1、1第三单元 化学平衡的移动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，能用相关理论解释其一般规律。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。化学平衡的移动知识梳理1化学平衡移动的原因与方向(1)原因反应条件改变，引起 v 正 v 逆 。(2)方向 v 正 v 逆 时，平衡向正反应方向移动； v 正 v 逆 时，平衡向逆反应方向移动。2化学平衡移动的过程3影响化学平衡移动的因素(1)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。(2)影响化学平衡移动的因素若其他条件不变，改变下列条
2、件对化学平衡的影响如下：条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动浓度减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动增大压强 向气体体积减小的方向移动反应前后气体分子数改变 减小压强 向气体体积增大的方向移动压强(对有气体参加的反应)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 向吸热反应方向移动2降低温度 向放热反应方向移动催化剂 使用催化剂 平衡不移动自我检测1对于一定条件下的可逆反应，甲：A(g)B(g)C(g) H0乙：A(s)B(g)C(g) H0丙：A(g)B(g)2C(g) H0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问
3、题：(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)甲_，乙_，丙_；混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)甲_，乙_，丙_。(2)加压，平衡移动方向分别为甲_，乙_，丙_；混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲_，乙_，丙_。答案：(1)向左 向左 向右 减小 减小 不变(2)向右 不移动 不移动 增大 不变 不变2已知一定条件下合成氨反应：N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92.4 kJmol1 ，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。t1_； t2_； t3_；t4_。答案：增大 c
4、(N2)或 c(H2) 加入催化剂 降低温度增大压强(1)化学平衡发生移动的实质是正、逆反应速率不相等。正、逆反应速率发生变化，平衡不一定移动。例如：使用催化剂，正、逆反应速率均增加，但是增加后的速率仍然相等，所以平衡不发生移动。(2)v(正)增大，平衡不一定向正反应方向移动。只有 v(正) v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。3(3)外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”条件的改变。对可逆反应：2A(s)3B(g)C(g) 2D(g) H v(逆)加入催化剂，B 的转化率提高A BC D解析 A 是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大 B的浓度，正
5、反应速率增大，平衡向正反应方向移动， v(正) v(逆)；升高温度， v(正)、 v(逆)均增大，但 v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但 v(正)、 v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B 的转化率不变。答案 B对于某可逆反应：2A(g)B(g)C(g) 3D(？)，平衡时 B物质的浓度为 0.2 mol/L，保持温度不变，将容器扩大到原体积的 2倍，重新达到平衡时 B物质的浓度为0.14 mol/L，则物质 D是气态还是非气态？答案：扩容至原来的 2倍，各物质浓度均减半，重新达到平衡时 B物质的浓度为 0.14 mol/L，说明 B的浓度比扩容时增
6、大，则表示平衡向逆方向移动；压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，说明化学方程式中气体体积左边大于右边，则 D物质为非气态。判断化学平衡移动方向的思维模型4化学平衡移动方向的判断1反应 X(g)Y(g)2Z(g) H0，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：选 D。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。
7、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。2某温度下，在密闭容器中 SO2、O 2、SO 3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应 2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g) HT1。8(2)若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中 p1p2。(3)若为是否使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中 a使用催化剂。2正确掌握图像中反应规律的判断方法(1)图甲中， T2T1，升高温度， A降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。(2)图乙中， p1p2，增大压强， A升高，平衡正移，则正反应为气体体积减小的反应。(3)若纵坐标表
8、示 A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。三、恒温线(或恒压线)图像已知不同温度下的转化率压强图像或不同压强下的转化率温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应 aA(g) bB(g) cC(g)中反应物的转化率 A为例说明解答这类图像题时遵循的原则“定一议二”原则：1可通过分析相同温度下不同压强时反应物 A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大， A增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结
9、论。2可通过分析相同压强下不同温度时反应物 A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。四、几种特殊图像1如图，对于化学反应： mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)， M点前，表示化学反应从反应物开始，则 v 正 v 逆 ； M点为刚达到的平衡点； M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移， Hv 逆 ；则曲线右下方( F点) v 正 0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( )解析：选 A。曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，
10、升高温度，增大压强， v 正 、 v逆 均增大，B 中 v 逆 和 D中 v 正 、 v 逆 均减小，则 B、D 项均错误；可逆反应：2A(s)2B(g)2C(g) D(g) H0的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，平衡向正反应方向移动，故 v 正 v 逆 ，A 项正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，故 v 逆 v 正 ，C项错误。(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。(2)不要忽视图像中的比例关系，比例关系一般涉及计算问题。(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度，不要忽视。2015高考全国卷，27(3)甲醇既是重要的化工原料，又可作
11、为燃料，利10用合成气(主要成分为 CO、CO 2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H10合成气组成 n(H2)/n(COCO 2)2.60 时，体系中的 CO平衡转化率( )与温度和压强的关系如图所示。 (CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图中的压强由大到小为_，其判断理由是_。解析 由图可知，压强一定时，CO 的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减少 CO的消耗，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生 CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO 的转
12、化率减小。反应的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应为气体总分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO 的转化率提高，故压强 p1、 p2、 p3的关系为 p1 p2 p3。答案 减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡逆向移动，使得体系中 CO的量增大；反应为吸热反应，平衡正向移动，又使产生 CO的量增大；总结果，随温度升高，使 CO的转化率降低 p3 p2 p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提高 CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强影响。故增大压强时，
13、CO 的转化率提高已知：4NH 3(g)5O 2(g)4NO(g) 6H 2O(g) H1 025 kJ/mol。若反应物的起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )11解析：选 C。正反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO 含量降低，A 项正确，C 项错误；正反应是气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO 含量降低，B 项正确；加入催化剂可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，但不影响平衡的移动，即 NO含量不变，D 项正确。解化学反应速率与化学平衡图像题的思路“一看、二想、三判断”(1)一看看图像。看轴：弄清纵、横坐标
14、的含义；看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率；看点：弄清曲线上起点、拐点、交点、最高点与最低点的含义；看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化、压强变化还是转化率变化；看是否需要作辅助线，如等温线、等压线等。(2)二想想规律。联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)三判断通过将图像分析和理论分析相结合，作出正确判断。 物质的量(浓度)、速率时间图像1在一定条件下，N 2O分解的部分实验数据如下：反应时间/min0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100c(N2O)/(molL1 )0.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.030
15、0.0200.0100.000如图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )(注：图中半衰期指任一浓度 N2O消耗一半时所需的相应时间， c1、 c2均表示 N2O初始浓度且 c1 c2)12解析：选 A。分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N 2O物质的量浓度变化值相同，可得出结论：N 2O的分解速率与其物质的量浓度无关，故 A项正确，B 项错误。分析数据可知：0100 molL 1 0.050 molL 1 时间为 50 min，0080 molL 1 0.040 molL 1 时间为 40 min，0060 molL 1 0.030 molL 1 时间为 30 min，0040 mol
16、L 1 0.020 molL 1 时间为 20 min，0020 molL 1 0.010 molL 1 时间为 10 min，所以随着 N2O物质的量浓度的增大，半衰期增大，故 C项错误。转化率相等的情况下，浓度越大，所需时间越长，故 D项错误。225 时，在体积为 2 L的密闭容器中，气态物质 A、B、C 的物质的量 n(mol)随时间 t的变化如图所示，已知达到平衡后，降低温度，A 的转化率增大。(1)根据上图中数据，写出该反应的化学方程式：_。此反应的平衡常数表达式 K_，从反应开始到第一次平衡时的平均速率 v(A)为_。(2)在 57 min内，若 K值不变，则此处曲线变化的原因是_
17、。(3)下图表示此反应的反应速率 v和时间 t的关系图：13各阶段的平衡常数如下表所示：t2 t3 t4 t5 t5 t6 t7 t8K1 K2 K3 K4K1、 K2、 K3、 K4之间的关系为_(用“”“K2 K3 K4。由于整个过程条件的改变均造成转化率减小，所以转化率最大的一段时间为开始建立平衡的 t2 t3段。答案：(1)A2B2C 0.05 molL1 min1 (2)增大压强 c2（ C）c（ A） c2（ B）(3)K1K2 K3 K4 t2 t3百分含量(物质的量)时间温度(压强)图像3可逆反应： aA(s) bB(g) cC(g) dD(g) H Q kJmol1 ，反应过
18、程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的百分含量与温度( T)、压强( p)的关系如图所示，据图分析，以下说法正确的是( )A T1T2， H0B T10C p1p2， a b c dD p1T1，且由 T1 T2时，C%减小，即升温平衡左移，故此反应的 Hp1且压强改变 B%不变，说明压强改变对此平衡无影响，由于 A为固体，故 b c d，所以 D项正确，C 项错误。4(2018福州高三适应性考试)在密闭容器中通入 NO和 CO各 2 mol发生反应：2NO(g)2CO(g)2CO 2(g)N 2(g)，容器内 CO2的物质的量随温度( T)、压强( p)和时间14(t)的变化曲线如图所示
19、。以下说法合理的是( )A温度 T2 T1B压强 p2 p1C曲线表示 NO平衡转化率为 25%D该反应的焓变 H0解析：选 D。由和，温度相同，“先拐先平”，所以 p1p2，B 项错误；由和，压强相同， T1T2，A 项错误；，温度升高， n(CO2)减小，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应吸热，正反应放热，D 项正确；曲线表示 NO的平衡转化率为 75%，C 项错误。恒温(恒压)线图像分析5用 CO合成甲醇(CH 3OH)的化学方程式为 CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) Hv(d)，A、B 项错误；正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，温度不变，平衡常数不变，故有 K(
20、a)K(c)， K(b) K(d)，C 项正确；CO 的平衡转化率越大，正向进行程度越大，气体的物质的量越少，平均摩尔质量越大， M(a)M(c)，D 项错误。6(2018湛江高三检测)研究和开发 CO2和 CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。15CO可用于合成甲醇。在压强为 0.1 MPa条件下，在体积为 b L的密闭容器中充入 a mol CO和 2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)。平衡时 CO的转化率与温度、压强的关系如图：(1)该反应属于_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)100 时，该反应的平衡常数： K_(用含 a、
21、b的代数式表示)。若一个可逆反应的平衡常数 K值很大，对此反应的说法正确的是_(填序号)。a该反应使用催化剂意义不大b该反应发生将在很短时间内完成c该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小d该反应一定是放热反应(3)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入 a mol CO、2 a mol H2，达到平衡时 CO转化率_(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡常数_。(4)在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入 2.5 mol CO、7.5 mol H2，反应生成 CH3OH(g)，达到平衡时，CO 转化率为 90%，此时容器内压强为开始时压强的_倍。解析：(1)同一压强下，CO
22、 的转化率随温度的升高而减小，所以正反应为放热反应。(2)100 时 CO的转化率为 0.5，列式求算：CO(g) 2H 2(g)CH 3OH(g)起始 a mol 2a mol 0转化 0.5 a mol a mol 0.5a mol平衡 0.5 a mol a mol 0.5a molK等于平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，求得 K b2/a2；反应的 K值大只能说明反应进行的程度大，不能确定其反应速率的大小，也不能确定反应是吸热还是放热。(3)由于该反应为气体体积减小的反应，再通入 a mol CO、2 a mol H2相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以 CO转化率增大
23、，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以不会改变。(4) CO(g) 2H 2(g)CH 3OH(g)16起始 2.5 mol 7.5 mol 0转化 2.25 mol 4.5 mol 2.25 mol平衡 0.25 mol 3 mol 2.25 mol由于恒温、恒容下，压强之比等于物质的量之比，平衡时的总物质的量为 5.5 mol，起始时为 10 mol，所以平衡时压强为起始时的 0.55倍。答案：(1)放热 (2) b2/a2 c (3)增大 不变 (4)0.55有关化学反应速率和化学平衡图像题的分析方法(1)认清坐标系：弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理结合进行分析。(2)紧扣
24、可逆反应的特征：弄清正反应是吸热还是放热，体积是增大、减小还是不变，有无固体、纯液体参与或生成等。(3)看清变化：看清反应速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(4)先拐先平：例如，在转化率时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化是由温度高还是压强大引起的。(5)定一议二：当图像中有三个量时，先固定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 课后达标检测一、选择题1CO 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)N 2(g)2CO 2(g) H0， a bc B H0， a bc
25、D Hn， Q 0 B mn p， Q 0C mn， Q v 正 ，平衡向逆反应方18向移动，逆反应为吸热反应，即 Qv 逆 ，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积减小的反应，即 mn，C 正确。6(2017高考海南卷改编)已知反应 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) 催 化 剂 H0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )A升高温度， K增大B减小压强， n(CO2)增加C更换高效催化剂， (CO)增大D充入一定量的氮气， n(H2)不变解析：选 D。A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高
26、温度， K减小，故 A说法错误；B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即 n(CO2)不变，故 B说法错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，因此 CO的转化率不变，故 C说法错误；D.恒压下，充入 N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体系数之和不变，因此化学平衡不移动， n(H2)不变，故 D说法正确。7处于平衡状态的反应：2H 2S(g)2H 2(g)S 2(g) H0，不改变其他条件的情况下合理的说法是( )A加入催化剂，反应路径将发生改变， H也将随之改变B升高温度，正、逆反应速率都增大，H 2S分解率也增大C增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温
27、度降低D若体系恒容，注入一些 H2后达新平衡，H 2浓度将减小解析：选 B。催化剂能改变化学反应速率也能改变反应路径，但焓变与反应路径无关，A项错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因 H0，故平衡正向移动，H 2S分解率增大，B 项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C 项错误；恒容体系中注入 H2，平衡将向 H2浓度降低的方向移动，但最终 H2的浓度仍比原来的大，D 项错误。8(2018黄冈高三质检) T 时在 2 L密闭容器中使 X(g)与 Y(g)发生反应生成 Z(g)。反应过程中 X、Y、Z 的物质的量变化如图 1所示；若保持
28、其他条件不变，温度分别为 T1和T2，Y 的体积百分含量与时间的关系如图 2所示。下列分析正确的是( )A容器中发生的反应可表示为 3X(g)Y(g)4Z(g)19B03 min 内， v(X)0.2 molL 1 min1C若改变条件，使反应进程如图 3所示，则改变的条件可能是增大压强D其他条件不变时升高温度， v(正)、 v(逆)都增大，且重新达到平衡前 v(正) v(逆)解析：选 D。A 项，由图中 X、Y、Z 的物质的量变化可知反应为 3X(g)Y(g)2Z(g) ，错误；B 项，03 min内， v(X) 0.1 molL1 min1 ，错误；C0.6 mol2 L3 min项，图
29、3与图 1相比，限度没有变，只是缩短了到达平衡的时间，若增大压强，平衡向正反应方向移动，错误；D 项，由图 2可知 T2T1，升高温度，Y 的百分含量减小，平衡向正反应方向移动， v(正) v(逆)，正确。9(2015高考天津卷)某温度下，在 2 L的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g) mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )A m2B两次平衡的平衡常数相同CX 与 Y的平衡转化率之比为 11D第二
30、次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1解析：选 D。A.根据再次加入 1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此 m2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为 4 mol，而平衡后 Z的体积分数为 10%，故平衡时 Z的物质的量为 4 mol10%0.4 mol，容器体积为 2 L，则 Z的浓度为 0.2 molL1 。10在三个容积均为 1 L的密闭容器中以不同的
31、氢碳比 n(H2)/n(CO2)充入 H2和 CO2，在一定条件下发生反应：2CO 2(g)6H 2(g)C 2H4(g)4H 2O(g) H。CO 2的平衡转化率与温度的关系如图所示：下列说法正确的是( )20A该反应的 H0B氢碳比：C在氢碳比为 2.0时，Q 点 v(正) v(逆)D若起始时，CO 2、H 2浓度分别为 0.5 molL1 和 1.0 molL1 ，则可得 P点对应温度的平衡常数的值为 512解析：选 D。A 项，由图像可知，随温度的升高，CO 2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，错误；B 项，相同温度时，中CO2的平衡转化率高
32、，说明氢碳比高(提高 H2的比例，平衡正向移动，CO 2的转化率高)，错误；C 项，相同温度下，氢碳比为 2.0时，平衡点是 P点，Q 点到 P点，CO 2平衡转化率增大，平衡正向移动， v(正) v(逆)，错误；D 项，2CO 2(g)6H 2(g)C 2H4(g)4H 2O(g)0.5 1.0 0 0c（ 始 ） /molL 10.25 0.75 0.125 0.5c（ 变 ） /molL 10.25 0.25 0.125 0.5c（ 平 ） /molL 1K 512，正确。c（ C2H4） c4（ H2O）c2（ CO2） c6（ H2） 0.1250.540.2520.256二、非选择题11高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)CO(g) Fe(s)CO 2(g)。13 23已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/ 1 000 1 150 1 300平衡常数 4.0 3.7 3.5请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式 K_， H_0(填“”“ c 加热 减压 2y x(3)CO(g)3H 2(g)=CH4(g)H 2O(g) H206 kJmol 1
