2024年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)講義：第46講　化學(xué)平衡移動原理

第46講化學(xué)平衡移動原理

［復(fù)習(xí)目標］1.掌握外界條件改變對化學(xué)平衡的影響和勒夏特列原理。2.掌握新舊平衡狀態(tài)比

較的一般方法和思路。3.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。

考點一化學(xué)平衡的移動

■歸納整合必備知識

1.含義

在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)后，如果改變影響平衡的條件（如一、、

等），化學(xué)平衡狀態(tài)被破壞（正、逆反應(yīng)速率不再相等），平衡體系的物質(zhì)組成也會隨著

改變，直至正、逆反應(yīng)速率再次,在新的條件下達到新的化學(xué)平衡狀態(tài)。這種由原有

的平衡狀態(tài)達到新的平衡狀態(tài)的過程叫做化學(xué)平衡的移動，簡稱平衡移動。

2.平衡移動方向的判斷

（1）根據(jù)速率判斷

①若。正v）$,則平衡向正反應(yīng)方向移動。

②若。止。逆，則平衡不移動。

③若VV逆，則平衡向逆反應(yīng)方向移動。

（2）根據(jù)體系中各組分含量的變化判斷

平衡移動的結(jié)果，如果是使體系中產(chǎn)物含量（如物質(zhì)的量、濃度或百分含量等）,則平

衡正向移動；反之則逆向移動。

3.外界條件對化學(xué)平衡的影響

條件的改變（其他條件不變）化學(xué)平衡的移動

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向______方向移動

濃度

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向一一方向移動

反應(yīng)前后氣體增大壓強向____________的方向移動

壓強（對有

分子數(shù)改變減小壓強向____________的方向移動

氣體參加

反應(yīng)前后氣體

的反應(yīng)）改變壓強

分子數(shù)不變

升高溫度向__反應(yīng)方向移動

溫度

降低溫度向__反應(yīng)方向移動

催化劑使用催化劑

4.充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體與平衡移動的關(guān)系

①恒溫、恒容堂縛第P,鼎大一體系中各組分濃度不變

尢關(guān)的氣體

一平衡不移動

體系中各組分濃度

充人與反應(yīng)

②恒溫、恒壓容器容積增大一同倍數(shù)減小

無關(guān)的氣體

氣體體積不（等效于減壓）

平衡不移動

變的反應(yīng)

嗡鬻平衡向氣體體積增大的方向移動

5.勒夏特列原理

如果改變影響平衡的一個因素（如濃度、壓強或溫度），平衡就向著能夠—這種改變的方向

移動，這就是勒夏特列原理，也稱化學(xué)平衡移動原理。

IE易錯辨析

1.升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，此時。批減小，。城增大（）

2.化學(xué)平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大（）

3.向平衡體系FeCb+3KSCNFe（SCN）3+3KCl中加入適量KC1固體，平衡逆向移動,

溶液的顏色變淺（)

4.對于2NO2(g)NzOMg）的平衡體系，壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，混合氣體的

顏色變淺（）

（））

5.C(s)+CO2(g)2C0gA//>0,其他條件不變時，升高溫度，反應(yīng)速率WC02和C02

的平衡轉(zhuǎn)化率均增大（）

6.只要。正增大，平衡一定正向移動（）

■專項突破關(guān)鍵能力

1.COCh（g）CO（g）+Cl2（g）A//>0,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，下列措施：①升溫、②恒容通

入惰性氣體、③增加CO的濃度、④減壓、⑤加催化劑、⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COC12

轉(zhuǎn)化率的是（）

A.④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥

2.（2022?蘇州高三模擬）可逆反應(yīng)/?A（g）+/?B（?）pC（g）+qD（?）中A和C都是無色氣體,

當(dāng)達到平衡后，下列敘述正確的是（）

A.若改變條件后，平衡正向移動，D的百分含量一定增大

B.若升高溫度，A的濃度增大，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

C.若增大壓強，平衡不移動，說明〃一定等于p+q

D.若增加B的量，平衡移動后體系顏色加深，說明B必是氣體

3.(2023?無錫月考)在壓強為0.1MPa、溫度為300℃條件下，amolCO與3“molFh的混合

氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AW<0o

⑴平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是

(填字母，下同)。

A.c(Fh)減小

B.正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢

C.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大

D.重新達到平衡時后黑示減小

(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲酔:產(chǎn)率的是。

A.升高溫度

B.將CH3OH從體系中分離

C.充入He,使體系總壓強增大

考點二平衡移動方向與轉(zhuǎn)化率的判斷

■歸納整合

反應(yīng)aA(g)+〃B(g)c€(g)+加(g)的轉(zhuǎn)化率分析

(I)若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，達到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。

⑵若只增加A的量，平衡正向移動，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。

(3)若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴大)容器體積，氣體反應(yīng)

物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。

同倍數(shù)增大c(A)和c(B)

a+b^c+dA,B的轉(zhuǎn)化率不變

-a+b>c+dA、B的轉(zhuǎn)化率增大

^a+b<c+dA、B的轉(zhuǎn)化率減小

【應(yīng)用舉例】

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。

(l)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

再充入PCk(g)，平衡向方向移動，達到平衡后，PCk(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(g)的分解率,HI(g)的

百分含量。

(3)2NO2(g)N2O4(g)

再充入NCh(g),平衡向方向移動，達到平衡后，N02(g)的轉(zhuǎn)化率,NO2(g)

的百分含量。

(4)wA(g)+nB(g)pC(g)

同等倍數(shù)的加入A(g)和B(g),平衡移動，達到平衡后，①〃?+〃>p,A、B的轉(zhuǎn)化率

都,體積分數(shù)都;②，〃+〃=p,A、B的轉(zhuǎn)化率、體積分數(shù)都；③“

+n<p,A、B的轉(zhuǎn)化率都,體積分數(shù)都。

■專項突破關(guān)鍵能力

1.在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA(g)+.yB(g)zC(g),平衡時測得C的濃度

為0.50moH/i。保持溫度不變，將容器的容積壓縮到原來的一半，再達到平衡時，測得C

的濃度變?yōu)?.90molLl下列有關(guān)判斷不正確的是()

A.C的體積分數(shù)增大了

B.A的轉(zhuǎn)化率降低了

C.平衡向逆反應(yīng)方向移動

D.x+y<z

2.一定溫度下，在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+C0(g)CH30H(g)

達到平衡，下列說法正確的是()

起始濃度/(mol?L-1)平衡濃度/(moLL-i)

容器溫度ZK

C

C(H2)c(CO)c(CH,OH)(CH3OH)

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

III500000.100.025

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱

B.達到平衡時，容器I中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器n中的大

c.達到平衡時，容器n中c(H2)大于容器皿中c*2)的兩倍

D.達到平衡時，容器m中的正反應(yīng)速率比容器I中的大

3.一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2so3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始

V

時容器甲、丙體積都是匕容器乙、J體積都是2；向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO?和amolCh

并保持恒溫；向乙、丁內(nèi)都充入amolSC)2和0.5amol02并保持絕熱(即與外界無熱量交換),

在一定溫度時開始反應(yīng)。

E工］

圖1恒壓狀態(tài)圖2恒容狀態(tài)

下列說法正確的是()

A.圖I達平衡時，c(S02)：甲=乙

B.圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲(乙

C.圖2達平衡時，所需時間f：丙〈丁

D.圖2達平衡時，體積分數(shù)MS。》：丙>丁

4.7°C時，在容積為2L的3個恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g),按不同

方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器甲乙丙

反應(yīng)物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC

達到平衡的時間/min58

A的濃度/(molL-i)ClC2

C的體積分數(shù)/%W\W3

混合氣體的密度/(gL')Pip2

下列說法正確的是()

A.若x<4,則2CI〈C2

B.若x=4,則助=s

C.無論x的值是多少，均有20=p2

D.甲容器達到平衡所需的時間比乙容器達到平衡所需的時間短

-方法指導(dǎo)

(1)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(dāng)于增大壓強。

起始平衡

(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。

起始平衡

新平衡

?區(qū)養(yǎng)加

回~也

考點三化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控——工業(yè)合成氨

■歸納整合必備知識

1.工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件選擇的理論分析

增大合成氨的反應(yīng)速率和提高平衡混合物中氨的含量對反應(yīng)條件的要求不盡相同:

影響因素

對合成氨反應(yīng)的影響

濃度溫度壓強催化劑

增大合成氨的反應(yīng)速率使用

提高平衡混合物中氨的含量

2.實際工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件

'低壓(1X107Pa)

7

①壓強，中壓(2XIO,?3義iopa)

.高壓(8.5X107?IX⑹卩@)

②溫度：700K左右。

③催化劑：以鐵為主體的多成分催化劑。

④濃度:N2與H2的投料比(物質(zhì)的量之比)為1：2.8。

■專項突破關(guān)鍵能力

1.合成氨反應(yīng)達到平衡時，N%的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合

成氨工業(yè)最有前途的研究方向是()

°溫度/七

A.提高分離技術(shù)

B.研制耐高壓的合成塔

C.研制低溫催化劑

D.探索不用N2和H2合成氨的新途徑

13

2.N2和H2生成NH3的反應(yīng)為］N2(g)+尹2(g)NH3(g)AH(298K)=-46.2kJ-mol

在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程如下(*表示吸附態(tài)):

化學(xué)吸附：N2(gL2N*；H2(g)2H*

表面反應(yīng)：N*+H*NH*；NH*+H*NH；；NH2+H*NH3

脫附：NH；NH3(g)

其中，N2的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢，決定了合成氨的整體反應(yīng)速率。請回答：

(1)有利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有(填字母)。

A.低溫B.咼溫C.低壓D.咼壓E.催化劑

(2)PNH,、樂，、PH,為各組分的平衡分壓，如PN%=不%「，P為平衡總壓，不必為平衡系

統(tǒng)中氨氣的物質(zhì)的量分數(shù)，N2、比起始物質(zhì)的量之比是1:3,反應(yīng)在恒定溫度和總壓強p(單

位是Pa)下進行，NH3的平衡產(chǎn)率是“，用分壓代替物質(zhì)的量濃度計算平衡常數(shù)為降，仆=

真題演練明確考向

1.(2022?海南，8)某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3cH20H(g)在密閉容器中達

到平衡，下列說法正確的是()

A.增大壓強，。侖。逆，平衡常數(shù)增大

B.加入催化劑，平衡時CH3cH20H(g)的濃度增大

C.恒容下，充入一定量的H2O(g),平衡向正反應(yīng)方向移動

D.恒容下，充入一定量的CH2=CFh(g),CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大

2.(2020?浙江7月選考，20)-■定條件下：2NO2(g)N2O4(g)AW<0o在測定NO2的相對

分子質(zhì)量時，下列條件中，測定結(jié)果誤差最小的是()

A.溫度0℃、壓強50kPa

B.溫度130°C、壓強300kPa

C.溫度25℃、壓強100kPa

D.溫度130℃、壓強50kPa

3.[2022?河北，16(2)①]工業(yè)上常用甲烷、水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

下列操作中，能提高CHXg)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填字母)。

A.增加CH*g)用量

B.恒溫恒壓下通入惰性氣體

C.移除CO(g)

D.加入催化劑

4.[2022?遼寧，18(1)(2)(4)(5)]工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破，目前已有三位科

1

學(xué)家因其獲得諾貝爾獎，其反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92.4kJ-moFA5

=-200J-K'-mol

回答下列問題：

⑴合成氨反應(yīng)在常溫下(填“能”或“不能”)自發(fā)。

(2)__________溫(填“高”或“低"，下同)有利于提高反應(yīng)速率，__________溫有利于提高

平衡轉(zhuǎn)化率，綜合考慮催化劑(鐵觸媒)活性等因素，工業(yè)常采用400?500°C。

針對反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國科學(xué)家提出了兩種解決方案。

(4)方案二：M-LiH復(fù)合催化劑。

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