高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第3课时导学案新人教版选修4文档格式.docx

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（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

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时刻反应速率增大，说明是升温或增大压强，而t2时刻反应速率又减小，说明是降温或减小压强。

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。

催化剂对化学平衡的影响

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

3.将H2（g）和Br2（g）充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）　ΔH<

0，平衡时Br2（g）的转化率为a；

若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2（g）的转化率为b。

a与b的关系是（　　）

A.a>

bB.a＝bC.a<

bD.无法确定

答案　A

解析　该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率，即a>

b。

4.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～t3C.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。

三　勒夏特列原理

1.向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生反应：

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，请填写下列内容：

（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。

但平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。

（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。

但平衡时的温度高于原平衡时的温度。

（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。

但平衡时的压强大于原平衡时的压强。

2.根据以上分析，得知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.勒夏特列原理的适用范围

化学反应平衡等所有的动态平衡。

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”。

5.下列事实中，不能用勒夏特列原理加以解释的是（　　）

A.夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体

B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体

C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深

D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体颜色变浅

答案　C

解析　A中考查溶解平衡CO2（g）CO2（aq），压强减小，则平衡向逆反应方向移动，形成大量气体逸出；

B中考查温度、浓度、酸碱性对NH3＋H2ONH3·

H2ONH

＋OH－平衡移动的影响；

D中考查温度对2NO2N2O4的影响；

C中颜色加深的根本原因是因为体积减小，c（I2）浓度增大，由于是等体反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。

6.反应X（g）＋Y（g）2Z（g）　ΔH<

0，达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A.减小容器体积，平衡向右移动

B.加入催化剂，Z的产率增大

C.增大c（X），X的转化率增大

D.降低温度，Y的转化率增大

答案　D

解析　由X（g）＋Y（g）2Z（g）　ΔH<

0可知，反应前后气体分子数不变，故减小容器体积，即压强增大，平衡不移动，A项错误；

加入催化剂，平衡不移动，故Z的产率不变，B项错误；

增大c（X），X的转化率减小，C项错误；

降低温度，平衡向放热反应方向（正向）移动，Y的转化率增大，D项正确。

1.反应2A（g）2B（g）＋E（g）　ΔH>

0，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（　　）

A.加压B.降温C.减小E的浓度D.加催化剂

答案　B

解析　加压，使v正增大，平衡向左移，A的浓度增大，A错误；

降温，v正减小，平衡向左移，c（A）增大，B正确；

减小E的浓度，平衡向右移，c（A）减小，C错误；

加入催化剂，v正增大，平衡不移动，c（A）不变，D错误。

2.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，但其本身的转化率反而降低，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。

3.某温度下，对可逆反应：

2X（g）＋Y（g）Z（g）＋W（s）　ΔH>

0，则下列叙述正确的是（　　）

A.加入少量W，逆反应速率增大

B.升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小

C.压强不变，充入与反应体系不反应的N2，Z的物质的量减少

D.平衡后加入X，上述反应的ΔH增大

解析　加少量固体W，逆反应速率不变，A项不正确；

升温，v正和v逆都增大，B项不正确；

压强不变，充入不反应气体N2，容器体积变大，平衡向左移动，Z的物质的量减少，C项正确；

平衡后加入X，平衡右移，但ΔH表示2molX（g）和1molY（g）完全反应时的热效应，故ΔH不变，D项不正确。

4.下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）　ΔH＜0，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　温度升高，平衡左移，生成Ni和CO，由于右端温度稳定在470K，所以右端主要物质是纯Ni（s）和CO（g）。

5.在体积为1L的溶液中，反应A＋2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）＝0.100mol·

L－1、c（B）＝0.200mol·

L－1及c（C）＝0mol·

L－1。

反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题：

（1）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。

所改变的条件和判断的理由是：

②_______________________________________________________________________；

③_______________________________________________________________________。

（2）实验②平衡时B的转化率为________；

实验③平衡时C的浓度为________。

（3）该反应的ΔH________0，其判断理由是_____________________________________

________________________________________________________________________。

（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速率：

实验②：

v（B）＝________；

实验③：

v（C）＝________。

答案　

（1）②加催化剂；

达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变　③温度升高；

达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小　

（2）40%（或0.4）　0.060mol·

L－1

（3）>

　温度升高平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应　（4）0.014mol·

L－1·

min－1　0.009mol·

min－1

解析　

（1）②使用了（正）催化剂；

理由：

因为从图可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入了（正）催化剂。

③升高温度；

因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达到平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是使用催化剂，故改变条件只能是升高温度。

（2）②中达到平衡时A转化了0.040mol，由反应计量数可知B转化了0.080mol，所以B的转化率为

×

100%＝40.0%；

同样在③中A转化了0.060mol，则生成C为0.060mol，体积不变，即平衡时c（C）＝0.060mol·

（3）ΔH＞0；

由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH>

0。

（4）从图上读数，反应进行到4.0min时，实验②中A的浓度为0.072mol·

L－1，则Δc（A）＝0.100mol·

L－1－0.072mol·

L－1＝0.028mol·

L－1，v（A）＝Δc（A）/Δt＝

＝0.007mol·

min－1，所以vB＝2vA＝0.014mol·

min－1；

反应进行到4.0min实验③中A的浓度为0.064mol·

L－1，Δc′（A）＝0.100mol·

L－1－0.064mol·

L－1＝0.036mol·

L－1，v′（A）＝Δc′（A）/Δt＝

＝0.009mol·

min－1，所以v（C）＝v（A）＝0.009mol·

min－1。

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组1　勒夏特列原理的广泛应用

1.下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　）

A.加入催化剂有利于合成氨的反应

B.由H2（g）、I2（g）和HI（g）组成的平衡体系加压后颜色变深

C.500℃时比室温更有利于合成氨的反应

D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应

解析　A、B两项，改变条件平衡均不移动，不能用勒夏特列原理解释；

C项，根据勒夏特列原理，温度越低，NH3的转化率越高，采取500℃，主要考虑催化剂的活性和反应速率问题；

D项，将混合气体中的氨液化，相当于减小了生成物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨反应。

2.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　加入催化剂，平衡不移动。

题组2　温度、催化剂对化学平衡的影响

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，增加其用量对平衡移动无影响；

B项中，若气体体积反应前后相等，或无气体参与的反应，改变压强，平衡都不会移动；

D项，加入催化剂，平衡不移动。

4.在容积不变的密闭容器中，一定条件下进行如下反应：

2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－373.2kJ·

mol－1。

如图曲线a表示该反应过程中NO的转化率与反应时间的关系。

若改变起始条件，使反应过程按照曲线b进行，可采取的措施是（　　）

A.降低温度

B.向密闭容器中通入氩气

C.加催化剂

D.增大反应物中NO的浓度

解析　由化学方程式知，降低温度，平衡向右移动，α（NO）增大，但由图像知，b温度先达到平衡，故温度b>

a，且升温α（NO）减小，二者矛盾，故A项不正确；

B项和C项平衡不移动，α（NO）不变，图像不符，故B、C项不正确；

增大NO浓度，v增大，且平衡正向移动，但α（NO）降低，图像符合，故D项正确。

5.已知反应3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g）　ΔH<

0，右图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时D的体积分数随时间t的变化情况。

若想使曲线b（实线）变为曲线a（虚线），可采取的措施是（　　）

①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变

A.①②③B.④⑤C.③④⑤D.④⑤⑥

6.电镀废液中Cr2O

可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：

Cr2O

（aq）＋2Pb2＋（aq）＋H2O（l）2PbCrO4（s）＋2H＋（aq）　ΔH<

该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（　　）

解析　该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，Cr2O

的转化率减小，A项正确；

pH增大，H＋浓度减小，平衡正向移动，Cr2O

的转化率增大，B项错误；

温度升高，正反应速率增大，C项错误；

增大Pb2＋物质的量浓度，平衡正向移动，Cr2O

的物质的量减小，D项错误。

7.已知反应：

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.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥

解析　②恒容通入惰性气体，平衡不移动；

③增加CO浓度，平衡左移；

⑤加入催化剂，平衡不移动。

8.据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：

2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g）

下列叙述错误的是（　　）

A.使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率

B.反应需在300℃下进行可推测该反应是吸热反应

C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率

D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

解析　B项，加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，故不正确。

9.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改变的条件应是增大压强；

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，所以改变的条件不是加入催化剂；

D项，改变的应是温度，且乙的温度高。

10.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.恒压时，通入惰性气体，C的物质的量不变

B.恒压时，通入Z气体，反应器中温度升高

C.恒容时，通入惰性气体，各反应速率不变

D.恒容时，通入Z气体，Y的物质的量浓度增大

解析　对化学平衡体系恒压条件下通入惰性气体，为保持恒压，体积增大，相当于压强减小，对第二个反应导致平衡向左移动，则放热，使体系温度升高，对第一个反应平衡左移，C的物质的量减小；

恒压条件下通入Z气体，第二个反应平衡向左移动，放热，反应容器中温度升高。

恒容条件下通入惰性气体，总压增大而分压不变，平衡不移动，速率不变；

通入Z气体，导致第二个反应平衡左移，Y的物质的量浓度增大。

11.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是（　　）

A.CO2（g）＋2NH3（g）CO（NH2）2（s）＋H2O（g）　ΔH<

B.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH>

C.CH3CH2OH（g）CH2===CH2（g）＋H2O（g）　ΔH>

D.2C6H5CH2CH3（g）＋O2（g）2C6H5CH===CH2（g）＋2H2O（g）　ΔH<

解析　由温度－时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2>

T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；

由压强－时间图像可知，p1先达到平衡，即p1>

p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应，因此D不符合题意，只有A符合题意。

[能力提升题]

12.将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应：

N2O4（g）2NO2（g）　ΔH。

在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如下图所示：

（1）T1℃，40～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·

s－1。

（2）ΔH________（填“>

”、“<

”或“＝”）0。

（3）改变条件重新达到平衡时，要使

的比值变小，可采取的措施有________（填字母，下同）。

A.增大N2O4的起始浓度

B.升高温度

C.向混合气体中通入NO2

D.使用高效催化剂

（4）在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是________。

A.a、c两点的反应速率：

a>

c

B.a、b两点N2O4的转化率：

b

C.a、c两点气体的颜色：

a深，c浅

D.由a点到b点，可以用加热的方法

答案　

（1）0.00125　

（2）>

　（3）AC　（4）B

解析　

（1）T1℃时v（N2O4）＝

v（NO2）＝

＝0.00125mol·

（2）由图可知反应在T1℃比T2℃先到达平衡状态，所以T1℃>

T2℃，由于T1℃平衡时n（NO2）多于T2℃平衡时，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热方向移动，所以ΔH>

（3）A项，增大N2O4起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，

减小；

B项，升高温度，平衡向右移动，

增大；

C项，通入NO2相当于增大压强，

D项，平衡不移动，

不变。

（4）A项，由图可知：

a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，反应速率大；

B项，由图可知：

a、b两点平衡时压强相同，温度不同，a点NO2的体积分数大于b点，而反应N2O42NO2　ΔH>

0，温度升高，平衡向右移动，NO2体积分数增大，温度T4>

T3，转化