高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第7章 第3講《化學(xué)平衡移動(dòng)》

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第3講　化學(xué)平衡移動(dòng) [考綱解讀]　1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。2.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點(diǎn)一　化學(xué)平衡移動(dòng) 1．概念 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，若反應(yīng)條件(如________、________、________等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會(huì)隨之________，從而在一段時(shí)間后達(dá)到________________。這種由____________向______________的變化過(guò)程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。 2．過(guò)程 3．平衡移動(dòng)方向與反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正____v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)v正____v逆，平衡不移動(dòng)。 (3)v正____v逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 1．化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么？ 2．某一可逆反應(yīng)，一定條件下達(dá)到了平衡，①若化學(xué)反應(yīng)速率改變，平衡一定發(fā)生移動(dòng)嗎？②若平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變嗎？ 考點(diǎn)二　影響化學(xué)平衡的外界因素 1．影響化學(xué)平衡的因素 若其他條件不變，改變下列條件對(duì)平衡的影響如下： 條件的改變(其他條件不變) 化學(xué)平衡的移動(dòng) 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向______方向移動(dòng) 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向______方向移動(dòng) 壓強(qiáng)(對(duì)有氣體存在的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變 增大壓強(qiáng) 向______________的方向移動(dòng) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變 減小壓強(qiáng) 向______________的方向移動(dòng) 改變壓強(qiáng) 溫度 升高溫度 向____反應(yīng)方向移動(dòng) 降低溫度 向____反應(yīng)方向移動(dòng) 催化劑 使用催化劑 2.勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠____________的方向移動(dòng)。 3．改變條件，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，原料的轉(zhuǎn)化率一定提高嗎？ 4．升高溫度，化學(xué)平衡會(huì)向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，此時(shí)放熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率會(huì)減小嗎？ 5. 對(duì)于達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)：X+Y W+Z，增大壓強(qiáng)則 正、逆反應(yīng)速率(v)的變化如圖所示，分析可知X、Y、Z、W 的聚集狀態(tài)可能是 (　　) A．Z、W為氣體，X、Y中之一為氣體 B．Z、W中之一為氣體，X、Y為非氣體 C．X、Y、Z皆為氣體，W為非氣體 D．X、Y為氣體，Z、W中至少有一種為氣體 6．將NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，改變下列一個(gè)條件，其中敘述正確的是 (　　) A．升高溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．慢慢壓縮氣體體積，平衡向右移動(dòng)，混合氣體顏色變淺 C．慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來(lái)的兩倍 D．恒溫恒容時(shí)，充入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，混合氣體的顏色變淺 　(1)壓強(qiáng)的影響實(shí)質(zhì)是濃度的影響，所以只有當(dāng)這些“改變”造成濃度改變時(shí)，平衡才有可能移動(dòng)。 (2)化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“消滅”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。①若將體系溫度從50 ℃升高到80 ℃，則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 ℃v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng)。 (3)v正n B．Q<0 C．溫度不變，壓強(qiáng)增大，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 數(shù)形結(jié)合的思想探究化學(xué)平衡圖像 1．圖像類型 (1)濃度—時(shí)間圖：此類圖像能說(shuō)明平衡體系中各組分在反應(yīng)過(guò)程中的濃度變化情況。如A＋B AB反應(yīng)情況如圖1所示，解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點(diǎn)(達(dá)到平衡)的時(shí)刻相同，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。 (2)速率—時(shí)間圖：如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況，解釋原因：AB段(v漸增)，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溫度漸高，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大；BC段(v漸小)，則主要原因是隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H+)漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。故分析時(shí)要抓住各階段的主要矛盾，認(rèn)真分析。 (3)含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖：常見(jiàn)形式有如下幾種。(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (4)恒壓(溫)線(如圖3所示)：該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)，橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p)，常見(jiàn)類型如下所示： (5)其他：如圖4所示曲線是其他條件不變時(shí)，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)，表示v正>v逆的點(diǎn)是3，表示v正p2 【例4】　已知圖一表示的是可逆反應(yīng)CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)　ΔH>0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系，圖二表示的是可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0的濃度(c)隨時(shí)間t的變化情況。下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．圖一t2時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng) B．若圖一t2時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng)，則反應(yīng)的ΔH增大 C．圖二t1時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng) D．若圖二t1時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng)，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將減小 【例5】　在容積一定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g) 2C(g)　ΔH>0，平衡移動(dòng)關(guān)系如右圖所示。下列說(shuō)法正 確的是 (　　) A．p1p2，縱坐標(biāo)指C的質(zhì)量分?jǐn)?shù) C．p10 B．在T2時(shí)，若反應(yīng)處于狀態(tài)D，則一定有v正0，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1 molL－1，c(N)＝2.4 molL－1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______； (2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)； (3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝4 molL－1，c(N)＝a molL－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2 molL－1，a＝________； (4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝b molL－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 【例8】　[2010天津理綜－10(4)]已知反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到某時(shí)刻時(shí)測(cè)得各組分的濃度如下： 物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O 濃度/(molL－1) 0.44 0.6 0.6 (1)比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。 (2)若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c(CH3OH)＝________________；該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH)＝________________。 高考題組一　化學(xué)平衡移動(dòng)及轉(zhuǎn)化率求算 1．可逆反應(yīng)①X(g)＋2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)＋P(g)分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行，反應(yīng)室之間有無(wú)摩擦、可滑動(dòng)的密封隔板。反應(yīng)開(kāi)始和達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示： 下列判斷正確的是 (　　) A．反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．達(dá)平衡(Ⅰ)時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為14∶15 C．達(dá)平衡(Ⅰ)時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為 D．在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中，M的體積分?jǐn)?shù)相等 2．在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于 (　　) A．5% B．10% C．15% D．20% 3．電鍍廢液中Cr2O可通過(guò)下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l) 2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)　ΔH<0 該反應(yīng)達(dá)平衡后，改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件，下列示意圖正確的是 (　　) 4．據(jù)報(bào)道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。 2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) 下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A．使用Cu－Zn－Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B．反應(yīng)需在300 ℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率 D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 5．判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)一定條件下，使用催化劑能加快反應(yīng)速率并提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率(　　) (2)“NO2球”浸泡在冷水中，顏色變淺，(原因是) 2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0 (紅棕色)　 (無(wú)色)(　　) (3)右圖中曲線表示反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0正、 逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化 (　　) 6．[2010福建理綜－23(4)②]一定條件下，甲(NH3)在固定體積的密閉 容器中發(fā)生分解反應(yīng)(ΔH>0)并達(dá)平衡后，僅改變下表中反應(yīng)條件x，該平衡體系中隨x遞增y遞減的是________(選填序號(hào))。 選項(xiàng) a b c d x 溫度 溫度 加入H2的 物質(zhì)的量 加入甲的 物質(zhì)的量 y 甲的物 質(zhì)的量 平衡常 數(shù)K 甲的轉(zhuǎn) 化率　 生成物 物質(zhì)的 量總和 高考題組二　化學(xué)平衡圖像 7．反應(yīng)aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如下圖所示。其中z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．同溫同壓同z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 B．同壓同z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 C．同溫同z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 D．同溫同壓時(shí)，增加z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加 8．各可逆反應(yīng)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)條件，其變化趨勢(shì)正確的是(　　) CH3COOH H＋＋CH3COO－　　　　FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl N2(g)＋3H2(g)　　　　CH3OCH3(g)＋3H2O(g) 2NH3(g)　　　　　6H2(g)＋2CO2(g)　ΔH>0 9．在密閉的容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，在溫度T1和T2時(shí)，產(chǎn)物的量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系 如圖所示，符合圖像的正確的判斷是 (　　) A．T1＞T2，ΔH＞0 B．T1＞T2，ΔH＜0 C．T1＜T2，ΔH＞0 D．T1＜T2，ΔH＜0 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡中常見(jiàn)錯(cuò)誤例析 考生答卷案例——找錯(cuò)糾錯(cuò) 規(guī)范答案 1.(1)2Z＋Y3X (2)0.067 molL－1min－1或mol/(Lmin)或mol(Lmin)－1 (3)正、逆反應(yīng)同時(shí) 2．(1)B2H6＋6H2O===2H3BO3＋6H2 (2)①升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) ②＞ (3)K＝ ＝ ≈5.710－10 molL－1  課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．(選修4P32－6改編)在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g) zC(g) 平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50 molL－1，保持溫度不變，將容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍，再達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得A的濃度降低為0.30 molL－1。下列有關(guān)判斷正確的是 (　　) A．x＋ya>c B．c>a>b C．a(chǎn)>b>c D．a(chǎn)＝b＝c 5．對(duì)已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)，下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) ①生成物的百分含量一定增加?、谏晌锏漠a(chǎn)量一定增加 ③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大　④反應(yīng)物的濃度一定降低 ⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率?、奘褂昧诉m宜的催化劑 A．②⑤ B．①② C．③⑤ D．④⑥ 6．已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJmol－1是一個(gè)可逆反應(yīng)。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，則下圖中關(guān)于該反應(yīng)不正確的是 (　　) 7．下圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)反應(yīng)2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)　ΔH>0的正、逆反應(yīng)速率影響的曲線圖，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是 (　　) 8. 已知可逆反應(yīng) aA＋bB cC中，物質(zhì)的含量R%(A% 和C%)隨溫度的變化曲線如圖所示，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．該反應(yīng)在T1、T3溫度時(shí)達(dá)到過(guò)化學(xué)平衡 B．該反應(yīng)在T2溫度時(shí)達(dá)到過(guò)化學(xué)平衡 C．該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) D．升高溫度，平衡會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng) 9．反應(yīng)mA(s)＋nB(g) pC(g)　ΔH<0在一定溫度下B的體積分?jǐn)?shù)(B%)與壓強(qiáng)變化(p)的0關(guān)系如圖所示，下列敘述中正確的是 (　　) ①m＋n>p；②x點(diǎn)表示該反應(yīng)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速 率；③n>p；④x點(diǎn)比y點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率慢。 A．只有① B．只有②④ C．只有①②④ D．只有①③ 10．反應(yīng)A(s)＋2B(g)2C(g)在密閉容器中達(dá)到平衡。 (1)若升高溫度能使C的物質(zhì)的量減小，則正反應(yīng)是____熱反應(yīng)。 (2)若增加A的物質(zhì)的量，平衡________移動(dòng)。 (3)若增大壓強(qiáng)，平衡________移動(dòng)。 (4)若增加C的濃度，B(g)的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 11．向甲乙兩個(gè)容積均為1 L的恒容容器中，分別充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同條件下(溫度T ℃)，發(fā)生下列反應(yīng)：A(g)＋B(g)xC(g)　ΔH<0。測(cè)得兩容器中c(A)隨時(shí)間t的變化如圖所示： 回答下列問(wèn)題： (1)乙容器中，平衡后物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______； (2)x＝________； (3)T ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______； (4)下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．向平衡后的乙容器中充入氦氣可使c(A)增大 B．將乙容器單獨(dú)升溫可使乙容器內(nèi)各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與甲容器內(nèi)相同 C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，則平衡時(shí)甲容器中0.78 molL－1　(2)＝　(3)< 考點(diǎn)二 1．正反應(yīng)　逆反應(yīng)　氣體體積減小　氣體體積增加　平衡不移動(dòng)　吸熱　放熱　平衡不移動(dòng) 2．減弱這種改變 深度思考 1．外界條件影響了反應(yīng)速率，使得v正≠v逆，平衡將發(fā)生移動(dòng)。 2．(1)①不一定，如反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)或使用催化劑，速率發(fā)生變化，但平衡不移動(dòng)。 ②一定，化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因就是外界條件改變，使v正≠v逆才發(fā)生移動(dòng)的。 3．不一定提高，不能把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同起來(lái)，當(dāng)反應(yīng)物總量不變時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高；當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)，只會(huì)使其他的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。 4．不會(huì)。因?yàn)樯邷囟葀吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸>v放，原平衡被破壞，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，直至建立新的平衡。降溫則相反。 5．C　6.C 規(guī)律方法解題指導(dǎo) 【例1】　(1)0.02 molL－1s－1　(2)減小壓強(qiáng)　2 mol　(3)升高溫度　放熱反應(yīng) (4)2A(g)＋B(g) 3C(g) ΔH＝＋2.5Q kJmol－1　(5)Ⅴ 【例2】　C　 【例3】　C　 【例4】　A　 【例5】　B　 【例6】　D　 規(guī)律方法 1．正　>　化學(xué)平衡狀態(tài)?。健∧妗? 2．吸　放熱 【例7】　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41% 【例8】　(1)>　(2)0.04 molL－1　0.16 molL－1min－1 真題重組規(guī)范集訓(xùn) 1．C　 2．C 3．A　 4．B　 5．(1)　(2)√　(3)√ 6．a(chǎn)c 7．B　 8．D　 9．D　 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．D　2.C　3.D　4.D 能力提升訓(xùn)練 1．D　2.B　3.C 4．B　 5．A　6.C　7.A　8.B　9.B 10．(1)放　(2)不　(3)不　(4)減小 11．(1)50%　(2)1　(3)2　(4)C 12．(1)0.6 molL－1min－1 (2)3　(3)2∶1　(4)BC　(5)2.4 mol　(6)n(A)＝n(B) - 18 -