人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡导学案，共36页。学案主要包含了化学平衡的移动，浓度对化学平衡的影响，压强对化学平衡的影响，温度对化学平衡的影响，催化剂对化学平衡的影响，勒夏特列原理等内容，欢迎下载使用。
第10讲影响化学平衡的因素



知识导航



课前引入
化学平衡的特征：

在一定条件下，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等条件，化学平衡状态是否会发生变化？如何变化？


知识精讲

一、化学平衡的移动
1．定义：在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直到达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。


2．化学平衡移动的方向：
（1）v正＞v逆，化学平衡向正反应方向移动；
（2）v正＜v逆，化学平衡向逆反应方向移动；
（3）v正＝v逆，化学平衡不发生移动。

二、浓度对化学平衡的影响
实验探究——浓度对化学平衡的影响
原理
　　Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
浅黄色　无色　　　　红色　　　
步骤

现象
a试管中溶液呈红色，b试管溶液红色_________，c试管中溶液红色_________
解释
（1）加入少量铁粉，发生反应__________________，使Fe3＋的浓度_________，化学平衡向_________方向移动，Fe(SCN)3的浓度_________，溶液红色_________。
（2）加入KSCN溶液，SCN-的浓度_________，化学平衡向_________方向移动，Fe(SCN)3的浓度_________，溶液红色_________。
【答案】变浅变深
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋减小逆反应减小变浅
增大正反应增大变深
【实验结论】
在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向_________方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向_________方向移动。
【答案】正反应逆反应
【理论分析】（v – t图）


三、压强对化学平衡的影响
实验探究——压强对化学平衡的影响
原理
2NO2(g) N2O4(g)
(红棕色)
操作
用50 mL注射器抽入20 mL NO2和N2O4混合气体，将细管端用橡胶塞封闭
将针筒活塞迅速推至10 mL处(压强增大)
将针筒活塞从10mL处迅速拉至 40 mL处(压强减小)
现象
气体颜色_____________________________
气体颜色_____________________________
解释
压缩体积使压强增大时，c(NO2)瞬间________后又________，平衡向______移动
增大体积使压强减小时，c(NO2)瞬间________后又________，平衡向______移动

【答案】先变深，后变浅，最终比原来深先变浅，后变深，最终比原来浅
变大减小左
减小增大右

【实验结论】
在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体物质的量________的方向移动；
减小压强，平衡向气体物质的量________的方向移动。
注意：压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。
【答案】减小增大
【理论分析】（v – t图）


四、温度对化学平衡的影响
实验探究——温度对化学平衡的影响
原理
2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1
红棕色　　　无色
步骤

现象
热水中混合气体颜色________；冰水中混合气体颜色________
结论
混合气体受热颜色________，说明NO2浓度________，即平衡向________方向移动；
混合气体受冷颜色________，说明NO2浓度________，即平衡向________方向移动。
【答案】变深变浅
变深增大逆反应
变浅减小正反应

【实验结论】
在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向____________的方向移动；
降低温度，平衡向____________的方向移动。
【答案】吸热反应放热反应
【理论分析】（v – t图）



五、催化剂对化学平衡的影响
使用正催化剂，正、逆反应速率同时__________，且增大的倍数__________，化学平衡__________。
【答案】增大相同不移动
【理论分析】（v – t图）


六、勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动，该结论就是勒夏特列原理。

思考与交流：如何理解勒夏特列原理中的“减弱”一词？

【答案】平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，但不能“消除”外界条件的影响，即“减弱但不抵消”。

总结归纳——影响化学平衡移动的因素
外界条件的改变
化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度 /减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度 /增大生成物浓度
向逆反应方向移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
压强
反应前后气体分子总数改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体分子总数不变
改变压强
平衡不移动
催化剂
使用催化剂
平衡不移动



对点训练

题型一：浓度对化学平衡的影响
【例1】（2021·汕头市达濠华侨中学高二期末）将5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色。再将混合液分为5等份，分别进行如下实验：

实验①：滴加4滴水，振荡
实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1mol·L-1KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1mol·L-1KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴6mol·L-1NaOH溶液，振荡
下列说法不正确的是
A．实验②中溶液颜色比实验①中深
B．对比实验①和③，可证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡发生逆向移动
C．对比实验①和④，可证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动
D．对比实验①和⑤，可证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动
【答案】B
【分析】
将5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合发生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)。
【详解】
A．对比实验①和②，FeCl3浓度增加，平衡发生正向移动，实验②中溶液颜色比实验①中深，故A正确；
B．对比实验①和③，KCl实际不参加反应，且溶液总体积变大，浓度减小，不能证明增加反应物浓度，平衡发生逆向移动，故B错误；
C．对比实验①和④，KSCN浓度变化，则证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动，故C正确；
D．对比实验①和⑤，加NaOH可降低铁离子浓度，证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动，故D正确；
故选B。
【变1-1】（2020·大连市普兰店区第一中学高二月考）在恒温恒容条件下，能使A(g)+B(g) C(g)+D(g)逆反应速率增大且平衡向右移动的措施是
A．减小C的浓度 B．增大D的浓度 C．减小B的浓度 D．增大A的浓度
【答案】D
【详解】
A．减小C的浓度，正逆反应速率均减小，故不选A；
B．增大D的浓度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，故不选B；
C．减小B的浓度，正逆反应速率均减小，平衡逆向移动，故不选C；
D．增大A的浓度，正逆反应速率均增大，平衡正向移动，故选D；
选D。
【变1-2】（2020·全国高二课时练习）已知溶液中存在+H2O2+2H+的平衡，其中呈橙色，呈黄色，向该平衡体系中滴加饱和NaOH溶液时，颜色的变化情况是
A．黄色加深 B．橙色加深 C．颜色不变 D．颜色褪去
【答案】A
【详解】
在+H2O2+2H+的平衡中加入饱和NaOH溶液时，会消耗氢离子，使得氢离子浓度降低，平衡正向移动，的浓度增大，所以黄色加深，A正确；
答案为A。
【变1-3】（2022·全国高三专题练习）对于可逆反应：FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl的理解不正确的是
A．增大FeCl3的浓度，平衡向正反应方向移动
B．增大KSCN的浓度，平衡向正反应方向移动
C．增大Fe(SCN)3的浓度，平衡向逆反应方向移动
D．增大KCl的浓度，平衡向逆反应方向移动
【答案】D
【详解】
该可逆反应的本质为Fe3＋＋3SCN-⇌Fe(SCN)3，K＋、Cl-既不是反应物，也不是生成物，增大KCl的浓度，对该离子反应无影响，故平衡不移动。
故选D。
【变1-4】（2021·山西长治市·高三月考）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是

A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入
C．平衡时的体积分数：
D．反应开始后，与的浓度之比不变
【答案】C
【详解】
A．该反应为气体体积变化的反应，反应前后气体的物质的量变化，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．t2时正反应速率瞬间不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，故B正确；
C．t2时加入C，相当于增压，平衡正向移动，则平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)0，在其它条件不变的情况下，升高温度、减小容器体积、增大水蒸汽的浓度均能提高CH4的平衡转化率
D．一定温度下，恒容密闭容器中充入一定量NO2发生反应：2NO2N2O4达到平衡后，再向容器中充入一定量的NO2并达到新的平衡，则NO2体积分数先增大后减小，但比原平衡小
【答案】D
【详解】

【题2】（2021·江苏苏州中学高二月考）等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达平衡：X(g)+2Y(g)3Z(g) △H＜0，当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是
A．升高温度，X的体积分数减小
B．增大压强，Z的浓度不变
C．保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变
D．保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大
【答案】C
【详解】
A．正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，X的体积分数增大，故A错误；
B．增大压强，平衡不移动，但缩小体积，Z的浓度增大，故B错误；
C．保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，平衡不发生移动，Y的浓度不变，故C正确；
D．保持容器体积不变，充入一定量的Z，相当于增大压强，平衡不移动，X的体积分数不变，故D错误；
故选C。
【题3】（2021·吉林延边朝鲜族自治州·延边二中高二月考）下列事实能用化学平衡移动原理解释的是
①光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
②在铂铑合金催化下缩短N2和H2合成氨的时间
③可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
④红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
⑤对容积可变的密闭容器中已达平衡的HI、I2、H2混合气体进行压缩，混合气体颜色变深
⑥打开可乐瓶盖后看到有大量气泡逸出
⑦实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
A．①②④⑤⑦ B．①③④⑥⑦
C．①③④⑤⑥⑦ D．①④⑤⑥⑦
【答案】B
【详解】
①在新制氯水中存在平衡：Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO。光照新制的氯水时，次氯酸分解，c(HClO)降低，化学平衡正向移动，导致氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，能用化学平衡移动原理解释，①符合题意；
②在铂铑合金催化下缩短N2和H2合成氨的时间，催化剂不会改变平衡移动，不能用化学平衡移动原理解释，②不符合题意；
③在浓氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH-，氢氧化钠溶于水电离出OH-且放热，c(OH-)增大、温度同时升高，化学平衡向生成氨气方向移动，可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气，能用化学平衡移动原理解释，③符合题意；
④红棕色的NO2中存在平衡2NO2⇌N2O4，加压后颜色先变深后变浅，由于体积减小，NO2浓度变大，颜色先加深，后来由于加压，平衡向生成四氧化二氮的方向移动，气体颜色又变浅，能用化学平衡移动原理解释，④符合题意。
⑤2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)可逆反应增大压强平衡不移动，颜色变深其实是因为体积减小I2(g)浓度增大引起的，不能用平衡移动原理解释，⑤不符合题意；
⑥CO2(g)⇌CO2(aq)，由于打开瓶盖后外部气压比里面气压小，CO2会溢出，减小了CO2(g)浓度，此平衡逆向移动，能用平衡移动原理解释，⑥符合题意；
⑦氯气与水发生反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，在饱和食盐水中Cl-浓度比纯水的大，增大氯离子浓度，化学平衡逆向移动，导致氯气溶解度减小，氯气逸出，故可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，⑦符合题意；
综上所述可知能够用平衡移动原理解释的是①③④⑥⑦，故合理选项是B。
【题4】（2021·江苏苏州市·周市高级中学高三开学考试）利用CO2制备甲醇是温室气体资源化重要途径。在某CO2催化加氢制甲醇的反应体系中主要存在如下反应：
反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.2kJ·mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+42.5kJ·mol-1
反应III：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和3molH2，平衡时CO、CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是

A．ΔH3=-90.7kJ·mol-1
B．曲线a表示CO的物质的量分数随温度的变化
C．在不改变反应时间和温度条件下，增大压强能提高CH3OH的产量
D．在240~270℃内，温度改变对反应I和反应II平衡影响相反且程度接近
【答案】B
【详解】
A．根据盖斯定律可知反应I-II可得反应III，所以△H3=△H1-△H2=-48.2kJ/mol-42.5kJ/mol=-90.7kJ/mol，故A正确；
B．△H1＜0，△H3＜0，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，△H2＞0，生成CO的反应为吸热反应，所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，a代表CH3OH，b代表CO，故B错误；
C．反应I、III都能生成CH3OH，温度不变，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的产量提高，故C正确；
D．△H1＜0，△H2＞0，根据勒夏特列原理，温度改变时，反应i和反应ii平衡移动方向相反，且平衡移动程度相近，故D正确；
故选：B。
【题5】（2021·山东高三月考）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1 mol，容器体积为1 L]。

下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的ΔH＜0
B．图中压强的大小关系为p1>p2>p3
C．图中a点对应的平衡常数K=
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a>b
【答案】B
【详解】
A．依据图像分析，在同一压强下，随着温度的升高，乙烯的平衡转化率降低，说明该反应正方向为放热反应，即ΔH＜0，A项正确；
B．由方程式C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率提高，因此压强的大小关系是p1