高中化学考点过关（上）考点4化学平衡移动方向的判断新人教版选修4

高中化学考点过关（上）考点4化学平衡移动方向的判断新人教版选修4考点过关（上）考点4 化学平衡移动方向的判断化学平衡的移动的本质原理是，改变条件以后导致正逆反应速率不再相等，才使平衡发生移动，若使正反应速率大于逆反应速率则平衡一定正向移动。注意平衡正向移动只能说明改变条件后的那一个时刻，正反应速率比逆反应速率大，而不能说明正反应速率比改变条件前大，也可能比改变条件前小。判断移动方向时要深刻理解勒沙特列原理，平衡是一个能够自我调节外界变化的反应。若外界条件使温度升高，即外界提供了能量给体系，则平衡进行自我调节，将外界提供的能量储存到物质内部，使温度再降下来，这样平衡一定要向吸热方向移动，但温度下降后，一定比外界提供能量前要高，比提供能量的那一个时刻要低；若外界条件使压强增大，平衡进行自我调节，将压强再降下来。而在体积固定时，压强与气体的物质的量成正比，这样平衡一定要向气体物质的量减少的方向移动，但压强下降后，一定比外界增压前要高，比增压的那一个时刻要低。对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有以下规律：1.浓度：增大反应物浓度,改变的瞬间v正增大、v逆不变,v正>v逆,平衡正向移动；减小反应物浓度,改变的瞬间v正减小、v逆不变,v正<v逆,平衡逆向移动；增大生成物浓度,改变的瞬间v正不变、v逆增大,v正<v逆,平衡逆向移动；减小生成物浓度,改变的瞬间v正不变、v逆减小,v正>v逆,平衡正向移动。2.压强当m+n>p+q时,增大压强,v正增大、v逆增大,v正>v逆,平衡正向移动;减小压强,v正减小、v逆减小,v正<v逆,平衡逆向移动；当m+n=p+q时,增大压强,v正增大、v逆增大,v正=v逆,平衡不移动;减小压强,v正减小、v逆减小,v正=v逆,平衡不移动；当m+n<p+q时,增大压强,v正增大、v逆增大,v正<v逆,平衡逆向移动;减小压强,v正减小、v逆减小,v正>v逆,平衡正向移动。 2NO2N2O4H2+I2(g)2HI3.温度：当H<0时,升高温度,v正增大、v逆增大,v正<v逆,平衡逆向移动；降低温度,v正减小、v逆减小,v正>v逆,平衡正向移动；当H>0时,升高温度,v正增大、v逆增大,v正>v逆,平衡正向移动；降低温度,v正减小、v逆减小,v正<v逆,平衡逆向移动。4.催化剂：使用催化剂,v正增大、v逆增大,v正=v逆,平衡不移动。5.惰性气体：恒温、恒容条件时，原平衡体系体系总压强增大体系中各物质的浓度不变平衡不移动；恒温、恒压条件时，原平衡体系容器容积增大,体系的分压减小各组分的浓度同等倍数减小。化学平衡状态是一种参数恒定的状态，而化学平衡的移动是指条件改变所导致的化学反应进行的方向的改变，化学平衡移动会带来化学平衡状态的参数的改变，但化学平衡移动不一定带来化学平衡状态的参数的改变，且参数的变化趋势也不是恒定的。所以，化学平衡移动的方向取决于正逆反应速率的改变所带来的净变化量，即决定平衡移动方向的判据为V正与V逆的关系；条件改变瞬间若带来了体系中组分浓度的变化，且浓度熵Q与平衡常数K的关系发生改变，化学平衡必然发生移动。【例题1】某温度下,反应2A(g)B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡,平衡后=a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态,此时=b,下列叙述正确的是()。A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充B气体,则a<bB.若a=b,则改变的条件可能是使用了催化剂C.若其他条件不变,升高温度,则a<bD.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则a>b【解析】A项中充入B气体,相当于增大压强,平衡正向移动,所以b<a,A项错误;升高温度,平衡正向移动,则b<a,C项错误;若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,则a<b,D项错误。【答案】B【例题2】如图所示,甲、乙、丙分别表示在不同条件下,可逆反应A(g)+B(g)xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则曲线表示无催化剂时的情况,原因是。 (2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况,则曲线表示恒温恒容时的情况,原因是。 (3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是(填“放”或“吸”)热反应,化学计量数x的值(填“大于”或“小于”)2。 (4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度(T)的变化情况,根据你的理解,丁图的纵坐标可能是,原因为。 【答案】(1)b;曲线b达到平衡所用时间长,说明b的反应速率小于a(2)a;充入氦气,w(C)不变,平衡不移动(3)吸;大于(4)w(C)或c(C)或反应物的转化率;温度升高,平衡向吸热即正反应方向移动【考点练习】1.下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是()已达到平衡的反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动已达到平衡的反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定增大有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动有气体参加的反应达到平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动A. B. C. D.2.反应NH4HS(s)NH3(g)H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况下，不会使平衡发生移动的是()温度、容积不变时，通入SO2气体移走一部分NH4HS固体容器体积不变，充入氮气保持压强不变，充入氮气A. B. C. D.3.某温度下，密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是()A.可逆反应的化学方程式的化学计量数：abcB.压缩容器的容积时，v正增大，v逆减小C.达到新平衡时，物质X的转化率减小D.达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大4.据报道，在300 、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)，下列叙述错误的是()A.使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300 下进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率5.某处于平衡状态的反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)H<0,为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是()高温低温高压低压加催化剂分离出ZA.B.C.D.6.已知在一恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.0 kJ·mol1。SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：(1)压强：p1_(填“>”、“”或“<”)p2。(2)升高温度，平衡向_(填“左”或“右”)移动。(3)200 下，将一定量的SO2和O2充入体积为2 L的密闭容器中，经10 min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示：气体SO2O2SO3物质的量/mol1.61.80.410 min内该反应的反应速率v(O2)_，该反应达到化学平衡状态的标志是_。a.SO2和O2的体积比保持不变b.混合气体的密度保持不变c.体系的压强保持不变d.SO2和SO3物质的量之和保持不变当反应放出98.0 kJ热量时，测得该反应达平衡状态，该温度下SO2的转化率为_。(4)400 时，将等量的SO2和O2最初在两个容积相等的容器中反应，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的百分含量为p%，则乙容器中SO2的百分含量_。a.等于p% b.大于p%c.小于p% d.无法判断6.反应aA(g)bB(g)cC(g)H0在等容条件下进行。改变其他反应条件，在、阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：(1)反应的化学方程式中abc为_。(2)A的平均反应速率v(A)、v(A)、v(A)从大到小排列次序为_。(3)B的平衡转化率(B)、(B)、(B)中最小的是_，其值是_。(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡向_移动，采取的措施是_。(5)比较第阶段反应温度(T2)和第阶段反应温度(T3)的高低：T2_(填“”、“”或“”)T3，判断的理由是_。8.将0.40 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)H。在T1 和T2 时，测得NO2的物质的量随时间变化如下图所示：(1)T1 ，4080 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为_mol·L1·s1。(2)H_(填“>”、“<”或“”)0。(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有_(填字母，下同)。A.增大N2O4的起始浓度B.升高温度C.向混合气体中通入NO2D.使用高效催化剂(4)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是_。A.a、c两点的反应速率：a>cB.a、b两点N2O4的转化率：a>bC.a、c两点气体的颜色：a深，c浅D.由a点到b点，可以用加热的方法参考答案与解析1.【解析】增加C(s)的物质的量，由于浓度未变，平衡不移动，错；对于多种物质参加的可逆反应，增大某一反应物的浓度，平衡右移，其他物质的转化率增大，而此物质的转化率减小，错；对于有气体参加的非等体的可逆反应，缩小容器体积，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，错；在恒压容器中充入稀有气体，各物质浓度减小，若是非等体积反应，则平衡会发生移动，错。【答案】D3.【解析】体积缩小，假设平衡不移动，则Y和Z的浓度应该为原来的2倍，而现为1.8倍，则表明平衡向逆反应方向移动，压强增大，v正、v逆均增大，且v逆v正，向Y、Z消耗的方向即逆反应方向移动，则bca；X的转化率减小；混合物中Z的质量分数减小。【答案】C4.【解析】B项，加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，故不正确。【答案】B5.【解析】使化学平衡正向移动,应增大压强。因正反应是放热反应,所以降低温度,平衡正向移动。减小Z的浓度,平衡也正向移动。符合题意的有。【答案】C6.【解析】(1)由图可知：温度一定时，如200 时，B点SO2的转化率大于A点SO2的转化率，增大压强，平衡向气体化学计量数减小的方向移动，故p1>p2。(2)由图可知：压强一定时，升高温度，SO2转化率减小，平衡向左移动。(3)v(O2)v(SO3)×0.01 mol·L1·min1。SO2、O2起始物质的量分别为n(SO2)1.6 mol0.4 mol2.0 mol，n(O2)1.8 mol0.2 mol2.0 mol。因温度和体积不变，a项，开始加入SO2和O2的物质的量相等，而n(SO2)与n(O2)不同，故a项能说明反应达到平衡状态；b项，容器体积不变，混合气体质量不变，故反应前后气体密度不变，故b项不能说明反应达到平衡；c项，因反应前后气体的总物质的量减小，当温度体积不变时反应后气体压强减小，故c项能说明反应达平衡状态；d项，根据质量守恒，反应前后n(SO2)n(SO3)不变，故d项不能说明反应达到平衡状态。n(SO2)×2 mol1 mol，(SO2)×100%50%。(4)平衡后乙容器体积小于甲容器，压强大于甲容器，乙容器平衡相当于甲容器平衡增大压强(或缩小容器体积)得到，所以乙容器中SO2的百分含量小于p%。【答案】(1)>(2)左(3)0.01 mol·L1·min1ac50%(4)cv(A)0.012 mol·L1·min1，则v(A)v(A)v(A)。(3)(B)×100%50%，(B)×100%38%，(B)×100%19%，故(B)最小。(4)由图示可知，由第一次平衡到第二次平衡，A、B的浓度减小，说明平衡正向移动。由物质C的浓度变化可知，导致平衡正向移动的措施是从反应体系中分离出了产物C。(5)由图示可知，平衡正向移动，由于正反应是放热反应，故是降温过程，即T2T3。【答案】(1)132(2)v(A)v(A)v(A)(3)(B)0.19(4)右从平衡混合物中分离出了C(5)因为平衡正向移动，该反应为放热反应，故降温才能使平衡正向移动8.【解析】(1)T1 时v(N2O4)v(NO2)×0.001 25 mol·L1·s1。(2)由图可知反应在T1 比T2 先到达平衡状态，所以T1 >T2 ，由于T1 平衡时n(NO2)多于T2 平衡时，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热方向移动，所以H>0。(3)A项，增大N2O4起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小；B项，升高温度，平衡向右移动，增大；C项，通入NO2相当于增大压强，减小；D项，平衡不移动，不变。(4)A项，由图可知：a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：a、b两点平衡时压强相同，温度不同，a点NO2的体积分数大于b点，而反应N2O42NO2H>0，温度升高，平衡向右移动，NO2体积分数增大，温度T4>T3，转化率a>b；C项，由图像可知，a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，NO2浓度大，故气体颜色c点比a点深；D项，由b项分析知，a点平衡时温度T4高于b点平衡时温度T3，故由a点到b点需要降低温度。【答案】(1)0.001 25(2)>(3)AC(4)B 15