高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第三单元第一课时化学平衡的移动学案苏教版选修4.docx
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高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第三单元第一课时化学平衡的移动学案苏教版选修4
第一课时化学平衡的移动
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[课标要求]
1．理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响。
2．了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
1.增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。
2．对于有气体参与或生成的反应，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。
对反应前后气体分子数不变的反应，改变体系的压强，平衡不发生移动。
3．升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
4．催化剂能够同等程度地增大正、逆反应速率，对化学平衡移动没有影响。
5．化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：
改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
化学平衡的移动
1．化学平衡的移动
就是改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。
2．图示
3．平衡移动的方向
（1）若v（正）＞v（逆），则平衡向正反应方向移动。
（2）若v（正）＝v（逆），则平衡不移动。
（3）若v（正）＜v（逆），则平衡向逆反应方向移动。
[特别提醒]
（1）外界条件改变，平衡不一定发生移动。
①若条件改变，未引起化学反应速率的变化，则平衡一定不移动，如增加固体的用量。
②若条件改变，引起了化学反应速率的变化，但v（正）、v（逆）同等程度的改变，则平衡不发生移动。
③若条件改变，引起v（正）≠v（逆），则平衡一定发生移动。
（2）平衡发生移动，说明外界条件一定发生改变。
1．下列说法正确的是（ ）
①外界条件改变，化学平衡一定移动
②化学平衡发生移动，外界条件一定改变
③反应速率改变，平衡一定发生移动
④平衡发生移动，反应速率一定改变
⑤条件的改变使v（正）≠v（逆），平衡发生移动
A．①②③ B．①④⑤
C．②④⑤D．③④
解析：
选C 外界条件改变平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，条件一定改变，①错误，②正确；正、逆反应速率若在改变条件后仍相等，平衡不发生移动，若条件改变使v（正）≠v（逆），平衡一定发生移动，③错误，⑤正确；平衡发生移动，反应速率一定改变，④正确。
2．在密闭容器中进行如下反应：
CO2（g）＋C（s）2CO（g）。
（1）在单位时间内消耗了1molCO2（g），同时又消耗了2molCO（g），则v（正）__________v（逆），反应处于__________状态。
（2）若向该容器中再充入1molCO2（g），则v′（正）______v′（逆），化学平衡向____________移动。
（3）若向该容器中增加C（s），则v′（正）________v′（逆），化学平衡________移动。
解析：
单位时间内消耗1molCO2（g），则生成2molCO（g），而今又同时消耗了2molCO（g），说明v（正）＝v（逆），反应达到平衡状态。
增大反应物浓度，则v′（正）>v′（逆），平衡向正反应方向移动。
若向该容器中增加C（s），因为固体的浓度为常数，故改变其用量时，浓度不发生改变，v′（正）＝v′（逆），化学平衡不发生移动。
答案：
（1）＝ 化学平衡
（2）> 正反应方向
（3）＝ 不
浓度变化对化学平衡的影响
实验探究
实验原理
实验操作
实验现象
橙黄色变为黄色
橙黄色变为橙色
结论
NaOH溶液使c（H＋）变小，平衡向正反应方向移动
硝酸溶液使c（H＋）增大，平衡向逆反应方向移动
[特别提醒] 工业生产上常采用增大廉价反应物的浓度，来提高贵重物质转化率的措施，从而降低生产成本。
1．密闭容器中进行合成氨的反应，当一定温度下，反应达平衡后，增大N2的浓度，平衡怎样移动？
N2、H2的转化率如何变化？
提示：
平衡向正反应方向移动；H2的转化率增大，N2的转化率降低。
2．对于可逆反应：
C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），增加固体C的用量，化学平衡是否发生移动？
提示：
增加固体或纯液体的量，由于其浓度不变，所以化学平衡不发生移动。
1．浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下，改变参与反应物质的浓度对化学平衡的影响：
（1）增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，使得v（正）大于v（逆），平衡向正反应方向移动。
（2）减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，使得v（正）小于v（逆），平衡向逆反应方向移动。
2．平衡移动图像（vt图）
（1）平衡正向移动
（2）平衡逆向移动
1．对于可逆反应：
FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl的理解不正确的是（ ）
A．增大FeCl3的浓度，平衡向正反应方向移动
B．增大KSCN的浓度，平衡向正反应方向移动
C．增大Fe（SCN）3的浓度，平衡向逆反应方向移动
D．增大KCl的浓度，平衡向逆反应方向移动
解析：
选D 该可逆反应的本质为Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3，K＋、Cl－既不是反应物，也不是生成物，增大KCl的浓度，对该离子反应无影响，故平衡不移动。
2．下图所示是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是（ ）
A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析：
选C 由题给图像可以看出，平衡态Ⅰ改变的瞬间，逆反应速率未改变，正反应速率突然增大，可知为增大反应物的浓度，B项正确，C项不正确；由于平衡向正反应方向移动，可知两平衡态时同一种反应物的浓度不相等，D项正确；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，A项正确。
压强变化对化学平衡的影响
根据教材P54表211数据，分析压强对合成氨平衡的影响，并完成下表。
可逆反应
平衡常数表达式
改变压强对平衡的影响
增大压强
减小压强
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
K＝
正向移动
逆向移动
N2O4（g）2NO2（g）
K＝
逆向移动
正向移动
FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）
K＝
不移动
不移动
[特别提醒] 无气态物质存在的化学平衡，由于改变压强不能改变化学反应速率，所以改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。
450℃时，在一密闭容器中，可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），在不同压强条件下，测得平衡时混合气体中NH3的体积分数如表所示：
压强/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
[问题思考]
1．从表格中的数据判断减小压强，氨气的体积分数如何变化？
从而说明平衡怎样移动？
提示：
减小压强，氨的体积分数减小；说明平衡向逆反应方向移动。
2．对于反应H2（g）＋I2（g）2HI（g），增大压强，平衡是否发生变化？
为什么？
提示：
平衡不发生移动；原因是该反应前后气体物质的量不变，增大压强，正、逆反应速率改变的程度相同。
1．压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系
2．在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响
（1）增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
（2）减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
3．平衡移动图像（vt图）
以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）为例
（1）若m＋n＞p＋q
（2）若m＋n＜p＋q
（3）若m＋n＝p＋q
1．在常温下，下列可逆反应体系的气体颜色变化不受压强变化影响的是（ ）
A．2NO2N2O4
B．2NO22NO＋O2
C．2HIH2＋I2
D．FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl
解析：
选CD A和B，压强改变化学平衡移动，气体颜色变化；C常温下，I2为固体，压强的变化虽能使平衡移动，但气体无颜色变化；D是在溶液中进行的反应，压强对平衡无影响。
2．已知化学反应2A（？
）＋B（g）2C（？
）达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是（ ）
A．A是气体，C是固体
B．A、C均为气体
C．A、C均为固体
D．A是固体，C是气体
解析：
选D 增大压强，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是气体体积减小的反应，故C为气体，A不是气体（如固体）。
温度变化对化学平衡的影响
实验探究
实验原理
实验操作
实验现象
溶液变为蓝色
溶液不变色
溶液变为粉红色
结论
升高温度，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动
[特别提醒] 任何化学反应都伴随着能量的变化（放热或吸热），因此，改变温度，化学平衡一定发生移动。
已知：
2NO2（g）N2O4（g） ΔH＝－56.9kJ·mol－1，探究改变反应温度对化学平衡的影响。
[问题思考]
1．圆底烧瓶A中气体的颜色如何变化？
其原因是什么？
提示：
颜色变深，原因是A中温度高，平衡逆向移动，c（NO2）增大，颜色加深。
2．圆底烧瓶B中气体的颜色如何变化？
其原因是什么？
提示：
颜色变浅，原因是B中温度低，平衡正向移动，c（NO2）减小，颜色变浅。
1．温度对化学平衡的影响
（1）在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热的方向移动。
（2）在其他条件不变的情况下，降低温度，平衡向放热的方向移动。
2．平衡移动图像（vt图）
（1）若aA＋bBcC＋dD ΔH＜0
（2）若aA＋bBcC＋dD ΔH＞0
1．反应A（g）＋3B（g）2C（g） ΔH<0达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是（ ）
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
解析：
选C 降低温度，v（正）、v（逆）均减小，平衡向放热方向移动，即平衡正向移动。
2．在一密闭烧瓶中，在25℃时存在着平衡：
2NO2N2O4（正反应放热）。
把烧瓶置于100℃的水中，则下列几项性质中不会改变的是（ ）
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A．①和③ B．②和④
C．④和⑤D．③和⑤
解析：
选D 升高温度，化学平衡向着吸热方向移动，对于化学平衡2NO2N2O4，平衡向逆反应方向移动；①二氧化氮的浓度增大，颜色加深；②混合气体总的物质的量增大，其质量不变，根据M＝m/n可知，混合气体的平均相对分子质量减小；③反应混合物都是气体，根据质量守恒定律，混合气体总的质量不变；④升高温度，化学平衡向左移动，混合气体总的物质的量增大，容器内压强增大；⑤反应混合物都是气体，混合气体总的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度不变。
催化剂与化学平衡 平衡移动原理
1．催化剂与化学平衡
（1）催化剂对化学平衡的影响
催化剂能同等程度的增大正、逆反应的速率，对化学平衡移动无影响，但能缩短达到平衡所需要的时间。
①vt图：
②wt图：
2．平衡移动原理及应用
（1）平衡移动原理（又称为勒夏特列原理）
改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
（2）平衡移动原理的应用
工业合成氨反应为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
ΔH<0
措施
原因
加入过量的N2
促进平衡正向移动，提高H2的转化率
采用适当的催化剂
加快反应速率
采用高压
有利于平衡向正反应方向移动
采用较高温度
加快反应速率同时提高催化剂的活性
将氨液化并及时分离
有利于平衡向正反应方向移动
1．下列因素不可能影响化学平衡移动的是（ ）
A．温度 B．催化剂
C．反应物的浓度D．压强
解析：
选B 催化剂只能改变化学反应速率，不会使化学平衡发生移动。
2．下列不能用勒夏特列原理解释的事实是（ ）
A．棕红色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B．氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D．合成氨工业使用高压以提高氨的产量
解析：
选B A项，涉及NO2与N2O4的平衡转化，不符合题意；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，符合题意；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，不符合题意；D项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，不符合题意。
[三级训练·节节过关]
1．对于任何一个平衡体系，采用以下措施一定会使平衡移动的是（ ）
A．加入一种反应物 B．升高温度
C．对平衡体系增加压强D．使用催化剂
解析：
选B 对于任何一个平衡体系，反应都有能量变化，因而改变温度，平衡一定会发生移动。
若加入反应物是固体或不参加反应的离子，或对反应前后气体分子数不变的反应，增大或减小压强，或使用催化剂等化学平衡均不发生移动。
2．工业生成SO3的反应为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH<0，下列能使平衡向正反应方向移动的是（ ）
A．加入催化剂B．升温
C．减小压强D．通入一定量的O2
解析：
选D 催化剂仅能改变反应速率，不能引起平衡移动；升温或减小压强平衡向逆反应方向移动；增大O2的浓度，平衡向正反应方向移动。
3．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CuZnFe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量H2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：
选BC 催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，也就提高了生产效率，A正确；反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，B错误；充入大量H2，虽能使平衡正向移动，但H2的转化率降低，C错误；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，D正确。
4．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______热反应，且m＋n______p（填“>”“＝”或“<”）。
（2）减压时，A的质量分数______（填“增大”“减小”或“不变”，下同）。
（3）若加入B（体积不变），则A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________。
（6）若B是有色物质，A、C均无色，则加入C（体积不变）时混合物颜色________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色______（填“变深”“变浅”或“不变”）。
解析：
（1）升高温度时，B的转化率变大，说明正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；减小压强时，平衡向气体分子数增大的方向移动，由C的质量分数减小，说明平衡逆向移动，即m＋n>p。
（2）减压时，平衡逆向移动，m（A）增大，m（总）不变，故A的质量分数增大。
（3）加入B时，平衡正向移动，A的转化率增大。
（4）升高温度，平衡正向移动，c（B）减小，c（C）增大，
减小。
（5）加入催化剂，平衡不移动。
（6）加入C时，平衡逆向移动，c（B）增大，气体颜色加深；保持恒压充入氖气，容器体积增大，c（B）减小，气体颜色变浅。
答案：
（1）放 >
（2）增大 （3）增大 （4）减小 （5）不变 （6）变深 变浅
一、单项选择题
1．下列叙述中说明某化学平衡一定发生移动的是（ ）
A．混合物中各组分的浓度改变
B．混合体系中气体密度发生变化
C．正、逆反应速率改变
D．反应物的转化率改变
解析：
选D 浓度的改变，必须要引起正、逆反应速率的改变程度不同，平衡才会发生移动，如H2（g）＋I2（g）2HI（g），缩小其体系体积，各物质的浓度都增大，但其正、逆反应速率是同等程度增大，平衡不移动，A项不正确；同理，增大体积，因其气体的质量不变，体积增大，其密度减小，正、逆反应速率同等程度减小，平衡不移动，B项不正确；由A、B两项说明，速率改变，平衡不一定移动，C项不正确；转化率改变，说明平衡一定发生移动，D项正确。
2．已达化学平衡的下列反应2X（g）＋Y（g）2Z（g），减小压强时，对反应产生的影响是（ ）
A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
解析：
选C 有气体参加的反应，减压后，化学反应速率减小，而且v正和v逆同时减小，平衡向气体分子数增大的方向移动。
3．对于反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡后，在温度不变时欲使c（NO2）/c（N2O4）比值增大，可以采取（ ）
A．体积不变，增加NO2的量
B．体积不变，增加N2O4的量
C．使体积扩大到原来的2倍
D．使体积不变充入N2
解析：
选C 体积不变，增加NO2、N2O4的量相当于加压，NO2的转化率增大，c（NO2）/c（N2O4）减小，A、B项错误；使体积扩大到原来的2倍，压强减小，平衡左移，NO2的转化率减小，c（NO2）/c（N2O4）增大，C项正确；使体积不变充入N2，平衡不移动，c（NO2）/c（N2O4）不变，D项错误。
4．如图是关于反应：
A2（g）＋3B2（g）2C（g）（正反应为放热反应）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．降低温度，同时减压
C．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度
D．增大反应物浓度，同时使用催化剂
解析：
选C 由图可知正反应速率增大，逆反应速率减小。
若升高温度，同时加压，正、逆反应速率都增大，A错误；若降低温度，同时减压，正、逆反应速率都减小，B错误；若增大反应物浓度，正反应速率增大，同时减小生成物浓度，逆反应速率减小，符合题意，C正确；若增大反应物浓度，正反应速率增大，同时使用催化剂，正、逆反应速率都增大，D错误。
5．若反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g）在密闭容器内达到化学平衡以后，升高温度或增大压强都会使平衡混合物中C的质量分数降低，那么（ ）
A．正反应是吸热反应，（a＋b）>（c＋d）
B．正反应是吸热反应，（a＋b）<（c＋d）
C．正反应是放热反应，（a＋b）>（c＋d）
D．正反应是放热反应，（a＋b）<（c＋d）
解析：
选D 升高温度或增大压强都会使平衡混合物中C的质量分数降低，说明平衡逆向移动，即逆反应为吸热反应和气体分子数减小的反应，则正反应为放热反应和气体分子数增大的反应。
二、不定项选择题
6．某温度下，某容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反应：
CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g） ΔH>0，当反应达平衡时，测得容器中各物质均为nmol，欲使H2的平衡浓度增大一倍，在其他条件不变时，下列措施可以采用的是（ ）
A．升高温度
B．加入催化剂
C．再加入nmolCO和nmolH2O
D．再加入2nmolCO2和2nmolH2
解析：
选D 正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，但可逆反应中反应物不能完全转化为生成物，A不正确；催化剂不能改变平衡状态，氢气浓度不变，B不正确；反应是可逆反应，转化率不可能是100%，C不正确；D中氢气的浓度是原来的2倍，正确。
7．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是（ ）
A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响
B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间
C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响
D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用
解析：
选C 对化学反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），催化剂只能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动，高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的反应方向移动。
8．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡正向移动的是（ ）
A．2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）（正反应为放热反应）
B．4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g）（正反应为放热反应）
C．N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）（正反应为放热反应）
D．SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）（正反应为放热反应）
解析：
选AC A项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动；B项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动；D项，增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。
三、非选择题
9．在密闭容器中进行如下反应：
CO2（g）＋C（s）
2CO（g） ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加C，平衡________，c（CO2）________。
（2）缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡_______，c（CO2）________。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c（CO2）________。
（4）保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_______，c（CO）________。
解析：
（1）C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c（CO2）不变。
（2）缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c（CO2）增大。
（3）通入N2，容积和温度不变，平衡不会发生移动，c（CO2）不变。
（4）容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c（CO）增大。
答案：
（1）不移动 不变
（2）向左移动 增大 （3）不移动 不变 （4）向右移动 增大
10．在水溶液中橙红色的Cr2O
与黄色的CrO
有下列平衡关系：
Cr2O
＋H2O2CrO
＋2H＋，把重铬酸钾（K2Cr2O7）溶于水配成的稀溶液是橙色的。
（1）向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色，因为________________________________________________________________________。
（2）
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