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第三单元化学平衡的移动学习任务1化学平衡的移动1．化学平衡移动的原因与方向(1)原因反应条件改变，引起v正≠v逆。(2)方向①v正v逆时，平衡向正反应方向移动；②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。2．化学平衡移动的过程3．影响化学平衡移动的因素(1)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。(2)影响化学平衡移动的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：条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小向气体体积增大的方向移动减小压强反应前后气体分子数不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度降低温度向放热反应方向移动催化剂使用催化剂平衡不移动4.几种特殊情况说明(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响①恒温、恒容条件②恒温、恒压条件(3)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。1．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＜0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”，下同)甲________，乙________，丙________；混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)甲________，乙________，丙________。(2)加压，平衡移动方向分别为甲________，乙________，丙________；混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲________，乙________，丙________。答案：(1)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动增大不变不变2．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。t1____________；t2____________；t3____________；t4____________。答案：增大c(N2)或c(H2)加入催化剂降低温度增大压强化学平衡移动问题的分析步骤提升一化学平衡移动方向的判断1．(双选)对可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)ΔH0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是()A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小B．压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)均增大C．增大B的浓度，v(正)v(逆)D．加入催化剂，B的转化率提高解析：选BC。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，A项错误；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大，B项正确；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)，C项正确；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变，D项错误。2．(2020·扬州高三质检)一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905.9kJ·mol－1,下列叙述正确的是()A．4molNH3和5molO2反应，达到平衡时放出热量为905.9kJB．平衡时v正(O2)＝v逆(NO)C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量增大D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低解析：选D。A项，由于可逆反应不能进行到底，所以放出热量小于905.9kJ，错误；B项，达到平衡时v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4，错误；C项，减小压强，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，而气体的总质量不变，所以混合气体的平均摩尔质量减小，错误；D项，升高温度，平衡逆向移动，NO含量降低，正确。3．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0的正、逆反应速率的影响如图所示：(1)加入催化剂对反应速率产生影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。(2)升高温度对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。(3)增大反应容器体积对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。(4)增大O2的浓度对反应速率产生影响的图像是______，平衡向________方向移动。解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则平衡不移动，改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v′正v′逆，图像为A。(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆向移动，所以v′正v′逆，图像为D。(4)增大O2的浓度，正反应速率会“突然增大”，图像上正反应速率曲线出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上，但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，平衡向正反应方向移动，图像为B。答案：(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应判断化学平衡移动方向的思维模型提升二勒夏特列原理及其应用4．下列有关合成氨工业的叙述中，可用勒夏特列原理来解释的是()A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率解析：选B。催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡的移动，A不符合题意；高压有利于合成氨反应的平衡右移，B符合题意；采用高温会使合成氨反应的平衡左移，但500℃下催化剂的活性较高，C不符合题意；循环操作与平衡移动没有直接关系，D不符合题意。5．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.B.t/℃2550100Kw/10－141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(mol·L－1)0.10.01pH11.110.6解析：选C。A.二氧化氮气体中存在平衡：2NO2N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B.不同温度下水的离子积常数不同，温度升高促进水的电离，水的离子积常数增大。C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3·H2ONH＋4＋OH－发生了移动。(1)判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。(2)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当压强的改变造成浓度改变时，平衡才有可能移动。(3)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。达到新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。例如：①对于反应A(g)＋B(g)C(g)，增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②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℃T80℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，如从30MPa加压到60MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30MPap60MPa。(4)在分析化学平衡移动后颜色、压强、浓度等的变化时，有时可以先建立一个平台，“假设平衡不移动”，然后在此平台的基础上进行分析、比较就容易得到正确答案。学习任务2等效平衡一、等效平衡的含义在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。二、等效平衡的判断方法1．恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足c＋a＝2，c2＋b＝1时，即与上述平衡等效。2．恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②1mol0.5mol2mol③amolbmolcmol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中n（SO2）n（O2）＝21，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足c＋ac2＋b＝21或ab＝21，c≥0时，即与①②平衡等效。3．恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③amolbmolcmol①②两种情况下，n（H2）n（I2）＝1，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足c2＋ac2＋b＝1或ab＝1，c≥0时，即与①②平衡等效。三、虚拟“中间态”法构建等效平衡1．构建恒温恒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。2．构建恒温恒压平衡思维模式(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，平衡不移动。1．(经典题)(恒温恒容下的等效平衡)向一固定体积的密闭容器中通入amolN2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，达到平衡时再通入amolN2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率()A．不变B．增大C．减小D．无法判断解析：选C。恒温恒容条件下，投料等比增加相当于增大压强，增大压强平衡逆向移动，N2O4的转化率减小。2．(恒温恒容下的等效平衡)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1]容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度/(mol·L－1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强/Pap1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是()A．2c1c3B．a＋b＝92.4C．2p2p3D．α1＋α31解析：选B。根据“一边倒”的方法可知甲、乙两容器中的反应为等效平衡，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2mol，此时α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的2倍，丙中压强亦是乙中的2倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1c3，2p2p3，A、C项错误，B项正确；增大压强，不利于NH3的分解，则α2α3，故α1＋α31，D项错误。3．(恒温恒压下的等效平衡)恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1molA和1molB，达到平衡时生成amolC。则下列说法错误的是()A．若开始时通入3molA和3molB，达到平衡时，生成的C的物质的量为3amolB．若开始时通入4molA、4molB和2molC，达到平衡时，B