化学平衡教学设计2

第二章化学反应速率和化学平衡

第三节化学平衡（2）

主备教师：课时：5课时

一、内容及其解析

本节课要学的内容包括浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响及勒夏特列原理，其核心内容是浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响，理解它关键是利用数据、图片、演示实验引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化。学生已经在必修2中学习过化学平衡的内容，本节课的内容就是在其基础上的发展。由于它还与后续学习的电离平衡、水解平衡等有着密切的联系，并有承上启下的作用。教学重点是浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响。解决重点的关键是利用数据、图片、演示实验引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想，从而培养学生的思维能力。

二、目标定位及其解析

1、目标定位

（1）掌握浓度对化学平衡的影响；

（2）掌握压强对化学平衡的影响；

（3）掌握温度对化学平衡的影响。

（4）掌握催化剂对化学平衡的影响。

（5）理解勒夏特列原理，会用勒夏特列原理来解释浓度、压强、温度对化学平衡的影响。

2、目标解析

（1）浓度对化学平衡的影响：①增大反应物浓度，或减小生成物浓度。化学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。化学平衡向逆反应方向移动。

（2）压强对化学平衡的影响：对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下：①、增大压强，会使化学平衡向着总体积减小的方向移动。②、减小压强，会使化学平衡向着总体积增大的方向移动。

（3）温度对化学平衡的影响：如果升高温度，平衡向吸热的方向移动；降低温度平衡向放热的方向移动。

（4）催化剂对化学平衡的影响：催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。

（5）夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

三、问题诊断与分析

在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是不能正确理解化学平衡的移动的原因，不能很好的利用化学平衡的移动图像分析问题。，产生这一问题的原因是这一部分知识比较抽象，难懂。要解决这一问题，就要从溶解平衡导入化学平衡，利用数据、图片、演示实验引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想，从而培养学生的思维能力和知识迁

移能力。

四、教学支持条件分析

在本节课教学中，准备使用数据、图片、演示实验。因为使用数据、图片、演示实验有利于引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想。

五、教学过程设计

第一部分自学

一、知识回顾：必修4第2章第2节影响化学反应速率的因素

二、教材梳理：

（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（如温度、浓度、压强等），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：

（二）、外界条件对化学平衡的影响

1、浓度：

2、温度：

3、压强：

（三）、勒夏特列原理

1、原理

2、注意事项：

三、学生发现问题及相互探讨

第二部分本讲学习

问题一、浓度是怎样影响化学平衡的？

设计意图：让学生理解浓度对化学平衡的影响。

【问题1】【演示实验2-5】观察试验，得到什么结论？

答：在其他条件不变的情况下，①、增大反应物浓度，或减小生成物浓度。化学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。化学平衡向逆反应方向移动

【注意】：固体物质和纯液体无所谓浓度，其量改变，不影响平衡。

浓度与化学平衡移动图像如下：

平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线

任一平衡体系增大反应物的浓度

v正增大、v逆不变，且

v正>v逆

正向移动减小反应物的浓度

v正减小、v逆不变，且

v逆>v正

逆向移动增大生成物的浓度

v正不变、v逆增大，且

v逆>v正

逆向移动减小生成物的浓度

v正不变、v逆减小，且

v正>v逆

正向移动

【例题1】：FeCl2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：

Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+往该溶液中滴加盐酸,发生的变化是（AD ）

(A) 平衡向逆反应方向移动 (B) 平衡向正反应方向移动

(C) 溶液由浅绿色变成黄色 (D) 溶液由浅绿色变为深绿色

变式训练：对于密闭容器中进行的反应2SO2＋O22SO3如果温度保持不变，下列说法中正确的是( A D )。

A．增加SO2的浓度，正反应速率先增大，后减小，最后保持不变

B．增加SO2的浓度，正反应速率逐渐增大

C．增加SO2的浓度，平衡向逆反应方向移动

D．增加SO2的浓度，平衡向正反应方向移动

【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况2、学生对

问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其它小组同学可以反驳质疑

问题二、压强是怎样影响化学平衡的？

设计意图：让学生理解压强对化学平衡的影响。

【问题1】对于有气体参加的可逆反应来说，气体的压强改变，化学平衡是怎样移动的？ 答：对于3H 2（g ）+N 2(g) 2NH 3(g) 在反应中1体积的N 2与3体积的H 2反应生成2体积的NH 3，即反应前后气态物质的总体积发生了变化，反应后气体总体积减少了。下表列入的是450℃时，N 2与H 2反应生成NH 3的实验数据。

压强/MPa

1 5 10 30 60 100 NH 3/% 2.0 9.

2 16.4 35.5 53.6 69.4

由上表实验数据可以算出：对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下：①、增大压强，会使化学平衡向着总体积减小的方向移动。②、减小压强，会使化学平衡向着总体积增大的方向移动。

【思考1】：对于有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有发生变化，2HI(g)

H 2(g)+I 2(g)，压强改变时，化学平衡会移动吗？

答：在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。

【思考2】平衡混合物都是固体或液体 ，压强改变时，化学平衡会移动吗？

答：固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。因此，如果平衡混合物都是固体或液体 ，可以认为改变压强不能使化学平衡移动。

压强与化学平衡移动图像如下： 正反应方向气体

体积增大

增大压强

v 正、v 逆均增大，且v 逆>v 正 逆向移动 减小压强 v 正、v 逆均减小，且v 正>v 逆

正向移动

【例题2】： 在一定的温度和压强下，合成氨反应 3H 2+N 2

2NH 3达到平衡时，下列操作平衡不发生移动的是（ C ）

（A ） 恒温恒压充入氨气 （B ） 恒温恒压充入氮气

（C ） 恒温恒容充入氦气 （D ） 恒温恒压充入氦气

变式训练：压强变化不会使．．．

下列化学反应的平衡发生移动的是（ A ）。 A. )

()(22g I g H +)(2g HI B. )()(322g N g H +)(23g NH C. )()(222g O g SO +)(23g SO D. )

()(2g CO s C +)(2g CO

【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况2、学

生对问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其它小组同学可以反驳质疑

【注意】：加入惰性气体后平衡体系是否发生移动，取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化。若在恒容的条件下加入惰性气体，它并不能引起体系中其它物质的浓度改变，所以平衡不移动；若在恒压情况下加入惰性气体，必然引起平衡体系占据的体积增大，体系中其它物质的浓度发生变化，使平衡发生移动。

问题三、温度是怎样影响化学平衡的？

设计意图：让学生理解温度对化学平衡的影响。

【问题1】任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为放热或吸热；所以温度对化学平衡移动也有影响。大家观察试验2-7，得出什么结论？

答：如果升高温度，平衡向吸热的方向移动；降低温度平衡向放热的方向移动。

正反应方向为放热反应升高温度

v正、v逆均增大，且v

逆>v正

逆向移动降低温度

v正、v逆均减小，且v

正>v逆

正向移动

【例题3】：在高温下，反应2HBr（气）H2（气）+Br2（气）(吸热反应)，达到平衡，要使混合气体颜色加深，可采取的方法是（ C ）

A、减小压强

B、缩小体积

C、升高温度

D、增大氢气浓度

变式训练：在容积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2A B（气）+C（固），且达到化学平衡。当升高温度时其容器内气体的密度增大，则（AC ）

A. 若正反应是吸热反应，则A为非气态

B. 若正反应是吸热反应，则A为气态

C. 若正反应是放热反应，则A为气态

D. 若正反应是放热反应，则A为非气态

【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况2、学生对问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其它小组同学可以反驳质疑

问题四、催化剂对化学平衡有什么影响？

设计意图：让学生掌握催化剂对化学平衡的影响。

催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。 任一平衡体系 正催化剂

v 正、v 逆同等倍数增大 平衡不移动

问题五、什么是勒夏特列原理

设计意图：让学生理解勒夏特列原理的概念。

浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动的原理，也叫勒夏特列原理，勒夏特列原理就是指如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

【例题4】：能引起化学平衡移动的是（ C ）

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 、可逆反应达到平衡后，使用催化剂

变式训练：(2000年上海高考试题) 对于反应222O SO

32SO ，下列判断正确

的是（ BC ）

A. 2体积2SO 和足量2O 反应，必定生成2体积3SO

B. 其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动

C. 平衡时，2SO 消耗速率必定等于2O 生成速率的两倍

D. 平衡时，2SO 浓度必定等于2O 浓度的两倍 【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况

2、学生对问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其

它小组同学可以反驳质疑 六、课堂小结

（1）浓度对化学平衡的影响：①增大反应物浓度，或减小生成物浓度。化学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。化学平衡向逆反应方向移动。

（2）压强对化学平衡的影响：对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下：①、增大压强，会使化学平衡向着总体积减小的方向移动。②、减小压强，会使化学平衡向着总体积增大的方向移动。

（3）温度对化学平衡的影响：如果升高温度，平衡向吸热的方向移动；降低温度平衡向放热的方向移动。

（4）催化剂对化学平衡的影响：催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。

（5）勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

七、目标检测

1、在密闭容器中，反应2HI(g) ==H2(g) + I2(g)（正反应吸热），当达到平衡时，欲使混合气体颜色加深，可采取的措施有（）

A、减小容器体积

B、降低温度

C、加入催化剂

D、恒容下充入HI气体

2、在某温度下反应N 2O4(g) 2NO2（（g)，(正反应为吸热反应），在密闭容器中达到平衡时，下列说法中不正确的是（ BD ）

A、加压时（体积减小），将使正反应速率增大

B、保持体积不变，加入少许2NO2（（g),，将使正反应速率减小。

C、保持体积不变，加入少许N2O4(g)，在达到平衡时，反应体系的颜色变深。

D、保持体积不变，升高温度，再达到平衡时，反应体系颜色变浅。

3、对于平衡CO 2(g)CO2(aq) 为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（）

A、升温增压

B、降温减压

C、升温减压

D、降温增压

4、已知C(s) + CO 2(g) 2CO(g) 该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正反应方向进行的是（）

A、升温降压

B、降温减压

C、降温增压

D、升温增压

5、下列事实中不能应用勒夏特列原理来解释的是（）

A、对于N 2O4(g) 2NO2（（g)的平衡体系，增大压强颜色加深

B、加入催化剂有利于氨的氧化反应

C、高压有利于提高合成氨的转化率

D、5000C左右比室温更有利合成氨反应

6、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（

A、提高反应物的平衡转化率

B、同等程度地改变正逆反应速率

C、改变平衡混合物的组成

D、改变反应达到平衡时所需的时间

7、对于可逆反应H2（g）+I2（g）2HI（g），在温度一定下由H2（g）和I2（g）开始反应，下列说法正确的是（）。

A．H2（g）的消耗速率与HI（g）的生成速率比为2∶1

B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差

C．正、逆反应速率的比值是恒定的

D．达到平衡时，正、逆反应速率相等

8、已知图一表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)ΔH＞0化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO 2(g) N2O4(g) ΔH＜0的浓度(c)随时间(t) 的变化情况。下列说法中正确的是

A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强

B.图一t2时改变的条件是增大了反应物的浓度

C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强

D.若图二t1时改变的条件增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小

9、可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0，在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如右图所示。下列说法正确的是（）

A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)

B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度

C．维持温度、容积不变，t1时充入一定量Ar

D．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)

10．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，减少压强，平衡向正反应方向移动，则m+n和p的关系是m+n

（2）A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为固或液态。

（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向左移动。

（4）加热后，可使C的质量增加，则正反应是吸热吸热反应（放热或吸热八、配餐作业

浓度、压强对化学平衡移动的影响

A组

1.可确认发生了化学平衡移动的是()

A.化学反应速率发生了改变

B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变了压强

C.某一条件的改变,使正、逆反应速率不再相等

D.可逆反应达到平衡,使用了催化剂

解析:本题考查了化学平衡移动的实质。化学平衡移动的实质是正逆反应速率不相等。A 中速率发生了改变,但可能正、逆反应速率同等程度地改变,使两者速率再次相等;对于气体体积相等的反应,压强的改变对正、逆反应速率的影响相同;D中催化剂同等程度地改变了正、逆反应速率。答案:C

2.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:化学平衡移动的根本原因是速率发生改变后v'(正)≠v'(逆)。答案:B

3.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是()

A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)

B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

D.C(s)+CO2(g)2CO(g)

解析:对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强对平衡无影响。答案:A

4.在一密闭容器中,反应a A(g)b B(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

B.物质A的转化率减小

C.物质B的质量分数增大

D.a>b

解析:温度不变,体积扩大一倍,压强减小,若平衡不移动,则B的浓度应为原来的50%,而实际为60%,说明平衡向正反应方向移动了。则A的转化率增大、B的质量分数增大、正反应方向是气体体积增大的方向,即a

5.某温度下,密闭容器中发生反应a X(g)b Y(g)+c Z(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是()

A.可逆反应的化学方程式的化学计量数:a>b+c

B.压缩容器的容积时,v(正)增大,v(逆)减小

C.达到新平衡时,物质X的转化率减小

D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大

解析:温度不变,体积减小一半,压强增大,若平衡不移动,则物质Y和Z的浓度为原来的2倍,而实际为1.8倍,所以平衡向逆反应方向移动,由此可判断C项正确。答案:C

6.某温度下,将 2 mol A和 3 mol B充入一密闭的容器中,发生反应:a A(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后达到平衡。已知各物质的平衡浓度关系为c a(A)·c(B)=c(C)·c(D),若温度不变的情况下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B的转化率为()

A.40%

B.60%

C.24%

D.4%

解析:达到平衡后扩大容器体积,A的转化率不发生变化,证明平衡不移动,可推知该反应前后气体体积相等,即a=1,设反应容器的体积为1 L。

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

起始浓度(mol·L-1) 2 3 0 0

转化浓度(mol·L-1) x x x x

平衡浓度(mol·L-1) 2-x3-x x x 则有(2-x)(3-x)=x2,解得:x=1.2,B的转化率为×100%=40%。答案:A

7.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是()

①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②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(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.①④

B.①②③

C.②③④

D.①②③④

解析: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“惰性”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。答案:D

8.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,:

CO2H2H2O CO

甲a mol a mol 0 0

乙a mol 2a mol 0 0

丙a mol a mol a mol 0

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

9.对于可逆反应:X(s)+2Y(g)2Z(g),下列叙述不正确的是()

A.达到平衡时v正(Y)=v逆(Z)

B.平衡后,若再充入Y,X的转化率增大

C.平衡后,若增大压强,Z的体积分数增大

D.平衡后,若保持温度和容器内压强不变,充入氦气,平衡不移动

解析:选项A,v正(Y)=v逆(Z),说明Y的反应量等于Z的反应量,反应处于平衡状态。选项B,再充入Y时,Y的浓度增大,有利于X的转化,X的转化率增大。选项C,增大压强平衡不移动,Z的体积分数不变。选项D,恒温恒压下,充入He,平衡不移动。答案:C

10.对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是()

A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动

B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动

C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动

D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动

解析:减小压强,体积增大,反应物和生成物的浓度均降低,则正、逆反应速率都减小。减小压强,平衡向体积增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,则v(逆)>v(正),即趋势相同,

但程度不同。答案:C

11.反应m A(g)+n B(g)p C(g)在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表所示:

压强/Pa 2×1055×1051×106

c(A)/(mol·L-1) 0.08 0.20 0.44

分析表中数据,回答:

(1)当压强从2×105Pa增加到5×105Pa时,平衡(填“向左”“向右”或“不”)移动,理由是。

(2)当压强从5×105Pa增加到1×106Pa时,该反应的化学平衡移动,判断的依据是,可能的原因是。

答案:(1)不当p增大2.5倍时,c(A)增大2.5倍,说明平衡没有移动,即m+n=p

(2)向左当p增大2倍时,c(A)却增加了2.2倍,说明平衡向生成A的方向移动增大压强时,B转化为液态或固态

B组

1.温度为T℃,压强为 1.01×106Pa条件下,某密闭容器中发生下列反应A(g)+a B(?)4C(g),达到化学平衡时测得c(A)=0.2 mol·L-1;压缩容器使压强增大到

2.02×106Pa,第二次达到平衡时,测得c(A)=0.36 mol·L-1;若继续压缩容器,使压强增大到

5.05×106 Pa,第三次达到平衡时,测得c(A)=1.1 mol·L-1;则下列有关说法不正确的是()

A.第二次平衡时B为气态

B.a>3

C.第一次平衡后增大压强平衡向左移动

D.第三次达到平衡时B可能为非气态

解析:由第一次加压可知c(A)由0.2 mol·L-1变为0.36 mol·L-1,说明压强增大,平衡向正反应方向移动,则正方向为气体体积减小的方向,故B为气体,a>3。故C说法错误;压强增大到5.05×106Pa时,则体积减小到原来的,若平衡不发生移动,则c(A)=1.0 mol·L-1,但事实上,c(A)=1.1 mol·L-1,说明平衡向逆反应方向移动了,若B为气体则a<3,或B不是气体。

2.可逆反应m A(s)+n B(g)p C(g)在一定条件下达到平衡后,改变压强,B的体积分数φ(B)与压强的关系如图所示,有关叙述正确的是()

A.m+n

B.n>p

C.X点时v(正)>v(逆)

D.X点比Y点的正反应速率快

解析:加压,平衡逆向移动,说明nv(逆);Y点压强大于X的压强,所以X点比Y点的正反应速率慢。答案:C

3.下图为一带可移动隔板的密闭容器,某温度下,左、右两侧反应均达到平衡,此时隔板处于容器中央。若保持温度不变,向左侧容器中充入一定量的H2,下列说法正确的是()

A.两侧平衡均向正反应方向移动

B.左侧平衡向逆反应方向移动

C.右侧平衡向逆反应方向移动

D.两侧平衡均向逆反应方向移动

解析:左侧充入一定量的氢气,增大了反应物的浓度,平衡正向移动,但新平衡的气体的物质的量增加了。右侧等效于增大压强,平衡向着体积缩小的方向移动。答案:A

4.如图,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A

的容积是a L,B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生下述反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)ΔH<0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4a L。下列说法错误的是()

A.反应速率:v(B)>v(A)

B.A容器中X的转化率为80%

C.若打开K,则A的体积变为2.6a L

D.平衡时Y的体积分数:A

解析:A项,由于B中反应物浓度大于A,所以v(B)>v(A)。B项,

X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)

起始(mol) 1 1 0 0

转化(mol) b b2b b

平衡(mol) 1-b1-b2b b

由题意得:=1.4

b=0.8 mol 所以α(X)=×100%=80%

C项,若打开K,整个体系中与A的百分含量一样。设总体积为m,则m=4.2a L。所以A的体积应变为4.2a L-2a L=2.2a L。D项,由于B中压强大,平衡左移,所以B中Y的体积分数大。答案:C

5.对于A(?)+2B(g)n C(g)在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:

(1)c(A)的增减,平衡不移动,则A为态。

(2)增压,平衡不移动,当n=2时,A的状态为;当n=3时,A的状态为。

(3)若A为固体,增大压强,C的浓度减小,则。

解析:(1)增加或减少A的浓度,平衡不移动,则A为固态或液态。

(2)增压平衡不移动,当n=2时,A的状态为固态或液态,n=3时A的状态为气态。

(3)若A为固体,增大压强,C的浓度减小,说明平衡逆向移动,则n≥3。

答案:(1)固或液(2)固或液态气态(3)n≥3

6.在10 ℃和4×105 Pa的条件下,当反应a A(g)d D(g)+e E(g)建立平衡后,维持温度不变,容器容积可变,逐步增大体系的压强,在不同压强下该反应建立平衡后,物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生):

压强/Pa 4×1056×1051×1062×106

0.085 0.126 0.200 0.440

(1)压强从4×105 Pa增加到6×105Pa时平衡应向(填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是。

(2)压强从1×106Pa 增加到2×106Pa时,平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是①,②。解析:压强从4×105Pa增加到6×105Pa时,由于容器体积缩小,D的浓度应增加到×0.085 mol·L-1=0.127 5 mol·L-1,平衡时D的浓度小于0.127 5 mol·L-1,所以平衡向逆反应方向移动,a

答案:(1)逆加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数

(2)正①a>d②生成物E在该条件下的状态为非气态

温度、催化剂对化学平衡移动的影响

A组

1.如图为某化学反应的速率与时间的关系图,在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合图示的反应的是()

A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0

B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0

C.H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH>0

D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0

解析:根据图像可知,该反应的正反应是放热、气体体积增大的反应,只有D项符合。2.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,(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,则该反应为放热反应,A选项对,C选项错;(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选项均错。答案:A

3.如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)ΔH<0进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是()

A.升高温度

B.加大X的投入量

C.缩小体积

D.增大体积

解析:由于该反应是等体积反应,缩小体积,平衡不移动,但能缩短达到平衡所用时间。4.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0

反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是()

A.增加压强

B.降低温度

C.增大CO的浓度

D.更换催化剂

解析:一般来说,有两种及两种以上反应物的可逆反应中,在其他条件不变时,增大其中一种反应物的浓度,能使其他反应物的转化率升高,但本身的转化率降低,故C项错误。A项因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应,故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率。B项因该反应为放热反应,降低温度能使平衡向右移动,从而提高CO的转化率。D项催化剂只能影响化学反应的速率,改变可逆反应达到平衡的时间,不能提高CO的转化率。答案:B

5.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:

a(g)+b(g)2c(g)ΔH1<0 x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0

进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是()

A.等压时,通入“惰性”气体,c的物质的量不变

B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高

C.等容时,通入“惰性”气体,各反应速率不变

D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大解析:本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。A项,等压时,通入“惰性”气体,气体的体积增大,平衡x(g)+3y(g)2z(g)(ΔH2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A不正确;B项,等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器的温度升高,B 项正确;等容时,通入“惰性”气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,即各组分的浓度没有发生变化,所以各组分的反应速率不发生变化,C项正确;等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,D项正确。答案:A

6.可逆反应a X(g)+b Y(g)c Z(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图像如图所示。则下列说法中正确的是()

A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强

B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂

C.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强

D.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂

解析:若a+b=c,则t0时增大容器的压强或使用催化剂,A、B项错误;若a+b≠c,则t0时增大容器的压强,平衡必定会移动,而图像明显没有移动,只能是加入催化剂,故D项正确,C项错误。答案:D

7.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是()

A.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)

B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度

C.维持温度不变,t1时扩大反应体系体积

D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)

解析:A选项,温度、体积不变,只是加入三氧化硫,逆反应速率加大,但正反应速率起点应该不变。故错误。

B选项,升高体系温度,正逆速率都变大,而且最后平衡会向逆反应方向移动,故错误。

C选项,温度不变,扩大反应体系体积,两者反应速率都应该降低,而且平衡会向逆反应方向移动。故错误。

D选项,温度、压强不变,只是充入三氧化硫,充入后,体积变大,正逆速率都应该降低,但由于压强不变三氧化硫浓度变大,所以三氧化硫的总速率还是增大的。即逆反应速率增大。而且最后压强不变,所以平衡没有移动。故正确。答案:D

8.在一固定容积的密闭容器中进行如下反应:N2+3H22NH3ΔH<0,在一定温度下反应达到平衡状态,若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,下列叙述正确的是()

A.化学平衡不发生移动

B.化学平衡向正反应方向移动

C.化学平衡向逆反应方向移动

D.正反应速率增大,逆反应速率减小

解析:容积固定,各物质浓度增大2倍,相当于将容器容积缩小为原容器的一半,对该反应而言,平衡应正反应方向移动。答案:B

9.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍关注,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,

一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0 kJ·mol-1

测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(1)反应开始到平衡,H2的平均反应

速率v(H2)mol·L-1·min-1。

(2)H2的转化率为。

(3)下列措施中能使增大的是。

A.升高温度

B.充入He,使体系压强增大

C.将H2O(g)从体系中分离

D.使用催化剂

E.缩小容器体积

解析:(1)v(H2)=3v(CO2)=3×=0.225 mol·L-1·min-1。

(2)α(H2)=×100%=75%。

(3)A项,升温,平衡左移减小。B项充入He,平衡不移动,不变。C项,分离出H2O(g),平衡右移,增大。D项,使用催化剂,平衡不移动,不变。E项,缩小容器体积,平衡右移,增大。答案:(1)0.225(2)75%(3)C、E

10.在容积不同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分别在t s时测定其中NH3的体积分数,绘图如图所示。

(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点

是。

(2)此可逆反应的正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。

(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡

角度说明理由:。

解析:由图判断可知,C点是第一个平衡点,则A、B两点尚未达到平衡状态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。

答案:(1)A、B(2)放热

(3)AC:反应开始v(正)>v(逆),反应向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小

B组

1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是()

A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响

C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高

D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高

解析:A项,图Ⅰ改变的条件应是缩小容器体积。B项,由于同等程度地加快正、逆反应速率,所以加入的应是催化剂。C项,由于平衡发生了移动,所以加入的不是催化剂。改变的应是温度,且乙的温度大于甲的。答案:B

2.在A+B C(正反应是放热反应)的反应中,如图所示,能正确表示反应速率(纵坐标)与

温度(横坐标)关系的是()

解析:因为正反应是放热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,且平衡向吸热反应的方向移动,即向逆反应方向移动,所以v(逆)>v(正)。答案:B

3.可逆反应:A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如下图,下列叙述正确的是()

A.A2、B2及AB均为气体,ΔH<0

B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,ΔH<0

C.AB为气体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0

D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0

解析:由图可知压强相等时,升高温度,AB的物质的量减

少,可知温度升高平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0;t3开始温度不变,压强增大,AB的物质的量减少,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应是体积减小的方向,说明AB必为气体,A2、B2至少有一种为非气体,不能同时为气体。答案:B 4.体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1 g,B装有SO2和O2各2 g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是()

A.a%>b%

B.a%=b%

C.a%

D.2a%=b%

解析:本题考查了勒夏特列原理的应用。容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比较A、B两容器中SO2转化率,可以对B容器的反应过程进行如下虚拟设计:

即先将B容器中的体积扩大一倍,使状态Ⅱ与A容器达到等效平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A),两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积,根据勒夏特列原理,平衡向体积减小的方向移动,平衡向正反应方向移动,状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状,转化率是相同的,所以a%

5.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)+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ΔH0(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说明该反应已经达到化学平衡状态:。

解析:(1)由Fe生成FeO,固体质量增加 3.2 g,说明生成FeO 0.2 mol,v(CO2)==0.1 mol·L-1·min-1。

答案:(1)0.1 mol·L-1·min-1

(2)>(3)C b

(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

九、教学反思