2020屆高考化學(xué)微專題平衡圖像說理題復(fù)習(xí)溫度、壓強(qiáng)對平衡的影響

1、化學(xué)平衡圖像說理題(一)溫度、壓強(qiáng)對平衡的影響【知識點歸納】-、影響化學(xué)平衡移動的因素1、濃度對化學(xué)平衡的影響正反應(yīng)方向移動結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動微點撥：由于純固體或純液體的濃度為常數(shù)，改變純固體或純液體的量并不會影響v正、v逆的大小，所以化學(xué)平衡不移動。例：反應(yīng) C(s)+H 2O(g) k=CO(g)+H 2(g)增加或移去一部分炭固體，化學(xué)平衡不移動在溶液中進(jìn)行，如果稀釋溶液(加水)，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度也減小，v正減小，v逆也減小，但減小的程度不同，總的結(jié)果是使化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式

2、有關(guān)化學(xué)計量系數(shù)之和大的方向移動2、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動，體積相等的氣體反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，化學(xué)平衡不移動微點撥：固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積，受壓強(qiáng)的影響很小，可以忽略不計。因此，如果平衡混合物都是固體或液體，改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動3、溫度對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時，升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動；降低溫度化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動微點撥：任意可逆的化學(xué)平衡狀態(tài)，都能受溫度的影響而使化學(xué)平衡發(fā)生移動4、催化劑對化學(xué)平衡的影響(1)結(jié)論：催化劑能同等程度地增加正反應(yīng)速率

3、和逆反應(yīng)速率，因此它對化學(xué)平衡的移動沒有影響。即：催化劑 不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動；不能改變反應(yīng)混合物含量；但可以改變達(dá)到平衡的時間5、惰性氣體”對化學(xué)平衡移動的影響恒溫、恒容下，加 惰氣”，各反應(yīng)物、生成物的濃度均未改變，V正、V逆均不變，故化學(xué)平衡不發(fā)生移動恒溫、恒壓下加入惰氣”，容器體積增大，V正、V逆均減小，等效于降壓，故化學(xué)平衡向氣體總體積增大的方向移動、掌握三類平衡移動圖像：反應(yīng)mA(g)+nB(g) =pC(g) +qD(g), m+n>p+ q,且AH>01、速率一時間圖一一注意斷點C 1墻大式A)也升而溫度看減小樂樹物加催化劑ft1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間

4、增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快；t3時減小壓強(qiáng)，容器容積增大，濃度變小，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減??；t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大2、轉(zhuǎn)化率(或含量)一時間圖先拐先平1甲表示壓強(qiáng)對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學(xué)計量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計量數(shù)之和的反應(yīng)， 壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn) 化率越大；丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化3、恒壓（溫）線一一定一議二

5、l.OLX 1 0 Pnl.OlXKTPii溫度分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線,即：為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響【答題模板及剖析】恒壓線（恒溫線）答題策略敘特點（反應(yīng)特點或容器特點）一變條件一定方向一得結(jié)論（或結(jié)果）答題模板該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減?。ɑ蛟龃螅┑姆磻?yīng)，當(dāng)溫度一定時，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動, 因此XXx得結(jié)論）經(jīng)典例題乙烯氣相水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 C2H4（g）+H2O（g）=C2H50H（g）刖=45.5kJ mo1,下圖標(biāo)注答案Pivp2Vp3Vp4,反應(yīng)正方向是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，壓強(qiáng)升高乙烯轉(zhuǎn)化率提高【真題感悟】1、2018

6、全國卷I節(jié)選F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25c時N2O5（g）分解反應(yīng)：2NQ 式 g）- 4NO（g） + O;（g）112Mo3其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡，體系的總壓強(qiáng) p隨時間t的變化如下表所示（t=8時，N2O4（g） 完全分解）:t/min040801602601300170000p/kPa35.8P 40.342.5.45.949.261.2162.3163.1已知：N2O5（g）=2NO 2（g）+ _ 02（g） H =53.1kJ mol-12若提高反應(yīng)溫度至35 C,則N2O5（g）完全分解后體系壓強(qiáng)pH35C）63.1 kPa

7、（填大于"等于“或小于”）2、2018 北京卷 節(jié)選對反應(yīng)：3SO2（g）+2H 2O （g）=2H 2SO4 （l）+S（s） 刖2=- 254 kJ mol-1 ,在某一投料比時，兩種壓強(qiáng)下，H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。p2p 1（填多"或'之"）得出該結(jié)論的理由是111-I4U i60 IMCO、CO2 和 H2)3、2015全國卷II節(jié)選甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如下：CO(g)+2H 2(g) =CH 30H(g) HiCO 2(g)+3H 2(

8、g) =CH 30H(g)+H 2O(g) H2CO2(g)+H 2(g) CO(g)+H 2O(g)AH3(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為所示。a (CO)(直隨溫度升高而(a)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2)(填增大”或減小”)其原因是,其判斷理由是圖2中的壓強(qiáng)由大到小為4、2015 北京卷 節(jié)選反應(yīng) n： 2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H 2O(g) H=+550kJ/mol它由兩步反應(yīng)組成：i. H2SO4(l)=SO3(g) +H2O(g) H=+177kJ/molii. SO3(g)分解L(L 1、L2), X可分別代表壓

9、強(qiáng)或溫度。下圖表示 L 一定時，ii中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨 X的變化關(guān)系。0'kX代表的物理量是判斷Li、L2的大小關(guān)系，并簡述理由 5、2015浙江卷節(jié)選乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：倜0"g + H2(g)AH = +124 kJ mol 1,工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣白物質(zhì)的量之比為1 ： 9),控制反應(yīng)溫度600 C,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了 H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))變化如圖:5(1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實【經(jīng)典

10、訓(xùn)練】1、在密閉容器中充入一定量H2S,發(fā)生反應(yīng) 2H2s(g)=2H2(g)+S2(g) AH = + 169.8 kJ mol1。下圖為 H2s 氣體的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。(1)圖中壓強(qiáng)(p1、P2、P3)的大小順序為<好JJTHW.-.咆二“>”或<三” K(T2),理由是2CO2(g)+6H2(g)=C2H50H(g) + 3H2O(g)AH<0。(2)該反應(yīng)平衡常數(shù)大?。篕(Ti)(怎2、已知CO 2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為右 兇 7(1)圖1、圖2分別是CO 2的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系，已知m為起始時的投料比，即 mn(H 2 )n(

11、CO2 )圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為,判斷依據(jù)是圖2中mi、m2、m3從大到小的順序為 ,判斷依據(jù)是3、在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g),隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：4、二甲醛(CH 3OCH 3)是一種應(yīng)用前景廣闊的清潔燃科，以 CO和氫氣為原料生產(chǎn)二甲醛主要發(fā)生以下三個反應(yīng):編R熱化學(xué)方程式化學(xué)平衡常數(shù)%2CH3OH(g)CH3OCHg) + H2O(g)Mi2 =K2CO + 1kotg聲CO叢g) +4"3 =1匕工藝中反應(yīng)和反應(yīng)分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，無反應(yīng)發(fā)生。該工藝中反應(yīng)的發(fā)生提高了

12、CH 3OCH 3的產(chǎn)率，原因是5、科學(xué)家研究出了一種高效催化劑，可以將 CO和NO2兩者轉(zhuǎn)化為無污染氣體，反應(yīng)方程式為：2NO 2(g)+4CO(g) =4CO2(g)+N 2(g)AHG,某溫度下，向 10L 密閉容器中分別充入 0.1molNO 2 和 0.2molCO,發(fā)生上述反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)的壓強(qiáng)變化如下表所示，若將溫度降低，再次平衡后，與原平衡相比體系壓強(qiáng)(p總)如何變化？ (填 揩大"、減小“或 不變")原因是時間/min024681012壓強(qiáng)/kPa7573.471.9570.769.768.7568.756、硒(Se)是第四周期V! A族元素，

13、是人體內(nèi)不可或缺白微量元素，其氫化物H2Se是制備新型光伏太陽能電池、半導(dǎo)體材料和金屬硒化物的基礎(chǔ)原料。TC時，向一恒容密閉容器中加入3molH 2和lmolSe,發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+Se(s) =H2Se(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將平衡混合氣體通入氣體液化分離器使H 2Se氣體轉(zhuǎn)化為液體H2Se,并將分離出的 H2再次通入發(fā)生反應(yīng)的密閉容器中繼續(xù)與Se反應(yīng)時，Se的轉(zhuǎn)化率會提高。請用化學(xué)平衡理論解釋7、運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。CO 還原 NO 的脫硝反應(yīng)：2CO(g) + 2NO(g) =2CO 2(g) + N2(g) H

14、= 750 kJ mol-1已知:CO(g) + NO2(g) =CO2(g) + NO(g) Hi = - 226 kJ mol-1N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) H2= + 68 kJ mol-1 N2(g) +O2(g)=2NO(g) AH 3=+ 183 kJ mol-1汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使 NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測得 NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存 量的變化情況如下圖所示，若不使用CO,溫度超過775C,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為 &

15、quot;_1弗5丁日條件E“用口述隙為M的轉(zhuǎn)化率:;II8 余的:"II £O31!j> 也拴分帆”為N.l»i ini run Tin mt 喟力 i tm 反應(yīng)度J-8、氮氧化物是評價空氣質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)之一，作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。0C時，在剛性反應(yīng)器中以投料比為 1:3的NO(g)與O2(g)反應(yīng)，其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系 的總壓強(qiáng)p隨時間t的變化如下表所示t=oca寸，NO(g)完全反應(yīng)。t/min0408016026070000p/kPa32.830.729.929.429.228.826.

16、98若降低反應(yīng)溫度至 T2C,則NO(g)與02(g)完全反應(yīng)后體系壓強(qiáng)p - (T2C )" 大于”等于“或 小于")26.9kPa,原因是9、磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸排出的工業(yè)廢渣，主要成分是CaS04 2H2O。用不同的還原劑可以將 CaSO4還原，所得SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)硫酸。以CO作還原劑，改變反應(yīng)溫度可得到不同的產(chǎn)物。不同溫度下反應(yīng)后所得固體成分的物質(zhì)的量如圖1所示。在低于 800 C時主要還原產(chǎn)物為;高于800 C時CaS減少的原因是(用化學(xué)方程式表示)廄酢爵注昌壁海密小，色以高硫煤為還原劑焙燒 2.5 h,不同條件對硫酸鈣轉(zhuǎn)化率的影響如圖2所示。CaCl2的作用

17、是;當(dāng)溫度高于1 200 C時，無論有無 CaCl2存在，CaSO4的轉(zhuǎn)化率趨于相同， 其原因是(3)以C作還原劑，向密閉容器中加入相同質(zhì)量的幾組不同C/S值(C與CaSO4的物質(zhì)的量比)的混合物在1 100 C加熱，結(jié)果如圖3所示。當(dāng)C/S值為0.5時，反應(yīng)產(chǎn)物為 CaO、SO2、CO2；當(dāng)C/S值大于0.7時，反應(yīng)所得氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)不升反降，其可能原因是 10、在催化劑作用下 NO 和 CO 轉(zhuǎn)化為無毒氣體：2CO(g) + 2NO(g)=2CO 2(g) + N2(g) A H= 748 kJ mol-1一定條件下，單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于 7

18、10K時，隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化 率降低的原因可能是圖111、(1)在 400 c時，向1L 的恒容反應(yīng)器中充入1 mol CH4,發(fā)生反應(yīng) 2CH4(g)= C2H4(g)+2H2(g) AH = + 202.0kJ mol_1,測得平衡混合氣體中 C2H4的體積分?jǐn)?shù)為20.0%。則在該溫度下，其平衡常數(shù)K=。按化學(xué)平衡移動原理，在圖1中畫出CH 4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)(p1 > p2)的關(guān)系曲線(2)在制備C2H4時，通常存在副反應(yīng)：2CH4(g) =C2H6(g)+H2(g)。在常溫下，向體積為1 L的恒容反應(yīng)器中充入1 mol CH 4,然后不斷升高溫度，得到圖2所示C2H

19、4與C2H6的體積分?jǐn)?shù)關(guān)系。在200 C時，測出乙烷的量比乙烯多的主要原因是 在600 C后，乙烯的體積分?jǐn)?shù)減少的主要原因是 1012、甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應(yīng)如下：i、CO2(g)+ 3H2(g)=CH 30H(g)+H2O(g) AHi=63kJ mol 1ii、CO 2(g) + H2(g) =CO(g) + H2O(g)AH2= + 36 kJ mol 1iii、CH 30H(g) =CO(g) + 2H2(g) AH3= + 99 kJ mol 1一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時。體系中

20、甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖1所示。溫度為470 K時，圖中P點(填 是"或 不是"處于平衡狀態(tài)。在 490 K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是 490 K 之 后， 甲 醇 產(chǎn) 率 下 降 的 原 因 是0 4tio 4S0 SOO 520 540 560r/K 圖i13、利用合成氣(主要成分為CO和H2)合成甲醇，發(fā)生主要反應(yīng)如下：I ： CO(g) +2H2(g) =CH 30H(g)AH1口 : CO2(g)+H2(g) =CO(g) + H 2O(g)AH2n： CO2(g) + 3H 2(g) =CH 30H(g) + H 2O(g) Z

21、H 3上述反應(yīng)對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,它們隨溫度變化曲線如下圖所示)，理由是14、容積均為1 L的甲、乙兩個容器，其中甲為絕熱容器，乙為恒溫容器。相同溫度下，分別充入0.2 mol的NO2,發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) =N 2O4(g) AH<0,甲中NO2的相關(guān)量隨時間變化如下圖所示。 03 s內(nèi)，甲容器中NO 2的反應(yīng)速率增大的原因是 15、某實驗室模擬反應(yīng) 2c(s)+2NO2(g)=iN2(g) + 2CO2(g) AH = 64.2 kJ mol1,在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體，維持溫度為 T C,如圖為不同壓強(qiáng)下該反應(yīng)經(jīng)過相同時間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著

22、壓強(qiáng)變化的示意圖。請從動力學(xué)角度分析，1 050 kPa前，反應(yīng)中NO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因 ;在1 100 kPa時，NO 2的體積分?jǐn)?shù)為 «即 加加 OCNJ I 05小I I訓(xùn) I 150 1211n即如如20¥至3芾二h11【化學(xué)平衡圖像說理題(一)一一溫度、壓強(qiáng)對平衡的影響】答案【真題感悟】1、大于溫度提高，體積不變，總壓強(qiáng)提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高2、>反應(yīng)n是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，溫度一定時，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)正向移動，H2SO4的物質(zhì)的量增大，體系總物質(zhì)的量減小，H2SO4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大2、

23、(1)a；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小(2)減小；升高溫度時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又產(chǎn)生 CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低；P3>P2>Pi；相同溫度下，由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響，故增大壓強(qiáng)時，有利于 CO的轉(zhuǎn)化率升高4、壓強(qiáng) L2>Li2SO3 (g) = 2SO2 (g) +O2 (g) H=+196kJ/mol,壓強(qiáng)一定時，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率增 大5、正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，加入水

24、蒸氣稀釋，相當(dāng)于起減壓的效果【經(jīng)典訓(xùn)練】1、(1)p1<p2<p3該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，其他條件不變時，減小壓強(qiáng)使平衡正向移動，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大，由圖像上看，相同溫度，Pi條件下H2s的平衡轉(zhuǎn)化率最大，p3條件下H2s的平衡轉(zhuǎn)化率出<該反應(yīng)正向是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大2、T3>T2>Ti正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動，溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小，所以T3>T2>TimI>m2>m3保持n(CO2)不變，增大 n(H2),平衡正向移動， CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以m>m2>m33、(1)大于；反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高(2)逆反應(yīng)對氣體分子數(shù)增