2020版高中化学第2章第2节第4课时浓度压强对化学平衡的影响学案含解析鲁科版选修.docx

第4课时浓度、压强对化学平衡的影响核心素养发展目标1.变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，浓度、压强改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。2.证据推理与模型认知：通过实验论证说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。一、浓度对化学平衡的影响1实验探究浓度对化学平衡移动的影响按表中实验要求完成实验，将有关实验现象及其结论填入表中：原理Fe3nSCNFe(SCN)n3n(n16)实验(1)步骤现象溶液颜色变深溶液颜色变深实验(2)步骤试管中滴加0.01molL1 NaOH溶液试管中滴加0.01molL1 NaOH溶液现象溶液颜色变浅溶液颜色变浅实验结论增大c(Fe3)或c(SCN)后，Fe(SCN)n3n的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动；滴加NaOH溶液，由于3OHFe3=Fe(OH)3，使Fe3的浓度减小，Fe(SCN)n3n的浓度减小，即化学平衡向逆反应方向移动2.浓度对化学平衡移动影响的解释浓度变化Q值变化Q与K关系平衡移动方向增大反应物浓度减小QK逆反应方向增大生成物浓度3.浓度对平衡移动的影响规律在其他条件不变的情况下(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度时，QK，平衡向逆反应方向移动。例1向盛有5mL0.005molL1FeCl3溶液的试管中加入5mL0.01molL1的KSCN溶液，充分混匀，溶液颜色深浅不再变化后建立化学平衡FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl。下列叙述中不正确的是()A加水至溶液的体积加倍，溶液红色变浅，但化学平衡不移动B再滴加少量0.1molL1的KSCN溶液，溶液红色变深，化学平衡右移C再滴加少量0.1molL1的NaOH溶液，会有红褐色沉淀产生，上部溶液红色变浅，化学平衡左移D再滴加少量0.1molL1FeCl3溶液，溶液红色变深，化学平衡右移答案A解析在溶液中反应的离子方程式为Fe33SCNFe(SCN)3，加水稀释，Q变大，K不变，即QK，平衡向左移动；加入SCN或Fe3，Q变小，使QK，平衡向左移动。考点浓度对化学平衡移动的影响题点浓度对化学平衡移动规律的应用(1)“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。(2)对于溶液中的离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，不参加反应的离子不影响平衡。像FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，增加KCl固体的量，平衡不移动，因为KCl不参与离子反应。(3)固体或纯液体的浓度视为常数，只改变固体或纯液体反应物的用量，浓度商不变，QK，化学平衡不移动。例2某条件下，恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0实验操作三支针筒中均抽入10cm3NO2气体，将针筒前端封闭将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处(体积减小，压强增大)将第三支针筒活塞迅速拉至20cm3处(体积增大，压强减小)实验现象气体颜色先变深，后变浅，最终比原来深气体颜色先变浅，后变深，最终比原来浅实验结论压强增大，体积减小时，c(NO2)变大后又减小，平衡向左移动压强减小，体积增大时，c(NO2)减小后又增大，平衡向右移动2.压强对化学平衡移动影响的解释化学方程式中气态物质系数变化压强变化Q值变化Q与K的关系平衡移动方向增大增大增大QK逆向移动减小减小QK正向移动减小增大减小QK逆向移动不变增大不变QK不移动减小3.压强对化学平衡移动影响的规律(1)若反应前后气体的系数不变(g0)改变压强，化学平衡不移动。(2)若反应前后气体的系数改变(g0)增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。(3)压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。例3在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。(1)增加C(s)，则平衡_(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)，c(CO2)_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_，c(CO2)_。(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡_，c(CO2)_。(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。(5)保持反应容器的压强不变，通入N2，则平衡_，c(CO2)_。答案(1)不移动不变(2)正向移动减小(3)不移动不变(4)正向移动增大(5)正向移动减小解析(1)C为固体，增加C的量，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，c(CO2)减小。(3)通入He，但容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，升高温度，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。(5)压强不变，通入N2，容器体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动，由于体积增大，n(CO2)减小，则c(CO2)减小。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡移动规律的应用规律总结充入“惰性气体”对化学平衡的影响(1)恒容时，通入稀有气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入稀有气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。(2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析。(3)对于反应前后气体体积相等的反应如H2(g)I2(g)2HI(g)，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。三、勒夏特列原理1平衡移动过程中的量变分析向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，一段时间后达到平衡。(1)若增大N2的浓度，平衡移动的方向是正向移动；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小。但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。(2)若升高温度，平衡移动的方向是逆向移动；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低。但新平衡时的温度高于原平衡时的温度。(3)若增大压强，平衡移动的方向是正向移动；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小。但新平衡时的压强大于原平衡时的压强。2勒夏特列原理(1)勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件(如参加反应的化学物质的浓度、压强和温度)之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)勒夏特列原理的适用范围：化学反应平衡等所有的动态平衡，只能解释平衡移动造成的结果或现象。(3)对“减弱这种改变”的正确理解定性角度：用于判断平衡移动的方向。定量角度：“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。例4下列不能用勒夏特列原理解释的事实是()A红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C黄绿色的氯水光照后颜色变浅D合成氨工业使用高压以提高氨的产量答案B解析A项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，可以用勒夏特列原理解释。考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用相关链接勒夏特列原理解读(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。(3)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。如果平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系的压强增大到2p，平衡将向气态物质分子数减小的方向移动，达到新平衡体系的压强介于p2p之间。(4)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的条件。如改变平衡体系中固体或纯液体的量；对于有气体存在的化学平衡体系，在恒容、恒温条件下充入惰性气体，未改变影响化学平衡的条件。例5可逆反应2A2(g)B2(g)2A2B(l)H0已达到平衡，要使平衡向右移动，可以采取的措施是()A升高温度B加入催化剂C增大压强D增加A2B的量答案C解析该反应的正反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，即平衡向右移动。考点化学平衡影响因素的综合题点改变条件使化学平衡发生移动(1)使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。(2)改变固体或液体使用量，而不改变反应物浓度时，化学平衡不移动。例6(2018成都高二质检)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应aA(g)bB(g)cC(g)的化学平衡的影响，得到如下图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示转化率)。分析图像，回答下列问题：(1)在反应中，若p1p2，则该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数_(填“减小”或“增大”)的反应；若此反应能自发进行，则必须满足的条件是_。(2)在反应中，T1_(填“”“”或“”)T2，该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。答案(1)放热减小低温(2)放热解析(1)反应中，恒压下温度升高，(A)减小，即升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，H0；由p1p2知恒温时压强增大，(A)增大，说明此反应为气体分子数减小的反应，即为熵减反应，S0。放热、熵减反应只能在低温条件下自发进行。(2)反应中，T2条件下反应先达到平衡状态，说明T2T1，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应。考点化学平衡影响因素的综合题点化学平衡图像分析方法规律(1)可逆反应的某物质平衡含量(或某物质的量、某物质的平衡转化率)时间曲线中先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。(2)图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。1合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)Hb答案C解析温度不变，容积扩大一倍，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。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡移动规律的应用4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的转化率增大答案D解析由X(g)Y(g)2Z(g)H0。下列叙述正确的是()A若继续充入X，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大B若继续通入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小C若移走部分W，平衡正向移动D平衡后移走X，上述反应的H减小答案A解析B项，通入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数增大；C项，W为固体，改变其用量，平衡不移动；D项，H只与方程式中的化学计量数及状态有关，与反应物的量无关。考点浓度对化学平衡移动的影响题点浓度对化学平衡移动规律的应用3在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：2CrO(黄色)2HCr2O(橙色)H2O。溶液颜色介于黄色和橙色之间，现欲使溶液颜色由橙色变为黄色，可以在溶液中加入()HOHKH2OABCD答案B考点浓度对化学平衡移动的影响题点浓度对化学平衡移动规律的应用4在一恒容密闭容器中，反应：A(g)B(g)C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是()AA的浓度一定比原平衡小BA的转化率增大CC的体积分数一定大于原平衡C的体积分数DB的转化率一定增大答案D解析增大A的浓度，尽管平衡右移，但加入的A不可能全部转化，平衡的移动只是一个减弱的过程。平衡时A的浓度一定比原平衡大。增大A的浓度，A的转化率降低，而同为反应物的B的转化率升高。因为A的总量在增大，C的体积分数不一定增大。考点浓度对化学平衡移动的影响题点浓度对化学平衡影响的相关综合题组二压强对化学平衡移动的影响5在恒温时，一固定容积的容器内发生的反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数()A不变B增大C减小D无法判断答案C解析恒温、定容平衡后再加入NO2(g)，相当于增大了容器的压强，平衡向着生成N2O4的方向移动，NO2的体积分数减小。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡移动规律的应用6在一密闭容器中发生反应：2A(g)2B(g)C(s)3D(g)H0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是()A移走少量CB扩大容积，减小压强C缩小容积，增大压强D体积不变，充入惰性气体答案C解析A项，C为固体，改变其量，对反应速率无影响，错误；B项，扩大容积，v正减小，c(D)也减小，错误；C项，缩小容积，浓度增大，速率也增大，平衡正向移动，c(D)也增大，正确；D项，体积不变，充入惰性气体，反应物浓度不变，速率不变，平衡不移动，错误。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡移动规律的应用7(2018永德高二月考)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)yB(g)zC(g)，达到平衡时，测得A的浓度为0.5molL1，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测的A的浓度降低为0.3molL1。下列有关判断正确的是()Axy0.25 molL1，说明体积增大(减小压强)，平衡向逆反应方向移动，xyz，C的体积分数降低，B的浓度减小。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡影响的相关综合8在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y，发生反应：2X(g)Y(s)Z(g)W(g)，建立平衡后，若再加入bmolX，下列判断不正确的是()A平衡正向移动BX的转化率不变CY的转化率增大DX的转化率减小答案D解析在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y，发生反应：2X(g)Y(s)Z(g)W(g)，建立平衡后，若再加入bmolX，增大反应物浓度，平衡正向移动；Y为固体，反应前后气体体积不变，加入X，最后达到平衡状态，相当于增大压强，X的平衡转化率不变，Y的转化率增大。考点压强对化学平衡移动的影响题点压强对化学平衡影响的相关综合题组三多因素对化学平衡的影响分析9(2018九江高二质检)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中存在如下平衡：Br2H2OHBrHBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅B对2H2O22H2OO2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率C反应：CONO2CO2NOH0，升高温度，平衡向逆反应方向移动D合成氨反应：N23H22NH3H0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施答案B解析催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。考点化学平衡影响因素的综合题点勒夏特列原理的理解与应用10反应X(g)Y(g)2Z(g)HnBQ0，B、D项错误；气体体积增大1倍，若平衡不移动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比一半大，即减压平衡向右移动，m2p乙BSO3的质量m：m甲2m乙C平衡常数K：K甲K乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲2Q乙答案(1)增大增大减小不变(2)BD解析(1)a项，恒温恒容条件下，再充入1molO2，c(O2)增大，化学平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大；b项，先假设在恒温恒压条件下再充入2molSO2和1molO2，则平衡时，SO2的转化率与原平衡相等，然后将体积缩小至原平衡，即保持题干要求的恒温恒容条件，化学平衡向正反应方向移动，平衡时SO2的转化率增大；c项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率减小；d项，恒温恒容条件下，充入氦气，反应体系各组分浓度不变，平衡不移动，SO2的转化率不变。(2)平衡乙中，压强为p乙，m(SO3)为m乙，放出热量Q乙。甲的平衡建立过程可以虚拟如下：平衡加压得平衡甲，平衡向正反应方向移动。平衡中，压强为p乙，m(SO3)为2m乙，放出热量2Q乙，故推知p乙p甲2m乙，Q甲2Q乙，故B项和D项正确；C项，温度不变，K不变，故C项不正确。14已知在一恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.0 kJmol1。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“(2)左(3)ac50%(4)c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p1p2。(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)SO2、O2起始物质的量分别为n(SO2)1.6mol0.4mol2.0mol，n(O2)1.8mol0.2mol2.0mol。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)2mol1mol，(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