河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习讲义：第7章+第3节化学平衡的移动和化学反应的方向(含答案解析

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1、第三节　化学平衡的移动和化学反应的方向 [考纲定位]　1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 知识点一　影响化学平衡的因素 在一定条件下，aA(g)+bB(g)mC(g)+nD(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下: 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向 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(对有气体存在的反应) a+b≠m+n 增大压强 向

2、气体总体积减小的方向移动 a+b=m+n 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热方向移动 催化剂 使用催化剂 平衡不移动 规律——勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 小提醒:，某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率改变了，化学平衡不一定发生移动，如加入催化剂；但若平衡发生移动，化学反应速率一定改变。 巩固练习: 1.一定条件下C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0，其他条件不变，改变下列条件: (1)增大压强，正反应速率 、逆反应速率 ，

3、平衡 移动； (2)升高温度，正反应速率 、逆反应速率 ，平衡 移动； (3)充入水蒸气，反应速率 ，平衡 移动； (4)加入碳，反应速率 ，平衡 移动； (5)加入催化剂，反应速率 ，平衡 移动。 答案:(1)增大　增大　逆反应方向 (2)增大　增大　正反应方向 (3)增大　正反应方向 (4)不变，不　(5)增大　不 2.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，向密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，一定温度下达到平

4、衡，c(SO2)=a mol/L，c(SO3)=b mol/L，若将容器缩小为原来的，达到新平衡时，a mol/L c(SO2) 2a mol/L，c(SO3) 2b mol/L。(填“>”“<”或“=”)。 答案:<　<　> 知识点二　化学反应进行的方向 1.自发过程 (1)含义:在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点:①体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态(体系对外部做功或释放能量)； ②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2.熵 (1)熵是量度体系混乱度程度的物理量，符号为S。

5、 (2)当物质由固体变为液体或气体时，体系的混乱度增大，即ΔS>0，当物质由液体变为气体时，体系的混乱度增大，即ΔS>0。反之，ΔS<0。 3.化学反应的方向的判据 小提醒:对于ΔH>0，ΔS>0的吸热反应，高温下反应可自发进行；对于ΔH<0，ΔS<0的放热反应，低温下，反应可自发进行；对于ΔH<0，ΔS>0的反应，任何温度均可自发进行；对于ΔH>0，ΔS<0的反应，任何温度均不能自发。 巩固练习: 3.下列说法是否正确?(填“√”或“×”) (1)化学反应总是伴随着能量变化 (2)能够自发进行的反应不一定都是放热反应 (3)只有放热反应才能够自发进行 (4)能够自发进行的

6、反应就一定能够发生并完成 (5)若一个反应的ΔH>0，ΔS<0，该反应一定不能自发进行 (6)同一物质:固体→液体→气体变化是焓增和熵增的过程 答案:(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ 4.下列说法正确的是 A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变

7、化学反应进行的方向 答案:B 解析:ΔH<0、ΔS>0，则ΔG<0，任何温度下反应都能自发进行，A错误，B正确；用焓变和熵变判断反应的自发性，都有例外，故都不能单独作为反应自发性的判据，而应用复合判据，C错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，D错误。 考点一 [047]　化学平衡移动 考题引领 下列说法是否正确?(用“√”或“×”) 1.(2012·安徽高考)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快 2.(2010·全国卷Ⅱ)工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气可提高SO2的转化率 3.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应达到

8、的平衡，在恒温恒容下通入Ne气体压强增大，而平衡不移动 4.(2014·临沂模拟)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大 答案:1.×　固体不影响反应速率 2.√　充入过量的O2，使平衡向右移动，促进SO2的转化 3.√　4.√ 一、化学平衡移动的分析思路 二、平衡移动的几种特殊情况 1.当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或纯液体的量，对平衡无影响。 2.反应实例2NO2N2O4 条件变化 平衡移动 NO2% α(NO2) 恒温恒容，充入NO2 正移 减小 增大 恒

9、温恒容，充入N2O4 逆移 减小 减小 三、“无关气体”对化学平衡的影响 1.恒温、恒容条件 原平衡体系体系总压强增大→体系中各反应成分的浓度不变→平衡不移动。 2.恒温、恒压条件: 原平衡体系容器容积增大 体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)→ 3.同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的改变。如恒温恒容条件下，N2+3H22NH3达到平衡时，n(N2):n(H2):n(NH3)=1:2:3，若再向该容器充入1 mol N2、2 mol H2和3 mol NH3时平衡向正方向移动。 四、勒夏特列原理的理解 1.原理的适用范围是只有一个条件变

10、化的情况(温度或压强或一种物质的浓度)，当多个条件同时发生变化时，情况比较复杂。 2.这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时的体系压强将介于p～2p之间。 ——————[1个示范例]—————— 　(2014·南京市模拟)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=+131.5 kJ·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

11、.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 c.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的速率一定大于生成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

12、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=，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，

13、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)a、c、d、e、f、h　(2)b、e ——————[2个预测练]—————— 考向预测1　判断平衡移动的方向 1.(2012·上海高考节选)工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl (g)　ΔH=Q kJ·mol-1(Q<0) 完成下列填空: (1)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是

14、 。 a.其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小 b.其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小 c.其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动 d.其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动 (2)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比 (填“>”、“=”或“<”)。 解析:(1)因反应为放热反应，故反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，b正确；温度不变，加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变，a错误；其他条件不变，增加固体Si3N4平衡不移动，c错误；其他条件不变，

15、增大HCl的物质的量，平衡向消耗HCl的逆反应方向移动，d正确。 (2)降低温度，化学平衡向放热反应方向移动，即正向移动，n(H2)减小，n(HCl)增大，故减小。 答案:(1) bd　(2)< 考向预测2　勒夏特列原理的含义 2.下列措施或操作不能用勒夏特列原理解释的是 A.工业合成氨加入高效催化剂提高经济效益 B.工业合成SO3:2SO2+O22SO3时增大O2的浓度 C.对于2NO2(g)N2O4(g)反应，压缩体积提高NO2的转化率 D.对于2SO2(g)+O2(g)2SO3　ΔH<0，升高温度，SO2的转化率减小 解析:加催化剂，只改变反应速率不改变平衡状态

16、。 答案:A 考点二 [048]　化学平衡的综合图象分析 考题引领 下列说法是否正确?(用“√”或“×”) 1.(2011·安徽高考)对于ΔH<0的反应，v正与T的关系图为 2.由图可知T2>T1 3.对该图示，若T1>T2，则该反应的ΔH>0 答案:1.×　温度升高，v正、v逆均增大 2.√　3.√ 一、常见平衡图象的类型 1.含量­时间­温度(压强)图:常见形式有如下几种。 (C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数) (T2>T1，正反应为吸热反应) (p1>p2，正反应为气体体积减小的反应) 2.恒压(温)线:该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(

17、c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有 3.其他 (1)如右图，对于化学反应mA(g)+nB(g)≒qC(g)+pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v(正)>v(逆)；M点为刚好达到平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，平衡左移，ΔH<0。 (2)如右图，对于化学反应mA(g)+nB(g)qC(g)+pD(g)，l线上所有的点都是平衡点。在上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，所以，E点v(正)>v(逆)；在下方(F点)，A%小于此压强时平衡体系中的A%，则v(正)

18、(g)+bB(g)≒cC(g)反应，n(A)、n(B)是A、B的物质的量，交点n(A):n(B)=a:b。 二、分析图象的4种方法策略 1.看图像:一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点:即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。 2.依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征:吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。 3.先拐先平:在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或

19、使用了催化剂。 4.定一议二:勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。 ——————[1个示范例]—————— 　(2013·安徽高考)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)　ΔH>0 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 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K

20、 D MgSO4的质量(忽略体积) CO的转化率 解析:通过题给条件，判断平衡移动的方向，分析平衡移动后各量的变化规律，再结合图像进行判断。，考向预测1　根据图像确定反应特点 3.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH<0 B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH>0 C.CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)+H2O(g)　ΔH>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g)　ΔH<0

21、 解析:观察图象可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。 答案:A A.该反应的正反应是吸热反应，当升高温度时，平衡向正反应方向移动，生成气体的质量增加，由于容器的容积不变，所以容器内混合气体的密度增大，A项正确。B.方法一:增大CO的物质的量，平衡向正反应方向移动，生成CO2的量虽然增多，但平衡时CO增加的量要比CO2增加的量要多，所以CO2与CO的物质的量之比减小。方法二:因为容器的容积不变，增加C

22、O的物质的量，相当于增加了CO的浓度，由于反应物中只有CO为气体，根据“等效平衡”原理，增加CO的物质的量的过程可以看作是增大压强的过程，即平衡向逆反应方向移动，所以CO2与CO的物质的量之比应该减小。C.增加SO2的浓度，虽然平衡向逆反应方向移动，但由于温度没有改变，所以平衡常数K不变。D.MgSO4是固体，虽然它的质量增加了，但平衡并不发生移动，所以CO的转化率不会因为MgSO4质量的增加而增大。 答案:A ——————[2个预测练]—————— 考向预测2　综合图像考查 4.(2014·马鞍山模拟)有一反应:2A+B2C，其中A、B、C均为气体，如图中的曲线是该反应在不同温度

23、下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，则下列描述正确的是 A.该反应是放热反应 B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化 C.T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法 D.c点v(正)v(逆)，D错。 答案:B 平衡转化率的变化分析方法 1.当改

24、变温度或压强时平衡向正反应方向移动，平衡转化率一定增大。 2.当两种或两种以上的可逆反应，增加一种反应物的浓度，平衡向正向移动，其他反应物的转化率增大而本身转化率降低。 3.当只改变生成物的浓度，平衡向正向移动，平衡转化率一定增大。 4.对于aA(g) ≒bB(g)+cC(g)反应，加入一定的A建立平衡体系 (1)如果在恒温恒容下再加入A物质，达到新平衡时A的转化率有下列三种情况 ①a=b+c，A的转化率不变 ②a>b+c，A的转化率增大 ③a

25、)反应，加入a mol A和b mol B建立平衡体系。如在恒温恒容下按n(A):n(B)=a:b的量加入A、B，A、B转化率有下列三种情况　①a+b=c，A、B转化率不变　②a+b>c，A、B转化率增大　③a+b

26、充入1 mol O2气体 。 (2)在相同条件下，再充入1 mol SO2和0.5 mol O2 。 (3)升高温度 。 (4)在相同条件，充入He气 。 答案:(1)增大　(2)增大　(3)减小　(4)不变 解析:(1)再充入1 mol O2，平衡右移，SO2转化率增大。 (2)再充入1 mol SO2和0.5 mol O2。加入的量比没有改变，平衡时压强增大，正反应方向程度大，SO2的转化率增大。 (3)升温，平衡向吸热方向移动即逆向移动，SO2的转化率减小。 (4)恒温恒容充入惰气He，平衡不移动，SO2的转化率不变

27、。 1.(选修4P32T6改编)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g)。平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是 A.x+yz。 2.(选

28、修4P32T8)2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。达平衡时，PCl5为0.40 mol，如果此时移走1.0 mol PCl3和0.50 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是 A.0.40 mol B.0.20 mol C.小于0.20 mol D.大于0.20 mol，小于0.40 mol 答案:C 解析:如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，再达平衡时压强比原平衡小，化学平衡向逆反应方向移动。

29、3.(2014·山东省济宁市高三上学期期末考试)在一定容器密闭容器中通入A、B两种气体，一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0，达到平衡后，只改变一个条件(x)，下列量(y)的变化一定符合图中曲线的是 x y A 再加入A B的转化率 B 加入催化剂 A的体积分数 C 充入氦气 A的转化率 D 升高温度 C的体积分数 答案:A 解析:催化剂不能影响化学平衡，B项不正确；充入氦气，不能影响平衡，A的转化率不变，C项不正确；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，C的转化率降低，D项不正确。 4.(2013·全国高考)反应X(g)

30、+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是 A.减小容器体积，平衡向右移动 B.加入催化剂，Z的产率增大 C.增大c(X)，X的转化率增大 D.降低温度，Y的转化率增大 解析:根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。C.增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。 答案:D 5.(高考组合题)下列说法正确的是 。 A.(20

31、12·江苏高考)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 B.(2011·江苏高考)一定温度下，反应MgCl2(l) Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0 C.(2011·北京高考)升高温度可缩短ΔH<0的可逆反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 D.(2013·重庆高考)反应E(g)+F(s)2G(g)的ΔS>0 E.(2010·天津高考)ΔH<0的可逆反应，升高温度，平衡常数K正减小，K逆增大 F.(2010·江苏高考)常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0 答案:BDEF

32、 解析:A项，CaCO3的分解是吸热反应，ΔH>0，反应是否能够自发进行取决于ΔH-TΔS的正负，错误；B项，镁在氯气中燃烧是放热反应，反之则为吸热反应，正确；C项，ΔH<0为放热反应，升温平衡逆向移动，降低平衡转化率，错误；D项，固体生成气体，ΔS>0，正确；E项，ΔH<0的反应，正反应为放热反应，正确；F项，应依据ΔH—TΔS来判断反应能否自发进行。由方程式知ΔS>0，则ΔH>0，正确。 6.现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途。CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1。现在容积均

33、为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如图1和图2。 　　 (1)该反应的ΔH1 0(填“<”、“>”或“=”，下同)，K1 K2。 (2)将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有 。 答案:(1)<　>　(2)升温或减压 解析:(1)从图1看，温度升高，CH3OH的物质的量减小，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，ΔH1<0；温度越高，K值越小，K1>K2。 (2)容器c中温度比容器d中温度低，则平衡时容器c中甲醇的体积分数比容器d中甲醇的体积分数大，使容器c的平衡逆向移动可以转变到容器d中的平衡状态，升温或减压都可以实现。