2018_2019版高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度第4课时学案鲁科版选修.docx

第4课时浓度、压强对化学平衡的影响学习目标定位1.知道浓度、压强对化学平衡影响的规律。2.会根据勒夏特列原理(化学平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向。一、浓度对化学平衡的影响1.实验探究按表中实验要求完成实验，将有关实验现象及其结论填入表中：原理Fe33SCNFe(SCN)3(红色)实验(1)步骤现象溶液颜色变深溶液颜色变深实验(2)步骤试管中滴加0.01 molL1NaOH溶液试管中滴加0.01 molL1 NaOH溶液现象溶液颜色变浅溶液颜色变浅实验结论增大c(Fe3)或c(SCN)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动；滴加NaOH溶液，由于3OHFe3=Fe(OH)3，使Fe3的浓度减小，Fe(SCN)3的浓度减小，即化学平衡向逆反应方向移动2.理论分析在一定条件下，反应Fe33SCNFe(SCN)3达到平衡状态，温度一定，平衡常数K为一定值。分析下列条件改变时浓度商Q的变化及平衡移动的方向，并填写下表：浓度变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向增大反应物c(Fe3)减小QK逆反应方向增大生成物cFe(SCN)3浓度对平衡移动的影响规律(1)在其他条件不变的情况下增大反应物浓度或减小生成物浓度时，QK，平衡向逆反应方向移动。(2)只改变固体或纯液体反应物的用量，浓度商不变，QK，化学平衡不移动。例1向盛有5 mL 0.005 molL1FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 molL1的KSCN溶液，充分混匀，溶液颜色深浅不再变化后建立化学平衡FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl。下列叙述中，不正确的是()A.加水至溶液的体积加倍，溶液红色变浅，但化学平衡不移动B.再滴加少量0.1 molL1的KSCN溶液，溶液红色变深，化学平衡右移C.再滴加少量0.1 molL1的NaOH溶液，会有红褐色沉淀产生，上部溶液红色变浅，化学平衡左移D.再滴加少量0.1 molL1 FeCl3溶液，溶液红色变深，化学平衡右移答案A解析在溶液中反应的离子方程式为Fe33SCNFe(SCN)3，加水稀释，Q变大，K不变，即QK，平衡向左移动；加入SCN或Fe3，Q变小，使QK，平衡向左移动。考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学平衡移动的规律易错警示对于溶液中的离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，不参加反应的离子不影响平衡。像FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，增加KCl固体的量，平衡不移动，因为KCl不参与离子反应。例2某条件下，恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0实验操作三支针筒中均抽入10 cm3 NO2气体，将针筒前端封闭将第二支针筒活塞迅速推至5 cm3处(体积减小，压强增大)将第三支针筒活塞迅速拉至 20 cm3处(体积增大，压强减小)实验现象气体颜色先变深，后变浅，最终比原来深气体颜色先变浅，后变深，最终比原来浅实验结论压强增大，体积减小时，c(NO2)变大后又减小，平衡向左移动压强减小，体积增大时，c(NO2)减小后又增大，平衡向右移动2.理论分析化学方程式中气态物质系数变化压强变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向增大增大增大QK逆向移动减小减小QK正向移动减小增大减小QK逆向移动不变增大不变QK不移动减小压强对化学平衡移动影响的规律(1)若反应前后气体的系数不变(g0)改变压强，化学平衡不移动。(2)若反应前后气体的系数改变(g0)增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。(3)压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。例3一定温度下，反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是()增加C的物质的量保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大将容器的容积缩小一半保持压强不变，充入N2使容器容积变大A. B. C. D.答案A解析C是固体，其浓度为常数，改变它的量平衡不移动；该反应为气体体积不相等的反应，保持容器容积不变，充入N2，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变，所以平衡不移动；缩小容器容积，压强增大，平衡左移；保持压强不变，充入N2，容器容积扩大，平衡右移。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律规律总结(1)恒温恒容条件：原平衡体系体系总压增大体系中各反应物浓度不变平衡不移动。(2)恒温恒压条件：(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。三、勒夏特列原理1.向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，一段时间后达到平衡。(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。(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。(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。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)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。(2)适用条件只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。平衡移动原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。例4下列事实不能用平衡移动原理解释的是()A.用排饱和食盐水法收集Cl2B.加压有利于合成氨反应C.冰镇的啤酒打开后泛起泡沫D.对2HI(g)H2(g)I2(g)平衡体系增加压强使颜色变深答案D解析A项，Cl2H2OHClHClO，在饱和食盐水中，平衡向左移动，降低了Cl2在水中溶解度；B项，增大压强，合成氨平衡向右移动；C项，减小压强使气体的溶解度降低，溶解的CO2逸出；D项，平衡没有发生移动，只是I2(g)的浓度增大，颜色加深。考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用易错警示勒夏特列原理(即化学平衡移动原理)适用于所有平衡体系，如果是平衡体系，改变条件，平衡没有发生移动或不符合平衡移动规律的现象，不能用化学平衡移动原理解释。例5可逆反应2A2(g)B2(g)2A2B(l)(正反应为放热反应)已达到平衡，要使平衡向右移动，可以采取的措施是()A.升高温度 B.加入催化剂C.增大压强 D.增加A2B的量答案C解析该反应的正反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，即平衡向右移动。考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动易错警示(1)使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。(2)改变固体或液体使用量，而不改变反应物浓度时，化学平衡不移动。1.合成氨所需的氢气可用煤和水做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)Hb答案C解析温度不变，容积扩大一倍，压强减小，若平衡不移动，则B的浓度应为原来的50%，而实际为60%，说明平衡向正反应方向移动了，则A的转化率增大、B的质量分数增大；正反应方向是气体体积增大的方向，即ab。考点压强变化时化学平衡移动的影响题点由压强变化与移动方向判断化学计量数关系4.反应X(g)Y(g)2Z(g)H0，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)H0。下列叙述正确的是()A.若继续充入X，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大B.若继续通入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小C.若移走部分W，平衡正向移动D.平衡后移走X，上述反应的H减小答案A解析B项，通入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数增大；C项，W为固体，改变其用量，平衡不移动；D项，H只与方程式中的化学计量数及状态有关，与反应物的量无关。考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学平衡移动的规律2.在体积和温度不变的密闭容器中充入a mol X和足量Y，发生反应：2X(g)Y(s)Z(g)W(g)，建立平衡后，若再加入b mol X，下列判断不正确的是()A.平衡正向移动 B.X的转化率不变C.Y的转化率增大 D.X的转化率减小答案D解析在体积和温度不变的密闭容器中充入a mol X和足量Y，发生反应：2X(g)Y(s)Z(g)W(g)，建立平衡后，若再加入b mol X，反应物浓度增大，平衡正向移动；Y为固体，反应前后气体体积不变，加入X，最后达到平衡状态，相当于增大压强，X的平衡转化率不变，Y的转化率增大。考点浓度变化对化学平衡移动的影响题点浓度影响化学平衡移动的规律题组2压强对化学平衡的影响3.在恒温时，一固定容积的容器内发生的反应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()A.不变 B.增大C.减小 D.无法判断答案C解析恒温、定容平衡后再加入NO2(g)，相当于增大了容器的压强，平衡向着生成N2O4的方向移动，NO2的体积分数减小。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律4.对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)nY(s)pZ(g) H0，达到化学平衡后，改变条件，下列表达不正确的是()A.增大压强，化学平衡不一定发生移动B.通入氦气，化学平衡不一定发生移动C.增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动D.其他条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动答案C解析由于该反应反应前后体积变化不明确，故改变压强不能确定化学平衡是否移动，A项正确；恒容条件下充入氦气，没有改变平衡体系中各物质的浓度，平衡不移动，恒压条件下充入氦气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，B项正确；由于Y为固体，改变其用量不影响化学平衡，C项不正确；该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，D项正确。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律5.如图为一带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是()A.两侧平衡均向正反应方向移动B.左侧平衡向逆反应方向移动C.右侧平衡向逆反应方向移动D.两侧平衡均向逆反应方向移动答案A解析向左侧容器中通入H2，H2的浓度增大，平衡右移，但总压强增大，隔板右移，右侧压强增大，使右侧反应平衡右移。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律6.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)H10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，两反应的化学平衡不移动D.恒容时，通入Z气体，Y的物质的量浓度增大答案A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；恒容时通入Z气体，导致第二个反应平衡左移，Y的物质的量浓度增大。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律7.某温度下，密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是()A.可逆反应的化学方程式的化学计量数：abcB.压缩容器的容积时，v正增大，v逆减小C.达到新平衡时，物质X的转化率减小D.达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大答案C解析体积缩小为原来的一半，假设平衡不移动，则Y和Z的浓度应该为原来的2倍，而现为1.8倍，则表明平衡向逆反应方向移动，压强增大，v正、v逆均增大，且v逆v正；向Y、Z消耗的方向，即逆反应方向移动，则bca；X的转化率减小；混合物中Z的质量分数减小。考点压强变化对化学平衡移动的影响题点压强影响化学平衡移动的规律题组3影响化学平衡的外界因素的综合分析8.t 时，某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质，此温度下该反应的平衡常数表达式为K，有关该平衡体系的说法正确的是()A.升高温度，平衡常数K一定增大B.增大压强W(g)的质量分数增加C.该反应的化学反应方程式为X(g)2Y(g)2Z(g)2W(g)D.增大X(g)浓度，平衡向逆反应方向移动答案D解析A项，升高温度，对于吸热反应，平衡常数K增大，对于放热反应，平衡常数K减小；B项，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，W(g)的质量分数减小；C项，根据K值表达式，得反应方程式：2Z(g)2W(g)X(g)2Y(g)。考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡定向移动9.一定条件下，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) H0C.CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)H0D.2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)HT1，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p1p2，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。考点化学平衡图像题点化学平衡图像的综合10.在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)HQ kJmol1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：气体体积/Lc(Y)/molL1温度/1231001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列说法正确的是()A.mnB.Q0，B、D项错误；气体体积增大1倍，若平衡不移动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比一半大，即减压平衡向右移动，mn，A项错误，C项正确。考点化学平衡影响因素的综合题点由条件变化与平衡移动方向判断反应特征综合强化11.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)H0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()答案A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。考点化学平衡图像题点化学平衡图像的综合12.反应X(g)Y(g)2Z(g)H2p乙B.SO3的质量m：m甲2m乙C.平衡常数K：K甲K乙D.反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲2Q乙答案(1)增大增大减小不变(2)BD解析(1)a项，恒温恒容条件下，再充入1 mol O2，c(O2)增大，化学平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大；b项，先假设在恒温恒压条件下再充入2 mol SO2和1 mol O2，则平衡时，SO2的转化率与原平衡相等，然后将体积缩小至原平衡，即保持题干要求的恒温恒容条件，化学平衡向正反应方向移动，平衡时SO2的转化率增大；c项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率减小；d项，恒温恒容条件下，充入氦气，反应体系各组分浓度不变，平衡不移动，SO2的转化率不变。(2)平衡乙中，压强为p乙，m(SO3)为m乙，放出热量Q乙。甲的平衡建立过程可以虚拟如下：平衡加压得平衡甲，平衡向正反应方向移动。平衡中，压强为p乙，m(SO3)为2m乙，放出热量2Q乙，故推知p乙p甲2m乙，Q甲2Q乙，故B项和D项正确；C项，温度不变，K不变，故C项不正确。14.已知在一恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.0 kJmol1。SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示：根据图示回答下列问题：(1)压强：p1_(填“”“”或“(2)左(3)ac50%(4)c解析(1)由图可知：温度一定时，如200 时，B点SO2的转化率大于A点SO2的转化率，增大压强，平衡向气体化学计量数减小的方向移动，故p1p2。(2)由图可知：压强一定时，升高温度，SO2转化率减小，平衡向左移动。(3)SO2、O2起始物质的量分别为n(SO2)1.6 mol0.4 mol2.0 mol，n(O2)1.8 mol0.2 mol2.0 mol。因温度和体积不变，a项，开始加入SO2和O2的物质的量相等，而n(SO2)与n(O2)不同，故a项能说明反应达到平衡状态；b项，容器体积不变，混合气体质量不变，