第七章 化学反应速率和化学平衡李仕才考点二 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：2．化学平衡移动与化学反应速率的关系v正>v逆，平衡向正反应方向移动；v正＝v逆，反应达到平衡状态，平衡不发生移动；v正<v逆，平衡向逆反应方向移动。3．影响化学平衡的外界因素若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：15\n15\n4.勒夏特列原理及运用勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。本原理也称为平衡移动原理。化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消除”外界条件的改变，即“减弱而不抵消”。例如：对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)＋B(g)C(g) ΔH<0乙：A(s)＋B(g)C(g) ΔH<015\n丙：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH>0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲向左；乙向左；丙向右。达新平衡，反应体系的温度均比原来高(填“高”或“低”)。(2)加压，使体系体积缩小为原来的。①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲向右；乙不移动；丙不移动。②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后达新平衡时压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为甲p甲<p′甲<2p甲；乙p′乙＝2p乙；丙p′丙＝2p丙。③设压缩之前B的浓度为b甲、b乙、b丙，压缩后达新平衡后，B的浓度分别为b′甲、b′乙、b′丙，则b甲与b′甲、b乙和b′乙、b丙和b′丙的关系分别为甲：b甲<b′甲<2b甲；乙：b′乙＝2b乙；丙：b′丙＝2b丙。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．化学平衡发生移动，速率一定改变。速率改变，化学平衡一定发生移动。( × )2．合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。( × )3．平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快。( × )4．往平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅。( × )5．二氧化氮与四氧化氮的平衡体系，加压后颜色加深。( √ )6．C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。( √ )7．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变。( √ )8．化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大。( × )15\n1．对于溶液中的离子反应，向溶液中加入与实际反应无关的离子，平衡不移动。2．溶液中的可逆反应，达平衡后加水稀释，平衡向溶质微粒数增多的方向移动。3．改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。4．当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。5．对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。6．“惰性气体”对化学平衡的影响7．恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。8．绝热体系的化学平衡分析方法在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡就会向吸热反应的方向移动，从而影响平衡常数和反应物的转化率，对吸热反应，会使体系内温度降低，也会使平衡发生移动。1．处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH>0，不改变其他条件的情况下合理的说法是( )15\nA．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变B．升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小解析：焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A项错误；温度升高，正逆反应速率均增大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C项错误；体系中注入H2，体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D项错误。答案：B2．对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是( )①增加A的量，平衡向正反应方向移动②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变④增大B的浓度，v(正)>v(逆)⑤加入催化剂，B的转化率提高A．①②B．④C．③D．④⑤解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；此反应为反应前后气体分子数不变的反应，故增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。答案：B3．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)A2(g)＋B2(g) ΔH>0B．A2(g)＋3B2(g)2AB3(g) ΔH<0C．A(s)＋B(g)C(g)＋D(g) ΔH>0D．2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s) ΔH<0解析：A项加压平衡不移动，升温平衡向右移动，正确；B项加压平衡向右移动，升温平衡向左移动，错误；C项加压平衡向左移动，升温平衡向右移动，错误；D项加压平衡不移动，升温平衡向左移动，错误。答案：A15\n4．一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是( )①m＋n>p②m＋n<p③平衡向逆反应方向移动④C的质量分数增加A．①③B．②③C．③④D．①④解析：当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态)，则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。答案：B5．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g) ΔH＝QkJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如表所示：下列说法正确的是( )A．m>nB．Q<0C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动解析：温度100℃，气体体积1L时，n(Y)＝1mol，气体体积2L时，n(Y)＝1.5mol，则气体体积增大，n(Y)增加。气体体积增大，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以m<n，增大压强，平衡向正反应方向移动，w(Y)减小，A错误，C正确；气体体积为1L时，升高温度，c(Y)增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，Q>0，B、D错误。答案：C15\n6．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )解析：本题考查化学平衡移动原理的应用。A项中NO2球中存在2NO2N2O4，ΔH<0，正反应放热，NO2球放入冷水，颜色变浅，NO2球放入热水，颜色变深，可以用平衡移动原理解释，A项错误；根据B中表格的数据，温度升高，Kw增大，则水的电离是吸热反应，能用平衡移动原理解释，B项错误；H2O2溶液加MnO2是为了加快化学反应速率，MnO2作催化剂，C项正确；氨水中存在电离平衡NH3·H2ONH＋OH－，随着氨水浓度降低，氨水电离程度增大，可以用平衡移动原理解释，D项错误。答案：C7．在一个不导热的密闭反应容器中，只发生两个反应：a(g)＋b(g)2c(g) ΔH1<0x(g)＋3y(g)2z(g) ΔH2>0进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( )A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变15\nD．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大解析：不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，放出热量，体系温度升高，a(g)＋b(g)2c(g)平衡逆向移动，c的物质的量减少；等压时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，体系温度升高；等容时，通入惰性气体，反应物浓度不变，各反应速率不变；等容时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，y的物质的量浓度增大。答案：A8．在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2A(？)B(g)＋C(s)，达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是( )A．若正反应是吸热反应，则A为非气态B．若正反应是放热反应，则A为非气态C．在平衡体系中加入少量C，该平衡向逆反应方向移动D．改变压强对该平衡的移动一定无影响解析：若正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为非气态才能符合，A正确；若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为气态才能符合，B错误；对于可逆反应，固体的量的多少对反应速率没有影响，C错误；如A为气态，增大压强平衡向正反应方向移动，如A为非气态，增大压强平衡向逆反应方向移动，D错误。答案：A9．将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气，反应为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5kJ·mol－1(1)下列措施中，能提高碳的转化率的是________(填字母序号)。a．容器的容积不变，增加水蒸气的物质的量b．缩小容器的容积，增大压强c．扩大容器的容积，减小压强d．其他条件不变，升高温度e．压强不变，充入He气f．及时将水煤气从容器中移走g．加入催化剂h．采取措施使化学平衡常数K增大(2)当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是________(填字母序号)。a．CO的质量分数一定增加b．CO的产量一定增加15\nc．反应物的转化率一定增大d．反应物的浓度一定降低e．生成CO的速度一定大于生成H2O的速率f．正反应速率一定增大g．逆反应速率一定减小h．可以增加碳的质量，使平衡向正反应方向移动i．c(H2O)/c(CO)的值一定减小j．化学平衡常数K一定增大解析：(1)依据转化率α＝×100%，a、c、d、f均能使平衡右移，碳起始的物质的量不变，碳转化的物质的量增大，符合；b平衡向左移动，使碳转化的物质的量减小，不符合；e相当于减压，使平衡右移，碳转化的物质的量增大，符合；g平衡不移动，不符合；h化学平衡常数K只随温度变化，所以采取的措施一定是升高温度，符合。(2)加入水蒸气平衡右移，水的转化率降低、水蒸气浓度增大，化学平衡常数不变，所以c、d、j均错；CO质量分数＝×100%，减小CO的浓度，平衡右移，CO的质量、气体的总质量均减小，但CO的质量减小的多，所以a错误；加入水蒸气平衡右移，c(H2O)、c(CO)均增大，但c(H2O)增大的多，i错误；平衡右移生成物的产量一定增大，b正确；平衡向正反应方向移动，所以v(正)>v(逆)，e正确；由减压，平衡向正反应方向移动，正逆反应速率均降低，f错误；由升高温度可知g错误；碳是固体，可知h错误。答案：(1)acdefh (2)be 化学平衡移动过程与移动结果的分析1构建“虚拟的第三平衡”法在解题时若遇到比较条件改变后的新、旧平衡间某量的关系有困难时，可以考虑构建一个与旧平衡等效的“虚拟的第三平衡”，然后通过压缩或扩大体积等手段，再与新平衡沟通，以形成有利于问题解决的新模式，促使条件向结论转化，例如：(1)构建等温等容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。15\n(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，相当于“平衡不移动”。2典型实例——平衡移动与转化率和体积分数的变化关系(1)对于下列反应，达平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的反应物。15\n(2)若上述反应，达平衡后，保持温度压强不变，再加入一定量的反应物，则移动的结果，无论是哪种情况，反应物的转化率和体积分数都不发生变化。特别提醒：对于A(g)＋B(g)C(g)类的反应，达平衡后，保持温度、容积不变，只加入一定量的A(g)平衡正移，A的转化率减小，B的转化率增大，A的体积分数增大，B的体积分数减小。1．向一容积不变的密闭容器中充入1molN2O4，建立了平衡N2O4(g)2NO2(g)，测知N2O4的转化率为a%，在其他条件不变时再通入1molN2O4，待重新建立新平衡时N2O4的转化率为b%。a与b的大小关系为( )A．a<b B．a>b C．a＝b D．无法确定解析：15\n答案：B2．已知反应O2(g)＋2Cl2(g)2Cl2O(g) ΔH>0。在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入1molO2与2molCl2，测得平衡时O2的转化率如下表。下列说法正确的是( )A.起始反应速率：③>①>②B．平衡时压强：p1>p2C．容器体积：V1<V3D．若实验②中O2和Cl2用量均加倍，则平衡时O2的转化率小于70%解析：②平衡时O2转化率比①大，说明②相对于①平衡向正反应方向移动，所以开始时压强：p1<p2，则反应速率②>①，结合勒夏特列原理，平衡时压强也是p1<p2，故A、B错误；③和①O2的转化率相同，又该反应为吸热反应，③的温度高，平衡向正反应方向移动，所以③的压强使平衡向逆反应方向移动，即压强小于①，所以体积大于①，V1<V3，故C正确；若实验②中O2和Cl2用量均加倍，相当于增大压强，平衡正向移动，则O2转化率大于70%，故D错误。答案：C3．一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )15\nA．该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。答案：D4．密闭容器A和B，A保持恒压，B保持恒容。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的等量SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，并达平衡后，B容器中SO2的质量分数________(填“>”“<”或“＝”)A容器中SO2的质量分数。解析：恒温恒容随反应进行压强减小，故压强：A>B，所以A中二氧化硫的转化率大，即达到平衡时B容器中SO2的质量分数大于A容器中SO2的质量分数。答案：>15\n15
