化学专题江苏省版高考化学新增分大一轮复习专题7化学反应速率与化学平衡第22讲化学平衡的移动讲义含解Word文档下载推荐.docx
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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
原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小―→
(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+3KSCNFe(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(×
在一个密闭容器中充入amolA和bmolB,发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH>0,一段时间后达到平衡,测得各物质的浓度。
(1)若体积不变,仅增加c(A),A的转化率将减小(填“增大”“减小”或“不变”,下同),B的转化率将增大,达到新平衡时,c(A)将增大,c(B)将减小,c(C)将增大,c(D)将增大。
(2)体积不变,再充入amolA和bmolB,则平衡正向移动,达到新平衡时,c(A)将增大,c(B)将增大,c(C)将增大,c(D)将增大。
①若a+b=c+d,则A的转化率将不变;
②若a+b>c+d,则A的转化率将增大;
③若a+b<c+d,则A的转化率将减小。
(3)升高温度,平衡正向移动,达到新平衡时,c(A)将减小,c(B)将减小,c(C)将增大,c(D)将增大,A的转化率将增大。
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.(2019·
桂林高三质检)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.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。
反应中,每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。
恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是( )
A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
答案 A
解析 A项,Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,反应速率增大,图像符合题意,正确;
B项,Ga是固体,没有浓度可言,不能计算其转化率,错误;
C项,Ga是固体,其质量不影响反应速率,错误;
D项,反应方程式为2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) ΔH<0,相同压强下,升高温度,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大;
相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,错误。
3.在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,amolCO与3amolH2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.c(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aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(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+d
C.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
N2的浓度一定减小
B
N2的转化率减小
C
充入一定量H2
H2的转化率减小,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 BC
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,不正确;
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,正确;
D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。
6.一定温度下,密闭容器中进行反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。
测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.t2时改变的条件:
只加入一定量的SO2
B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
答案 D
解析 t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率大于原来的速率,A错误;
平衡常数只与温度有关,一定温度下,K值不变,B错误;
平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故C错误、D正确。
7.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如下图:
则总反应的ΔH________(填“>”“=”或“<”)0。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大,请在上图画出相应αHCl~T曲线的示意图,并简要说明理由:
________________________________________________________________。
(3)下列措施中,有利于提高αHCl的有______(填字母)。
A.增大n(HCl)B.增大n(O2)C.使用更好的催化剂D.移去H2O
答案
(1)<
(2)见下图
温度相同的条件下,增大压强,平衡右移,αHCl增大,因此曲线应在原曲线上方 (3)BD
解析
(1)结合题中αHCl~T图像可知,随着温度升高,αHCl降低,说明升高温度平衡逆向移动,得出正反应方向为放热反应,即ΔH<0。
(2)结合可逆反应2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)的特点,增大压强平衡向右移动,αHCl增大,则相同温度下,HCl的平衡转化率比增压前的大,曲线如答案中图示所示。
(3)有利于提高αHCl,则采取措施应使平衡2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)正向移动。
A项,增大n(HCl),则c(HCl)增大,虽平衡正向移动,但αHCl减小,错误;
B项,增大n(O2)即增大反应物的浓度,D项,移去H2O即减小生成物的浓度,均能使平衡正向移动,两项都正确;
C项,使用更好的催化剂,只能加快反应速率,不能使平衡移动,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—
―→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。
考点二 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法:
极值等量即等效。
例如:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
①2mol1mol0
②0
02mol
③0.5mol
0.25mol
1.5mol
④amolbmolcmol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2mol,O2均为1mol,三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足:
c+a=2,+b=1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
极值等比即等效。
①2mol3mol
②1mol3.5mol2mol
③amolbmol
cmol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足:
=,