高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度2反应条件对化学平衡的影响课件鲁科版选择性必修1

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高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度2反应条件对化学平衡的影响课件鲁科版选择性必修1

第 2 课时　反应条件对化学平衡的影响 一、化学平衡的移动 1. 化学平衡的移动 : (1) 内容 : 由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个 _________ 变为另 一个 _________ 的过程。 (2) 图示 : 必备知识 · 素养奠基 平衡状态 平衡状态 2. 平衡移动方向的判断 (1) 根据结果判断 对于一个已经达到化学平衡状态的反应 , 如果平衡移动的结果使反应产物浓度 变大 , 则称平衡 _____________ 移动 , 反之 , 称平衡 _____________ 移动。 (2) 根据速率判断 正向 ( 或向右 ) 逆向 ( 或向左 ) (3) 根据浓度商与平衡常数判断 【 巧判断 】 (1) 化学平衡发生移动时 , 化学反应速率一定改变 ; 化学反应速率改变时 , 化学平衡也一定发生移动。 ( 　　 ) 提示 : × 。化学反应速率改变 , 化学平衡不一定移动 , 只有 v ( 正 ) ≠v ( 逆 ) , 平衡才能移动。 (2) 外界条件改变 , 化学平衡一定发生移动。 ( 　　 ) 提示 : × 。外界条件改变时只有使 v ( 正 ) ≠v ( 逆 ) , 化学平衡才能移动。 二、外界条件对化学平衡的影响 因素 化学平衡的移动 浓度 _____ 反应物浓度或 _____ 生成物浓度 , 平衡向正反应方向移动 , 反 之 , 平衡逆向移动 温度 其他条件不变 , 升温平衡向 _____________ 移动 , 降温平衡向 _________ 方向移动 压强 对于有气体参加的反应 , 其他条件不变 , 增大压强 , 平衡向 _________ _____ 的方向移动 , 减小压强 , 平衡向 _____________ 的方向移动 催化剂 能 ___________ 改变正逆反应速率 , 对平衡状态 _______ 结论 : 如果改变影响平衡的条件之一 , 平衡将向着 _________________ 的方向 移动 ( 即勒 · 夏特列原理或平衡移动原理 ) 增大 减小 吸热反应方向 放热反应 气体体积 减小 气体体积增大 同等程度地 无影响 能够减弱这种改变 【 巧判断 】 (1) 一定条件下 , 使用催化剂加快反应速率并提高反应物的平衡转化率。 ( 　　 ) 提示 : × 。催化剂只能够加快反应速率 , 不能够改变化学平衡。 (2) 增大反应物用量 , 化学平衡一定向正反应方向移动。 ( 　　 ) 提示 : × 。增大反应物的用量 , 化学平衡不一定移动 , 如反应物为固体或纯液体 时 , 改变其用量 , 化学平衡不移动。 (3) 对于 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) 的平衡体系 , 压缩体积 , 增大压强 , 平衡正向移动 , 混合气体的颜色变浅。 ( 　　 ) 提示 : × 。由于气体体积减小 , 各物质的浓度增大 , 因此混合气体的颜色加深。 (4)C(s)+CO 2 (g) 2CO(g) 　 ΔH>0, 其他条件不变时 , 升高温度 , 反应速率 v(CO 2 ) 和 CO 2 的平衡转化率均增大。 ( 　　 ) 提示 : √ 。因为此反应的正反应为吸热反应 , 升高温度平衡将向正反应方向移动 , 因此 CO 2 的转化率增大。 【 做一做 】 一密闭容器中建立 N 2 +3H 2 2NH 3 　 ΔH<0 的平衡体系 , 此时 ,N 2 的浓度为 c(N 2 ), 体系的温度为 T 1 , 压强为 p 1 , 按要求回答下列问题 : (1) 保持温度、体积不变 , 通入 N 2 , 使 N 2 的浓度变为 2c(N 2 ), 平衡向 _______ 方向 移动 , 重新平衡后 ,N 2 的浓度前后变化关系为 ____________________ 。 (2) 保持温度不变 , 压缩体积变为原来的 , 使压强变为 2p 1 , 平衡向 _______ 方 向移动 , 重新平衡后体系的压强前后变化关系为 __________ 。 (3) 保持体积不变 , 升高体系的温度至 2T 1 , 平衡向 _______ 方向移动 , 重新平衡后 , 体系的温度前后变化关系为 __________ 。 正反应 c(N 2 )K 逆向移动 降温 增大 QK 逆向移动 2. 浓度对化学平衡的影响 : 浓度变化 Q 值变化 Q 与 K 的关系 平衡移动方向 反应物浓度增大 减小 QK 逆向移动 生成物浓度增大 3. 压强对化学平衡的影响 : 对于反应体系中有气体参与的反应。 方程式中 气态物质 系数变化 压强变化 Q 值变化 Q 与 K 的关系 平衡移 动方向 增大 增大 增大 Q>K 逆向移动 减小 减小 QK 逆向移动 不变 增大 不变 Q=K 不移动 减小 4.“ 惰性气体”对化学平衡的影响 : (1) 恒温、恒容条件。 原平衡体系 体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不 移动 (2) 恒温、恒压条件。 原平衡体系 容器容积增大 , 各反应气体的分压减小→体系中各组 分的浓度同倍数减小 ( 等效于减压 ) 【 思考 · 讨论 】 (1) 对一定条件下的化学平衡状态 : 若改变物质的浓度 , 化学平衡是否一定发生 移动 ? 若改变体系的温度呢 ? 提示 : 改变物质的浓度 , 化学平衡不一定发生移动 , 如 H 2 (g)+I 2 (g) 2HI(g), 其他条件不变 , 把容器体积缩小 , 各物质的浓度均增大 , 但平衡不移动。若改变 温度 , 化学平衡一定发生移动。 (2) 某一可逆反应 , 一定条件下达到了平衡 , 若气体颜色加深 , 平衡一定移动吗 ? 提示 : 不一定。对于可逆反应 :2NO 2 (g) N 2 O 4 (g), 若气体颜色加深 , 说明 NO 2 浓度增大 , 压强增大 , 平衡向正反应方向移动 ; 对于可逆反应 :H 2 +I 2 2HI, 若 气体颜色加深 , 说明 I 2 浓度增大 , 压强增大 , 但平衡不移动。 【 案例示范 】 【 典例 】 (2020· 衡水高二检测 ) 密闭容器中 , 反应 2X(g) ==== Y(g)+Z(s) 已达 到平衡 , 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 若升高温度 ,X(g) 的浓度增大 , 则正反应为吸热反应 B. 若容器体积不变 , 在平衡混合物中加入少量 Z(s), 则平衡向左移动 C. 压强变化对该平衡没有影响 D. 若容器体积不变 , 加入氦气平衡不移动 【 思维建模 】 解答本类试题思维流程如下 : 【 解析 】 选 D 。若升温 ,X(g) 的浓度增大 , 说明平衡左移 , 正反应为放热反应 ,A 错误 ;Z 是固体 , 加入少量 Z(s), 平衡不移动 ,B 错误 ; 正反应方向气体体积缩小 , 压强改变平衡会移动 ,C 错误 ; 若容器体积不变 , 加入氦气各物质的浓度不变 , 平衡不移动 ,D 正确。 【 规律方法 】 对勒 · 夏特列原理 ( 平衡移动原理 ) 的理解 【 迁移 · 应用 】 1.(2020· 威海高二检测 ) 已知 :C(s)+CO 2 (g) 2CO(g) 　 ΔH>0 。该反应达 到平衡后 , 下列条件有利于反应正向进行的是 ( 　　 ) A. 升高温度和减小压强　　　　　 B. 降低温度和减小压强 C. 降低温度和增大压强 D. 升高温度和增大压强 【 解析 】 选 A 。在已达平衡的可逆反应中 , 若增大某物质浓度而其他条件不变 , 则平衡向减少这种物质浓度的方向移动 ; 若增大平衡体系的压强 , 而其他条件不变 ( 温度不变 ), 则平衡向减小压强的方向 ( 气态物质系数减小的方向 ) 移动 ; 若升高平衡体系的温度 , 而其他条件不变 , 则平衡向吸收热量的方向移动。 C 和 CO 2 反应生成 CO, 气态物质系数增大 ,ΔH>0, 反应吸热。所以减小压强、升高温度有利于反应向正方向进行。 2.(2020· 徐州高二检测 ) 体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的 X 、 Y, 进行如下可逆反应 :X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) 　 ΔH>0 。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 若继续充入 X, 平衡向正反应方向移动 ,Y 的转化率增大 B. 若继续充入 Z, 平衡逆向移动 ,Z 的体积分数减小 C. 若移走部分 W, 平衡正向移动 D. 平衡后移走 X, 上述反应的 ΔH 减小 【 解析 】 选 A 。 B 项 , 通入 Z, 平衡逆向移动 ,Z 的体积分数增大。 C 项 ,W 为固体 , 改变其用量 , 平衡不移动。 D 项 ,ΔH 只与方程式中的化学计量数及状态有关 , 与反应物的量无关。 【 补偿训练 】 1.(2020· 安庆高二检测 ) 反应 X(g)+Y(g) 2Z(g) 　 ΔH<0, 达到平衡时 , 下 列说法正确的是 ( 　　 ) A. 减小容器体积 , 平衡向右移动 B. 加入催化剂 ,Z 的产率增大 C. 增大 c(X),X 的转化率增大 D. 降低温度 ,Y 的转化率增大 【 解析 】 选 D 。由 X(g)+Y(g) 2Z(g) 　 ΔH<0 可知 , 反应前后气体分子数不 变 , 故减小容器体积 , 即压强增大 , 平衡不移动 ,A 项错误 ; 加入催化剂 , 平衡不移 动 , 故 Z 的产率不变 ,B 项错误 ; 增大 c(X),X 的转化率减小 ,C 项错误 ; 降低温度 , 平 衡向放热反应方向 ( 正向 ) 移动 ,Y 的转化率增大 ,D 项正确。 2.(2020· 佛山高二检测 ) 在体积和温度不变的密闭容器中充入 a mol X 和足量 Y, 发生反应 :2X(g)+Y(s) Z(g)+W(g), 建立平衡后 , 若再加入 b mol X, 下 列判断不正确的是 ( 　　 ) A. 平衡正向移动　　　　　 B.X 的转化率不变 C.Y 的转化率增大 D.X 的转化率减小 【 解析 】 选 D 。在体积和温度不变的密闭容器中充入 a mol X 和足量 Y, 发生反 应 :2X(g)+Y(s) Z(g)+W(g), 建立平衡后 , 若再加入 b mol X, 增大反应物 浓度 , 平衡正向移动 ;Y 为固体 , 反应前后气体体积不变 , 加入 X, 最后达到平衡状 态 , 相当于增大压强 ,X 的平衡转化率不变 ,Y 的转化率增大。 【 素养提升 】 人体内存在很多的化学反应 , 这些化学反应情况复杂且相互影响 , 而且这些化 学反应大都是可逆反应 , 处于平衡状态。 (1)O 2 的 运输 人体血液内的血红蛋白 (Hb) 易与 O 2 结合生成 HbO 2 , 因此具有输氧能力。但 Hb 也 可以与 CO 结合。有关反应如下 : 反应① :Hb(aq)+O 2 (g) HbO 2 (aq) 　 ΔH 1 <0 反应② :Hb(aq)+CO(g) HbCO(aq) 　 ΔH 2 <0 反应③ :HbO 2 (aq)+CO(g) HbCO(aq)+O 2 (g) 　 ΔH 3 ① 反应③自发进行的趋势较大 , 这也就容易引起人体 CO 中毒 , 导致血红蛋白不 具备输氧能力。据此比较 ΔH 1 、 ΔH 2 的大小。 提示 : 由于化学反应中的能量变化与反应途径无关 , 只与物质的始态和终态有 关 , 根据盖斯定律 , 将② -①, 整理可得③式 , 热化学方程式为 :HbO 2 (aq)+CO(g) HbCO(aq)+O 2 (g) 　 ΔH 3 =ΔH 2 -ΔH 1 ; 反应③自发进行的趋势较大 , 说明体系 的 ΔH-TΔS<0, 该反应反应前后气体体积不变 , 则说明 ΔH 3 <0, 由于 ΔH 3 =ΔH 2 - ΔH 1 , 则 ΔH 1 >ΔH 2 。 ② 如果发生 CO 中毒 , 应采取怎样的救治措施 ? 请从平衡移动的原理角度分析采取的救治措施的原因。 提示 : 应开窗通风或将中毒者转移至空气新鲜的地方。 CO 是反应物 , 开窗通风能够降低 CO 的浓度 , 使平衡逆向移动 ,O 2 是生成物 , 增大生成物 O 2 的浓度 , 可以使平衡逆向移动。 ③ 已知在人体体温 37 ℃ 下 , 反应③的平衡常数为 220 。已知当血液中 c 平 (HbCO)/c 平 (HbO 2 ) 的比值大于 0.02 时 , 人的智力会很快受到损伤。为避免人的 智力受到损伤 , 环境中的 O 2 与 CO 的浓度的最小值是多少 ? 提示 : 11 000 。根据化学平衡常数表达式 :K= =220, 而 >0.02 时人的智力会受到损伤 , 因此只有 <0.02 时人的智力才不会受 到损伤 , 代入平衡常数表达式有 =11 000, 即 大于 11 000 时 , 人的智力不受损伤。 (2) 血液的酸碱平衡 人体血液的 pH 几乎恒定在 7.35 ～ 7.45 之间 , 否则人体便不能正常工作 , 适量的 CO 2 可以维持人体内的 pH 保持在这一变化范围。已知人体呼出的气体中 CO 2 的体 积分数约为 5% 。 H 2 O+CO 2 H 2 CO 3 H + + (ΔH>0) ① 若某人在呼吸过程中太快且太深 , 会造成血液酸碱性怎么变化 ? 提示 : 对于 H 2 O+CO 2 H 2 CO 3 H + + (ΔH>0) 这一平衡 , 当太快而且 太深的呼吸时 , 人体内 CO 2 减少 , 造成平衡向左移动 , 使 c 平 (H + ) 减小 , 血液的酸性 减弱 , 碱性增强 , 从而导致碱中毒。 ② 当某病人高烧时 , 容易引起血液中毒 , 请解释原因。 提示 : 因为反应 H 2 O+CO 2 H 2 CO 3 H + + (ΔH>0), 正反应是吸热反 应 , 当病人高烧时 , 平衡向着吸热的方向移动 , 造成 c 平 (H + ) 增大 , 血液的酸性增 强 , 从而导致酸中毒。 知识点二　化学平衡图象的解题步骤与原则 【 重点释疑 】 1. 解题“三步骤” : 2. 解答“两原则” : 【 思考 · 讨论 】 可逆反应 mA(g)+nB(g) xC(g) 　 ΔH=Q kJ·mol -1 在不同温度、压强下反应 物 A 的转化率的变化情况如图所示。 (1) 分析图甲 A 的转化率与压强随时间变化的图象 ,p 1 与 p 2 之间的大小关系如何 ?m 、 n 、 x 之间又有什么样的关系 ? 提示 : p 1 >p 2 ,m+n>x 。由于 p 1 条件下反应先达到平衡 , 因此 p 1 >p 2 ; 且 p 1 时 A 的转化率高 , 即压强增大 , 平衡正向移动 , 所以 m+n>x 。 (2) 分析图乙 A 的转化率与温度之间变化关系 , 判断 Q 的正、负。若纵坐标改为 A 的百分含量 , 曲线不变 , 则该反应正反应属于放热反应还是吸热反应 ? 提示 : Q 为负值 ; 吸热反应。由图象可知 A 的转化率随温度的升高而降低 , 说明温度升高时平衡逆向移动 , 则此反应的正反应为放热反应 , 即 ΔH 为负值 ; 若纵坐标为 A 的百分含量 , 则随温度的升高 A 的含量降低 , 说明温度升高时平衡正向移动 , 则此反应的正反应为吸热反应。 【 案例示范 】 【 典例 】 (2020· 桂林高二检测 ) 在某密闭容器中 , 可逆反应 :A(g)+B(g) xC(g) 符合图中 (Ⅰ) 所示关系 , φ (C) 表示气体在混合气体中的体积分数。由此 判断 , 对图象 (Ⅱ) 说法不正确的是 ( 　　 ) A.p 3 >p 4 ,Y 轴表示 A 的转化率 B.p 3 >p 4 ,Y 轴表示 B 的质量分数 C.p 3 >p 4 ,Y 轴表示 B 的转化率 D.p 3 >p 4 ,Y 轴表示混合气体的平均相对分子质量 【 思维建模 】 解答本类试题思维流程如下 : 【 解析 】 选 B 。据图象 (Ⅰ) 知 , 在压强不变时 , 曲线 b 的斜率比 c 的大 , 故 T 1 >T 2 。降温 (T 1 →T 2 ) 时 , φ (C) 增大 , 即平衡正向移动 , 说明正反应为放热反应。当温度不变时 , 曲线 b 的斜率比 a 的大 , 故压强 p 2 >p 1 , 增大压强 (p 1 →p 2 ) 时 , φ (C) 增大 , 即平衡正向移动 , 故 x<2, 即 x=1 。由图象 (Ⅱ) 知 , 保持体系压强不变 , 升高温度 , 平衡逆向移动 ,A 、 B 的转化率、 φ (C) 、混合气体的平均相对分子质量均减小 , 而 A 、 B 的质量分数要增大。故正确答案为 B 。 【 迁移 · 应用 】 1. (2020· 保定高二检测 ) 密闭容器中进行的可逆反应 aA(g)+bB(g) cC(g) 在不同温度 (T 1 和 T 2 ) 及压强 (p 1 和 p 2 ) 下 , 混合气体中 B 的质量分数 w(B) 与反 应时间 (t) 的关系如图所示。下列判断正确的是 ( 　　 ) A.T 1 c, 正反应为吸热反应 B.T 1 >T 2 ,p 1

p 2 ,a+bT 2 ,p 1 >p 2 ,a+b>c, 正反应为放热反应 【 解析 】 选 B 。由 (T 1 ,p 1 ) 和 (T 1 ,p 2 ) 两条曲线可以看出 :① 温度 (T 1 ) 相同 , 但压强为 p 2 时先出现“拐点” , 达到平衡所需的时间短 , 即反应速率大 , 所以 p 2 >p 1 ;② 压强较大 ( 即压强为 p 2 ) 时对应的 w(B) 较大 , 说明增大压强平衡逆向移动 , 则 a+bT 2 ;② 温度较高 ( 即温度为 T 1 ) 时对应的 w(B) 较小 , 说明升高温度平衡正向移动 , 故正反应为吸热反应。 2.(2020· 济南高二检测 ) 对于反应 A(s)+2B(g) 3C(g) 　 ΔH>0, φ (C) 跟 外界条件 X 、 Y 的关系如图所示 , 下列结论正确的是 ( 　　 ) A.Y 表示温度 ,X 表示压强 , 且 Y 3 >Y 2 >Y 1 B.Y 表示压强 ,X 表示温度 , 且 Y 3 >Y 2 >Y 1 C.X 表示压强 ,Y 表示温度 , 且 Y 1 >Y 2 >Y 3 D.X 表示温度 ,Y 表示压强 , 且 Y 1 >Y 2 >Y 3 【 解析 】 选 A 。当 Y 表示温度时 , 则 Y 1 、 Y 2 、 Y 3 表示三条等温线 , 定住其中一条等温线 ( 如 :Y 1 ), 则由于正反应是气态物质系数增大的反应 , 所以随着压强的增大平衡逆向移动 , φ (C) 逐渐减小 , 符合题目所给方程式。而 X 表示压强时 , 则垂直于 X 轴作一条辅助线即为等压线 , 由于反应吸热 , 所以随着温度的升高 , 平衡正向移动 , φ (C) 逐渐增大 , 所以 Y 3 >Y 2 >Y 1 ,A 正确。对于 B 、 C 、 D 可以采用同样的方法分析 , 均错误。 【 补偿训练 】 1.(2020· 泸州高二检测 ) 一定条件下 , 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变 化趋势符合如图的是 ( 　　 ) A.CO 2 (g)+2NH 3 (g) CO(NH 2 ) 2 (s)+H 2 O(g) 　 ΔH<0 B.CO 2 (g)+H 2 (g) CO(g)+H 2 O(g) 　 ΔH>0 C.CH 3 CH 2 OH(g) CH 2 ＝ CH 2 (g)+H 2 O(g) 　 ΔH>0 D.2C 6 H 5 CH 2 CH 3 (g)+O 2 (g) 2C 6 H 5 CH ＝ CH 2 (g)+2H 2 O(g) 　 ΔH<0 【 解析 】 选 A 。四个选项中水蒸气均为生成物。依题图中左图可知 T 2 >T 1 , 升温 , 水蒸气含量减小 , 平衡左移 , 所以正反应为放热反应即 ΔH<0,B 、 C 错 ; 依题图中右图可知 p 1 >p 2 , 增压 , 水蒸气含量增加 , 即正反应为气态物质系数减小的反应 ,D 错。 2.(2020· 海口高二检测 ) 反应 X(g)+Y(g) 2Z(g) 　 ΔH<0, 在 t 1 时达到平 衡 ,t 2 时由于体系条件的改变 , 平衡受到破坏 , 到 t 3 时再次达到平衡。如图所示 为物质的浓度与时间的关系 , 则 t 2 时刻使化学平衡发生移动的原因是 ( 　　 ) A. 增大 X 或 Y 的浓度　　　　 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 降低温度 【 解析 】 选 B 。此反应的特点 : 反应前后气态物质化学计量数相等。从图中还知 t 2 到 t 3 一段时间内 Z 的浓度下降了 ,X 、 Y 的浓度增大了 , 说明平衡逆向移动。又因为加压此平衡不会移动 , 升温平衡逆向移动 , 降温平衡正向移动 , 增加 X 或 Y 的浓度 , 平衡均会正向移动 , 故 t 2 时刻改变的条件为升高温度。 【 课堂回眸 】 课堂检测 · 素养达标 1.(2020· 莆田高二检测 ) 下列可逆反应达到平衡后 , 增大压强同时升高温度 , 平衡一定向右移动的是 ( 　　 ) A.2AB(g) A 2 (g)+B 2 (g) 　 ΔH>0 B.A 2 (g)+3B 2 (g) 2AB 3 (g) 　 ΔH<0 C.A(s)+B(g) C(g)+D(g) 　 ΔH>0 D.2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 　 ΔH<0 【 解析 】 选 A 。 A 项 , 增大压强平衡不移动 , 升高温度平衡向右移动 , 故正确 ;B 项 , 增大压强平衡向右移动 , 升高温度平衡向左移动 , 最后结果不确定 ;C 项 , 增大压强平衡向左移动 , 升高温度平衡向右移动 , 结果也不确定 ;D 项 , 增大压强平衡不移动 , 升高温度平衡向左移动 , 故不正确。 2.(2020· 衡阳高二检测 ) 化学平衡一定发生移动的是 ( 　　 ) A. 化学反应速率发生了改变 B. 有气态物质参加的可逆反应达到平衡后 , 改变了压强 C. 由于某一条件的改变 , 使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变 D. 可逆反应达到平衡后 , 使用催化剂 【 解析 】 选 C 。对反应前后气态物质系数不变的可逆反应 , 若达到平衡改变压强 , 正、逆反应速率和各组分的浓度都会改变 , 但平衡不移动 ( 等效平衡 ), 故 A 、 B 可能仍为平衡状态。催化剂可同等程度改变正、逆反应速率 , 平衡也不移动。而 C 项是各组分的浓度发生了不同程度的改变 , 不是同倍数改变 , 故 A 、 B 、 D 不能确认为是平衡发生移动的标志。 3.(2020· 永德高二检测 ) 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应 : xA(g)+yB(g) zC(g), 达到平衡时 , 测得 A 的浓度为 0.5 mol·L -1 , 在温度不 变的条件下 , 将容器的体积扩大到两倍 , 再达到平衡 , 测得 A 的浓度降低为 0.3 mol·L -1 。下列有关判断正确的是 ( 　　 ) A.x+y0.25 mol·L -1 , 说明体积增大 ( 减小压强 ), 平衡向逆反应方向移动 ,x+y>z,C 的体积分数降低 ,B 的浓度减小。 4.(2020· 西城区高二检测 ) 最近几年春冬季节全国各地不断出现雾霾天气 , 严 重影响了人们的日常生活。减少汽车尾气的排放对治理雾霾有重大作用。汽 车尾气净化中的一个反应如下 : NO(g)+CO(g) N 2 (g)+CO 2 (g) 　 ΔH=-373.4 kJ·mol -1 。在恒容密闭容器 中 , 反应达平衡后 , 改变某一条件 , 下列示意图正确的是 ( 　　 ) 【 解析 】 选 C 。 ΔH=-373.4 kJ·mol -1 , 温度升高 , 平衡逆向移动 ,K 减小 ,CO 转化率降低 , 故 A 、 B 两项均错 ;K 只与温度有关 ,C 项正确 ;D 项增大 N 2 的物质的量 ; 平衡逆向移动 , 则 NO 转化率降低 , 所以 D 项错。 5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是 ( 　　 ) A. 开启啤酒瓶后 , 瓶中马上泛起大量泡沫 B. 在硫酸亚铁溶液中加入少量铁粉以防止 Fe 2+ 被氧化 C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D. 工业上生产硫酸过程中使用过量空气以提高二氧化硫的利用率 【 解析 】 选 B 。开启啤酒瓶后 , 由于压强减小 , 啤酒中气体的溶解平衡向气体逸 出的方向移动 , 因而泛起大量泡沫 ;FeSO 4 溶液中加铁粉以防止 Fe 2+ 被氧化的原 理是 Fe+2Fe 3+ ==== 3Fe 2+ , 没有涉及平衡问题 ;Cl 2 与水反应存在平衡 :Cl 2 +H 2 O H + +Cl - +HClO, 饱和食盐水中 c(Cl - ) 大 , 不利于 Cl 2 的溶解 , 即 Cl 2 在饱和食 盐水中的溶解度比在水中小 , 因此可用排饱和食盐水的方法来收集 Cl 2 ; 硫酸工 业中用过量的空气有利于平衡 2SO 2 +O 2 2SO 3 向右移动 , 提高 SO 2 的转化率。 6.( 新思维 · 新考向 ) 如何降低大气中 CO 2 的含量及有效地开发利用 CO 2 引起了全 世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用 CO 2 来生产燃料甲醇。为探究该 反应原理 , 进行如下实验 : 在容积为 1 L 的密闭容器中 , 充入 1 mol CO 2 和 3 mol H 2 。在 500 ℃ 下发生发应 ,CO 2 (g)+3H 2 (g) CH 3 OH(g)+H 2 O(g) 。实验测得 CO 2 和 CH 3 OH(g) 的物质的量 (n) 随时间变化如图 1 所示 : 世纪金榜导学号 (1) 从反应开始到平衡 , 氢气的平均反应速率 v(H 2 )=____________ 。  (2)500 ℃ 时该反应的平衡常数为 ____________( 结果保留一位小数 ), 图 2 是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图 , 若提高温度到 800 ℃ 进行 , 达平衡时 ,K 值 ____________( 填“增大”“减小”或“不变” ) 。  (3) 下列措施中不能使 CO 2 的转化率增大的是 ____________ 。  A. 在原容器中再充入 1 mol H 2 B. 在原容器中再充入 1 mol CO 2 C. 缩小容器的容积 D. 使用更有效的催化剂 E. 将水蒸气从体系中分离出 (4)500 ℃ 条件下 , 测得某时刻 ,CO 2 (g) 、 H 2 (g) 、 CH 3 OH(g) 和 H 2 O(g) 的浓度均为 0.5 mol·L -1 , 则此时 v( 正 )____________v( 逆 )( 填“ >”“<” 或“ =”) 。  【 解析 】 (1) 由图可知 ,10 min 到达平衡 , 平衡时甲醇的浓度变化为 0.75 mol · L -1 , 由方程式 CO 2 (g)+3H 2 (g) CH 3 OH(g)+H 2 O(g) 可知 , 氢气的浓 度变化等于甲醇的浓度变化量的 3 倍 , 则氢气的浓度变化量为 0.75 mol · L -1 ×3=2.25 mol · L -1 , 则 v(H 2 )= =0.225 mol · L -1 · min -1 ; (2) 由 (1) 可知平衡时各组分的浓度 c(CO 2 )=0.25 mol · L -1 ,c(CH 3 OH)=c(H 2 O) =0.75 mol · L -1 , 则 c(H 2 )=3 mol · L -1 -0.75 mol · L -1 ×3=0.75 mol · L -1 , 所以 K= =5.3, 升高温度 , 平衡逆向移动 , 平衡常数减小 ; (3)A. 在原容器中再充入 1 mol H 2 , 平衡向正反应方向移动 ,CO 2 的转化率增大 , 故 A 不选 ;B. 在原容器中再充入 1 mol CO 2 ,CO 2 的转化率反而减小 , 故 B 选 ;C. 缩小 容器的容积即增大压强 , 平衡向正反应方向移动 ,CO 2 的转化率增大 , 故 C 不选 ;D. 使用更有效的催化剂 , 平衡不移动 ,CO 2 的转化率不变 , 故 D 选 ;E. 将水蒸气从体系 中分离出 , 平衡向正反应方向移动 ,CO 2 的转化率增大 , 故 E 不选 , 故答案为 BD; (4)500 ℃ 条件下 , 测得某时刻 ,CO 2 (g) 、 H 2 (g) 、 CH 3 OH(g) 和 H 2 O(g) 的浓度均为 0.5 mol · L -1 , 浓度商 Q= =4v( 逆 ) 。 答案 : (1)0.225 mol · L -1 · min -1 　 (2)5.3 　减小 (3)BD 　 (4)> 【 核心整合 】 1. 化学平衡 知识关联 · 素养应用 2. 实例 反应 3Fe(s)+4H 2 O(g) Fe 3 O 4 (s)+4H 2 (g), 在一容积可变的密闭容器中进行 , 此反应的平衡常数表达式为 K= 。 (1) 升高温度时 , 此反应的平衡常数变大 , 则此反应的 ΔH>0, 则降低温度化学平 衡向 _______ 方向移动 ,H 2 O 的转化率 _____ 。 (2) 增加 Fe 的量 , 平衡 ___ 移动 ; 将容器的体积缩小一半 , 平衡 ___ 移动。 (3) 保持体积不变 , 充水蒸气 , 平衡 _____________ 移动。 逆反应 降低 不 不 向正反应方向 【 素养迁移 】 1. 水煤气是重要燃料和化工原料 , 可用水蒸气通过炽热的炭层制得 C(s) +H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) ΔH=+131.3 kJ·mol -1 。 (1) 写出该反应的化学平衡常数表达式。 提示 : C 为固体 , 不能出现在平衡常数的表达式中 , 因此平衡常数 K= (2) 若某温度下 ,K 值的大小为 0.5, 此时向体积为 1 L 的密闭容器中加入 1mol H 2 O(g) 和 足量 C(s), 计算 H 2 O(g) 的平衡转化率。 提示 : 50% 。向体积为 1L 的密闭容器中加入 1mol H 2 O(g) 和足量 C(s), 设 H 2 O(g) 的变化量 为 x mol, 则 　　　　　　　　　　 C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) 起始物质的量 (mol) 1 0 0 变化物质的量 (mol) x x x 最终物质的量 (mol) 1-x x x K= =0.5, 解得 x=0.5, 则 H 2 O(g) 的转化率为 ×100%=50% 。 (3) 对于该反应 , 分析下列措施的改变对平衡体系中 H 2 的百分含量的影响。 ①升高温度　　　②加入催化剂　　　③降低压强 提示 : ① 此反应的正反应为吸热反应 , 升高温度化学平衡正向移动 , 平衡体系中 H 2 的百分含量升高 ;② 加入催化剂平衡不移动 , 平衡体系中 H 2 的百分含量不变 ;③ 降低压强 , 平衡正向移动 , 平衡体系中 H 2 的百分含量升高。 (4) 上述反应达到平衡后 , 改变下列措施判断平衡移动的方向。 ①移走体系中部分 C(s) 　　　②将产生的 CO 全部移走 提示 : ① 由于炭为固体 , 因此改变炭的量 , 不影响平衡的移动 ;② 将产生的 CO 全部移走 , 将使体系中 CO 的浓度降低 , 因此平衡右移。 2. 电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 (PbCrO 4 ): (aq)+ 2 (aq)+H 2 O(l) 2PbCrO 4 (s)+2H + (aq) 　 ΔH<0 。该反应达平衡后 , 改变 横坐标表示的反应条件 , 所得图象如下 , 分析是否正确。 提示 : 图①正确 , 因为该反应的正反应为放热反应 , 温度升高 , 平衡逆向移动 , 的转化率减小。图②错误 , 因为 pH 增大 ,H + 浓度减小 , 平衡正向移动 , 的转化率升高。图③错误 , 因为温度升高 , 无论正反应速率还是逆反应速率均 增大。图④错误 , 因为增大 Pb 2+ 的物质的量浓度 , 平衡正向移动 , 的物质 的量减小。

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