第05讲-影响化学平衡的因素(人教版2019选择性必修1)(原卷版)

第05讲影响化学平衡的因素1．通过实验探究，理解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响，进一步构建“化学变化是有条件的”学科理念。2．理解勒夏特列原理，能依据原理分析平衡移动的方向。1．从定性和定量角度判断化学平衡移动的方向。2．用勒夏特列原理判断化学平衡移动的方向。1．反应条件对对化学平衡的影响。2．对勒夏特列原理的理解。一定条件下可逆反应达平衡时，正、逆反应速率相等；若外界改变时，正、逆反应速率可能会发生改变，平衡也可能会发生改变。对于反应Fe3＋＋3SCN－QUOTE⇌Fe(SCN)3，若加入浓的KSCN溶液，正、逆反应速率如何改变？平衡如何改变？加入KSCN溶液正反应速率_________，逆反应速度_________；c(SCN－)增大，Qc＝EQ\f(c[Fe(SCN)3],c(Fe3＋)·c(SCN－)3)减小，Qc＜K，平衡_________移动。一段时间后，又达到新的平衡。这叫化学平衡的移动。一、化学平衡移动1．概念在一定条件当可逆反应达到_________后，如果浓度、压强、温度等反应条件_________，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的_________。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的_________。2．化学平衡移动的特征新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的_________、_________发生改变。3．化学平衡移动的过程4．化学平衡移动与化学反应速率的关系①v正>v逆：平衡向_________移动。②v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡_________移动。③v正＜v逆：平衡向_________移动。二、影响化学平衡的因素浓度对化学平衡的影响实验原理Fe3＋＋3SCN－QUOTE⇌Fe(SCN)3实验操作现象与结论b溶液颜色_________，平衡向_________反应方向移动c溶液颜色_________，平衡向_________反应方向移动1．浓度对化学平衡的影响（1）规律当其他条件不变时：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向_________方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向_________方向移动。（2）解释①增大反应物浓度或减小生成物浓度，Q减小，则_________，平衡向_________方向移动。②减小反应物浓度或增大生成物浓度，Q增大，则_________，平衡向_________方向移动。压强对化学平衡的影响实验原理eq\o(2NO2,\s\do14((红棕色)))eq\o(N2O4,\s\do14((无色)))实验步骤活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强_________活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小实验现象混合气体的颜色________又逐渐________混合气体的颜色先______又逐渐_______实验结论活塞往里推，体积减小，压强_________，c(NO2)增大，颜色_________，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向_________方向移动。活塞往外拉，体积增大，压强_________，c(NO2)减小，颜色_________，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向_________方向移动2．压强对化学平衡的影响（1）规律对于有气体参加的可逆反应，在其他条件不变时：反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数_________的方向移动减小压强向气体分子总数_________的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡_________移动（2）解释化学方程式中气态物质系数的变化压强变化Q值变化Q与K的关系平衡移动方向增大增大增大Q_______K逆向移动减小减小Q＜K正向移动减小增大减小Q_______K正向移动减小增大Q＞K逆向移动不变增大不变Q_______K不移动减小压强的影响实质是_________的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。如“惰性气体”对化学平衡的影响：恒温恒容原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入惰性气体),\s\do5())体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动恒温恒压原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入惰性气体),\s\do5())容器容积增大，各反应气体的分压减小→反应气体的浓度同倍数减小（等效于减压）——eq\b\lc\|\rc\(\a\vs2\al\co1(\o(→,\s\up7(气体体积不变反应))平衡不移动,\o(→,\s\up7(气体体积可变反应))平衡向气体体积增大的方向移动))压强对化学平衡的影响实验原理eq\o(2NO2,\s\do14((红棕色)))eq\o(N2O4,\s\do14((无色)))ΔH＝－56.9kJ·mol－1实验步骤实验现象热水中混合气体颜色_________；冰水中混合气体颜色_________实验结论混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度_________，即平衡向_________方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度_________，即平衡向_________方向移动3．温度对化学平衡的影响（1）规律当其他条件不变时：升高温度，平衡向_________反应方向移动；降低温度，平衡向_________反应方向移动。（2）解释用v—t图像分析反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)ΔH＜0。t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均_________，但吸热反应方向的v′逆增大幅度_________，则v′逆________v′正，平衡逆向移动t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均_________，但吸热反应方向的v′逆减小幅度_________。则v′正________v′逆，平衡正向移动4．催化剂对化学平衡的影响（1）规律当其他条件不变时：催化剂_________改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的_________。（2）解释用v—t图像分析t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等______增大，则v′正_______v′逆，平衡_______。平衡移动过程中的量变分析向一密闭容器中通入1molN2、3molH2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，一段时间后达到平衡，当其他条件不变时，改变下列条件后，请填写下列内容：①若增大N2的浓度，平衡移动的方向是_________；达新平衡前，氮气浓度的变化趋势是_________，但新平衡时的浓度_________原平衡时的浓度。②若升高温度，平衡移动的方向是_________；达新平衡前，体系温度的变化趋势是_________，但新平衡时的温度_________原平衡时的温度。③若增大压强，平衡移动的方向是_________；达新平衡前，压强的变化趋势是_________，但新平衡时的压强_________原平衡时的压强。三、勒夏特列原理（1）定义如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够_______这种改变的方向移动。简单记忆：改变→减弱这种改变。（2）适用范围①仅适用于_________的任何动态平衡体系(如在第三章将学到的溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态(_________过程或未达到平衡的_________)不能用此来分析。②只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的_________。若同时改变影响平衡移动的_________条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的_________对平衡移动的方向影响_________时，才能根据勒夏特列原理进行判断。③平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，而不是完全“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。可概括为“外变大于内变”。1．恒温恒容时，对于反应2SO2(g)+O2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do6(Δ))2SO3(g)或2SO3(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do6(Δ))2SO2(g)+O2(g)，若按照下表投料量进行反应。反应Ⅰ2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do6(Δ))2SO3(g)反应Ⅱ2SO3(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do6(Δ))2SO2(g)＋O2(g)投料1210投料4200投料210.51投料5110.5投料30.50.251.5投料60.51.50.75反应Ⅰ，投料2与投料3中的SO3完全转化为SO2、O2，则与投料1中SO2、O2的量相等；反应Ⅱ，投料5与投料6中的SO2、O2完全转化为SO3，则与投料4中SO3的量相等。则两反应达到化学平衡时，各物质的浓度、含量、物质的量均完全相等。此为_________。2．恒温恒容时，对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)或2HI(g)H2(g)＋I2(g)，若按照下表投料量进行反应。反应ⅠH2(g)＋I2(g)2HI(g)反应Ⅱ2HI(g)H2(g)＋I2(g)投料1110投料4200投料2220投料5100投料32.52.5投料61.500对反应Ⅰ，若H2、I2的投料比相同；反应Ⅱ，HI的投料为任意值，则两个反应达到化学平衡时，各物质的含量相同。此为_________。四、等效平衡1．概念在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时物质加入的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的__________________，这样的平衡称为等效平衡。2．原理由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。3．等效平衡的分类在互为等效平衡的平衡体系中，各组分除了物质的量分数(或体积分数或质量分数)相同外，各组分的物质的量和物质的量浓度具有等同或等比关系。等同平衡和等比平衡的建立条件和平衡时的等效特征如下表：等效类型等同平衡等比平衡(Ⅰ类)等比平衡(Ⅱ类)适用对象相同条件下的所有可逆反应等温等容条件下反应前后气体分子数相同的可逆反应等温等压条件下的所有可逆反应起始投料(折算后)各相同组分的物质的量相同各相同组分的物质的量之比相同各相同组分的物质的量之比相同等效特征(相同组分的物理量比较)物质的量分数等同等同等同物质的量等同等比等比物质的量浓度等同等比等同4．等效平衡判断方法（1）分析建立平衡的条件，是等温等压还是等温等容。（2）分析反应的特点，反应前后ΔV(g)是不变、增大、还是减小。（3）通过极限转化为同一边物质，看与初始投料量是等量还是等比关系。（4）分析平衡等效的要求，是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。5．等效平衡的解题思路（1）等温等容平衡(见图示)：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）等温等压平衡(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。考点一：压强对平衡的影响例1．（2023·湖北孝感市高二上学期期末）在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(s)zC(g)，达到平衡后测得A的浓度为0.50mol·L－1。在恒温下减小压强使容器容积扩大到原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度为0.20mol·L－1。下列说法不正确的是A．x＋y＜z B．平衡向右移动 C．B的转化率提高 D．C的体积分数增大考点二：温度对平衡影响例2．（2023·北京顺义区高二上学期期末）一定条件下的密闭容器中发生反应：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH＞0。达平衡后升高反应温度，下列叙述不正确的是A．正、逆反应速率都增大 B．平衡向逆反应方向移动C．C2H6的转化率增大 D．化学平衡常数增大考点三：考查转化率例3．（2023·四川雅安市高二上学期期末）氢气可通过下列反应制得：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)H＜0，为了提高CO的平衡转化率，可采取的措施是A．增大压强 B．降低温度C．更换催化剂 D．增大CO的浓度考点四：勒夏特列原理的应用例4．（2023·四川雅安市高二上学期期末）下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是A．实验室常用排饱和食盐水的方法收集Cl2B．将一氧化碳中毒者放入高压氧舱，增大氧气浓度缓解病情C．啤酒瓶开启后，马上泛起大量泡沫D．工业合成氨在高温条件下进行考点五：考查等效平衡例5．（2023·北京海淀区高二上学期期末）某温度时，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO2(g)K＝1。该温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中，投入H2和CO2，起始浓度如下：起始浓度甲乙丙丁c(H2)/mol·L－10.100.100.200.20c(CO2)/mol·L－10.100.200.100.20平衡时，下列推断不正确的是A．甲中CO2的转化率为50%B．乙中CO2的转化率等于丙中H2的转化率C．丁中各物质的物质的量相等D．甲、乙、丁中c(H2)关系为甲＜乙＜丁1．（2023·北京丰台区高二上学期期中）对已达到化学平衡的反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)，当其他条件不变时，减小压强时，对反应产生的影响是A．K值增大，平衡向正反应方向移动 B．K值减小，平衡向逆反应方向移动C．K值不变，平衡向逆反应方向移动 D．K值不变，平衡向正反应方向移动2．（2023·福建福州高二上学期期末）学习“化学平衡移动原理”后，以你的理解，下列叙述正确的是A．升高温度，化学平衡一定会发生移动B．2HI(g)H2(g)＋I2(g)达平衡后，增大压强使颜色变深，可用勒夏特列原理解释C．在盛有一定量NO2的注射器中，向外拉活塞，其中气体颜色先变浅再变深，甚至比原来深D．对于已达平衡的体系，改变影响化学平衡的条件，不可能出现υ正增大，υ逆减小的情况3．（2023·山东济宁市兖州区高二上学期期中）在一定温度下发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，在密闭容器中达平衡后，改变下列条件达到新平衡后可使混合气体颜色加深的是A．缩小容器的容积 B．保持温度压强不变，充入NO2(g)C．降温 D．保持容器容积不变，充入氮气4．（2023·浙江杭州市高二上学期期中）已知反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，某温度下，在带有活塞的密闭容器中充入一定量的SO3，充分反应后达到平衡。下列说法中正确的是A．保持体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率都将增大B．保持体积、温度不变，充入氦气后，平衡正向移动C．保持压强、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率不变D．保持压强、温度不变，充入氦气后，平衡逆向移动5．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）在恒温密闭容器中发生反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＞0，下列有关说法正确的是A．反应达到平衡后，维持体积不变，充入CO2，平衡向正反应方向移动B．反应达到平衡后，维持压强不变，充入氦气，反应速率不变，平衡不移动C．使用催化剂，正反应速率增大，逆反应速率减小D．反应达到平衡后，降低温度，平衡正向移动6．（2023·北京平谷区高二上学期期末）下列事实能用勒夏特列原理解释的是A．铁触媒有利于N2和H2反应合成氨B．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡体系，加压后颜色变深C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0高温有利于合成氨D．Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3的平衡体系，加入少量KSCN固体后溶液颜色加深7．（2023·四川乐山市高二下学期开学考）恒容密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＜0，达平衡后只改变一个条件一定能增大正反应速率且使平衡正向移动的是A．升高温度 B．使用催化剂 C．及时分离HI(g) D．充入一定量H28．（2023·辽宁辽南高二上学期中）利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＞0。温度为T℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率1．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A．冰镇啤酒开瓶产生大量气泡B．罐装牛奶夏天易变质C．N2和H2合成氨时加压D．工业上生成硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率2．（2023·广东广州市高二上学期期中）已知反应式：mX(g)＋nY(?)pQ(s)＋2mZ(g)，已知反应已达平衡，此时c(X)＝0.3mol·L－1，其他条件不变，若容器缩小到原来的EQ\f(1,2)，c(X)＝0.7mol·L－1，下列说法不正确的是A．系数n＞m B．反应向逆方向移动C．Y可能是固体或液体 D．Z的体积分数减小3．（2022·河南洛阳高二上学期期中）在常温常压下，向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，发生以下反应：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，所得溶液显红色。改变下列条件，能使平衡逆向移动的是A．向溶液中加入少量NaCl晶体 B．向溶液中加入少量水C．向溶液中滴入数滴浓FeCl3溶液 D．向溶液中加入少量KCl固体4．（2023·湖北孝感市协作体高二上学期期中）关于一定条件下的化学平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＜0。下列说法正确的是A．恒温恒容，充入He，压强增大，v(正)增大B．恒温恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移C．加压，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动D．升温，v(正)减小，v(逆)增大，平衡左移5．（2023·北京延庆区高二上学期期末）人体内血红蛋白分子(Hb)与O2形成氧合血红蛋白，人体生命维持取决于血红蛋白与氧的结合及其对氧的释放。反应方程式如下所示，下列叙述不正确的是Hb(aq)(血红蛋白)＋O2(aq)PbO2(aq)(氧合血红蛋白)A．人体大量运动时肌肉需氧量上升平衡逆向移动B．人体吸氧越多有利于氧合血红蛋白形成，对人体健康越有利C．突然进入高海拔的高山上出现高山病时是由于上述平衡逆移导致D．长时间在高山区生活人群血液中血红蛋白含量比生活在平原地区人多6．（2023·北京昌平区高二上学期期末）已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，某同学用下图所示装置探究温度对平衡的影响，首先向两烧瓶中分别加入同浓度的NO2和N2O4混合气体，中间用夹子加紧，浸入盛有水的烧杯中，然后分别向两烧杯中加入氧化钙和硝酸铵固体，现象如图。下列说法不正确的是A．实验开始前气体颜色相同，保证两烧瓶中起始平衡状态相同，便于