高中化学苏教版选修4 化学反应原理专题二 化学反应与化学平衡第三单元 化学平衡的移动练习

第三单元　化学平衡的移动

目标与素养：1.理解化学平衡移动的概念和移动的条件。(变化观念与平衡思想)2.理解温度、浓度、压强的改变对化学平衡的影响。(变化观念与平衡思想)3.理解勒夏特列原理并结合实际情况进行应用。(证据推理与模型认知)

一、化学平衡状态的移动

1．化学平衡移动概念与实质

(1)概念：当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。

(2)实质：改变条件后，①v正≠v逆，②各组分的百分含量发生改变。

2．化学平衡移动的过程分析

3．化学平衡移动方向的判断

条件改变

二、浓度变化对化学平衡的影响

1．实验探究

(2)实验步骤：

Ⅰ.向试管中加入4 mL 0.1 mol·L－1的K2Cr2O7溶液，再滴加数滴1 mol·L－1 NaOH溶液。

Ⅱ.向上述溶液中滴加1 mol·L－1HNO3溶液。

2.结论及应用

应用：适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物，从而提高产物产量、降低成本。

微点拨：固体或纯液体浓度可视为定值，改变固体或纯液体用量，其浓度保持不变，化学平衡不移动。

三、压强变化对化学平衡的影响

1．压强对平衡移动的影响的实例探讨

2.结论

对于有气体参加的可逆反应，aA(g)bB(g)，其平衡常数K＝，改变体系压强时：

①若a>b，即正反应方向是气体分子数目减小的反应，增大压强，平衡正向移动；

②若a＝b，即反应前后气体分子数目不变的反应，改变反应体系的压强，平衡不发生移动；

③若a<b，即正反应方向是气体分子数目增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。

微点拨：对于只有固体或液体参加的反应，反应前后气体分子数不变的反应，改变压强，平衡不发生移动。

四、温度变化对化学平衡的影响

1．实验探究

2.结论(其他条件不变化时)

升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；

降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。

微点拨：温度变化，化学平衡一定会发生移动。

五、催化剂对化学平衡的影响

加入催化剂可以大大地加快反应速率，是因为它可以降低反应所需活化能，从而提高活化分子百分含量，从而增大反应速率，但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡移动无影响。

微点拨：催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。

六、勒夏特列原理

1．概念

如果改变影响平衡的一个因素(如浓度、压强或温度)，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动，也称化学平衡移动原理。

2．应用

工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1

3.正确理解化学平衡移动原理

(1)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下：

①若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃<t<80 ℃。

②若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，达到新的平衡状态时30 MPa<p<60 MPa。

③若增大平衡体系Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq)中Fe3＋的浓度，例如由0.01 mol·L－1增至0.02 mol·L－1，平衡正向移动，则在新平衡状态下，0.01 mol·L－1<c(Fe3＋)<0.02 mol·L－1。

(2)勒夏特列原理仅适用于已达平衡的反应体系，对不可逆过程或未达平衡的可逆过程均不能使用勒夏特列原理。此外勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)化学反应速率改变，平衡一定发生移动。 (　　)

(2)改变温度，所有的化学平衡一定会发生移动。 (　　)

(3)有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变压强一定能使平衡发生移动。  (　　)

(4)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，增大压强，v正增大，v逆减小。               (　　)

答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×

2．在一定条件下，工业制取SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)ΔH<0，下列能使平衡向正反应方向移动的是(　　)

A．加入催化剂 B．升温

C．减小压强 D．加入一定量的O2

D　[催化剂仅能改变反应速率，不能引起平衡移动；升温或减小压强平衡向逆反应方向移动；增大O2的浓度，平衡向正反应方向移动。]

3．对于A(？)＋2B(g)nC(g)在一定条件下达到平衡后，改变下列条件，请回答：

(1)A量的增减，平衡不移动，则A为________态。

(2)增压，平衡不移动，当n＝2时，A的状态为______；当n＝3时，A的状态为________。

(3)若A为固体，增大压强，C的组分含量减少，则n的取值范围是________。

(4)升温，平衡向右移动，则该反应的逆反应为________反应。

解析：(1)增加或减少A的量，平衡不移动，则A为固态或液态。

(2)增压平衡不移动，当n＝2时，A的状态为固态或液态，n＝3时，A的状态为气态。

(3)若A为固体，增大压强，C的组分含量减少，说明平衡逆移，则n≥3。

(4)升温平衡右移，说明正反应为吸热反应，逆反应为放热反应。

答案：(1)固或液　(2)固态或液态　气态　(3)n≥3

(4)放热

1.浓度变化对化学平衡的影响规律

2.压强变化对化学平衡的影响规律

注意事项：

“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响

①恒温、恒容

原平衡体系体系总压强增大―→体系中各反应组分的浓度不变―→平衡不移动

②恒温、恒压

原平衡体系容器容积增大→体系中各反应组分的浓度减小

3．温度变化对化学平衡的影响规律

【例】　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当反应达到平衡后，若压强改变，其v­t图象如下：

①　　　　　　　②

(1)图①表示的压强变化是________，平衡移动方向是向________方向。

(2)图②表示的压强变化是________，平衡移动方向是向________方向。

(3)m＋n________p＋q(填“>”“＝”或“<”)。

解析：图①中t1时刻v′正、v′逆均增大，故为增大压强；由v′正>v′逆知平衡正向移动，则m＋n>p＋q；图②中t1时刻v′正、v′逆均减小，故为减小压强，由v′正<v′逆知平衡逆向移动。

答案：(1)增大压强　正反应

(2)减小压强　逆反应　(3)>

(1)若两个图象表示温度的影响，则正反应是吸热反应还是放热反应？

(2)图①能否表示增大反应物浓度对平衡的影响，为什么？

提示：(1)吸热反应。

(2)不能。t1时刻，增大反应物浓度的瞬间，逆反应速率不变。

已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH<0，m＋n<p，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示：

回答下列问题：

(1)表示反应物浓度增大的图象是________，表示反应物浓度减小的图象是________，表示生成物浓度增大的图象是________，表示生成物浓度减小的图象是________。

(2)表示平衡正向移动的图象是________，表示平衡逆向移动的图象是________。

解析：图象①v′正>v′逆，t1时v′正突增，故为增大反应物浓度，平衡正向移动；图象②v′正>v′逆，t1时v′逆突减，故为减小生成物浓度，平衡正向移动；图象③v′逆>v′正，t1时v′逆突增，故为增大生成物浓度，平衡逆向移动；图象④v′逆>v′正，t1时v′正突减，故为减小反应物浓度，平衡逆向移动。

答案：(1)①　④　③　②　(2)①②　③④

1．下列叙述中说明某化学平衡一定发生移动的是(　　)

A．混合体系中气体密度发生变化

B．正、逆反应速率改变

C．混合物中各组分的浓度改变

D．反应物的转化率改变

D　[对于反应前后气体体积相等的反应来说，增大压强，气体的密度增大，平衡不移动，A错误；对于反应前后气体体积不变的反应，增大压强反应速率增大，但平衡不发生变化，B错误；对于反应前后气体体积相等的反应来说，增大体系的体积，体系各组分的物质的量浓度减小，平衡不移动，C错误；反应物的转化率发生变化，说明物质的量一定在变化，化学平衡一定发生移动，D正确。]

2．反应2A(g)2B(g)＋E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是(　　)

A．加压　　　　 B．减压

C．减少E的浓度 D．降温

D　[正反应速率降低，可能是减压或降温，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，只能是降温。]

3．在某温度下，反应ClF(g)＋F2(g)ClF3(g)　ΔH＝268 kJ·mol－1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是(　　)

A．升高温度，平衡常数不变，平衡向正反应方向移动

B．升高温度，平衡常数减小

C．升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率增大

D．降低温度，ClF3的产率增大

C　[因为ΔH＞0，升高温度，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，降低温度平衡向逆反应方向移动。]

4．下列不能用勒夏特列原理解释的事实是(　　)

A．红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅

B．氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深

C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅

D．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去

B　[A项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，在该溶液中存在平衡：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，向溶液中加入铁粉，Fe3＋会和Fe发生反应生成Fe2＋，导致Fe3＋浓度降低，平衡向能够减弱这种改变的方向移动，即向逆反应方向移动，使Fe(SCN)3(红色)的浓度降低，所以溶液颜色变浅或褪去，可以用勒夏特列原理解释。]

5．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：

(1)增加Fe的量，其正反应速率的变化是________(填“增大”“不变”或“减小”，以下相同)，平衡________(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，以下相同)移动。

(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率________，平衡________移动。

(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡________移动。

(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率________，平衡________移动。

解析：增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。

答案：(1)不变　不　(2)增大　不　(3)不变　不

(4)增大　向正反应方向