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

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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。 实验现象结论实验Ⅰ滴加NaOH溶液后，溶液橙色变浅，逐渐变为黄色平衡向正反应方向移动实验Ⅱ滴加HNO3后，溶液黄色变浅，逐渐变为橙色平衡向逆反应方向移动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可逆反应平衡常数表达式改变压强对平衡的影响增大压强减小压强N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K＝正向移动逆向移动N2O4(g)2NO2(g)K＝逆向移动正向移动FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)K＝不移动不移动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．实验探究实验原理Co(H2O)(aq)＋4Cl－(aq)CoCl(aq)＋6H2O(l) ΔH>0　(粉红色)　　　　　　　　　　(蓝色)　　　　　　　　　　实验步骤实验现象溶液由紫色变为蓝色溶液不变色溶液由紫色变为粉红色实验结论升高温度，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动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措施原因加入过量的N2促进平衡正向移向，提高H2的转化率采用适当的催化剂加快反应速率采用高压有利于平衡向正反应方向移动采用较高温度加快反应速率同时提高催化剂的活性将氨液化并及时分离有利于平衡向正反应方向移动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O2D　[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)放热分析影响化学平衡移动的因素1.浓度变化对化学平衡的影响规律化学平衡aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D为非固体)体系浓度变化增大反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度减小反应物浓度速率变化v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v′正＞v′逆v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v′逆＞v′正v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v′正＞v′逆v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v′逆＞v′正平衡移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率与时间的图象规律总结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，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动2.压强变化对化学平衡的影响规律化学平衡aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D均为气体，a＋b＞c＋d)aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D均为气体，a＋b＜c＋d)体系压强变化增压减压增压减压速率变化v正、v逆同时增大，v′正＞v′逆v正、v逆同时减小，v′逆＞v′正v正、v逆同时增大，v′逆＞v′正v正、v逆同时减小，v′正＞v′逆平衡移动方向正向移动逆向移动逆向移动正向移动速率与时间的图象规律总结在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动注意事项：“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化学平衡aA＋bBcC＋dDΔH＞0aA＋bBcC＋dDΔH＜0体系温度的变化升温降温降温升温速率的变化v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆v正、v逆同时减小，且v′逆＞v′正v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆v正、v逆同时增大，且v′逆＞v′正平衡移动的方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率与时间的图象　【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)①②　③④1．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