新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第7章化学反应的方向限度与速率第42讲反应条件对化学平衡移动的影响鲁科版

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考点一 化学平衡的移动
1．概念
在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程，称为化学平衡移动。
2．化学平衡移动的过程
3．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向____________移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡________移动。
(3)v正＜v逆：平衡向____________移动。
4．影响化学平衡的外界因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
5.化学平衡中的特殊情况
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。
(2)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。
(3)充入惰性气体与平衡移动的关系
①恒温、恒容条件
原平衡体系eq \(―――――――→,\s\up7(充入惰性气体))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eq \(―――――――→,\s\up7(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
6．勒·夏特列原理及应用
1．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( )
2．化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大( )
3．向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅( )
4．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( )
5．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( )
6．只要v正增大，平衡一定正向移动( )
一、化学平衡移动原理的理解
1．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的浓度、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．①④⑥
C．②③⑤D．③⑤⑥
2．在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题：
(1)若保持体积不变，通入氦气，则平衡________移动。
(2)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为______________。
二、调控化学反应的应用
3．在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a ml CO与3a ml H2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，下同)。
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．重新平衡时eq \f(cH2,cCH3OH)减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
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
(3)达到平衡后，为提高H2的转化率和该反应的速率，可采取的措施是________(填序号)。
①加催化剂同时升高温度 ②加催化剂同时增大压强 ③升高温度同时充入N2 ④降低温度同时增大压强 ⑤增大CO的浓度
考点二 平衡移动方向与转化率的判断
反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析
(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
(2)若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。
(3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。
同倍数增大c(A)和c(B)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a＋b＝c＋d A、B的转化率不变,a＋b＞c＋d A、B的转化率增大,a＋b＜c＋d A、B的转化率减小))
应用举例
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______。
(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(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________。
(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________。
(4)mA(g)＋nB(g)pC(g)
同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n1．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 ml·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 ml·L－1。下列有关判断不正确的是( )
A．C的体积分数增大了
B．A的转化率降低了
C．平衡向逆反应方向移动
D．x＋y2．一定温度下，在3个容积均为1.0 L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( )
A.该反应的正反应吸热
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
3．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是eq \f(V,2)；向甲、丙内都充入2a ml SO2和a ml O2并保持恒温；向乙、丁内都充入a ml SO2和0.5a ml O2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。
下列说法正确的是( )
A．图1达平衡时，c(SO2)：甲＝乙
B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙
C．图2达平衡时，所需时间t：丙<丁
D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙>丁
4．T℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是( )
A．若x＜4，则2c1＜c2
B．若x＝4，则w1＝w3
C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2
D．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
(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)
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
1．(2022·海南，8)某温度下，反应CH2==CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )
A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，CH2==CH2(g)的平衡转化率增大
2．(2020·浙江7月选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( )
A．温度0 ℃、压强50 kPa
B．温度130 ℃、压强300 kPa
C．温度25 ℃、压强100 kPa
D．温度130 ℃、压强50 kPa
3．[2022·河北，16(2)①]工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是____(填字母)。
A．增加CH4(g)用量
B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除CO(g)
D．加入催化剂
4．[2022·湖南，16(1)①]在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 ml H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·ml－1
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJ·ml－1
下列说法正确的是__________。
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H2的体积分数可能大于eq \f(2,3)
D．将炭块粉碎，可加快反应速率改变的条件(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反应产物浓度
向________方向移动
减小反应物浓度或增大反应产物浓度
向________方向移动
压强(对于有气体参加的可逆反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向化学方程式中气态物质化学式前系数____的方向移动
减小压强
向化学方程式中气态物质化学式前系数____的方向移动
反应前后气体体积不变
压强改变
平衡____移动
温度
升高温度
向______反应方向移动
降低温度
向______反应方向移动
催化剂
同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动
容器
温度/K
起始浓度/(ml·L－1)
平衡浓度/(ml·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
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 ml A、2 ml B
6 ml A、4 ml B
2 ml C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/(ml·L－1)
c1
c2
C的体积分数/%
w1
w3
混合气体的密度/(g·L－1)
ρ1
ρ2