆＝2v(O2)正

d．容器内的密度保持不变

(3)能够使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离出NO2气体

b．增大O2的浓度

答案(1)b (2)bc (3)b

解析 (1)根据n(NO)随时间的变化可知3 s 时反应达到平衡，NO 的物质的量减少0.020 mol －0.007 mol ＝0.013 mol ，浓度减小了0.013 mol 2 L ＝0.006 5 mol·L －1，所以NO 2的物质的量浓度由0增加到0.006 5 mol·L －1，故b

曲线正确。

(2)a 项未指明反应的方向，错误；因该反应前后有气体体积的变化，即未达到平衡时，压强也在变化，故b 项正确；c 项用v(NO)、v(O 2)表示时，方向相反，大小符合化学计量数之比，c 正确；密度ρ＝气

容

，因m(气)守恒，V(容)不变，故密度始终不变，d 错误。

(3)a 项不能增大反应速率，错误；b 项增大O 2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，正确。 [拓展探究]

15．反应A(s)＋D(g)

E(g) ΔH<0，其逆反应速率随时间的变化情形如图所示。

试根据此曲线填写下表：

答案

都会使v 逆瞬时变化，唯一的解释是反应物浓度减小。而A 是固体，其量的增减不影响平衡，所以只能是“减小了D 的浓度”。

时间3～4：由于v 逆逐渐减小，“平衡向逆方向移动”。

时刻5：v 逆瞬时减小，引起的原因可能是①压强减小(体积增大)，②生成物浓度减小。由于时刻6达平衡时v 逆大于原平衡(时间4～5)的，应该是“生成物E 减少的同时，增大反应物D 的浓度”。

时间5～6平衡向正方向移动。时刻7：v 逆减小，平衡不移动，应该是“减压(体积增大)”(因是气体体积不变的反应)。