第05講-影響化學平衡的因素(人教版2019選擇性必修1)(原卷版)

第05講影響化學平衡的因素1．通過實驗探究，理解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態(tài)的影響，進一步構建“化學變化是有條件的”學科理念。2．理解勒夏特列原理，能依據(jù)原理分析平衡移動的方向。1．從定性和定量角度判斷化學平衡移動的方向。2．用勒夏特列原理判斷化學平衡移動的方向。1．反應條件對對化學平衡的影響。2．對勒夏特列原理的理解。一定條件下可逆反應達平衡時，正、逆反應速率相等；若外界改變時，正、逆反應速率可能會發(fā)生改變，平衡也可能會發(fā)生改變。對于反應Fe3＋＋3SCN－QUOTE?Fe(SCN)3，若加入濃的KSCN溶液，正、逆反應速率如何改變？平衡如何改變？加入KSCN溶液正反應速率_________，逆反應速度_________；c(SCN－)增大，Qc＝EQ\f(c[Fe(SCN)3],c(Fe3＋)·c(SCN－)3)減小，Qc＜K，平衡_________移動。一段時間后，又達到新的平衡。這叫化學平衡的移動。一、化學平衡移動1．概念在一定條件當可逆反應達到_________后，如果濃度、壓強、溫度等反應條件_________，原來的平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質組成也會隨著改變，直至達到新的_________。這種由原有的平衡狀態(tài)達到新的平衡狀態(tài)的過程叫做化學平衡的_________。2．化學平衡移動的特征新平衡與原平衡相比，平衡混合物中各組分的_________、_________發(fā)生改變。3．化學平衡移動的過程4．化學平衡移動與化學反應速率的關系①v正>v逆：平衡向_________移動。②v正＝v逆：反應達到平衡狀態(tài)，平衡_________移動。③v正＜v逆：平衡向_________移動。二、影響化學平衡的因素濃度對化學平衡的影響實驗原理Fe3＋＋3SCN－QUOTE?Fe(SCN)3實驗操作現(xiàn)象與結論b溶液顏色_________，平衡向_________反應方向移動c溶液顏色_________，平衡向_________反應方向移動1．濃度對化學平衡的影響（1）規(guī)律當其他條件不變時：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向_________方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向_________方向移動。（2）解釋①增大反應物濃度或減小生成物濃度，Q減小，則_________，平衡向_________方向移動。②減小反應物濃度或增大生成物濃度，Q增大，則_________，平衡向_________方向移動。壓強對化學平衡的影響實驗原理eq\o(2NO2,\s\do14((紅棕色)))eq\o(N2O4,\s\do14((無色)))實驗步驟活塞Ⅱ處→Ⅰ處，壓強_________活塞Ⅰ處→Ⅱ處，壓強減小實驗現(xiàn)象混合氣體的顏色________又逐漸________混合氣體的顏色先______又逐漸_______實驗結論活塞往里推，體積減小，壓強_________，c(NO2)增大，顏色_________，但顏色又變淺，說明c(NO2)減小，平衡向_________方向移動?；钊饫?，體積增大，壓強_________，c(NO2)減小，顏色_________，但氣體顏色又變深，說明c(NO2)增大，平衡向_________方向移動2．壓強對化學平衡的影響（1）規(guī)律對于有氣體參加的可逆反應，在其他條件不變時：反應前后氣體體積改變增大壓強向氣體分子總數(shù)_________的方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)_________的方向移動反應前后氣體體積不變改變壓強平衡_________移動（2）解釋化學方程式中氣態(tài)物質系數(shù)的變化壓強變化Q值變化Q與K的關系平衡移動方向增大增大增大Q_______K逆向移動減小減小Q＜K正向移動減小增大減小Q_______K正向移動減小增大Q＞K逆向移動不變增大不變Q_______K不移動減小壓強的影響實質是_________的影響，所以只有當這些“改變”造成濃度改變時，平衡才有可能移動。如“惰性氣體”對化學平衡的影響：恒溫恒容原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體),\s\do5())體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動恒溫恒壓原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體),\s\do5())容器容積增大，各反應氣體的分壓減小→反應氣體的濃度同倍數(shù)減?。ǖ刃в跍p壓）——eq\b\lc\|\rc\(\a\vs2\al\co1(\o(→,\s\up7(氣體體積不變反應))平衡不移動,\o(→,\s\up7(氣體體積可變反應))平衡向氣體體積增大的方向移動))壓強對化學平衡的影響實驗原理eq\o(2NO2,\s\do14((紅棕色)))eq\o(N2O4,\s\do14((無色)))ΔH＝－56.9kJ·mol－1實驗步驟實驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色_________；冰水中混合氣體顏色_________實驗結論混合氣體受熱顏色加深，說明NO2濃度_________，即平衡向_________方向移動；混合氣體被冷卻時顏色變淺，說明NO2濃度_________，即平衡向_________方向移動3．溫度對化學平衡的影響（1）規(guī)律當其他條件不變時：升高溫度，平衡向_________反應方向移動；降低溫度，平衡向_________反應方向移動。（2）解釋用v—t圖像分析反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)ΔH＜0。t1時刻，升高溫度，v′正、v′逆均_________，但吸熱反應方向的v′逆增大幅度_________，則v′逆________v′正，平衡逆向移動t1時刻，降低溫度，v′正、v′逆均_________，但吸熱反應方向的v′逆減小幅度_________。則v′正________v′逆，平衡正向移動4．催化劑對化學平衡的影響（1）規(guī)律當其他條件不變時：催化劑_________改變達到化學平衡狀態(tài)時反應混合物的組成，但是使用催化劑能改變反應達到化學平衡所需的_________。（2）解釋用v—t圖像分析t1時刻，加入催化劑，v′正、v′逆同等______增大，則v′正_______v′逆，平衡_______。平衡移動過程中的量變分析向一密閉容器中通入1molN2、3molH2，發(fā)生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，一段時間后達到平衡，當其他條件不變時，改變下列條件后，請?zhí)顚懴铝袃热荩孩偃粼龃驨2的濃度，平衡移動的方向是_________；達新平衡前，氮氣濃度的變化趨勢是_________，但新平衡時的濃度_________原平衡時的濃度。②若升高溫度，平衡移動的方向是_________；達新平衡前，體系溫度的變化趨勢是_________，但新平衡時的溫度_________原平衡時的溫度。③若增大壓強，平衡移動的方向是_________；達新平衡前，壓強的變化趨勢是_________，但新平衡時的壓強_________原平衡時的壓強。三、勒夏特列原理（1）定義如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、濃度、壓強等)，平衡將向著能夠_______這種改變的方向移動。簡單記憶：改變→減弱這種改變。（2）適用范圍①僅適用于_________的任何動態(tài)平衡體系(如在第三章將學到的溶解平衡、電離平衡等)，非平衡狀態(tài)(_________過程或未達到平衡的_________)不能用此來分析。②只適用于判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的_________。若同時改變影響平衡移動的_________條件，則不能簡單地根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向，只有在改變的_________對平衡移動的方向影響_________時，才能根據(jù)勒夏特列原理進行判斷。③平衡移動的結果只能是“減弱”外界條件的改變，而不是完全“消除”外界條件的影響，更不是“扭轉”外界條件的影響?？筛爬椤巴庾兇笥趦茸儭?。1．恒溫恒容時，對于反應2SO2(g)+O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do6(Δ))2SO3(g)或2SO3(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do6(Δ))2SO2(g)+O2(g)，若按照下表投料量進行反應。反應Ⅰ2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do6(Δ))2SO3(g)反應Ⅱ2SO3(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\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反應Ⅰ，投料2與投料3中的SO3完全轉化為SO2、O2，則與投料1中SO2、O2的量相等；反應Ⅱ，投料5與投料6中的SO2、O2完全轉化為SO3，則與投料4中SO3的量相等。則兩反應達到化學平衡時，各物質的濃度、含量、物質的量均完全相等。此為_________。2．恒溫恒容時，對于反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)或2HI(g)H2(g)＋I2(g)，若按照下表投料量進行反應。反應ⅠH2(g)＋I2(g)2HI(g)反應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對反應Ⅰ，若H2、I2的投料比相同；反應Ⅱ，HI的投料為任意值，則兩個反應達到化學平衡時，各物質的含量相同。此為_________。四、等效平衡1．概念在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應，雖然起始時物質加入的量不同，但達到化學平衡時，同種物質的__________________，這樣的平衡稱為等效平衡。2．原理由于化學平衡狀態(tài)與條件有關，而與建立平衡的途徑無關。因而，同一可逆反應，從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時條件(溫度、濃度、壓強等)完全相同，則可形成等效平衡。3．等效平衡的分類在互為等效平衡的平衡體系中，各組分除了物質的量分數(shù)(或體積分數(shù)或質量分數(shù))相同外，各組分的物質的量和物質的量濃度具有等同或等比關系。等同平衡和等比平衡的建立條件和平衡時的等效特征如下表：等效類型等同平衡等比平衡(Ⅰ類)等比平衡(Ⅱ類)適用對象相同條件下的所有可逆反應等溫等容條件下反應前后氣體分子數(shù)相同的可逆反應等溫等壓條件下的所有可逆反應起始投料(折算后)各相同組分的物質的量相同各相同組分的物質的量之比相同各相同組分的物質的量之比相同等效特征(相同組分的物理量比較)物質的量分數(shù)等同等同等同物質的量等同等比等比物質的量濃度等同等比等同4．等效平衡判斷方法（1）分析建立平衡的條件，是等溫等壓還是等溫等容。（2）分析反應的特點，反應前后ΔV(g)是不變、增大、還是減小。（3）通過極限轉化為同一邊物質，看與初始投料量是等量還是等比關系。（4）分析平衡等效的要求，是平衡濃度相等還是平衡混合物中某物質的物質的量分數(shù)相等。5．等效平衡的解題思路（1）等溫等容平衡(見圖示)：新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。（2）等溫等壓平衡(以氣體物質的量增加的反應為例，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?？键c一：壓強對平衡的影響例1．（2023·湖北孝感市高二上學期期末）在密閉容器中發(fā)生如下反應：xA(g)＋yB(s)zC(g)，達到平衡后測得A的濃度為0.50mol·L－1。在恒溫下減小壓強使容器容積擴大到原來的兩倍，再次達到平衡時，測得A的濃度為0.20mol·L－1。下列說法不正確的是A．x＋y＜z B．平衡向右移動 C．B的轉化率提高 D．C的體積分數(shù)增大考點二：溫度對平衡影響例2．（2023·北京順義區(qū)高二上學期期末）一定條件下的密閉容器中發(fā)生反應：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH＞0。達平衡后升高反應溫度，下列敘述不正確的是A．正、逆反應速率都增大 B．平衡向逆反應方向移動C．C2H6的轉化率增大 D．化學平衡常數(shù)增大考點三：考查轉化率例3．（2023·四川雅安市高二上學期期末）氫氣可通過下列反應制得：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)H＜0，為了提高CO的平衡轉化率，可采取的措施是A．增大壓強 B．降低溫度C．更換催化劑 D．增大CO的濃度考點四：勒夏特列原理的應用例4．（2023·四川雅安市高二上學期期末）下列措施或事實不能用勒夏特列原理解釋的是A．實驗室常用排飽和食鹽水的方法收集Cl2B．將一氧化碳中毒者放入高壓氧艙，增大氧氣濃度緩解病情C．啤酒瓶開啟后，馬上泛起大量泡沫D．工業(yè)合成氨在高溫條件下進行考點五：考查等效平衡例5．（2023·北京海淀區(qū)高二上學期期末）某溫度時，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO2(g)K＝1。該溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中，投入H2和CO2，起始濃度如下：起始濃度甲乙丙丁c(H2)/mol·L－10.100.100.200.20c(CO2)/mol·L－10.100.200.100.20平衡時，下列推斷不正確的是A．甲中CO2的轉化率為50%B．乙中CO2的轉化率等于丙中H2的轉化率C．丁中各物質的物質的量相等D．甲、乙、丁中c(H2)關系為甲＜乙＜丁1．（2023·北京豐臺區(qū)高二上學期期中）對已達到化學平衡的反應2X(g)＋Y(g)2Z(g)，當其他條件不變時，減小壓強時，對反應產(chǎn)生的影響是A．K值增大，平衡向正反應方向移動 B．K值減小，平衡向逆反應方向移動C．K值不變，平衡向逆反應方向移動 D．K值不變，平衡向正反應方向移動2．（2023·福建福州高二上學期期末）學習“化學平衡移動原理”后，以你的理解，下列敘述正確的是A．升高溫度，化學平衡一定會發(fā)生移動B．2HI(g)H2(g)＋I2(g)達平衡后，增大壓強使顏色變深，可用勒夏特列原理解釋C．在盛有一定量NO2的注射器中，向外拉活塞，其中氣體顏色先變淺再變深，甚至比原來深D．對于已達平衡的體系，改變影響化學平衡的條件，不可能出現(xiàn)υ正增大，υ逆減小的情況3．（2023·山東濟寧市兗州區(qū)高二上學期期中）在一定溫度下發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，在密閉容器中達平衡后，改變下列條件達到新平衡后可使混合氣體顏色加深的是A．縮小容器的容積 B．保持溫度壓強不變，充入NO2(g)C．降溫 D．保持容器容積不變，充入氮氣4．（2023·浙江杭州市高二上學期期中）已知反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，某溫度下，在帶有活塞的密閉容器中充入一定量的SO3，充分反應后達到平衡。下列說法中正確的是A．保持體積、溫度不變，充入氮氣后，正反應速率和逆反應速率都將增大B．保持體積、溫度不變，充入氦氣后，平衡正向移動C．保持壓強、溫度不變，充入氮氣后，正反應速率和逆反應速率不變D．保持壓強、溫度不變，充入氦氣后，平衡逆向移動5．（2023·江蘇揚州邗江區(qū)高二上學期期中）在恒溫密閉容器中發(fā)生反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＞0，下列有關說法正確的是A．反應達到平衡后，維持體積不變，充入CO2，平衡向正反應方向移動B．反應達到平衡后，維持壓強不變，充入氦氣，反應速率不變，平衡不移動C．使用催化劑，正反應速率增大，逆反應速率減小D．反應達到平衡后，降低溫度，平衡正向移動6．（2023·北京平谷區(qū)高二上學期期末）下列事實能用勒夏特列原理解釋的是A．鐵觸媒有利于N2和H2反應合成氨B．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡體系，加壓后顏色變深C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0高溫有利于合成氨D．Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3的平衡體系，加入少量KSCN固體后溶液顏色加深7．（2023·四川樂山市高二下學期開學考）恒容密閉容器中發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＜0，達平衡后只改變一個條件一定能增大正反應速率且使平衡正向移動的是A．升高溫度 B．使用催化劑 C．及時分離HI(g) D．充入一定量H28．（2023·遼寧遼南高二上學期中）利用CO2和CH4反應制備合成氣(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＞0。溫度為T℃時，該反應的平衡常數(shù)為K。下列說法正確的是A．K越大，說明反應速率、CO2的平衡轉化率越大B．增大壓強，平衡向逆反應方向移動，K減小C．升高溫度，反應速率和平衡常數(shù)K都增大D．加入催化劑，能提高合成氣的平衡產(chǎn)率1．（2023·江蘇揚州邗江區(qū)高二上學期期中）下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是A．冰鎮(zhèn)啤酒開瓶產(chǎn)生大量氣泡B．罐裝牛奶夏天易變質C．N2和H2合成氨時加壓D．工業(yè)上生成硫酸的過程中使用過量的空氣以提高二氧化硫的利用率2．（2023·廣東廣州市高二上學期期中）已知反應式：mX(g)＋nY(?)pQ(s)＋2mZ(g)，已知反應已達平衡，此時c(X)＝0.3mol·L－1，其他條件不變，若容器縮小到原來的EQ\f(1,2)，c(X)＝0.7mol·L－1，下列說法不正確的是A．系數(shù)n＞m B．反應向逆方向移動C．Y可能是固體或液體 D．Z的體積分數(shù)減小3．（2022·河南洛陽高二上學期期中）在常溫常壓下，向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，發(fā)生以下反應：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，所得溶液顯紅色。改變下列條件，能使平衡逆向移動的是A．向溶液中加入少量NaCl晶體 B．向溶液中加入少量水C．向溶液中滴入數(shù)滴濃FeCl3溶液 D．向溶液中加入少量KCl固體4．（2023·湖北孝感市協(xié)作體高二上學期期中）關于一定條件下的化學平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＜0。下列說法正確的是A．恒溫恒容，充入He，壓強增大，v(正)增大B．恒溫恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移C．加壓，v(正)、v(逆)不變，平衡不移動D．升溫，v(正)減小，v(逆)增大，平衡左移5．（2023·北京延慶區(qū)高二上學期期末）人體內血紅蛋白分子(Hb)與O2形成氧合血紅蛋白，人體生命維持取決于血紅蛋白與氧的結合及其對氧的釋放。反應方程式如下所示，下列敘述不正確的是Hb(aq)(血紅蛋白)＋O2(aq)PbO2(aq)(氧合血紅蛋白)A．人體大量運動時肌肉需氧量上升平衡逆向移動B．人體吸氧越多有利于氧合血紅蛋白形成，對人體健康越有利C．突然進入高海拔的高山上出現(xiàn)高山病時是由于上述平衡逆移導致D．長時間在高山區(qū)生活人群血液中血紅蛋白含量比生活在平原地區(qū)人多6．（2023·北京昌平區(qū)高二上學期期末）已知反應：2NO2(紅棕色)N2O4(無色)，某同學用下圖所示裝置探究溫度對平衡的影響，首先向兩燒瓶中分別加入同濃度的NO2和N2O4混合氣體，中間用夾子加緊，浸入盛有水的燒杯中，然后分別向兩燒杯中加入氧化鈣和硝酸銨固體，現(xiàn)象如圖。下列說法不正確的是A．實驗開始前氣體顏色相同，保證兩燒瓶中起始平衡狀態(tài)相同，便于