2024屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習(xí)《化學(xué)平衡的移動》

1

2024屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習(xí)化學(xué)平衡的移動化學(xué)平衡狀態(tài)的特征？逆、等、動、定、變一定條件下的化學(xué)平衡條件改變反應(yīng)速率改變且變化量不同平衡被破壞非平衡狀態(tài)一段時間后新條件下的新化學(xué)平衡破壞舊平衡建立新平衡

化學(xué)平衡的移動復(fù)習(xí)回顧學(xué)生活動：

若空氣中CO2濃度不斷增大，對海洋的pH、珊瑚礁（主要成分是碳酸鈣）的生存可能造成什么影響？海水酸化、珊瑚礁逐漸減少、海洋生態(tài)環(huán)境遭到破壞降低CO2濃度，維持地球大氣CO2穩(wěn)態(tài)平衡，迫在眉睫！我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。提高燃料利用率開發(fā)新能源植樹造林、碳捕獲、封存技術(shù)CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/mol問題：為提高一定時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的產(chǎn)率，可采取哪些措施？（1）在2MPa密閉反應(yīng)容器中按n(H2):n(CO2）=3:1投入H2和CO2，進行上述反應(yīng)。實驗中溫度對平衡組成中的CO和CH3OH的影響如圖所示。①表示CH3OH平衡組成隨溫度變化的曲線是______。Ⅰ溫度規(guī)律：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動。a影響平衡移動的因素CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/mol②同時測得，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示：請解釋CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化先下降后升高的原因_________________________。Ⅰ溫度開始升溫時以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，平衡逆移，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高一定溫度后，以反應(yīng)Ⅱ為主，反應(yīng)吸熱，平衡正移CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅡ濃度

（2）

①實驗得：恒壓下，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩時甲醇的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示，分子篩膜能選擇性分離出H2O。P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為

。

分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O，c(H2O)減小，平衡正向移動，甲醇產(chǎn)率升高。規(guī)律：增大反應(yīng)物濃度或減少生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅡ濃度

（2）②在T℃時，向體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為4mol的H2和CO2，發(fā)生反應(yīng)I，達到平衡時CH3OH的體積分數(shù)與起始時n(H2)/n(CO2)的關(guān)系如圖所示。當起始n(H2)/n(CO2)=5，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時CH3OH的體積分數(shù)可能對應(yīng)圖中

（填“D”、“E”或“F”）點。F

注：隨著碳氫比的增大，H2的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸增大。起始投料比=化學(xué)計量數(shù)之比，平衡時生成物含量最大CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅢ壓強

（3）①在不同條件下達到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為x(CH3OH),在t=250℃下x(CH3OH)∽P、在P=5×105Pa下x(CH3OH)

∽t

如圖所示，則圖中對應(yīng)等溫過程的曲線是

。規(guī)律1：對于反應(yīng)△V(g)=0，改變壓強，平衡不移動；

對于反應(yīng)△V(g)≠0，增大壓強，平衡往氣體分子總數(shù)減少的方向動；

減小壓強，平衡往氣體分子總數(shù)增大的方向動；

a線CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅢ壓強（3）②壓強的調(diào)控可以通過惰性氣體來實現(xiàn)，請預(yù)測①在恒溫恒容時，反應(yīng)達到平衡后往容器中通入N2后CH3OH的產(chǎn)率①在恒溫恒壓時，反應(yīng)達到平衡后往容器中通入N2后CH3OH的產(chǎn)率

恒溫恒容恒溫恒壓規(guī)律2：恒溫恒容充入惰性氣體，各組分濃度不變，平衡不移動；

恒溫恒壓充入惰性氣體，等同于減壓，平衡往氣體分子總數(shù)增大的方向移動；

CO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅣ催化劑

工業(yè)生產(chǎn)中一般都是限定時間內(nèi)的反應(yīng)，因此催化劑對于反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物產(chǎn)率影響的研究依然意義重大。

（4）①對于反應(yīng)I，不同溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的催化效率影響如圖所示，下列說法不正確的是A、其他條件不變，若不使用催化劑，則250℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于M1B、溫度低于250℃時，隨溫度升高甲醇的平衡產(chǎn)率增大C、實際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低溫度下進行，以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率規(guī)律：催化劑能同等程度地改變V正

V逆，

不影響平衡移動

ABCCO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/molⅣ催化劑（4）②在不同催化劑X、Y的催化下發(fā)生反應(yīng)I。測得5min時，CO2轉(zhuǎn)化率與溫度的變化關(guān)系如圖實線所示。①該反應(yīng)選用的適宜催化劑為

（填“X”或“Y”）。②溫度在T2之后，CO2轉(zhuǎn)化率相同的原因是

。

T2溫度后，不管使用X還是Y催化劑，反應(yīng)速率都很快，在5min時都已達到平衡，且平衡不受催化劑影響，因此CO2轉(zhuǎn)化率相同XCO2與H2在催化劑作用下生成可再生能源甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/mol綜合提升注意：即考慮反應(yīng)特點、物質(zhì)特點、多重平衡的相互影響；

（5）

①在一定溫度下，壓縮容器體積增大壓強，則反應(yīng)中H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率

（填“增大”、“減小”或“不變”）。工業(yè)生產(chǎn)中，通過此方法使容器壓強增大以加快反應(yīng)速率，卻意外發(fā)現(xiàn)CO(g)的產(chǎn)率也顯著提高，請你從平衡原理解釋其原因可能是

。增大壓強增大使水蒸氣液化，反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動。②、寫出一條能提高CO2轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的措施

。

增大H2(g)的濃度、適當增大壓強、適當降低溫度、使用對反應(yīng)Ⅰ有選擇性的催化劑等如果改變影響平衡的一個因素(如溫度、壓強及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度），平衡就向能夠減弱這種改變的方問移動。

定性視角：勒夏特列平衡移動原理只針對于平衡移動，減弱但不消除。勒夏特列原理的應(yīng)用1.對于一定條件下的可逆反應(yīng)甲：A(g)＋B(g)?C(g)

ΔH＜0乙：A(s)＋B(g)?C(g)

ΔH＜0丙：A(g)＋B(g)?2C(g)

ΔH＞0達到化學(xué)平衡后，只改變一種條件，按要求回答下列問題：(1)升溫，新平衡體系的溫度均比原來____(填“高”或“低”)?；旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲_____(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙_____；丙______。(2)加壓，使體系體積縮小為原來的1/2混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲_____(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙_____；丙_____。高減小

減小不變增大不變不變2.對于以下三個反應(yīng)，從反應(yīng)開始進行到達到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)?PCl3(g)＋Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率_____，PCl5(g)的百分含量______。(2)2HI(g)?I2(g)＋H2(g)再充入HI(g)，平衡向_______方向移動，達到平衡后，HI的分解率______，HI的百分含量_____。(3)2NO2(g)?N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率______，NO2(g)的百分含量_____。正反應(yīng)減小增大正反應(yīng)不變不變正反應(yīng)減小增大構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。3.恒溫、恒壓下，在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)?C(g)，若開始時通入1molA和1molB，達到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是A.若開始時通入3molA和3molB，達到平衡時，生成C的物質(zhì)的量為3amolB.若開始時通入4molA、4molB和2molC，達到平衡時，B的物質(zhì)的量一定大于

4molC.若開始時通入2molA、2molB和1molC，達到平衡時，再通入3molC，則再次達到平衡后，C的物質(zhì)的量分數(shù)為D.若在原平衡體系中，再通入1molA和1molB，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變B(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。1．(2022年廣東卷)恒容密閉容器中，BaSO4(S)+4H2(g)?BaS(S)+4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下