2024年高考化学第一轮复习讲义：第46讲　化学平衡移动原理

第46讲化学平衡移动原理

［复习目标］1.掌握外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。2.掌握新旧平衡状态比

较的一般方法和思路。3.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应用。

考点一化学平衡的移动

■归纳整合必备知识

1.含义

在一定条件下，当可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变影响平衡的条件（如一、、

等），化学平衡状态被破坏（正、逆反应速率不再相等），平衡体系的物质组成也会随着

改变，直至正、逆反应速率再次,在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种由原有

的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动，简称平衡移动。

2.平衡移动方向的判断

（1）根据速率判断

①若。正v）$,则平衡向正反应方向移动。

②若。止。逆，则平衡不移动。

③若VV逆，则平衡向逆反应方向移动。

（2）根据体系中各组分含量的变化判断

平衡移动的结果，如果是使体系中产物含量（如物质的量、浓度或百分含量等）,则平

衡正向移动；反之则逆向移动。

3.外界条件对化学平衡的影响

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______方向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓度向一一方向移动

反应前后气体增大压强向____________的方向移动

压强（对有

分子数改变减小压强向____________的方向移动

气体参加

反应前后气体

的反应）改变压强

分子数不变

升高温度向__反应方向移动

溫度

降低温度向__反应方向移动

催化剂使用催化剂

4.充入与反应无关的气体与平衡移动的关系

①恒温、恒容堂縛第P,鼎大一体系中各组分浓度不变

尢关的气体

一平衡不移动

体系中各组分浓度

充人与反应

②恒温、恒压容器容积增大一同倍数减小

无关的气体

气体体积不（等效于减压）

平衡不移动

变的反应

嗡鬻平衡向气体体积增大的方向移动

5.勒夏特列原理

如果改变影响平衡的一个因素（如浓度、压强或温度），平衡就向着能够—这种改变的方向

移动，这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。

IE易错辨析

1.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时。批减小，。城增大（）

2.化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大（）

3.向平衡体系FeCb+3KSCNFe（SCN）3+3KCl中加入适量KC1固体，平衡逆向移动,

溶液的颜色变浅（)

4.对于2NO2(g)NzOMg）的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的

颜色变浅（）

（））

5.C(s)+CO2(g)2C0gA//>0,其他条件不变时，升高温度，反应速率WC02和C02

的平衡转化率均增大（）

6.只要。正增大，平衡一定正向移动（）

■专项突破关键能力

1.COCh（g）CO（g）+Cl2（g）A//>0,当反应达到平衡时，下列措施：①升温、②恒容通

入惰性气体、③增加CO的浓度、④减压、⑤加催化剂、⑥恒压通入惰性气体，能提高COC12

转化率的是（）

A.④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥

2.（2022•苏州高三模拟）可逆反应/„A（g）+/?B（?）pC（g）+qD（?）中A和C都是无色气体,

当达到平衡后，下列叙述正确的是（）

A.若改变条件后，平衡正向移动，D的百分含量一定增大

B.若升高温度，A的浓度增大，说明正反应是吸热反应

C.若增大压强，平衡不移动，说明〃一定等于p+q

D.若增加B的量，平衡移动后体系颜色加深，说明B必是气体

3.(2023・无锡月考)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，amolCO与3“molFh的混合

气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AW<0o

⑴平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是

(填字母，下同)。

A.c(Fh)减小

B.正反应速率加快，逆反应速率减慢

C.反应物转化率增大

D.重新达到平衡时后黑示减小

(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲酔:产率的是。

A.升高温度

B.将CH3OH从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大

考点二平衡移动方向与转化率的判断

■归纳整合

反应aA(g)+〃B(g)c€(g)+加(g)的转化率分析

(I)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。

⑵若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。

(3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应

物的转化率与化学计量数有关。

同倍数增大c(A)和c(B)

a+b^c+dA,B的转化率不变

-a+b>c+dA、B的转化率增大

^a+b<c+dA、B的转化率减小

【应用举例】

对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列

问题。

(l)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

再充入PCk(g)，平衡向方向移动，达到平衡后，PCk(g)的转化率，PCl5(g)

的百分含量______。

(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)

再充入HI(g),平衡向方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率,HI(g)的

百分含量。

(3)2NO2(g)N2O4(g)

再充入NCh(g),平衡向方向移动，达到平衡后，N02(g)的转化率,NO2(g)

的百分含量。

(4)wA(g)+nB(g)pC(g)

同等倍数的加入A(g)和B(g),平衡移动，达到平衡后，①〃?+〃>p,A、B的转化率

都,体积分数都;②，〃+〃=p,A、B的转化率、体积分数都；③“

+n<p,A、B的转化率都,体积分数都。

■专项突破关键能力

1.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+.yB(g)zC(g),平衡时测得C的浓度

为0.50moH/i。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C

的浓度变为0.90molLl下列有关判断不正确的是()

A.C的体积分数增大了

B.A的转化率降低了

C.平衡向逆反应方向移动

D.x+y<z

2.一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+C0(g)CH30H(g)

达到平衡，下列说法正确的是()

起始浓度/(mol・L-1)平衡浓度/(moLL-i)

容器温度ZK

C

C(H2)c(CO)c(CH,OH)(CH3OH)

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

III500000.100.025

A.该反应的正反应吸热

B.达到平衡时，容器I中反应物转化率比容器n中的大

c.达到平衡时，容器n中c(H2)大于容器皿中c*2)的两倍

D.达到平衡时，容器m中的正反应速率比容器I中的大

3.一定条件下存在反应：2SO2(g)+O2(g)2so3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始

V

时容器甲、丙体积都是匕容器乙、J体积都是2；向甲、丙内都充入2amolSO?和amolCh

并保持恒温；向乙、丁内都充入amolSC)2和0.5amol02并保持绝热(即与外界无热量交换),

在一定温度时开始反应。

E工］

图1恒压状态图2恒容状态

下列说法正确的是()

A.图I达平衡时，c(S02)：甲=乙

B.图1达平衡时，平衡常数K：甲(乙

C.图2达平衡时，所需时间f：丙〈丁

D.图2达平衡时，体积分数MS。》：丙>丁

4.7°C时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)xC(g),按不同

方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器甲乙丙

反应物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC

达到平衡的时间/min58

A的浓度/(molL-i)ClC2

C的体积分数/%W\W3

混合气体的密度/(gL')Pip2

下列说法正确的是()

A.若x<4,则2CI〈C2

B.若x=4,则助=s

C.无论x的值是多少，均有20=p2

D.甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短

-方法指导

(1)构建恒温恒容平衡思维模式

新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。

起始平衡

(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)

新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。

起始平衡

新平衡

►区養加

回~也

考点三化学反应的调控——工业合成氨

■归纳整合必备知识

1.工业合成氨反应的适宜条件选择的理论分析

增大合成氨的反应速率和提高平衡混合物中氨的含量对反应条件的要求不尽相同:

影响因素

对合成氨反应的影响

浓度温度压强催化剂

增大合成氨的反应速率使用

提高平衡混合物中氨的含量

2.实际工业合成氨反应的适宜条件

'低压(1X107Pa)

7

①压强，中压(2XIO,〜3义iopa)

.高压(8.5X107〜IX⑹卩@)

②温度：700K左右。

③催化剂：以铁为主体的多成分催化剂。

④浓度:N2与H2的投料比(物质的量之比)为1：2.8。

■专项突破关键能力

1.合成氨反应达到平衡时，N%的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合

成氨工业最有前途的研究方向是()

°温度/七

A.提高分离技术

B.研制耐高压的合成塔

C.研制低温催化剂

D.探索不用N2和H2合成氨的新途径

13

2.N2和H2生成NH3的反应为］N2(g)+尹2(g)NH3(g)AH(298K)=-46.2kJ-mol

在Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态):

化学吸附：N2(gL2N*；H2(g)2H*

表面反应：N*+H*NH*；NH*+H*NH；；NH2+H*NH3

脱附：NH；NH3(g)

其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：

(1)有利于提高合成氨平衡产率的条件有(填字母)。

A.低温B.咼温C.低压D.咼压E.催化剂

(2)PNH,、乐，、PH,为各组分的平衡分压，如PN%=不%「，P为平衡总压，不必为平衡系

统中氨气的物质的量分数，N2、比起始物质的量之比是1:3,反应在恒定温度和总压强p(单

位是Pa)下进行，NH3的平衡产率是“，用分压代替物质的量浓度计算平衡常数为降，仆=

真题演练明确考向

1.(2022・海南，8)某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3cH20H(g)在密闭容器中达

到平衡，下列说法正确的是()

A.增大压强，。仑。逆，平衡常数增大

B.加入催化剂，平衡时CH3cH20H(g)的浓度增大

C.恒容下，充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动

D.恒容下，充入一定量的CH2=CFh(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大

2.(2020•浙江7月选考，20)-■定条件下：2NO2(g)N2O4(g)AW<0o在测定NO2的相对

分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()

A.温度0℃、压强50kPa

B.温度130°C、压强300kPa

C.温度25℃、压强100kPa

D.温度130℃、压强50kPa

3.[2022•河北，16(2)①]工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。

I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

下列操作中，能提高CHXg)平衡转化率的是(填字母)。

A.增加CH*g)用量

B.恒温恒压下通入惰性气体

C.移除CO(g)

D.加入催化剂

4.[2022•辽宁，18(1)(2)(4)(5)]工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科

1

学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92.4kJ-moFA5

=-200J-K'-mol

回答下列问题：

⑴合成氨反应在常温下(填“能”或“不能”)自发。

(2)__________温(填“高”或“低"，下同)有利于提高反应速率，__________温有利于提高

平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400〜500°C。

针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。

(4)方案二：M-LiH复合催化剂。

1()()(X),

0

oo