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.docx
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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
第22讲 化学平衡的移动
考纲要求
理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。
考点一 化学平衡移动
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，不发生平衡移动。
（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
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）
① 2mol 1mol 0
② 0 0 2mol
③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol
④ amol bmol cmol
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
判断方法：
极值等比即等效。
例如：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
① 2mol 3mol 0
② 1mol 3.5mol2mol
③ amol bmol 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：
＝
，即与①②平衡等效。
（3）恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：
无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：
H2（g）＋I2（g）2HI（g）
① 1mol1mol0
② 2mol2mol1mol
③ amolbmolcmol
①②两种情况下，n（H2）∶n（I2）＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足
∶
＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
（1）构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
（2）构建恒温恒压平衡思维模式（以气体物质的量增加的反应为例，见图示）
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
（1）PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）
再充入PCl5（g），平衡向_______方向移动，达到平衡后，PCl5（g）的转化率________，PCl5（g）的百分含量______。
答案 正反应 减小 增大
（2）2HI（g）I2（g）＋H2（g）
再充入HI（g），平衡向_________方向移动，达到平衡后，HI的分解率_________，HI的百分含量________。
答案 正反应 不变 不变
（3）2NO2（g）N2O4（g）
再充入NO2（g），平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2（g）的转化率________，NO2（g）的百分含量________。
答案 正反应 增大 减小
1.向一固定体积的密闭容器中通入amolN2O4气体，在密闭容器内发生反应：
N2O4（g）2NO2（g），达到平衡时再通入amolN2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率（ ）
A.不变B.增大C.减小D.无法判断
答案 C
解析 恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡（指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡），增大压强平衡向左移，转化率降低。
2.已知H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH＜0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同温度下分别达到平衡。
现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是（ ）
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1molHe，乙中不变
C.甲降低温度，乙增大压强
D.甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2
答案 C
解析 相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。
A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小，错误；B项，甲中加入0.1molHe，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；D项，甲中增加0.1molH2，乙增加0.1molI2，结果还是等效的，错误。
3.（2019·常州田家炳高级中学高三月考）在温度T1和T2时，分别将0.50molCH4和1.20molNO2充入体积为1L的密闭容器中，发生如下反应：
CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g），测得n（CH4）随时间变化数据如下表：
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n（CH4）/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n（CH4）/mol
0.50
0.30
0.18
…
0.15
下列说法正确的是（ ）
A.T1时0～10minNO2的平均反应速率为0.15mol·L－1·min－1
B.T2时CH4的平衡转化率为70.0%
C.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O（g），平衡向正反应方向移动
D.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.50molCH4和1.20molNO2，与原平衡相比，达新平衡时N2的浓度增大
答案 BD
解析 T1时0～10minCH4的平均反应速率为
＝0.015mol·L－1·min－1，由速率之比等于化学计量数之比可知，T1时0～10minNO2的平均反应速率为0.03mol·L－1·min－1，故A错误；由表格数据可知，T2时CH4的平衡物质的量为0.15mol，则转化的甲烷为0.50mol－0.15mol＝0.35mol，则T2时CH4的平衡转化率为
×100%＝70.0%，故B正确；T1时，体积为1L，由表格中数据可知，
CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）
开始/mol 0.50 1.20 0 0 0
转化/mol 0.400.800.400.40 0.80
平衡/mol 0.100.400.400.40 0.80
K＝
＝6.4，T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O（g），Q＝
＝6.4＝K，故C错误；体积不变，物质的量变为原来的2倍，若平衡不移动，则平衡浓度变为原平衡的2倍，但压强增大平衡逆向移动，则达新平衡时N2的浓度增大，大于原平衡浓度小于原平衡浓度的2倍，故D正确。
1．（2018·江苏，15）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）（正反应放热），测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2molSO2、1molO2
4molSO3
2molSO2、
1molO2
平衡v正（SO2）/mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c（SO3）/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1（SO2）
α2（SO3）
α3（SO2）
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是（ ）
A．v1＜v2，c2＜2c1
B．K1＞K3，p2＞2p3
C．v1＜v3，α1（SO2）＞α3（SO2）
D．c2＞2c3，α2（SO3）＋α3（SO2）＜1
答案 CD
解析 由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的1/2（相当于压强增大为原来的2倍）后平衡移动的结果。
由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1（SO2）＜α2（SO2），根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1。
容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。
升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1（SO2）＞α3（SO2），c1＞c3。
由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1。
对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3。
C对：
由以上分析可得结论v1＜v3，α1（SO2）＞α3（SO2）。
D对：
因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3。
若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1（SO2）＋α2（SO3）＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2（SO3）将减小，则α1（SO2）＋α2（SO3）＜1，结合α1（SO2）＞α3（SO2），则α2（SO3）＋α3（SO2）＜1。
A错：
由以上分析可知c2＞2c1。
B错：
由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3。
2.（2016·江苏，15）一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）达到平衡，下列说法正确的是（ ）
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L－1
物质的平衡浓度/mol·L－1
c（H2）
c（CO）
c（CH3OH）
c（CH3OH）
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时，容器Ⅱ中c（H2）大于容器Ⅲ中c（H2）的两倍
D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 AD
解析 对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c（CH3OH）小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ投料量成比例增加，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c（H2）小于Ⅲ中c（H2）的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c（H2）增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。
3.（2015·江苏，15）在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如图所示（图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上）。
下列说法正确的是（ ）
A.反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）的ΔS＞0、ΔH<0
B.体系的总压强p总：
p总（状态Ⅱ）＞2p总（状态Ⅰ）
C.体系中c（CO）：
c（CO，状态Ⅱ）<2c（CO，状态Ⅲ）
D.逆反应速率v逆：
v逆（状态Ⅰ）＞v逆（状态Ⅲ）
答案 BC
解析 A项，C和CO2反应是吸热反应，ΔH>0，错误；B项，状态Ⅰ是通入0.1molCO2，状态Ⅱ是通入0.2molCO2，状态Ⅱ可以看作先通0.1molCO2，此时的压强相等，再通入0.1molCO2，假如平衡不移动，此时的压强等于2倍p总（状态Ⅰ），但要满足CO2的浓度相等，应对此体系加热使反应向正反应方向移动，气体物质的量增加，因此p总（状态Ⅱ）>2p总（状态Ⅰ），正确；C项，状态Ⅱ可以看作状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c（CO，状态Ⅱ）＝2c（CO，状态Ⅲ），但体积压缩过程中，平衡向左移动，因此c（CO，状态Ⅱ）<2c（CO，状态Ⅲ），正确；D项，温度越高，反应速率越快，v逆（状态Ⅰ）4.（2012·江苏，14）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s
0
50
150
250
350
n（PCl3）/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是（ ）
A.反应在前50s的平均速率v（PCl3）＝0.0032mol·L－1·s－1
B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（PCl3）＝0.11mol·L－1，则反应的ΔH<0
C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0m
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