233 影响化学平衡移动的因素二 学案人教版选修4Word下载.docx

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（1）A瓶中气体的颜色__________，简述理由：

______________________________

________________________________________________________________________。

（2）B瓶中气体的颜色__________，简述理由：

_____________________________

答案　

（1）变深　NaOH固体溶解放热，中和HCl也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，2NO2（g）N2O4（g）

ΔH<

0，平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色加深

（2）变浅　NH4NO3固体溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，2NO2（g）N2O4（g）　ΔH<

0，平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅

解析　甲中NaOH固体溶解及盐酸与氢氧化钠发生中和反应均放出热量；

乙中NH4NO3固体溶解要吸收热量。

2NO2（g）N2O4（g）　ΔH<

0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，颜色加深；

温度降低，平衡向正反应方向移动，颜色变浅。

2．对于①N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<

②2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）　ΔH>

其中v－t图像为

（1）反应①

t1时刻改变的条件为________________。

t2时刻改变的条件为____________________________。

（2）反应②

t1时刻改变的条件为________________________。

t2时刻改变的条件为_____________________________________。

答案　

（1）增大压强　降低温度

（2）升高温度　减小压强

解析　t1时刻速率增大，说明是升温或增大压强，而t2时刻速率又减小，说明是降温或减小压强。

探究点二　催化剂对化学平衡的影响

1．加入催化剂可以大大地加快反应速率，是因为它可以降低反应所需活化能，从而提高活化分子百分数，从而增大反应速率，但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡移动无影响。

2．对于N2＋3H22NH3反应，NH3的体积分数如图所示：

其中m表示使用催化剂情况，n表示未使用催化剂情况。

[归纳总结]

催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。

　3．如图所示，表示反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<

0在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。

（1）氨的质量分数最高的一段时间是________（填字母序号）。

A．t0～t1B．t2～t3

C．t3～t4D．t5～t6

（2）t1，t3，t4改变的条件分别是

t1________________________________________________________________________；

t3________________________________________________________________________；

t4________________________________________________________________________。

答案　

（1）A　

（2）升高温度　使用催化剂　减小压强

解析　

（1）平衡移动时，都是向左移动，所以最初时的NH3的质量分数最高。

（2）t1时，v正、v逆均增大且v逆>

v正，改变的条件是升温；

t3时，v正＝v逆，改变的条件是使用催化剂；

t4时，v正、v逆均减小且v逆>

v正，改变的条件是减小压强。

探究点三　勒夏特列原理

1．向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<

0，一段时间后达到平衡，当改变下列条件后，试填写下列内容：

（1）若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；

达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小。

（2）若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；

达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低。

（3）若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；

达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小。

2．根据以上分析，能得出的结论是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。

该结论就是勒夏特列原理。

1．勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。

此外勒夏特列原理对所有的动态平衡都适用。

2．对“减弱这种改变”的正确理解

（1）定性角度：

用于判断平衡移动的方向。

（2）定量角度：

“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。

4．已知：

可逆反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<

0，在一定条件下达到平衡后，改变下列条件一定能使该平衡向正反应方向移动的是（　　）

A．升温增压B．降温增压

C．升温减压D．降温减压

答案　B

解析　该反应为放热反应，因此降低温度可使平衡向正反应方向移动；

该反应为气体分子数减小的反应，因此增大压强可使平衡向正反应方向移动。

1．已知反应A2（g）＋2B2（g）2AB2（g）的ΔH<

0，下列说法正确的是（　　）

A．升高温度，A2的转化率增大

B．升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间

C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动

D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动

解析　升高温度，化学平衡逆向移动，A2的转化率减小；

增大压强，平衡正向移动。

2．在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：

2AB（g）＋2C（g），且达到平衡。

当升高温度时气体的密度增大，则下列叙述中正确的是（　　）

A．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

B．若正反应是放热反应，则A为气态

C．物质A一定为非气态，且正反应是吸热反应

D．若向容器中充入惰性气体，则平衡向右移动

答案　C

解析　升高温度，正、逆反应速率均增大，A错；

升高温度，气体的密度增大，由于容器的容积不变，则容器内气体的质量一定增大，则平衡只能向正反应方向移动，且A一定为非气体，B错；

由于升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C对；

若向容器中充入惰性气体，虽然容器的压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，D错。

3．放热反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）达平衡后，若分别采取下列措施：

①增大压强　②减小NO2的浓度③增大O2浓度　④升高温度　⑤加入催化剂，能使平衡向正反应方向移动的是（　　）

A．①②③B．②③④

C．③④⑤D．①②⑤

答案　A

解析　①增大压强，平衡向气态系数减小的方向即正向移动。

②减小NO2的浓度，平衡向生成NO2的方向即正向移动。

③增大O2的浓度，平衡向消耗O2的方向即正向移动。

④升温，平衡向吸热方向即逆向移动。

⑤使用催化剂，平衡不移动。

4．一定条件下，在一个体积可变的密闭容器中充入2mol的气体A和1mol的气体B发生反应：

2A（g）＋B（g）3C（g）

ΔH>

0。

t1时刻反应达到平衡，并测得

C在容器中的体积分数为φ1。

t2时刻改变某一条件（其他条件不变），C在容器中的体积分数的变化如图所示，则t2时刻改变的条件是（　　）

A．加入1mol氦气B．加入1molC

C．增大压强D．升高温度

答案　D

解析　氦气与该反应无关，在恒压条件下加入氦气相当于减小压强，但反应前后气体分子数相等，平衡不移动，气体C的体积分数不变，A错；

增加C的物质的量，恒压条件下或恒容条件下都是等效平衡，C的体积分数不变，B错；

增大压强平衡不移动，C的体积分数不变，C错；

升高温度，平衡正向移动，C的体积分数增大，故D正确。

5．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．以同样程度改变正、逆反应速率

C．增大正反应速率，降低逆反应速率

D．改变平衡混合物的组成

解析　加入催化剂，能大幅度地加快化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使平衡发生移动。

[基础过关]

一、勒夏特列原理的应用

1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）

A．光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小

B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3

C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气

D．增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3

解析　勒夏特列原理只能解释与平衡移动有关的问题。

氯水中存在平衡Cl2（g）＋H2OH＋＋Cl－＋HClO、2HClO

2H＋＋2Cl－＋O2↑，光照能促使平衡向右移动，使c（H＋）逐渐增

大，A项正确；

催化剂只能加快反应速率，而与平衡是否移动无关，B项错；

在氨水中存在平衡：

NH3（g）＋H2ONH3·

H2ONH

＋OH－，在浓氨

水中加入NaOH固体，增大的c（OH－）使平衡向左移动，使气体在水中的溶解度减小，所以利于NH3的挥发，C项正确。

2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）

A．打开汽水瓶时，有大量气泡溢出

B．在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉

C．氨水应密闭保存于低温处

D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气

解析　配制FeSO4溶液时，加入铁粉是为了防止Fe2＋被氧化。

二、温度对化学平衡移动的影响

3．对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是（　　）

A．加入一种反应物B．增大体系的压强

C．升高温度D．使用催化剂

解析　A项中，若反应物是固体，增加其量对平衡移动无影响；

B项中，若气体体积反应前后相等，或无气体参与反应，增大压强，平衡都不会移动。

4．如图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体，左端放置不纯的镍（Ni）粉。

在一定条件下，Ni可以与CO（g）发生如下反应：

Ni（s）＋4CO（g）Ni（CO）4（g），但Ni粉中的杂质不与CO（g）发生反应。

玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350K和470K，经过足够长时间后，右端的主要物质是（　　）

A．纯Ni（s）和Ni（CO）4（g）

B．纯Ni（s）和CO（g）

C．不纯Ni（s）和CO（g）

D．不纯Ni（s）和Ni（CO）4（g）

解析　本题主要考查温度对化学平衡的影响规律。

在左端开始发生如下反应Ni（s）＋4CO（g）Ni（CO）4（g），随着反应的进行，Ni（CO）4（g）充满玻璃管，并达到平衡；

Ni（CO）4在玻璃管右侧发生反应Ni（CO）4（g）Ni（s）＋4CO（g），这样两端的化学平衡体系都在不停地向右移动，直到左端Ni粉完全反应，Ni（CO）4在右侧完全分解为止，故经过足够长时间后，右端的主要物质为Ni（s）和CO（g）。

5．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　2NO2（g）N2O4（g），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对，C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均错。

三、采取措施使化学平衡定向移动

6．利用反应：

2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g）　ΔH＝－746.8kJ·

mol－1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是（　　）

A．降低温度

B．增大压强同时加催化剂

C．升高温度同时充入N2

D．及时将CO2和N2从反应体系中移走

解析　A项，降温，平衡右移，NO的转化率提高，但反应速率降低，A错；

B项，增大压强，平衡右移，NO的转化率提高，加入催化剂，可大幅度加快反应速率，B对；

C项，升温，充入N2，平衡左移，NO的转化率降低，C错；

D项，移走CO2和N2，平衡右移，但反应速率降低，D错。

7．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，其中能提高COCl2转化率的是（　　）

A．①②④B．①④⑥

C．②③⑤D．③⑤⑥

解析　①该反应的正反应是吸热反应，升温平衡向正反应方向移动，故可提高COCl2的转化率。

②恒容通入惰性气体，由于与反应有关的物质的浓度未改变，所以对反应无影响，平衡不移动，故COCl2的转化率不变。

③增加CO浓度，平衡逆向移动，故COCl2的转化率变小。

④减压平衡正向移动，所以COCl2的转化率变大。

⑤使用催化剂只能影响化学反应速率，对化学平衡无影响。

⑥相当于减压，同④。

综上所述，能提高COCl2转化率的有①④⑥，故B正确。

8．如图曲线a表示放热反应2X（g）Z（g）＋M（g）＋N（s）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，不可能采取的措施是（　　）

A．升高温度B．X的投入量增加

C．加催化剂D．减小容器体积

解析　因为N为固体，所以该反应为等体反应，所以加催化剂或减小容器体积均能使a曲线变为b曲线；

B项，X的投入量增加，相当于缩小体积，所以能使a曲线变为b曲线；

升温，平衡左移，X的转化率降低。

9．对于平衡CO2（g）CO2（aq）　ΔH＝－19.75kJ·

mol－1，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

解析　该平衡体积缩小，放出热量，所以降温增压，能促使平衡向右移动。

四、条件改变对化学反应速率和化学平衡的综合影响

10.

右图是关于反应A2（g）＋B2（g）2C（g）＋D（g）　ΔH<

0的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是（　　）

A．升高温度，同时加压

B．压强不变，降低温度

C．压强、温度不变，充入一些与之不反应的惰性气体

D．温度、压强不变，充入一些A2（g）

11．某密闭容器中发生如下反应：

X（g）＋3Y（g）2Z（g）　ΔH<

下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。

下列说法中正确的是（　　）

A．t2时加入催化剂

B．t3时降低了温度

C．t5时增大了压强

D．t4～t5时间内转化率一定最低

解析　该反应不是等体反应，所以t2时刻加入了催化剂，A对；

t3时刻应是减小压强，B错；

t5时刻应是升高温度，C错；

因为改变条件时，平衡左移，所以t6以后转化率最低。

[能力提升]

12．现有反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g），达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；

当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：

（1）该反应的逆反应为______反应（填“吸热”或“放热”），且m＋n______p（填“>

”、“＝”或“<

”）。

（2）减压使容器体积增大时，A的质量分数________。

（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）

（3）若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率________。

（4）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比

将________。

（5）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________________________。

答案　

（1）放热　>

（2）增大　（3）增大　减小

（4）减小　（5）不变

解析　对反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g）达平衡后，升高温度时，B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；

减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即m＋n>

p，A的质量分数增大；

加入B时平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；

升高温度时，平衡向正反应方向移动，c（C）增大，c（B）减小，即

减小；

加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。

13．PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：

PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）　ΔH＝akJ·

mol－1，在210℃时，将4molPCl5气体充入2L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：

时间（s）

20

40

60

n（PCl5）

4

2.8

2

（1）已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a____0（填“>

（2）计算从20s至40s共20s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为__________。

（3）反应进行至60s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）欲增大PCl5的量，可采取的措施有________（填序号）。

A．降低温度B．向混合气体中通入Cl2

C．使用高效催化剂D．升高温度

（5）如图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线。

答案　

（1）>

（2）0.02mol·

L－1·

s－1

（3）减小　（4）AB

（5）如图所示

解析　

（1）由于上述反应在温度较高时才能自发进行，说明该反应为吸热反应，a>

（2）根据公式v（PCl3）＝Δc（PCl3）/Δt＝Δc（PCl5）/Δt＝0.8mol/2L/20s＝0.02mol·

s－1。

（3）在平衡后降低温度，该平衡向逆反应方向移动，氯气浓度将减小。

（4）若要增大PCl5的量，使平衡左移，可采取的方法有降低温度或通入Cl2。

（5）根据反应方程式的特点作图。

14．在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如下图所示。

已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后容器内压强的变化情况，问：

（1）温度T1________T2（填“大于”、“等于”或“小于”），正反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）如果A、B、C均为气体，则m________2（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡________移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”，下同）。

（4）当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡________移动。

答案　

（1）大于　放热

（2）大于　（3）增大　不　（4）向正反应方向

解析　

（1）由图像可知，T1>

T2，温度高，w（C）的含量低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。

（2）增大压强，w（C）含量降低，平衡左移，正反应为体积扩大的反应，m>

2。

（3）当温度、容积不变时，充入“惰”气，由于各反应物、生成物的浓度不变，所以平衡不移动。

（4）当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，根据m>

2，平衡右移。

[拓展探究]

15．在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<

反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：

（1）根据图像，计算从反应开始到平衡时，用NH3表示的平均反应速率v（NH3）＝____________。

（2）该反应达到平衡时H2的转化率为___________________________________。

（3）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，仅改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为________________________________________

（填序号）。

a．0.20mol·

L－1b．0.12mol·

L－1

c．0.10mol·

L－1d．0.08mol·

（4）反应达到平衡后，第5min末，若保持其他条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡________移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）。

（5）在第5min末将容器的体积缩小一半后，若在第8min末达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol·

L－1），请在图中画出第5min末到平衡时NH3浓度的变化