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第3讲影响化学平衡的因素化学平衡的移动考点一影响化学平衡移动的因素考点二平衡转化率的计算及平衡浓度的计算总纲目录高考演练考点一影响化学平衡移动的因素1.化学平衡移动与化学反应速率的关系v正v逆,平衡向①正反应方向移动;v正=v逆,反应达到平衡状态,②不发生平衡移动;v正v逆,平衡向③逆反应方向移动。2.外界因素对化学平衡移动的影响条件的改变(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④正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向⑤逆反应方向移动压强(对有气体存在的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积⑥减小的方向移动减小压强向气体体积⑦增大的方向移动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⑧吸热反应方向移动降低温度向⑨放热反应方向移动催化剂使用催化剂平衡不移动3.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。 特别提醒几种特殊情况说明(1)改变固体或纯液体的量,对化学平衡无影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。(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.【易错辨析】判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)工业合成氨反应中,及时把生成的氨气分离出来,反应速率和氮气的转化率都增大。 (✕)(2)二氧化硫的催化氧化选择常压是因为加压不利于向生成三氧化硫的方向移动。 (✕)(3)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。 (✕)(4)二氧化氮与四氧化氮的平衡体系,加压后颜色加深。(√)(5)往平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(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。 (✕)2.【多维思考】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)加催化剂对反应速率影响的图像是(填字母,下同),平衡移动。(2)升高温度对反应速率影响的图像是,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的浓度对反应速率影响的图像是,平衡向方向移动。答案(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应1.提高反应物转化率的常用方法条件可行措施温度正反应为吸热(或放热)反应,升高温度(或降低温度)压强正反应为气体化学计量数减小(或增大)的反应,增大(或减小)压强浓度增大一种反应物的浓度,可提高另一种反应物的转化率其他①适当减缓通入气体的速率;②充分搅拌备注若是气体与液体反应,或有易挥发、易分解的物质参与反应,则升高温度反应物的转化率会降低2.化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快,又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制典例(2018泰州中学月考)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知:C10H18(l) C10H12(l)+3H2(g)ΔH1C10H12(l) C10H8(l)+2H2(g)ΔH2ΔH1ΔH20;C10H18→C10H12的活化能为 ,C10H12→C10H8的活化能为 ;十氢萘的常压沸点为192℃;在192℃,液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9%。请回答:1aE2aE(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是。A.高温高压B.低温低压C.高温低压D.低温高压(2)研究表明,将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是。解析(1)提高平衡转化率即使平衡正向移动,应该升温、降压,所以选择高温低压,选C。(2)一方面,温度升高,加快了反应速率;另一方面,温度升高,平衡正向移动,升高温度带来的高压又会使平衡逆向移动,该条件下可显著释氢,说明温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用。答案(1)C(2)温度升高加快反应速率;温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用题组一影响化学平衡移动的因素1.下列说法正确的是 (B)A.反应Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g)中使用催化剂或移走部分CO,均可提高Fe2O3的转化率B.工业生产硫酸时,使用热交换器可以提高能量的利用率与原料的转化率C.一定温度下,增大反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g)容器的体积,平衡不移动D.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH0,其他条件不变时,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动解析使用催化剂对平衡的移动无影响,A项错误;使用热交换器,目的是将二氧化硫与氧气转化成三氧化硫放出的热量用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体,所以可以提高能量的利用率与原料的转化率,B项正确;由于正反应为气体体积增大的反应,增大容器体积,平衡正向移动,C项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,D项错误。2.可逆反应A(g)+B C(g)+D达到平衡时,下列说法不正确的是(B)A.若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,D不一定是具有颜色的气体B.增大压强,平衡不移动,说明B、D必是气体C.升高温度,C的百分含量减小,说明正反应是放热反应D.若B是气体,增大A的浓度会使B的转化率增大解析因A本身可能为有颜色的气体,则若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,D不一定是具有颜色的气体,A项正确;因A、C为气体,且化学计量数相同,则增大压强平衡不移动,可说明B、D均不是气体或均为气体,B项错误;升高温度,C的百分含量减小,说明升温平衡逆向移动,即正反应为放热反应,C项正确;B是气体时,增大一种反应物必然会促进另一种反应物的转化,所以增大A的浓度会使B的转化率增大,D项正确。3.一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)ΔH0,该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是 () 选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率答案A该反应正方向为气体体积增加且吸热的反应。升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,密度增大,A项正确;增加CO的量,平衡正向移动,生成的CO2的量虽然增多,但平衡时CO增加的量比CO2增加的量要多,所以CO2与CO的物质的量之比减小,B项错误;平衡常数只与温度有关,C项错误;因MgSO4为固体,增加其量对CO的转化率没有影响,D项错误。思维建模解答化学平衡移动类试题的一般思路题组二化学平衡的图像分析4.(2018海安高级中学1月月考)对于可逆反应A(s)+3B(g) 2C(g)ΔH0,下列图像中符合真实变化的是 (C) 解析该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,图中的正、逆反应速率交叉点为平衡状态,据图可知,反应达到平衡后,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,与实际情况不符,A项错误;加入催化剂能同等程度的增大正、逆反应速率,正、逆反应速率相等,平衡不移动,B项错误;增大压强,平衡向正反应方向移动,则C的体积分数增大,C项正确;升高温度,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,即温度越高,A的转化率越大,D项错误。5.某温度下,将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH0,容器中H2的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是 ()A.从反应开始至a点,v(CO2)=0.9mol·L-1·min-1B.曲线Ⅰ对应的条件改变可能是减小压强C.曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氢气D.该温度下,此反应的化学平衡常数为0.5答案D由图可知,a点氢气的物质的量为4.4mol,参加反应的氢气的物质的量为8mol-4.4mol=3.6mol,氢气的浓度变化量为 =1.8mol·L-1,故v(H2)= =0.9mol·L-1·min-1,速率之比等于化学计量数之比,故v(CO2)= v(H2)=0.3mol·L-1·min-1,A项错误;由图可知,曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短,反应速率加快,平衡时氢气的物质的量增大,平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,说明是升高温度,B项错误;条件改变如果是充入氢气,平衡正向移动,反应速率加快,但氢气的总量应比以前的多,3.6mol2L11.8molL2min13而曲线Ⅱ速率加快,氢气的量变少,C项错误;由图可知,平衡时氢气的物质的量为2mol,参加反应的氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol,氢气的浓度变化量为3mol·L-1,则:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)开始(mol·L-1)3400变化(mol·L-1)1311平衡(mol·L-1)2111故该温度下平衡常数K= =0.5,D项正确。311216.(1)可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)ΔH=Q。根据下图回答: ①p1p2;②a+bc+d;③T1T2;④ΔH0。(2)可逆反应:2A(g)+B(g) 2C(g)ΔH,平衡时C的百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足下图。根据图像回答: ①p1p2;②ΔH0;③图中标出的1、2、3、4四个点表示v正v逆的点是。(3)某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g)ΔH0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。 ①t2、t3、t5时刻改变的条件依次是、、。②Z的百分含量最低的时间是。(4)将物质的量均为3.00mol的物质A、B混合于5L容器中,发生如下反应:3A+B 2C。在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如图所示:①T0对应的反应速率v正(填“”“”或“=”)v逆。②此反应的正反应为(填“吸”或“放”)热反应。答案(1)①②③④(2)①②③3(3)①使用催化剂减小压强升高温度②t6(4)①=②放解析(1)①根据“先拐先平数值大”可知p2p1。②由p1到p2,增大压强,A的转化率降低,平衡逆向移动,则a+bc+d。③T1时先达到平衡,则T1T2。④T2到T1,升高温度,A的含量减小,平衡正向移动,正反应为吸热反应。(2)①根据反应可知,增大压强,平衡正向移动,C的百分含量增大,所以p1p2。②根据图像,温度升高,C的百分含量减小,平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,ΔH0。③曲线是平衡曲线,2、4是平衡点,1与平衡状态相比,B的转化率偏高,要达到平衡状态,反应逆向进行,v逆v正,3与之相反。(3)①t2时刻,v正与v逆同等倍数增大,平衡不移动,因而改变的条件是使用了催化剂;t3时刻,v正与v逆同时减小,且v逆v正,平衡逆向移动,结合反应可知改变的条件是减小压强;t5时刻,v正与v逆同时增大,且v逆v正,平衡逆向移动,结合反应可知改变的条件是升高温度。②根据平衡移动的方向可知,Z的百分含量最低的时间是t6。(4)①T0点反应达到平衡,此时v正=v逆。②从T0往后,升高温度,C%减小,平衡逆向移动,正反应是放热反应。方法技巧“四步法”解图像题考点二平衡转化率的计算及平衡浓度的计算解答化学平衡计算题的“万能钥匙”——三段式法1.步骤(1)写出涉及的可逆反应的化学方