化学平衡的移动 化学反应进行的方向一轮复习题

1、第22讲化学平衡的移动化学反应进行的方向基础考点梳理最新考纲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，认识其一般规律。2了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产和科学研究领域中的重要作用。自主复习一、影响平衡移动的外界条件1浓度：在其他条件不变时，反应物浓度增大或生成物浓度减小，平衡正向移动；反应物浓度减小或生成物浓度增大，平衡逆向移动。2压强：对于气体分子数不等的可逆反应，在其他条件不变时，增大压强，平衡向体积减小的方向移动；减小压强，平衡向体积增大的方向移动。对于气体分子数相等的可逆反应，在其他条件不变时，增大或减小压强，平衡不移动。3温度：在其他条件不变时，升高温度，

2、平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。4平衡移动原理(勒夏特列原理)概念：如果改变影响化学平衡的一个条件(如：浓度、压强或温度等)，平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。二、自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应，我们称之为自发反应。许多化学反应的正反应能自发进行，而其逆反应无法自发进行。三、化学反应方向的判断依据1许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，都有由能量较高状态向能量较低状态转化的倾向。研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。然而，并非所有自发进行的化学反应都是放热的。2大多数自发

3、反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵。用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变，可用S表示。3S>0，发生变化后体系混乱度增大；S<0，发生变化后体系混乱度减小。4反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，除热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，也就是熵变。熵变和焓变是影响化学反应能否自发进行的因素但不是唯一因素。因此要判断化学反应能否自发进行要综合考虑这两个方面的因素。5有些条件下，判断反应能否自发进行除了要考虑焓变和熵变之外还要考虑温度。当H0、S0或H0、S0

4、，反应能否自发进行要考虑温度。网络构建化学平衡移动热点典例突破热点考向1.结合图象分析外界条件对化学平衡的影响，或根据图像推测外界条件的变化。2把化学平衡的理论应用于工农业生产、环境保护、日常生活等与现实相关的问题。3利用焓变、熵变判断某化学反应进行的方向。热点探究热点1勒夏特列原理1.内容：如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强和温度等)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：(1)原理的适用范围是只有一个条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度)，当多个条件同时发生变化时，情况比较复杂。(2)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着吸热反应方

5、向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向体积减小的方向移动等。(3)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化；如原平衡体系的压强为p若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，到新平衡时的体系压强将介于p2p之间。2分析化学平衡移动的一般思路应用上述规律分析问题时应注意：(1)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。(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，

6、使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高。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，但各反应气体的分压不变体系中各反应成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体系中各反应成分的浓度同倍数减小(等效于减压)【例1】(2010·重庆理综)COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H>0，当反应达到平衡时，下列措施：升温；恒容通入惰性气体；增加CO浓度；减压；加催化剂；恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()ABC D解析本题考查外界因素对化学平衡移动的影响，从不同层面考查勒夏

7、特列原理的应用。该反应为吸热反应，升温则平衡正向移动，反应物转化率提高，正确；恒容时，通入惰性气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，错；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，错；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，错；恒压时，通入惰性气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高， 正确。答案B变式1在一定温度下，将一定质量的混合气体在密闭容器中发生反应a A(g)b B(g)c C(g)d D(g)，达到平衡时测得B气体的

8、浓度为0.6 mol/L，恒温下将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡时，测得B气体的浓度为0.4 mol/L，下列叙述中正确的是()Aab>cdB平衡向右移动C重新达平衡时，A气体浓度增大D重新达平衡时，D的体积分数减小解析：本题考查平衡移动规律以及浓度概念等知识，同时考查综合分析问题和解决问题的能力以及逆向思维能力。在恒温下密闭容器的容积扩大1倍，则容器的各种气体物质的量浓度各减半，此刻B气体的浓度应为0.3 mol/L，但其实际浓度为0.4 mol/L，说明当容器容积扩大一倍，相当于压强减小化学平衡向气体体积增大的方向移动，B气体的浓度由0.3 mol/L增加到0.4 mol/L，

9、所以化学计量数关系为：ab>cd，即减小气体压强，平均向气体体积增大的方向移动。由于在容积扩大一倍时，A气体的浓度将减小，故C项不符合题意。选项D中，由于平衡向逆反应方向移动，D气体的物质的量减小，所以其体积分数也减小。答案：AD热点2化学平衡的图象例：对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若mn>pq且H>01vt图象2vp(T)图象3ct图象4cp(T)图象5其他图象说明：解答图象题目的一般方法与思路：(1)看懂图象：一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向和变化趋势；三看点，即看线是否通过原点，两条线的交点和线的拐点；四看要不要作辅助线，即看是否需

10、要作等温线和等压线；五看定量图象中有关量的多少。(2)联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，且熟练准确。(3)作出判断：依题意仔细分析作出正确判断。可供使用的技巧有：(1)先拐先平：在转化率时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡(代表温度高、压强大)。(2)定一议二：图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。【例2】(2010·四川理综)反应aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示，其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是()A同温同压同z时，加入催化剂，平衡时

11、Q的体积分数增加B同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加C同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加D同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加解析本题考查的知识点是化学平衡的移动，意在考查考生的分析判断能力。可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，A错；由两个图象可知，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡右移，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B正确；同为650 、z2.0，压强为1.4 MPa时，y(M)30%，而压强为2.1 MPa时，y(M)35%，即增大压强，平衡左移，故平衡时Q的体积分数减小，C错；由图象可知，同温、同压时，若N的物质的量增加，而M的物质的量不变，

12、则尽管z越大，y(M)减小，平衡右移，但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量，此时Q的体积分数减小，D错。答案B变式2下图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)H<0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是()A第6 min后，反应就终止了BX的平衡转化率为85%C若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小解析：本题具体考查化学反应速率与化学平衡部分知识，关键是深刻理解“勒夏特列原理”并结合具体反应灵活应用。A项，考查化学平衡的特点，由图知：6 min以后，反应物X浓度不再改变，说明达到了平衡。但化学平衡是动态平衡，反应未终止

13、；B项，X的转化率计算：×100%85%；C项，该反应H<0，据“勒夏特列原理”，升温，平衡向着使体系降温的方向移动，即平衡逆移，故X的转化率降低；D项，考查温度与速率的关系。降低温度，v正、v逆都减小，但不会是同样倍数，与该反应热效应有关。正反应放热，降低温度，平衡正向移动，说明v正>v逆。答案：B热点3化学反应进行的方向及判据1.多数能自发进行的化学反应是放热反应。但是，有不少吸热反应也能自发进行。还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如在室温和较高温度下均为吸热过程的碳酸钙分解反应。2对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵

14、来描述体系的混乱度，符号为S，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件无关。例如，对同一物质来说，S(g)>S(l)S(s)。物质的量为1 mol的物质的熵通常用Sm表示。对于水的三态的Sm关系：Sm(g)>Sm(l)>Sm(s)。3固体的溶解过程，以及液体如墨水的扩散过程和气体扩散过程，都是体系混乱度增大的过程，即熵增加的过程。4反应的熵变S为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定熵变。产生气体的反应，气体的物质的量增大时，熵变通常都是正值，为熵增加的反应。5在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向

15、是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为HTS；HTS0反应能自发进行HTS0反应达到平衡状态HTS>0反应不能自发进行这个判据用文字表述为：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向HTS<0的方向进行，直至达到平衡状态。【例3】已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在所有温度下都不自发进行的是()A2O3(g)=3O2(g)H<0B2CO(g)=2C(s)O2(g)H>0CN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H<0DCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H>0解析熵增和放热都利于反应的自发进行。B

16、中反应过程既为熵减过程又为吸热过程，故在任何温度下都不能自发进行；A中反应过程为熵增、放热过程，在任何温度下都能自发进行；C中合成氨虽为熵减过程，但为放热过程，D中虽为吸热过程但为熵增过程，故都可通过控制温度使其自发。答案B变式3(2010·长春市调研)对于反应4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJ·mol1，且熵减小，在常温常压下该反应能自发进行，对反应的方向起决定作用的是()A焓变 B温度C压强 D熵变解析：根据焓判据和熵判据组成的复合判据HT·S<0时，反应能够自发进行，由于熵减小，因此该反应能自发进行

17、，H一定小于零。答案：A方法规律技巧实验数据的分析与处理化学平衡移动原理是一条实验规律，反应条件的改变引起反应速率的改变，又会引起反应混合物中各组分浓度、含量等一些数据的改变，分析处理浓度、含量变化的数值，就可总结出化学平衡移动原理。对实验数据进行处理和解释，有助于我们从实验事实中抽象、归纳出一般规律，有助于我们形成化学概念、理论和定律。归纳数据，建立数学模型的分析方法是化学研究问题常用的一种方法，这种命题思路是学科综合考查的体现，是化学思维的高层次要求。【考例】在一定条件下进行下列可逆反应的实验：A(g)2B(g)3C(g)H>0平行三组实验的有关条件如下表：反应条件温度容器体积起始n

18、(A)起始n(B)其他条件组500 1 L1 mol2 mol无组500 1 L2 mol4 mol无组500 1 L1 mol2 mol已知组实验过程中，C气体的体积分数V(C)%，随时间t的变化曲线如图：(1)试在上图画出组实验过程中C气体体积分数随时间t的变化曲线。(2)若组实验过程中，C气体体积分数随时间t的变化曲线与组相当，则它所具备的“其余条件”可能是_。(3)在组实验中B气体的转化率是_，若将实验温度变为800 ，则达平衡所需时间_t1(填“小于”、“大于”或“等于”下同)，平衡时V(C)%_a%。解析组与组相比，只是组中起始时A、B的浓度均为组中A、B的浓度的2倍，其他条件均相

19、同，因此，组与组相比，组到达平衡的时间短，但是，组的平衡状态和组中的平衡状态的V(C)%是相同的。组中C气体体积分数随时间t的变化曲线如果与组中的相当，则其余条件必为加入催化剂。答案(1)(2)加入催化剂(3)a%小于大于变式在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应m X(g)=n Y(g)；HQ kJ/mol。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：下列说法正确的是()Am>nBQ<0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动解析：以表格形式考查化学平衡知识。要善于对表格数据分析、对比，结合具体化学知识

20、，深入分析，得出结论。升高温度，c(Y)增大，平衡正移，正反应吸热，Q>0，B、D错；通过计算：温度恒定时，如100时，n1(Y)1.00×11 mol；n2(Y)0.75×2 mol1.5 mol，n3(Y)4×0.532.12 mol；n(Y)增大，平衡正移，体积增大相当于体系不断减压，因此可知：m<n，A错。答案：C备选习题1.判断反应过程自发性的目的是()A判断反应的方向B确定反应是否一定发生C判断反应过程发生的速率D判断反应过程的热效应解析：利用复合判断：HT·S判断反应能否自发，主要是判断反应的方向，而无法判断反应的速率，热效应等

21、。答案：A2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升高温度B加入一种反应物C对平衡体系增加压强 D使用催化剂解析：任何一个反应的反应热都不是零，所以升高温度，平衡一定会移动。对于有气体参加的反应，加入一种固体反应物，平衡不移动；对于反应前后气体的物质的量不变的反应，改变压强平衡不移动；催化剂是同等程度地改变正逆反应速率，平衡不移动，故A项正确。答案：A3汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)H373.4 kJ·mol1在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()解析：首先明确该反应的特征：气体体积缩小

22、的放热反应。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡应向吸热方向(逆反应方向)移动，所以平衡常数K应减小，CO的转化率也应减小，所以A、B选项均错误；因某一化学反应的平衡常数K只随温度的改变而改变，与物质的浓度及压强无关，故增加NO的物质的量，平衡常数K并不改变，C选项正确；恒容条件下，增加N2的物质的量(即增加N2的浓度)，平衡应向逆反应方向移动，故CO转化率应减小，D选项错误。答案：C4在密闭容器中有可逆反应：nA(g)mB(g)pC(g)H>0，处于平衡状态(又知nm>p)，则下列说法正确的是()升高温度，c(B)/c(C)的比值减小；降温时，体系内混合气体平均相对分子质量减小；加入

23、B，A的转化率变大；加入催化剂，气体的总物质的量不变；充入C，则A、B的物质的量增大。A BC D全部解析：根据平衡移动原理，升温时平衡向吸热反应方向移动，对。由于气体的总物质的量左>右，而总质量不变，所以对。加入B，平衡右移，A的转化率增大，充入C，平衡左移，A、B增多，所以对。催化剂对平衡无影响。答案：D5在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解析：若增大氧气的浓度正反应速率突然变大，逆反应速率渐渐变大，A选项不正确；加入催化剂正逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B正确；观察图，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C选项不正确；增大压强反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D选项不正确。答案：B6(2010·泰安一中)有两个密闭容器A和B，