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1、第三第三节节化学平衡的移化学平衡的移动动化学反化学反应进应进行的方向行的方向考考纲纲展示展示1理理解解外外界界条条件件(浓浓度度、温温度度、压压强强、催催化化剂剂等等)对对化化学学平平衡衡的影响,的影响,认识认识并能用相关理并能用相关理论论解解释释其一般其一般规规律。律。2了解化学平衡的了解化学平衡的调调控在生活、生控在生活、生产产和科学研究和科学研究领领域中的重域中的重要作用。要作用。教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基构建双基构建双基正正反反应应方向方向体体积缩积缩小小体体积扩积扩大大吸吸热热反反应应放放热热反反应应减弱减弱体体验验高考高考解析:解析:选选B。一般来。一般来说说,有两种及两种以
2、上反,有两种及两种以上反应应物的可逆反物的可逆反应应中,在其他条件不中,在其他条件不变时变时,增大其中一种反,增大其中一种反应应物的物的浓浓度,能使其度,能使其他反他反应应物的物的转转化率升高,但本身的化率升高,但本身的转转化率反而降低,故化率反而降低,故C项错项错误误。A.因因该该反反应为应为反反应应前后气体物前后气体物质质的量相等的反的量相等的反应应,故增加,故增加压压强强只能只能缩缩短反短反应应达到平衡的达到平衡的时间时间,并不能使,并不能使该该平衡平衡发发生移生移动动,因而无法提高因而无法提高CO的的转转化率。化率。B.因因该该反反应为应为放放热热反反应应,降低温,降低温度能使平衡向右
3、移度能使平衡向右移动动,从而提高,从而提高CO的的转转化率。化率。D.催化催化剂剂只能只能影响化学反影响化学反应应的速率,改的速率,改变变可逆反可逆反应应达到平衡的达到平衡的时间时间,不能提,不能提高高CO的的转转化率。化率。思考感悟思考感悟某某一一可可逆逆反反应应,一一定定条条件件下下达达到到平平衡衡状状态态,若若化化学学反反应应速速率率改改变变了了,平平衡衡一一定定发发生生移移动动吗吗?相相反反,若若平平衡衡发发生生移移动动了了,化化学学反反应应速率一定改速率一定改变吗变吗?【提示提示】化学平衡移化学平衡移动动的本的本质质是由是由v(正正)v(逆逆)改改变为变为v(正正)v(逆逆),此,此
4、时时平衡就会平衡就会发发生移生移动动。因此速率改。因此速率改变变,平衡不一定,平衡不一定移移动动,如加催化,如加催化剂剂会同等程度地改会同等程度地改变变正逆反正逆反应应速率,速率,对对于反于反应应前后气体分子数不前后气体分子数不变变的可逆反的可逆反应应,改,改变压变压强强会同等程度改会同等程度改变变正正逆反逆反应应速率等,速率等,这这些条件的改些条件的改变变只能改只能改变变反反应应速率大小,但不速率大小,但不能使平衡能使平衡发发生移生移动动;相反相反,平衡移平衡移动动,说说明反明反应应速率一定改速率一定改变变了。了。考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点化学平衡移化学平衡移动动原理及其原理及
5、其应应用用改改变变条条件件2化学平衡移化学平衡移动动与化学反与化学反应应速率的关系速率的关系(1)v正正v逆逆:平衡向正反:平衡向正反应应方向移方向移动动。(2)v正正v逆逆:反:反应应达到平衡状达到平衡状态态,不,不发发生平衡移生平衡移动动。(3)v正正v逆逆的的点点是是3,表表示示v正正v逆逆的的点点是是1,而而2、4点点表表示示v正正v逆逆。2解解题题步步骤骤3技巧技巧(1)先拐先平先拐先平在在含含量量(转转化化率率)时时间间曲曲线线中中,先先出出现现拐拐点点的的则则先先达达到到平平衡衡,说说明明该该曲曲线线反反应应速速率率快快,表表示示温温度度较较高高、有有催催化化剂剂、压压强强较较大
6、大等。等。(2)定一定一议议二二当当图图像像中中有有三三个个量量时时,先先确确定定一一个个量量不不变变,再再讨讨论论另另外外两两个个量量的关系,有的关系,有时还时还需要作需要作辅辅助助线线。(3)三步分析法三步分析法一一看看反反应应速速率率是是增增大大还还是是减减小小;二二看看v正正、v逆逆的的相相对对大大小小;三三看化学平衡移看化学平衡移动动的方向。的方向。例例1(2013伊犁高三模伊犁高三模拟拟)下面是某化学研究小下面是某化学研究小组组探究外界条探究外界条件件对对化学反化学反应应速率和化学平衡影响的速率和化学平衡影响的图图像,其中像,其中图图像和像和实验结实验结论论表达均正确的是表达均正确
7、的是()A是是其其他他条条件件一一定定时时,反反应应速速率率随随温温度度变变化化的的图图像像,正正反反应应Hp2【解解析析】根根据据图图像像,升升高高温温度度,平平衡衡正正向向移移动动,正正反反应应H0,A错错;反反应应为为等等体体积积反反应应,增增大大压压强强平平衡衡不不移移动动,B错错;使使用用催催化化剂剂,反反应应速速率率加加快快,先先达达到到平平衡衡,C正正确确;此此反反应应为为反反应应前前后后气气体体物物质质的的量量不不变变的的化化学学反反应应,改改变变压压强强不不影影响响平平衡衡状状态态,即即不不影影响响A的的转转化化率率,且且由由于于不不断断加加入入B,A的的转转化率增大,化率增
8、大,D错错。【答案答案】C【解解题题感悟感悟】解答化学平衡解答化学平衡图图像像题题的技巧:的技巧:(1)明确明确图图像中像中纵纵、横坐、横坐标标,曲,曲线线的含的含义义;(2)先拐先平数先拐先平数值值大:在大:在转转化率化率时间时间曲曲线线中,先出中,先出现现拐点拐点的曲的曲线线先达到平衡,此先达到平衡,此时时平衡平衡处处于于较较高的温度或高的温度或较较大的大的压压强强下;下;(3)定定一一议议二二:当当图图像像中中有有三三个个变变量量时时,先先假假设设其其中中一一个个变变量量不不变变,再,再讨论讨论另外两个量的关系。另外两个量的关系。例例2【解解析析】本本题题考考查查化化学学平平衡衡知知识识
9、,通通过过分分析析图图像像确确定定可可能能对对应应的的反反应应。观观察察图图像像可可知知,达达到到平平衡衡用用的的时时间间短短反反应应速速率率快快,T2T1、p1p2。升升高高温温度度水水蒸蒸气气的的百百分分含含量量降降低低,说说明明平平衡衡逆逆向向移移动动,反反应应放放热热,H0;增增大大压压强强水水蒸蒸气气的的百百分分含含量量增增大大,说说明明平平衡衡正正向向移移动动,正正反反应应气气体体分分子子数数减减小小,综综合合分分析析A选项选项中反中反应应符合要求。符合要求。【答案答案】A跟踪跟踪训练训练解析:解析:选选A。由。由图图一可知,一可知,t2时时正、逆反正、逆反应应速率均加快且速率均加
10、快且发发生生突突变变,化学平衡正向移,化学平衡正向移动动,可能是升高了温度也可能是增大了,可能是升高了温度也可能是增大了压压强强,根据,根据H所表示的意所表示的意义义,不管平衡如何移,不管平衡如何移动动,H不不变变,所以所以A正确,正确,B错错;由;由图图二可知,二可知,t1时时改改变变平衡条件的瞬平衡条件的瞬间间,NO2和和N2O4的的浓浓度均增大,然后度均增大,然后c(NO2)减小,减小,c(N2O4)增大,增大,平衡向正反平衡向正反应应方向移方向移动动,改,改变变的条件可能是的条件可能是给给体系增大体系增大压压强强,但不可能是由温度改但不可能是由温度改变变引起的,引起的,选项选项C错错;
11、若增大;若增大压压强强,平衡,平衡正向移正向移动动,N2O4的体的体积积分数增加,因此混合气体的平均相分数增加,因此混合气体的平均相对对分子分子质质量增大,量增大,D错错。解析:解析:选选B。根据。根据图图像分析知像分析知纵纵坐坐标标所代表的物理量随温度的所代表的物理量随温度的升高而增大,升高而增大,结结合上述反合上述反应应知随温度升高平衡将正向移知随温度升高平衡将正向移动动,所,所以增大的物理量有以增大的物理量有A、B的的转转化率,化率,C的的质质量分数和混合气体的量分数和混合气体的平均摩平均摩尔尔质质量;由量;由题给题给反反应应知,随知,随压压强强的增大,的增大,A、B的的转转化化率,率,
12、C的的质质量分数和混合气体的平均摩量分数和混合气体的平均摩尔尔质质量均增大,量均增大,故故B正确。正确。真题集训把脉高考真题集训把脉高考题组题组1化学反化学反应进应进行的方向行的方向解析:解析:选选B。在不改。在不改变变反反应应物起始量的条件下使化学平衡正向物起始量的条件下使化学平衡正向移移动动,能提高反,能提高反应应物物转转化率,化率,升温向吸升温向吸热热方向即正向移方向即正向移动动,恒容通入惰性气体,各恒容通入惰性气体,各组组分分浓浓度不度不变变,平衡不移,平衡不移动动,增加增加CO浓浓度使平衡逆向移度使平衡逆向移动动,减减压压使平衡正向移使平衡正向移动动,催化催化剂剂不影响平衡,不影响平
13、衡,恒恒压压通入惰性气体,参与反通入惰性气体,参与反应应的各的各组组分分分分压压强强减小,平衡正向移减小,平衡正向移动动,故,故符合符合题题意。意。2(2011高考海南卷高考海南卷)氯氯气在气在298 K、100 kPa时时,在,在1 L水中可水中可溶解溶解0.09 mol,实验测实验测得溶于水的得溶于水的Cl2约约有三分之一与水反有三分之一与水反应应。请请回答下列回答下列问题问题:(1)该该反反应应的离子方程式的离子方程式为为_;(2)估算估算该该反反应应的平衡常数的平衡常数_(列式列式计计算算);(3)在上述平衡体系中加入少量在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向固体,平衡将向_移
14、移动动;(4)如果增大如果增大氯氯气的气的压压强强,氯氯气在水中的溶解度将气在水中的溶解度将_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”),平衡将向,平衡将向_移移动动。(3)加加入入少少量量NaOH固固体体,OH与与H反反应应生生成成H2O,OH与与HClO反反应应生生成成ClO和和H2O,生生成成物物的的浓浓度度减减小小,平平衡衡向向正正反反应应方向移方向移动动。(4)增大增大Cl2的的压压强强,Cl2在水中的溶解度增大,溶液中在水中的溶解度增大,溶液中c(Cl2)增增大,平衡向正反大,平衡向正反应应方向移方向移动动。题组题组2化学平衡化学平衡图图像像题题曲曲线线b对应对应的投料比是
15、的投料比是_。当曲当曲线线b、c、d对应对应的投料比达到相同的的投料比达到相同的HCl平衡平衡转转化率化率时时,对应对应的反的反应应温度与投料比的关系是温度与投料比的关系是_。投料比投料比为为21、温度、温度为为400 时时,平衡混合气中,平衡混合气中Cl2的物的物质质的的量分数是量分数是_。解解析析:(1)由由图图可可看看出出温温度度越越高高,CO转转化化率率越越低低,表表明明温温度度高高对对逆逆反反应应有有利利,正正反反应应为为放放热热反反应应,H0,该该压压强强下下CO的的转转化化率率已已较较高高,再再增增大大压压强强转转化化率率几几乎乎不不再再增增大大,却却要要耗耗费费较较多多动动力。
16、力。(2)根根据据O2越越多多HCl的的转转化化率率越越大大,可可知知a、b、c、d曲曲线线的的投投料料比比分分别别为为61、41、21、11。根根据据曲曲线线可可知知,当当b、c、d曲曲线线HCl达达到到相相同同转转化化率率时时,投投料料比比越越高高,对对应应的的反反应应温温度度越低。越低。设设n(HCl)2 mol,n(O2)1 mol,根根据据反反应应曲曲线线可可知知,当当温温度度为为400 时时,HCl的的转转化率化率为为80%,则则有:有:答答案案:(1)在在250、1.3104 kPa下下,CO转转化化率率已已较较高高,再再增大增大压压强强CO转转化率提高不大,而生化率提高不大,而生产产成本增加,得不成本增加,得不偿偿失失(2)41投料比越高,投料比越高,对应对应的反的反应应温度越低温度越低30.8%