高中化学【化学平衡移动原理及应用】

化学平衡移动原理及应用目标要求 1.通过实验探究，了解浓度、温度、压强等对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。

2.通过对图形、图表的阅读，进行初步加工、吸收、有序存储，并做出合理的解释。

1．化学平衡移动的过程2．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，平衡不移动。

(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。

3．影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动(2)勒·夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温恒容条件原平衡体系―――――→充入惰性气体体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。

②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 ―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)应用体验根据化学平衡原理解答下列问题：在体积不变的密闭容器中发生N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol －1，只改变一种外界条件，完成下表：改变条件 平衡移动方向氢气的转化率(增大、减小或不变)氨气的体积分数(增大、减小或不变)增大氮气的浓度 增大氨气的浓度升温 充入适量氩气答案 (从左到右，从上到下)正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(×)(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(×)(3)C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√)(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(√)(5)向平衡体系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(×)(6)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(×)题组一选取措施使化学平衡定向移动1．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥答案 B解析该反应为气体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．室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBr C2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。

已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。

下列有关叙述错误的是()A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC．若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D．若起始温度提高至60 ℃，可缩短反应达到平衡的时间答案 D解析D错：温度提高至60 ℃，化学反应速率虽然加快，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A对：加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大；B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成溴乙烷；C对：原反应物按物质的量之比1∶1加入，又因二者反应的化学计量数之比为1∶1，两者的平衡转化率之比为1∶1，若将反应物均增大至2 mol，其平衡转化率之比仍为1∶1。

3．在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0。

(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________(填字母)。

A．[H2]减小B．正反应速率加快，逆反应速率减慢C．反应物转化率增大D．重新平衡[H2][CH3OH]减小(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。

A．升高温度B．将CH3OH从体系中分离C．充入He，使体系总压强增大答案(1)CD(2)B解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。

(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。

题组二新旧平衡的比较4．在一密闭容器中，反应a A(g)＋b B(s)c C(g)＋d D(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是()A．平衡向逆反应方向移动B．a＜c＋dC．物质A的转化率增大D．物质D的浓度减小答案 C解析容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。

5．将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。

当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A 增大压强N2的浓度一定减小B 升高温度N2的转化率减小C 充入一定量H2H2的转化率不变，N2的转化率增大D 使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案 B解析A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒·夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，错误；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，错误；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，错误。

1．分析化学平衡移动问题的注意事项(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。

(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正＞v逆时，才使平衡向正反应方向移动。

(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。

2．解答化学平衡移动类判断题的思维过程关注特点—⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤容器特点(恒温恒容，恒温恒压)反应特点(物质状态，ΔV g 是否为0，ΔH 的正负) ―→分析条件(浓度、温度、压强等)―→想原理(平衡移动原理)―→综合判断得结论1．常见平衡图像类型 以可逆反应a A(g)＋b B(g)c C(g) ΔH ＝Q kJ·mol－1为例图像类型实例结论含量－时间－温度(或压强)图像曲线m 用催化剂，n 不用催化剂，或化学计量数a ＋b ＝c 时曲线m 的压强大于n 的压强含量－时间－温度(或压强)图像T 1＜T 2 ΔH ＞0p 1＞p 2 a ＋b ＜c转化率－时间－温度(或压强)图像若a ＋b ＞c ，则：①p 1＞p 2＞p 3②ΔH ＜0若T1＞T2则①ΔH＞0②a＋b＞c2.化学平衡中的特殊图像以a A(g)＋b B(g)c C(g)ΔH＝Q kJ·mol－1为例图像类型特点结论如图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线图中标出的1、2、3、4四个点中v正＞v逆的点是3，v正＜v逆的点是1,2、4点v正＝v逆如图所示曲线，是随反应的进行，某反应物(或生成物)的百分含量与温度(T)的关系曲线M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正＞v逆；M点为刚达到平衡的点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升高温度，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH＜0理解应用某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，p表示压强、T表示温度、n表示物质的量、t表示反应时间)：根据以上规律判断(填“＞”“＝”或“＜”)：(1)反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。

(2)反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。

(3)反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。

(4)反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。

答案(1)＞＜(2)＞＜(3)＞＞(或＜＜) (4)＞＞(或＜＜)解析(1)对反应Ⅰ而言，增大压强，平衡向右移动，α(A)增大，所以p2＞p1；随温度升高，α(A)减小，平衡向左移动，则正反应是放热反应，ΔH＜0。

(2)在两种不同温度下，C的物质的量逐渐增大至达到平衡的过程。

T1温度下n(C)增加得快，且先达到平衡，说明T1＞T2，由T1→T2，降低温度，n(C)增大，说明平衡向右移动，ΔH＜0。

(3)随起始时n(B)的增大，两种不同温度下C的体积分数φ(C)先增大后减小。

T2时φ(C)高于T1时φ(C)，可能有两种情况：若T2＞T1，即升温平衡右移，ΔH＞0；若T2＜T1，即降温平衡右移，ΔH＜0。

(4)随压强的增大，A的平衡转化率不变，但T2时α(A)比T1时α(A)大。

若T2＞T1，则升温平衡右移，ΔH＞0；若T1＞T2，则升温平衡左移，ΔH＜0。

化学平衡图像分析“7”注意(1)看清各坐标轴代表的量，弄清曲线表示的是哪些量之间的关系。

(2)注意曲线上的特殊点，例如：由“起点”和“终点”的量来确定平衡是向正向还是逆向移动，“转折点”“拐点”表示量的突变，可用来确定外界条件对平衡的影响；“交叉点”表示量相同。

(3)注意曲线斜率的大小，即坡度的“平”与“陡”，例如：时间作横轴，含量作纵轴，斜率大表示达平衡的时间短、速率大。

(4)注意弄清高温、高压时反应速率更快，有利于先达平衡，即“先拐先平”原则，也就是说其他条件不变时，在较高温度或较高压强的条件下，达到平衡所用的时间较短。