2020化学新素养同步鲁教选修4（课件+讲义+素养练）：第2章第2节　化学反应的限度 第4课时.doc

1、第第 4 课时课时 影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素(二二) 学业要求 素养对接 能运用浓度、压强、温度对化学平衡的 影响规律，推测平衡移动方向及浓度、 转化率等物理量的变化。 变化观念：外部条件发生变化时平衡会 发生移动。 知 识 梳 理 知识点一、压强变化对化学平衡移动的影响规律 1.针对有气体参加或有气体生成的可逆反应而言对于反应前后气体体积发生变 化的反应。 改变压强 平衡移动方向 增大压强 平衡向气体体积缩小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 2.对于反应前后气体体积没有发生变化的反应，改变压强平衡不移动。 知识点二、催化剂对化学平衡的影响 1.加入催化剂

2、可以大大地加快化学反应速率，是因为它可以降低反应的活化能， 从而提高活化分子百分数，从而增大反应速率，但是由于催化剂能够同等程度地 改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡移动无影响。 2.催化剂不能改变达到化学平衡状态时的反应混合物中的组成含量，但是使用催 化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 知识点三、勒 夏特列原理 1.原理 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，则平衡将向着能够减弱这 种改变的方向移动。 2.注意事项 (1)研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。 (2)勒 夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时的平衡移动方 向。 (3)平衡移动的结果只能是“减弱”外界

3、条件的改变，但不能完全“消除”这种 改变。 自 我 检 测 1.对于平衡 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) H0， 试画出使用催化剂的速 率随时间的变化曲线。 答案 2.对于化学平衡体系 I2(g)H2(g)2HI(g) H0，试根据下图判断由曲 线 m 变为曲线 n 改变的条件可能是 _。 答案 使用催化剂或缩小容器体积 3.一密闭容器中建立 N23H22NH3 H0 的平衡体系，此时，N2的浓 度为N2，体系的温度为 T1，压强为 p1，按要求回答下列问题。 (1)保持温度、体积不变，通入 N2，使 N2的浓度变为 2N2，平衡向_方 向移动，重新平衡后，N2的浓度为_。 (2)保

4、持温度不变，压缩体积变为原来的1 2，使压强变为 2p1，平衡向_方 向移动，重新平衡后体系的压强变为_。 (3)保持体积不变，升高体系的温度至 2T1，平衡向_方向移动，重新平衡 后，体系的温度变为_。 答案 (1)正反应 N2N22N2 (2)正反应 p1p2p1 (3)逆反应 T1 T2T1 4.分别画出 3 题中条件改变时 N2浓度、体系压强、温度的变化曲线。 答案 学习任务一、压强对化学平衡移动的影响 【观图思考】 冬季天气寒冷，人们点燃蜂窝煤取暖，一不小心就很容易一氧化碳中毒，那么， 若中毒后该怎么处理？你能用平衡移动的原理解释吗？ 提示 若发现有人一氧化碳中毒， 要马上切断一氧化

5、碳源并将病人移至空气流通 处，必要时放入高压氧舱。CO 进入血液后有如下平衡：COHb O2O2 Hb CO，在高压氧舱中，煤气中毒患者吸入氧气浓度较高的空气后，CO Hb O2O2Hb CO，平衡向左移，使 Hb CO 转化为 Hb O2，恢复血红蛋 白的输氧功能。 【名师点拨】 1.对于反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) 化学平衡 abcd abcd abcd abcd 体系压强改变 加压 加压 减压 减压 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 速率变化 v正、 v逆同时增 大，v正v逆 v正、 v逆同时增 大，且 v逆v 正 v正、 v逆同时减 小，v正v逆

6、v正、 v逆同时减 小，v逆v正 图像 2.审题要求 (1)审准化学计量数之间的关系：是等体积反应还是非等体积反应。 (2)审准平衡建立的条件：是恒温恒容还是恒温恒压。 【典例 1】 在容闭容器中，反应 xA(g)yB(g)zC(g)，在一定条件下达 到平衡状态，试回答下列问题： (1)若 xyz，缩小体积，增大压强，则平衡向_方向移动。 (2)若保持体积不变，通入“He”气，则平衡_移动。 (3)若保持压强不变，通入“He”气，平衡向正反应方向移动，则 x、y、z 的关系为 _。 (4)若 xyz，缩小体积，增大压强，则平衡_移动。 答案 (1)正反应 (2)不 (3)xyz (4)不 【深

7、度思考】 “无关气体”对化学平衡的影响 (1)在容积不变的密闭容器中，向已达到平衡的气体反应体系中充入和体系中任 何物质都不反应的气体，平衡不发生移动。 (2)在压强不变、体积可变的恒压容器中，向已达到平衡的气体反应体系中充入 不与体系中任一气体反应的其他气体，会使平衡向着气体体积增大的方向移动 (若为气体体积不变的反应，则平衡不移动)。 变式训练 1 对于密闭容器中的可逆反应： mX(g)nY(s)pZ(g) H0， 达化学平衡后，改变条件，下列表达不正确的是( ) A.增大压强，化学平衡不一定发生移动 B.通入氦气，化学平衡不一定发生移动 C.增加 X 或 Y 的物质的量，化学平衡一定发生

8、移动 D.其它条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动 解析 由于该反应反应前后体积变化不明确， 故改变压强不能确定化学平衡是否 移动，A 项正确；恒容条件下充入氦气，没有改变平衡体系中各物质的浓度，平 衡不移动，恒压条件下充入氦气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向 移动，B 项正确；由于 Y 为固体，改变其用量不影响化学平衡，C 项不正确；该 反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，D 项正确。 答案 C 学习任务二、勒 夏特列原理在化工生产中的应用 【交流研讨】 勒 夏特列原理又名“化学平衡移动原理”，由法国化学家勒 夏特列于 1888 年 发现。是一个定性预测

9、化学平衡点的原理，其内容为：如果改变可逆反应的条件 (如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。 你怎么理解该内容中的“减弱”一词？ 提示 略 【名师点拨】 化学平衡移动原理有着广泛的适用性，可用于研究所有的化学动态平衡。平衡移 动原理是指导工农业生产和科学研究的重要规律。 合成氨生产中合成塔内的反应 和硫酸生产中接触室内的反应的特点是相似的(放热、气体体积减小)，两种工业 生产中在浓度、温度、催化剂等方面选择条件所依据的原理是相似的，但压强的 选择却大不相同，要依具体情况而定。 【典例 2】 (1)在合成氨工业生产中，通常通过以下途径来提高合成氨的产量或 产率。请

10、分析采取这些措施的原因。 在反应器中注入过量 N2 采用适当的催化剂 在高压下进行反应 在 较高温度下进行反应 (2)已知 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0，其实验数据如下： 压强(105 Pa) 1.01 5.05 10.1 50.5 101 SO2的转化率%(450 ) 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 SO2的转化率%(550 ) 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 则工业上生产硫酸的合成塔中应选择的适宜温度是_，适宜压强是 _。 解析 (1)根据合成氨的反应特点，从反应的限度来考虑，使用过量的 N2和高压 可以使平衡向正反应方向移动，提高原料转

11、化率、氨的产率；从反应的速率来考 虑，采用催化剂和较高温度能保证反应较快地进行，且使催化剂的活性最佳。 (2)从方程式和表中数据可以看出， 温度越高， SO2的转化率越低； 压强越大， SO2 的转化率越高。但在 1.01105 Pa 即常压条件下，SO2已经有较高的转化率，并 且考虑到成本、设备等方面的情况，故采用常压；450 时反应虽然比 550 时 反应慢一些，但其转化率很理想，故选择 450 、1.01105 Pa。 答案 (1)为了提高 H2的转化率，提高产率。使反应具有较快的反应速率。 为了提高 N2和 H2的转化率， 提高产率。 为了加快反应速率， 且使催化剂(铁 触媒)的活性最

12、佳。 (2)450 1.01105 Pa(常压) 变式训练 2 下列事实中，不能用勒 夏特列原理加以解释的是( ) A.夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体 B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中， 混合气体颜色 变浅 解析 A 中考查溶解平衡 CO2(g)CO2(aq)，压强减小，则平衡向逆方向移 动，形成大量气体逸出；B 中考查温度、浓度、酸碱性对 NH3H2O NH3 H2ONH 4OH 平衡移动的影响；D 中考查温度对 2NO 2 N2O4的影响；C 中颜色加深

13、的根本原因是因为体积减小，I2浓度增大，由于是 等体积反应不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。 答案 C 1.反应 X(g)Y(g)2Z(g) H0，达到平衡状态时，下列说法正确的是 ( ) A.减小容器容积，平衡向右移动 B.加入催化剂，Z 的产率增大 C.增大X，X 的转化率增大 D.降低温度，Y 的转化率增大 解析 因为该反应为化学方程式中气态物质系数不变的反应，故减小容器容积， 化学平衡不发生移动， A 项错误； 加入催化剂可同等程度地改变正、 逆反应速率， 故化学平衡不会发生移动，B 项错误；增大 X 的浓度，化学平衡向右移动，但 X 的转化率减小， C 项错误；该反应的正反

14、应放热，降低温度，化学平衡向右移动， Y 的转化率增大，D 项正确。 答案 D 2.在具有活塞的密闭容器中，一定温度下的可逆反应： H2(g)I2(g)2HI(g)已达到平衡。将活塞外拉，则： (1)容器内颜色_； (2)容器内压强_； (3)逆反应速率_； (4)混合气体平均相对分子质量_。 解析 当活塞外拉时，容器体积增大(压强减小)，各组分的浓度减小，气体颜色 变浅，反应速率减小；因为平均相对分子质量 Mrm（气） n（气），结合反应方程式的 特点知：m(气)不变，n(气)不变，故混合气体的平均相对分子质量不变。 答案 (1)变浅 (2)变小 (3)变小 (4)不变 3.往 2 L 密闭

15、容器中充入 NO2，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g) 2NO(g)O2(g)，实验测得 NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成 N2O4)， 下列说法正确的是( ) A.实验 2 比实验 1 的反应容器内压强减小 B.实验 2 比实验 1 使用了效率更高的催化剂 C.实验 1 比实验 3 的平衡常数大 D.由实验 2 和实验 3 可判断该反应是放热反应 解析 缩小体积，压强增大，平衡向逆反应方向移动，实验 2 不可能与实验 1 达到相同的平衡状态，A 项错误；因实验 1 和实验 2 平衡时 NO2的浓度相同， 但实验 2 反应速率大，则实验 2 使用了效率更高的的催化剂，B 项正确

16、；实验 3 在 850 反应，达到平衡时 NO2的浓度较 800 时小，说明温度升高，平衡向 正反应方向移动，则正反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，C、D 项错误。 答案 B 4.现有 mA(s)nB(g)qC(g) H0 的可逆反应， 在一定温度下达平衡时， B 的体积分数 (B)和压强 p 的关系如图所示， 则有关该反应的下列描述正确的是 ( ) A.mnq C.x 点的混合物中 v正v逆 D.x 点比 y 点的混合物的正反应速率小 解析 从曲线的走向可以判断出：增压，(B)增大，即平衡左移，所以右边系数 大，因 A 为固体，所以 nv 逆，所以 C 项错；D 项，在 y 点和 x 点

17、的 (B)相同，相当于在 x 点的基础上压缩 (y 点的压强大于 x 点)，所以正、逆反应速率都增大，D 项正确(若进一步探讨， 可得其顺序为 v逆yv正yv正xv逆x)。 答案 D 5.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视， 如何降低大气中 CO2的含量及 有效地开发利用 CO2，引起了各国的普遍关注，目前工业上有一种方法是用 CO2 来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为 1 L 的密闭容器 中，充入 1 mol CO2和 3 mol H2，一定条件下发生反应： CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H49.0 kJ mol 1 测得 CO2和 CH3

18、OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)反应开始到平衡，H2的平均反应速率 v(H2)_mol L 1 min1。 (2)H2的转化率为_。 (3)下列措施中能使 n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_。 A.升高温度 B.充入 He(g)，使体系压强增大 C.将 H2O(g)从体系中分离 D.使用催化剂 E.缩小容器体积 解析 (1)v(H2)3v(CO2)3（1.000.25）mol L 1 10 min 0.225 mol L 1 min1 (2)(H2)30.75 mol 3 mol 100%75% (3)A 项，升温，平衡左移 n(CH3OH)/n(CO2)减小；B 项充入 H

19、e(g)，平衡不移动， n(CH3OH)/n(CO2)不变；C 项，分离出 H2O(g)，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增 大；D 项，使用催化剂，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变；E 项，缩小容器 体积，平衡右移，n(CH3OH)/n(CO2)增大。 答案 (1)0.225 (2)75% (3)C、E 课时作业 基 础 练 1.下列叙述及解释正确的是( ) A.2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) H0，在平衡后，对平衡体系采取缩 小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅 B.H2(g)I2(g)2HI(g) H0，在平衡后，对平衡体

20、系采取增大容积、减 小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变 C.FeCl33KSCNFe(SCN)3(红色)3KCl，在平衡后，加少量 KCl，因为 平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅 D.对于 N23H22NH3，平衡后，在压强不变的条件下充入 O2，平衡左移 解析 A 项，缩小体积，平衡右移，但 NO2浓度仍增大，颜色变深，A 错；B 项， 扩大容积，平衡不移动，但由于I2减小，故体系颜色变浅，B 错；C 项，由于 KCl 没有参与反应，故对平衡无影响，C 错；D 项，压强不变，充入 O2(注：O2 不参与反应)，体积扩大，平衡左移。 答案 D 2.对于反应 CO(g)H2O(g)

21、CO2(g)H2(g) Hbc B.abc。 答案 A 4.在一密闭容器中，反应 aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器 体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则( ) A.平衡向逆反应方向移动了 B.物质 A 的转化率减小了 C.物质 B 的质量分数增加了 D.ab 解析 温度不变，体积扩大一倍，压强减小，若平衡不移动，则 B 的浓度应为 原来的 50%，而实际为 60%，说明平衡向正反应方向移动了；则 A 的转化率增 大、B 的质量分数增大；正反应方向是气体体积增大的方向，即 ab。 答案 C 5.某温度下，密闭容器中发生反应 aX(g)bY(g)cZ(g

22、)，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：abc B.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.达至新平衡时，混合物中 Z 的质量分数增大 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；平衡向 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

23、量分数减小。 答案 C 6.在体积相同的 A、 B 两个带活塞的玻璃容器中， 分别注入1 4体积颜色相同的 NO2 与溴蒸气，然后将活塞同时向外拉出到1 2(快速)，过一会可以看到( ) A.A 中的颜色比 B 中的浅 B.A 中的颜色比 B 中的深 C.A 中的颜色与 B 中的深浅相同 D.A 中颜色比开始时深 解析 两种气体的变化情况不一样，对于 Br2(g)只是物理变化浓度自然减半，对 于 NO2(g)是一个平衡移动的过程：2NO2N2O4，相当于压强减小，物理 变化使之颜色变浅，浓度自然减半，但随之平衡又向系数增加即生成 NO2方向 移动， 颜色要稍微加深一些， 尽管与拉动活塞之前相比

24、颜色要浅些， 但是比 Br2(g) 的还是要深些，故选 B。 答案 B 7.如图曲线 a 表示放热反应 2X(g)Z(g)M(g)N(s)在密闭容器中进行过 程中 X 的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按 b 曲线 进行，不可能采取的措施是( ) A.升高温度 B.X 的投入量增加 C.加催化剂 D.减小容器体积 解析 因为 N 为固体，所以该反应为等体积反应，所以加催化剂或减小容器体 积均能使 a 曲线变为 b 曲线；X 的投入量增加，相当于缩小体积，浓度增大，速 率加快，达到平衡所用时间变短，但平衡不移动，转化率不变。所以能使 a 曲线 变为 b 曲线；升温，平衡左移，

25、X 的转化率降低。 答案 A 8.已知：C(s)CO2(g)2CO(g) H0。该反应达到平衡后，下列条件 有利于反应正向进行的是( ) A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强 C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强 解析 C 和 CO2反应生成 CO，气态物质系数增大，H0，反应吸热。所以减 小压强、升高温度有利于反应向正方向进行。 答案 A 9.在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应： a(g)b(g)2c(g) H10 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，通入稀有气体，c 的物质的量不变 B.等压时，通入 z 气体，反

26、应器中温度升高 C.等容时，通入稀有气体，各反应速率不变 D.等容时，通入 z 气体，y 的物质的量浓度增大 解析 等压时，通入稀有气体后，第二个反应平衡向逆反应方向移动，反应器内 温度升高，第一个反应平衡向逆反应方向移动，c 的物质的量减小，A 错误；等 压时，通入 z 气体，第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动，所以体 系温度升高，B 正确；选项 C，由于容器体积不变，通入稀有气体不影响各种物 质的浓度，所以各反应速率不变，正确；选项 D，等容时，通入 z 气体，第二个 反应平衡向逆反应方向移动，y 的物质的量浓度增大，正确。 答案 A 10.反应 X(g)Y(g)2Z(g) H

27、T2，温度升高，w(C)的含量降低，所以升温，平衡左 移，正反应为放热反应。 (2)增大压强，w(C)含量降低，平衡左移，正反应为体积扩大的反应，m2。 (3)当温度、容积不变时，充入“惰”气，由于各反应物、生成物的浓度不变， 所以平衡不移动。 (4)当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，相当于减压，根据 m2， 平衡右移。 答案 (1)大于 放热 (2)大于 (3)增大 不 (4)向正反应方向 13.在一定条件下，体积为 3 L 的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催 化剂为 Cu2O/ZnO)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。 根据题意完成下列各题： (1)反应达到平衡

28、时， 平衡常数表达式 K_， 升高温度， K 值_(填 “增大”“减小”或“不变”)。 (2)在其他条件不变的情况下，对处于 E 点的体系体积压缩到原来的 1/2，下列有 关该体系的说法正确的是_。 a.氢气的浓度减少 b.正反应速率加快，逆反应速率也加快 c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时 n(H2)/n(CH3OH)增大 (3)据研究，反应过程中起催化作用的为 Cu2O，反应体系中含少量 CO2有利于维 持催化剂 Cu2O 的量不变，原因是_ (用化学方程式表示)。 解析 从图像可知温度升高时平衡体系中甲醇含量减少，可以推出 CO(g) 2H2(g)CH3OH(g)反应放热，因此温度升高后，K 值减小；加压时，反应 物和生成物浓度均增大，正、逆反应速率都增大，由勒夏特列原理可知，加压 时平衡右移，因此答案为 bc；在加热条件下 CO 能还原 Cu2O，使其减少，因此 反应体系中含有少量二氧化碳有利于维持 Cu2O 的量不变。 答案 (1) CH3OH COH22 减小 (2)bc (3)Cu2OCO2CuCO2