1、第三单元 化学平衡的移动,三年12考 高考指数:1.理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。2.认识化学反应条件的调控在生活、生产和科学研究领域中的应用。,1.影响化学平衡的因素若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：,正反应,逆反应,气体总体积减小的,气体总体积增大的,平衡不移动,吸热,放热,平衡不移动,2.勒夏特列原理“只减弱不抵消”如果改变影响化学平衡的一个因素(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着_的方向移动。,减弱这种改变,3.合成氨反应条件的选择,可逆,放,减小,铁触媒,1.对定容容器中反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)，增加C的
2、物质的量，化学平衡向正反应方向移动。( )【分析】固体的量的多少对化学平衡的移动没有影响。2.对于有气体参加的可逆反应，增大压强，平衡不一定发生移动。( )【分析】对于反应前后气体体积不发生变化的可逆反应，增大压强平衡不移动。,3.化学平衡发生移动，平衡常数K一定改变。( )【分析】不一定，平衡常数K仅仅是温度的函数，只有温度改变时，K才变化，故除温度以外的其他因素引起平衡发生移动，平衡常数K不发生变化。4.工业合成氨采用500 的高温可以用勒夏特列原理解释。( )【分析】工业合成氨采用500 是从反应速率和催化剂的活性考虑的。若从平衡移动的原理分析，温度越低越好。,5.只要平衡向正反应方向移
3、动，则反应物的转化率一定增大。( )【分析】如工业合成氨反应中，增大N2的浓度引起平衡正移，但N2的转化率减小。,化学平衡图像分析以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，m+np+q且H0为例1.v-t图像,v,v（正）,v（逆）,增大c(A),v（正）= v（逆）,t,v,v（正）,v（逆）,升高温度,v（正）= v（逆）,t,v,v（正）,v（逆）,增大压强,v（正）= v（逆）,t,v,加催化剂,v（正）= v（逆）,t,解题技巧归纳：,新平衡在原平衡上，则是“加大”反应条件新平衡在原平衡下，则是“减小”反应条件,v(正)在v(逆)上，则平衡正向移动了v(正)在v(逆)下，
4、则平衡逆向移动了,图像连续，改变条件为浓度图像不连续，改变条件为其他,2.c - t图像解题技巧归纳：“先拐先平数值大”。即“先拐”的先达到平衡，对应的温度或压强大。,3.c或-p(T)图像解题技巧归纳：“定一议二”，即固定其中一个因素(温度或压强)，然后讨论另外一个因素与化学平衡的参量(浓度、体积分数、转化率等)的变化关系。,【高考警示钟】(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。(2)不要忽视图像中的比例关系，比例关系一般涉及到计算问题。(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度，不要忽视。,【典例1】(2011安徽高考)电镀废液中Cr2O72-可通过下
5、列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) H ”、“”或“=”)。(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=_、CO的平衡转化率=_。(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_。A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量C.移出部分CO2 D.提高反应温度E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂,【解析】(1)反应1/3Fe2O3(s)CO(g) 2/3Fe
6、(s)CO2(g)的平衡常数表达式为 因为平衡常数随着温度的升高而减小，所以该反应的正反应为放热反应，H0。,(2)设10 min内转化CO的物质的量浓度为x，则根据反应 1/3Fe2O3(s)CO(g) 2/3Fe(s)CO2(g)起始浓度(molL-1) 0.1 0.1转化浓度(molL-1) x x平衡浓度(molL-1) 0.1-x 0.1x因为在1 000时，平衡常数为4.0，所以(0.1x)/(0.1-x)=4.0,解得x=0.06 molL-1。CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.06 molL-1/10 min=0.006 molL-1min-1。CO的转化率为0.06 m
7、olL-1/0.1 molL-1100%=60%。,(3)提高(2)中CO的转化率，改变Fe和Fe2O3固体的量对平衡没有影响，CO的转化率不变，A、B错；移出部分CO2使平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，C对；提高反应温度，因为正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，D错；因为反应前后气体的体积不变，所以减小容器的容积，也就是增大压强，平衡不发生移动，CO的转化率不变，E错；加入催化剂对化学平衡没有影响，CO的转化率不变，F错。正确的选项为C。答案：(1)c(CO2)/c(CO) (2)0.006 molL-1min-1 60% (3)C,平衡移动方向的应用1.判断物
8、质状态根据压强的改变和平衡移动的方向判断反应物或生成物是否为气态物质。2.判断反应前后化学计量数关系根据压强的改变和平衡移动的方向，判断已知可逆反应的反应物与生成物的化学计量数大小关系。3.判断反应是吸热还是放热根据温度变化时平衡移动的方向，判断正反应为吸热反应还是放热反应。,4.调控反应进行的方向根据外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响，可以通过控制条件的改变来实现控制平衡移动的方向。5.判断反应物的转化率改变根据外界因素改变时平衡移动的方向，判断达到新的平衡时某反应物转化率是增大还是减小。,【拓展延伸】外界因素对化学平衡和转化率的影响(1)反应前后气体体积不相等的反应。如2SO2(g)+
9、O2(g) 2SO3(g) H z。(2)因为xy=z，在增大压强时平衡发生移动，说明反应前后一定是气体体积不等的反应，因为C是气体，则A、B中最多有一种物质为气体。也就是说正反应方向为气体体积增大的方向，所以增大压强平衡向逆反应方向移动。,(3)增加A的物质的量平衡不发生移动说明A为非气态，可能为液态或固态。(4)加热后C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为吸热反应，正反应方向为放热反应。答案：(1)xyz (2)逆 (3)液态或固 (4)放热,【技巧点拨】惰性气体对化学平衡、转化率的影响(1)恒容容器通入惰性气体反应体系中各物质的浓度不变；各物质的反应速率不变；平衡不受影
10、响；反应物的转化率不变。(2)恒压容器中通入惰性气体反应体系中各物质的浓度减小，反应速率减小；平衡向气体体积增大的方向移动。若正反应为气体体积增大的反应，则反应物的转化率增大。若正反应为气体体积减小的反应，则反应物的转化率减小。,【变式训练】恒温恒容条件下，下列叙述正确的是( )A.甲、乙两容器中分别加入1 g SO2、1 g O2与2 g SO2、2 g O2，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡，SO2的转化率前者大B.反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达平衡，增大HI的物质的量，平衡不移动C.反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达平衡，增大HI的物质的量，HI
11、转化率不变，体积分数不变D.反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数增大,【解析】选C。反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，甲容器与乙容器相比较，甲容器中气体压强是乙容器中气体压强的1/2，所以乙中压强大，SO2的转化率高，A错；2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡时，增加HI的量，平衡向正反应方向移动，但是HI的转化率不变，体积分数不变，B错、C对；反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡，再加入NO2(g)，在恒容容器条件下，则NO2的体积分数减小。,【解题技巧6】虚拟法解决
12、化学平衡问题,1.优点虚拟法是指在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。通过设置虚拟对象，可以把比较模糊的问题具体化、明确化，使很多问题的解决更明确、易理解,为解决问题提供捷径。,2.解题关键虚拟法的解题关键是对比较复杂且有相互关联的问题，认真分析它们的内在联系,虚拟出一个合理的“中间状态”，构建一个解决问题的桥梁。3.常见类型解决化学平衡问题时，合理使用虚拟法可以事半功倍，常见有以下三种类型：,(1)极端虚拟。即虚拟一个“极端状态”，即把相关的化学平衡问题推到极端状态，假定可逆反应可以向一个方向完全进行到底，找出符合题意的可能
13、的最大值或最小值，将事物变化的规律迅速暴露出来，使因果关系变得非常明显，从而使问题顺利解决。因该方法无法确定实际值，所以较适用于解答选择题和半定量型的填空题。,(2)等效虚拟。即虚拟一个“中间状态”，化学平衡的特点之一是“同”，即条件不变时，无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或是从中间某一状态开始，均可以达到同一平衡状态即等效平衡状态。因此，合理设置“中间状态”可以使问题顺利解决。,(3)过程虚拟。即对于一些较为复杂、抽象的过程往往难以作出明确的判断，如果将其虚拟为若干个简单、具体的过程，会使问题变得简单明了，从而得以解决。在解题时若遇到比较条件改变后的新、旧平衡间某量的关系有困
14、难时，可以考虑构建一个与旧平衡等效的“虚拟的第三平衡”，然后通过压缩或扩大体积等手段，再与新平衡沟通，以形成有利于问题解决的新结构，促使条件向结论转化。,另外，除化学平衡问题外，还有很多可用虚拟法解决的问题，如配平复杂氧化还原反应时，可将复杂化合物中各元素的化合价皆虚拟为零；虚拟出某些混合物的“化学式”；虚拟出某些解题时要用到的数据；虚拟出解题需要的某些条件；虚拟反应过程；虚拟反应结果等。,1.(双选)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)nB(g) pC(g)达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的19倍，则下列说法正确的
15、是( )AmnpBmnpC平衡向逆反应方向移动DC的质量分数增加,【解析】选B、C。当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态)，则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。,2.向一容积不变的密闭容器中充入1 mol N2O4，建立了平衡N2O4 2NO2，测知N2O4的转化率为a，在其他条件不变时再通入1 mol N2O4，待重新建立新平衡时N2O4的转化率为b。a与b的大小关系为( )A.ab B.abC.ab D.无法确定,【解析】选B。不少同学认为，增加反应
16、物的量，能提高反应物的转化率，故而不假思索地选择A项导致错误。若在新、旧平衡之间设置一个中间过程，则有利于问题的分析与解决。,体积V 1mol N2O4 转化率a%,体积V 2mol N2O4 转化率b%,体积2V 2mol N2O4 转化率a%,状态,状态,状态,假设将状态的容器的容积扩大为原来的2倍，再加入1 mol N2O4，即构成其他条件不变时与之等效的中间状态，N2O4的转化率相同。将状态压缩到状态，平衡必逆向移动，N2O4的转化率必减小。,3.某温度下，在一容积可变的密闭容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为 4 mol、2 mol、4
17、mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者物质的量作如下调整，可使平衡右移的是( )A均减半 B.均加倍C.均增加1 mol D.均减少1 mol,【解析】选C。在容积可变的情况下，如果均加倍或均减半的话，对平衡时的各物质来讲，浓度均没有发生变化，故正逆反应速率均没有发生变化，平衡不发生移动。对C、D可以作如下分析：,上述三种状态是等效的。对于C项，相当于在状态的情况下再加入0.5 mol B，B的浓度增加，平衡向正反应方向移动，符合题意。同理可知D不正确。,1.(2012杭州模拟)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( )氯化铁溶液加热蒸干最终得不到氯化铁固体铁在潮湿的空气中容易生锈实验
18、室可用排饱和食盐水的方法收集氯气常温下,将1 mL pH3的醋酸加水稀释至100 mL,测得其pHv(逆)，平衡向正向移动，故D项不正确。,5.在密闭容器中，反应X2(g)Y2(g) 2XY(g) H 0，达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是( )A.图是加入适当催化剂的变化情况B.图是扩大容器体积的变化情况C.图是增大压强的变化情况D.图是升高温度的变化情况,【解析】选D。本题考查化学平衡问题。加入催化剂只能改变反应速率不能使平衡移动，故A错误；扩大容器体积，体系压强减小，正、逆反应速率均减小，因反应前后气体的物质的量不变，所以平衡不移动，B错误；压强增大平衡不
19、移动，故C错误；温度升高平衡左移，XY的百分含量减小，与图像符合，故D正确。,6.一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)。根据题意完成下列各题：,(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K=_，(2)500 时，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=_用(nB、tB表示)(3)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是_。a.氢气的浓度减少b.正反应速率加快，逆反应速率也加快c.甲醇的物质的量增加d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大,(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_(用化学方程式表示)。,【解析】(1)先写出反应式：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，再根据平衡常数的定义列出表达式即可。(2)v(CH3OH)v(H2)=12v(H2)=(2nB/3)/tB=2nB/3tB molL-1min-1。(3)增大压强，平衡正向移动，且v(正)、v(逆)都增大。 (4)CO2可抑制CO与Cu2O反应。 答案：(1)(2)2nB/3tB molL-1min-1(3)b、c (4)Cu2O+CO 2Cu+CO2,
