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大专班讲义第三章化学反应速率和化学平衡第三节平衡移动第 1 页共1页
第三节化学平衡的移动
因条件改变,从一种平衡状态过度到另一种平衡状态的过程叫化学平衡的移动.
一.浓度的影响
例如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应达到平衡时
Q C=K C=[NH3]2/[N2][H2]3
很容易分析得到下列结论:
1.在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动,增加生成物的浓度或减小反应物的浓度,化学平衡向逆反应方向移动.
2.增大某一反应物的浓度可以提高另一反应物的转化率,自身的转化率将降低.
[以上可参考教材P42例题]
二.压力的影响
对于有气体参加的反应,压力的改变将使化学平衡发生移动.
1.反应前后气体体积相等的反应,压力的改变不影响化学平衡.
2.反应前后气体体积不相等的反应,加压使化学平衡向气体体积缩小的方向移动,减压使化学平衡向气体增大的方向移动.
三.温度的影响
升高温度使化学平衡向吸热反应方向移动,降低温度使化学平衡向放热反应方向移动.
解释:对吸热反应,升高温度则K增大.对放热反应,升高温度则K减小.
四.催化剂的影响
不影响化学平衡.
五.平衡移动原理
如果改变影响化学平衡的一个条件,化学平衡就向着能够减弱这种改变的方向的移动.
[练习]教材P45-46的1-3题.
[练习]教材P48选择题的4-6.填空题,计算题的1和11题.。
第3讲化学平衡状态化学平衡移动考点一可逆反应与化学平衡状态1．可逆反应(1)定义：在下既可以向方向进行，同时又可以向方向进行的化学反应。
(2)特点：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都 (填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示：在方程式中用“”表示。
2．化学平衡状态(1)化学平衡的建立(2)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。
(3)平衡特点小题热身正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)二次电池的充、放电为可逆反应。
( )(2)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变化，说明反应已达平衡状态。
( )(3)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。
( )(4)对于反应A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。
( )(5)在2 L密闭容器，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态。
( )(6)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。
( )[考向精练提考能]考向一化学平衡状态的判定判断平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”1．“正逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。
2．“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。
1．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)2．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) (乙)H2(g)＋I2(g)2HI(g)现有下列情况：①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比③速率之比等于系数之比的状态④浓度之比等于系数之比的状态⑤百分含量之比等于系数之比的状态⑥混合气体的颜色不再改变的状态⑦混合气体的密度不再改变的状态⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑨体系温度不再改变的状态⑩压强不再改变的状态⑪反应物的浓度不再改变的状态⑫反应物或生成物的百分含量不再改变的状态其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是；考向二从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点3．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O22SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O 存在于下列物质中的( )A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中4．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是( )A．SO2为0.4 mol/L B．SO2为0.25 mol/LC．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO2为0.24 mol/L，SO3为0.14 mol/L考点二化学平衡移动1．化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。
第3讲化学平衡的移动１．化学平衡状态：`可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组份的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
２．化学平衡的移动（1）平衡移动的原因（2）影响平衡移动的条件①增大反应物浓度或减小生成物浓度，v正’> v逆’，平衡朝着正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，v正’< v逆’，平衡朝着逆反应方向移动。
②增大体系压强，平衡朝着气态物质减小的方向移动；体积减小方向反应速率增加> 体积增大方向反应速率增加。
减小体系压强，平衡朝着气态物质增加的方向移动，体积减小方向反应速率减小> 体积增大方向反应速率减小。
③升高体系温度，平衡朝着吸热方向移动，放热方向速率增加< 吸热方向速率增加。
降低体系温度，平衡朝着放热方向移动，放热方向速率减小< 吸热方向速率减小。
④催化剂同等程度增加正逆反应速率，v正’= v逆’，不使化学平衡发生移动。
（3）勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理，①表述为：改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
②平衡移动只能“减弱”改变，而不能“阻止”改变。
③勒沙特列原理适用于任何平衡体系，包括化学反应平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡。
例1．（2007·全国I理综，13）下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是（）A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B．该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡC．该反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡD．同一种反应物在平衡态I和平衡态Ⅱ时浓度不相等【答案】C【解析】增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡正向移动，达到新的平衡，各物质浓度与原平衡不同，C错误。
３．用v-t 图像分析化学平衡的移动 （1）改变反应物浓度 增大反应物浓度 减小反应物浓度平衡正向移动 平衡逆向移动（2）改变生成物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度平衡逆向移动 平衡正向移动（3）改变气体体系的压强 增大压强 减小压强平衡向体积缩小方向移动 平衡向体积增大方向移动（4）改变温度 升高温度 降低温度平衡向吸热方向移动 平衡向放热方向移动v t v 正 v 逆 0 t 1 t 2 t 3 v 正=v 逆 v 正 v 逆vtv 正 v 逆t 1t 2t 3v 正=v 逆v 逆 v 正v t v 正v 逆 0t 1 t 2 t 3 v 正=v 逆 v 正 v 逆 vtv 正 v 逆t 1t 2t 3v 正=v 逆 v 逆v 正v t v 正 v 逆0 t 1 t 2 t 3 v 正=v 逆v 正 v 逆vtv 正 v 逆t 1t 2t 3v 正=v 逆 v 逆v 正v t v 正 v 逆t 1 t 2 t 3 v 正=v 逆 v 正v 逆vtv 正 v 逆t 1t 2t 3v 正=v 逆v 逆v 正（5）加催化剂例2．反应2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g) △H<0，在一定条件下达到平衡后，改变下列条件平衡发生移动，请画出改变下列条件后的反应速率与时间的关系图。
第3讲化学平衡移动[考纲解读] 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。
考点一化学平衡移动1．概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如________、________、________等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之________，从而在一段时间后达到________________。
这种由____________向______________的变化过程，叫做化学平衡的移动。
2．过程3．平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正____v逆，平衡向正反应方向移动。
(2)v正____v逆，平衡不移动。
(3)v正____v逆，平衡向逆反应方向移动。
1．化学平衡移动的实质是什么？2．某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，①若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？②若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？考点二影响化学平衡的外界因素1．影响化学平衡的因素条件的改变(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______方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向______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______________的方向移动反应前后气体分子数不变减小压强向______________的方向移动改变压强温度升高温度向____反应方向移动降低温度向____反应方向移动催化剂使用催化剂2.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____________的方向移动。
3．改变条件，平衡向正反应方向移动，原料的转化率一定提高吗？4．升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？5. 对于达到平衡的可逆反应：X+Y W+Z，增大压强则正、逆反应速率(v)的变化如图所示，分析可知X、Y、Z、W的聚集状态可能是( )A．Z、W为气体，X、Y中之一为气体B．Z、W中之一为气体，X、Y为非气体C．X、Y、Z皆为气体，W为非气体D．X、Y为气体，Z、W中至少有一种为气体6．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是( )A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅(1)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。
第三讲化学平衡移动(时间：45分钟满分：100分)题意)1．(2013·郑州质检)一定温度下，1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋M(s),5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z。
下列说法正确的是()。
A．用X表示此反应的反应速率是(0.1－2a) mol·L－1·min－1B．当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态C．向平衡后的体系中加入1 mol M，平衡向逆反应方向移动D．向上述平衡体系中再充入1 mol X，v正增大，v逆减小，平衡正向移动解析由题给反应的化学方程式可知生成2a mol Z消耗a mol X，利用化学反应速率的定义可知v(X)＝a mol(2 L×5 min)＝0.1a mol·L－1·min－1；因M为固态，故平衡向右移动，气体质量变小；若平衡向左移动，气体质量增加，故当混合气体质量不再发生变化时，可说明反应达到平衡状态；增大M的量，平衡不发生移动；向平衡体系中再充入X，反应物浓度增大，平衡正向移动，v正、v逆都增大。
答案 B2．(2013·合肥调研)已知图一表示的是可逆反应CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)ΔH>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g) N2O4(g)ΔH<0的浓度(c)随时间t的变化情况。
下列说法中正确的是()。
A．图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强B．若图一t2时改变的条件是增大压强，则反应的ΔH增大C．图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强D．若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小解析由图一可知，t2时正、逆反应速率均加快且发生突变，化学平衡正向移动，可能是升高了温度也可能是增大了压强，根据ΔH所表示的意义，不管平衡如何移动，ΔH不变，所以A正确，B错；由图二可知，t1时改变平衡条件的瞬间，NO2和N2O4的浓度均增大，然后c(NO2)减小，c(N2O4)增大，平衡向正反应方向移动，改变的条件可能是给体系增大压强，但不可能是由温度改变引起的，选项C错；若增大压强，平衡正向移动，N2O4的体积分数增加，因此混合气体的平均相对分子质量增大，D错。
答案 A3．将4 mol A和2 mol B放入2 L密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)ΔH<0。
4 s后反应达到平衡状态，此时测得C的浓度为0.6 mol·L－1。
下列说法正确的是()。
A．4 s内，v(B)＝0.075 mol·L－1·s－1B．4 s后平衡状态下，c(A)∶c(C)＝2∶1C．达到平衡状态后，若只升高温度，则C的物质的量浓度增大D．达到平衡状态后，若温度不变，缩小容器的体积，则A的转化率降低解析A项，C的浓度为0.6 mol·L－1，则B的浓度变化为0.3 mol·L－1，故v(B)＝0.3 mol·L－14 s＝0.075 mol·L－1·s－1，正确；B项，4 s后达到化学平衡状态时，c(A)∶c(C)＝7∶3，故不正确；C项，因为正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C的物质的量浓度减小，故不正确；D项，温度不变，缩小容器的体积，相当于增大体系压强，则化学平衡向正反应方向移动，A的转化率升高，不正确。
答案 A4．已知可逆反应a A＋b B c C中，物质的含量R%(A%和C%)随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()。
A．该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡B．该反应在T2温度时达到过化学平衡C．该反应的逆反应是放热反应D．升高温度，平衡会向正反应方向移动解析图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。
解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻)，所以反应在T2温度时第一次达到平衡，故A错，B正确；随着温度升高，反应物A的含量增大，生成物C的含量减少，说明平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应，C、D错误。
答案 B5．(2013·陕西五校模考)将1 mol SO2和1 mol O2通入容积固定的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡时SO3的物质的量为0.3 mol 。
此时若移走0.5 mol SO2和0.5 mol O2，则反应达到新平衡时SO3的物质的量()。
A．为0.3 mol B．为0.15 molC．小于0.15 mol D．大于0.15 mol且小于0.3 mol解析容器的容积不变而移走各0.5 mol的SO2和O2，相当于在原反应条件下容器的体积扩大一倍，若平衡不发生移动，SO3的物质的量为0.15 mol，而容器的体积扩大，相当于体系的压强减小，此时平衡将向逆反应方向移动，即新平衡时SO3的物质的量小于0.15 mol。
答案 C6．(2013·德州质检)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是()。
A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2解析根据图像①，升高温度，平衡正向移动，正反应ΔH>0，A错；②反应实质是Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3，K＋和Cl－不参加化学反应，KCl浓度增大不影响化学平衡，B错；③使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，C 正确；④此反应为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率增大，D 错。
答案 C7．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是()。
①选用适当的催化剂②提高装置温度③降低装置的压强④装置中放入碱石灰A．①③B．②④C．①④D．②③解析选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率；因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动；该反应的正反应为体积减小的反应，因此降低压强，能使平衡向逆反应方向移动；装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动。
答案 C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(13分)向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入2 mol A、2 mol B 和 1 mol A、1 mol B。
相同条件下(温度T℃)，发生下列反应：A(g)＋B(g) x C(g)ΔH<0。
测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示：回答下列问题：(1)乙容器中，平衡后物质B的转化率为________。
(2)x＝________。
(3)T℃时该反应的平衡常数为________。
(4)下列说法正确的是()。
A．向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大B．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，则平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c(A)<1.56 mol·L－1解析(1)乙容器反应达到平衡时c(A)＝0.5 mol·L－1，转化率为50%。
B的转化率也为50%。
(2)甲容器反应达到平衡时，c(A)＝0.78 mol·L－1，转化率为61%，即压强越大，A的转化率越高，所以正反应为气体体积减小的反应，x ＝1。
(3)反应达到平衡时，乙容器中c(A)＝c(B)＝c(C)＝0.5 mol·L－1，T℃时，该反应的平衡常数为2。
(4)A项，向平衡后的乙容器中充入“惰性气体”氦气，气体浓度不变，平衡不发生移动，c(A)不变；B项，将乙容器单独升温，平衡逆向移动，A的体积分数增大，更大于甲容器中A的体积分数；C项，若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，相当于压强变为原来的2倍，达到平衡时A的转化率比不加前增大，所以平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c(A)<1.56 mol·L－1。
答案(1)50%(2)1(3)2(4)C9．(14分)(2013·济南调研)298 K时，某容积固定为1 L的密闭容器中发生如下可逆反应：A(g) 2B(g)ΔH＝a kJ·mol－1。
其中B的物质的量浓度随时间变化如图所示。
试回答下列问题：(1)已知298 K时60 s达到平衡，则前60 s内A的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。
(2)该反应的平衡常数表达式为________。
(3)若298 K时B的平衡浓度为A的3倍，323 K时(其他条件不变)，B的平衡浓度为A的2倍。
且达到平衡所需时间为298 K时的16。
该反应中ΔH________0(填“>”或“<”)。
(4)若反应在298 K进行，在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol Ne，达到平衡时B的转化率为________(填序号)。
A．等于60% B．等于40%C．小于40% D．介于40%～60%之间(5)已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B 的平均反应速率(例如直线EF 的斜率表示20 s ～60 s 内B 的平均反应速率)，则曲线上任意一点的切线斜率的意义是______________________________________________ __________________________。
解析 (1)由图像可知，60 s 时，B 的物质的量浓度为0.6 mol·L －1，则A 减少0.3 mol·L －1，则v (A)＝0.3 mol·L －160 s＝0.005 mol·L －1·s －1；(2)该反应的平衡常数表达式为K ＝c 2(B)c (A)；(3)从298 K →323 K ，为升温，结果B 的浓度减小，即表明平衡向逆反应方向移动，则推出正反应为放热反应，ΔH <0；(4)由于在恒温恒容条件下，通入稀有气体Ne ，不影响化学平衡，故平衡时B 的物质的量浓度仍为0.6 mol·L －1，即转化0.4 mol·L －1，则B 的转化率为40%；(5)曲线上任意一点的切线斜率代表的是某一时刻的反应速率。
