高中化学：学案37 化学平衡移动

学案37化学平衡移动

［考纲要求］1.了解化学平衡建立的过程，理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平

衡常数进行简单的计算。2.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。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作用。

课前准备区回扣教材夯实基础

知识点一化学平衡的移动

1.概念

达到平衡状态的反应在条件改变后，平衡状态被破坏的过程。

2.过程

化学平衡发生移动

一定条件下的改变|非平衡状态产后新条件下

化学平衡U>(平衡旋坏)=的新平衡

，，

。正=1/逆”正/摩«£=»»

各组分浓度各组分浓度各组分浓度乂

保持一定不断变化保持新的一定

3.平衡移动方向与反应速率的关系

(1)V____。逆，平衡向正反应方向移动。

(2)。,EV逆，平衡不移动。

(3)。iEv平衡向逆反应方向移动。

4.平衡移动会伴随着哪些变化

(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质，但反应速率变化也可能平衡不移动)，主要看

。正与。逆是否相等，如果。正逆，则平衡必然要发生移动，如果。正、。逆同时改变，但始终

保持相等，则平衡不移动。

(2)浓度的变化，平衡移动会使浓度发生变化，但是浓度的变化不一定使平衡移动。

(3)各组分百分含量的变化。

(4)平均相对分子质量的变化。

(5)颜色的变化(颜色变化，平衡不一定发生移动)。

(6)混合气体密度的变化。

(7)转化率的变化。

(8)温度的变化。

【问题思考】

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？

3.惰性气体是否影响化学平衡的移动？

4.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？

知识点二外界条件对化学平衡的影响

1.外界条件对化学平衡的影响

在一定条件下，aA(g)+/?B(g)n〃7c(g)达到了平衡状态，若其他条件不变，改变

下列条件对平衡的影响如下:

(1)浓度

①增大A的浓度或减小C的浓度，平衡向方向移动；

②增大C的浓度或减小A的浓度，平衡向方向移动。

(2)压强

①若a-\-b^m

增大压强，平衡向的方向移动；

减小压强，平衡向的方向移动；

②若a-\-b—m

改变压强，平衡一移动。

(3)温度

升高温度，平衡向方向移动；

降低温度，平衡向方向移动。

(4)催化剂

使用催化剂，因其能同等倍数地改变正、逆反应速率，平衡—移动。

2.勒夏特列原理

⑴内容

如果改变影响平衡的条件之一(如、或),平衡将向着能够

____________的方向移动。

(2)适用

①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。

②这种减弱并不能消除外界条件的变化。

【问题思考】

5.改变外界条件引起平衡移动，平衡移动对条件的改变有什么影响？

课堂活动区突破考点研析热点

一、化学平衡移动原理的应用

1.调控反应：根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理，可调控工业

反应使之效益最大化。如合成氨工业中加入催化剂提高反应速率，温度控制在500℃左右，

既考虑了反应速率又兼顾了催化剂的活性的最佳温度，充入过量N2以提高H2的转化率等。

2.判状态：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。

3.判系数：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量

数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。

4.判△“：由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是吸热

反应还是放热反应。

【典例导悟1】(2009・四川理综，13)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y,

发生反应，"X(g)="Y(g)△H=QkJ-moll反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气

体体积的关系如下表所示:

124

温度云，——————二二二

1001.000.750.53

2001.200.900.63

3001.301.000.70

下列说法正确的是()

A.m>n

B.。<0

C.温度不变，压强增大，Y的质量分数减少

D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动

听课记录：

二、化学平衡的计算模板

1.化学反应中的各物质的平衡量、起始量及转化量之间的关系是什么？转化量与化学方

程式中的化学计量数有无关系？

2.什么是转化率？

3.有关化学平衡计算的一般步骤和解题模式各是什么？

【典例导悟2](2011•深圳模拟)反应2A(g)+B(g)=3C(g),起始时按5:2的体积比将A、

B两气体混合后，充入一体积不变的密闭容器中，在恒定温度下使其反应，达到平衡时混合

气体中C的体积分数为60%。求：

(1)A,B的转化率分别为：(IA=，aB=»

(2)平衡混合气体的平均相对分子质量(设A的相对分子质量为MA，B的相对分子质量为

MB)：o

(3)平衡时压强与起始相比，有何变化？(填“增大”、“不变”或“减小”)。

三、由化学平衡常数判断化学平衡移动的方向

1.借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态

对于可逆反应”A(g)+6B(g)=cC(g)+m(g),在一定温度下的任意时刻，反应物与生成

物浓度有如下关系：

c，(C)/(D)

y-c0(A)cfe(B)

/<K反应向—反应方向进行，”正

Q]=K反应处于，隈

反应向—反应方向进行,陛—肥

2.利用K可判断反应瞒效应

若升高温度，K值增大，则正反应为反应；

若升高温度，K值减小，则正反应为反应。

【典例导悟3】(2008•宁夏理综，25)已知可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)AH>0,

请回答下列问题：

(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=lmol-L-1,c(N)=2.4mol-L^1；达到

平衡后，M的转化率为60%,此时N的转化率为；

⑵若反应温度升高，M的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4mol-Lc(N)=amol-L-1；达

到平衡后，c(P)—2mol-L1,a—；

(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=Z>mol-L达到平衡后，M的

转化率为o

变式演练[2010•天津理综一10(4)]已知反应2cH30H(g)CH30cH3(g)++0值)某温

度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH.QH,反应到某时刻时测得各组分

的浓度如下：

物质CH3OHCH3OCH3H2O

浓度/(molLr)0.440.60.6

(1)比较此时正、逆反应速率的大小：。正_______。逆(填“>”、"<”或"=")»

(2)若加入CH30H后，经10min反应达到平衡，此时c(CH3OH)=

该时间内反应速率y(CH3OH)=»

课后练同区精题精练规范答题

高考集训

---------------------------------------••

题组一化学平衡移动

1.判断正误

(1)一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率()

(2010•江苏-8C)

(2)“NCh球”浸泡在冷水中，颜色变浅，(原因是)

2NO2(g)^N2O4(g)A//<0

(红棕色)(无色)()

(2010•北京理综一10B)

(3)右图中曲线表示反应2s02(g)+Ch(g)=2SO3(g)

正、逆反应的平衡常数K随温度的变化()

(2010•天津理综一6B)

2.(2012福建理综，12)25C时,在含有

。反应时间/min

Pb2\S/+的某溶液中，加入过量金属锡(Sn),发生反应：Sn(s)+Pb2+(aq)—Sn2+(aq)+

Pb(s),体系中c(Pb2,)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是()

A.往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2+)增大

B.往平衡体系中加入少量Sn(NCh)2固体后，c(Pb")变小

C.升高温度，平衡体系中c(Pb2+)增大，说明该反应△”>()

D.25℃时，该反应的平衡常数K=2.2

题组二化学平衡的图象

3.(2011•安徽理综，9)电镀废液中Cr2O?可通过下列反应转化成铭黄(PbCrO)CnO厂(aq)

2++

+2Pb(aq)+H20(l)^2PbCrO4(s)+2H(aq)AW<0

该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（）

温度Pb"物质的量浓度

CD

4.（2011•江苏，10）下列图示与对应的叙述相符的是（）

生成物

反应过程

图1图2

A.图1表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

B.图2表示0.1000mol-L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol-L1CHjCOOH溶液所

得到的滴定曲线

C.图3表示KNO3的溶解度曲线，图中a点表示的溶液是80c时KNCh的不饱和溶液

D.图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知f时反应物转化率最

大

考点集训

题组一化学平衡的移动

1.（2011.北京崇文模拟）

将1molH2（g）和2molL（g）置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：H2（g）+L（g）=

2HI（g）A//<0,并达到平衡，HI的体积分数叫HI）随时间变化如图（H）所示。若改变反应条

件，”（HI）的变化曲线如图（I）所示，则改变的条件可能是（）

A.恒温恒容条件下，加入适当催化剂

B.恒温恒压条件下，充入ImolNz

C.恒容条件下，升高温度

D.恒温恒容条件下，再充入1molH2(g)和2molL(g)

2.(2011・常州调研)在密闭容器中发生下列反应：“A(g)=cC(g)+6/D(g),反应达到平衡

后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列

叙述正确的是()

A.A的转化率变小B.平衡向正反应方向移动

C.D的体积分数变大D.a<c+d

3.(2011•陕西四校联考)

U温度

在一密闭容器中有如下反应：L(s)+aG(g)=8R(g)。温度和压强对该反应的影响如右图

所示，其中压强“<p2，由此可判断()

A.正反应为放热反应

B.化学方程式中的计量数

C.G的转化率随温度升高而减小

D.增大压强，容器内气体质量不变

4.向某密闭容器中加入0.15molL'A、0.05mol-L।C和一定量的B三种气体。一定

条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示［to时c(B)未画出，h时增大到0.05mol-L

-1］。图乙为h时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

(1)若〃时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为mol.L-1,

(2)若右时改变的条件是升温，此时。正迎，若A的物质的量减少0.03mol时，容器与

外界的热交换总量为akJ,写出该反应的热化学方程式

(3)若"=15s,则to〜h阶段以C的浓度变化表示的平均反应速率为o(C)=

mol-L'-s-1,A的转化率为。

(4)为时改变的某一反应条件可能是(选填

序号)。

A.使用催化剂

B.增大压强

C.增大反应物浓度

题组二化学平衡的计算

5.(2011•郑州月考)将等物质的量的F?和C1F混合，在密闭容器中发生反应：F2(g)+

ClF(g)=ClF3(g)AW<0,下列叙述中正确的是()

A.恒温恒容时，当C1F转化40%时，容器内的压强为初始时的0.8倍

B.若C(F2)：c(ClF)：C(C1F3)=1：1：1,则反应一定达到平衡状态

C.达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移

D.平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大

6.相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)+3H?(g)=

2NH3(g)AA/=-92.6kJmor'«实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示:

容器起始时各物质的物质的量/mol达到平衡时体

编号系能量的变化

N2H2NH3

放出能量：

①130

23.15kJ

②0.92.70.2放出热量：Q

下列叙述错误的是()

A.容器①、②中反应的平衡常数相等

B.平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为"

C.容器②中达到平衡时放出的热量。=23.15kJ

D.若容器①体积为0.5L,则平衡时放出的热量<23.15kJ

7.现往1L的容器中通入CCh、H)各2mo1。在一定条件下让其发生反应：CO2+H2^CO

+H2O,回答下列问题：

(1)在830℃条件下，反应达到平衡时CO2的浓度为1molL)该条件下平衡常数K=

(2)在⑴基础上，把体系的温度降至800已知该条件下的平衡常数七=0.81,可以推

知平衡时C(H2O)=(保留2位有效数字)。

(3)该可逆反应的正反应为反应(填“吸热”或“放热”)«

(4)在⑴基础上，压缩容器体积至0.5Lo该条件下的平衡常数为历。则K3(填

“大于”、“等于”或“小于”)K,理由是o

题幺且三综合探究

8.N2O5鼠一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。

(DN2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是

(2)一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5(g)=4NCh(g)+O2(g)

AH>0

①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N2O5的转化率将(填“增大”、

“减小”或“不变”)。

②下表为反应在「温度下的部分实验数据：

t/s05001000

c(N2O5)/mobL15.003.522.48

则500s内N2O5的分解速率为。

③在不温度下，反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol.L则T2

(3)如图所示装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的________区生成，其电极反应式

为___________________________________________________________________________

学案37化学平衡移动

【课前准备区】

知识点一

3.（1）>⑵=(3)<

知识点二

1.（1）①正反应②逆反应

（2）①气体体积减小气体体积增大

②不

（3）吸热反应放热反应

（4）不

2.（1）温度压强浓度减弱这种改变

问题思考

I.外界条件影响了反应速率，使得。止#。逆，平衡将发生移动。

2.（1）①不一定，如反应前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生

变化，但平衡不移动。

②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使。,逆才发生移动的。

3.“惰性”气体对化学平衡的影响

①恒温、恒容条件

原平衡体系充,业字体体系总压强增大，但各反应气体的分压不变一体系中各反应成分

的浓度不变一平衡不移动。

②恒温、恒压条件

原平衡体系充N也体容器容积增大，各反应气体的分压减小一体系中各反应成分的浓

度同倍数减小（等效于减压）

T气体体积可变反应，平衡向气体体积

增大的方向移动

4.不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，

平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方

向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高。

5.（1）平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着

吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡

向气体体积减小的方向移动等。

（2）这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如：

①若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡

状态时50°C<7'<80℃；

②若对体系N2（g）+3H2（g）,'2NH3（g）加压,例如从30MPa加压到60MPa,化学平衡

向气态物质数减小的方向移动，达到新的平衡时30MPa<p<60MPa；

③若增大平衡体系Fe3++3SCN，、Fe（SCN）3中Fe3+的浓度，例如由0.01molir增至

0.02molL1,则在新平衡状态下,0.01mol-L-1<c（Fe3+）<0.02mol.L

【课堂活动区】

二、1.①反应物："（平）="（始）一〃（变）；

生成物："（平）="（始）+〃（变）。

②各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比。

.什玄反应物转化的物质的量（或浓度、体积）、（一一,

92.转化单一反应物起始的物质的量（或浓度、体积

3.（1）一般步骤

①写出有关化学平衡的反应方程式。

②确定各物质的起始量、转化量、平衡量。

③根据已知条件建立等式关系进行解答。

(2)模式

如机A(g)+〃B(g).，pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为amol、hmol,达到平

衡后消耗A的物质的量为叩moL

?nA(g)+nB(g).,pC(g)+qD(g)

起始/molab00

变化/molmxnxPXqx

平衡/mola—mxb—nxpxqx

三、1.正>化学平衡状态逆＜

2.吸热放热

典例导悟

1.C［温度不变时(假设100℃条件下)，体积是1L时，Y的物质的量为1mol,体积

为21.时，Y的物质的量为0.75moH.1x2L=1.5mol,体积为4I.时，Y的物质的量为0.53

mol-LXx4L=2.12mol,说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小,

平衡向生成X的方向进行，m<n,A项错误，C项正确；体积不变时，温度越高，Y的物质

的量浓度越大，说明升高温度，平衡向生成Y的方向移动，则Q>0,B、D项错误。］

5MA+2MB

2.(1)56%70%(2)M=

7

⑶不变

解析(l)2A(g)+B(g),-3C(g)

起始量520

变化量2xx3x

平衡量5-2x2-x3x

3x

由已知彳牛X100%=60%x=\.4

5-2x+2-x+3x

“2X1.4

所以CCA=5X100%=56%

14

aB=-^-X100%=70%

(2)总质量、总体积保持不变，则恒温下，平衡后的混合气体平均相对分子质量即为A、

B两气体混合时的平均相对分子质量。

(3)反应2A(g)+B(g),、3c(g)中两边气体总系数相等，反应前后气体的总的物质的量不

变，则在恒温恒容条件下，压强不变。

3.(1)25%(2)增大(3)6(4)41%

解析⑴M(g)+N(g).-P(g)+Q(g)

始态

2.400

mol-L-1

变化量

1X60%1X60%

mol-L1

1mol-L-1X60%

因此N的转化率为：2.4m*L「义顺％=25%

(2)由于该反应的A”〉。，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率

增大。

(3)根据(1)可求出各平衡浓度：

c(M)=0.4mol-L-1c(N)=1.8mol-L-'

c(P)=0.6mol-L-1c(Q)=0.6mol-L-1

c(P)YQ)

因此化学平衡常数K=

c(M)-c(N)

0.6mol-L1X0.6mol-L11

=0.4mol-fX1.8mol-L_1=2

由于温度不变，因此K不变，达到平衡后

c(P)=2mol-L-1c(Q)=2mol-L-1

c(M)=2mol-L-1c(N)=(a-2)molL-1

_c(P>c(Q)_2moLLrX2molir_

Kc(M)-c(N)2mol-L1X(a—2)mol-L12

解得ci=6

(4)设M的转化率为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为：

c(M)=£>(l—x)mol-L-'c(N)=6(l—x)mol-L-1

c(P)=bxmol-L1c(Q)=bxmol-L-1

c(P)-c(Q)

c<M)-c(N)

______fevmolLlfermoU______j_

b(l~x)mol-L—x)moLL-12

解得x=41%

变式演练

(1)>(2)0.04mol-L10.16mol-L'min1

【课后练习区】

高考集训

1.(1)X(2"(3)J

解析(1)催化剂能加快反应速率，但不能影响平衡移动，故不能提高反应物的平衡转化

率。

2.D［体系中有过量的锡且金属活泼性：Sn>Pb,向平衡体系中加入铅后，c(Pb2+)不变，

A错误；加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2+)增大，平衡逆向移动，c(Pb2+)增大，B错误；升温

使c(Pb2+)增大，说明平衡逆向移动，AH<0,正反应为放热反应，C错误；由化学方程式和

,巫士,c(Sn2+)0.22mol-L1.“

图中数据付平衡吊数K=/Dh2+、=c.-|=2.2,D正确。］

c(Pb-)0.10mol-TL1

3.A［该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正

确；pH增大，H+浓度减小，平衡正向移动，CnOy的转化率升高，B错误；温度升高，正

反应速率增大，C错误；增大Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，CnO厂的物质的量减小，

D错误。］

4.C［A错，因为图中所示的反应物能量高于生成物能量，应该是放热反应；B错，因

为醋酸属于弱酸，曲线的起点对应的pH数值应在1和2之间；C对，因为从图中容易读出

该温度下的溶质还没有达到饱和溶液所需要的量：D错，因为"生成物的最大量"和"反应物的

最大转化率"属于两个概念、两个表示法。］

考点集训

1.C［催化剂只能加快反应速率，而不会使平衡发生移动，A项错；恒压条件下充入

N2,体积增大，反应物浓度减小，反应速率降低，B项错；原反应是放热反应，温度升高，

反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，C项正确；按原比例充入H2和匕，反应速率加快，

但平衡转化率不变，D项错。］

2.AD［若平衡不发生移动，改变体积后D的浓度应变为原来的2倍，现在变为1.8倍

说明平衡向左移动，故A的转化率变小，D的体积分数减小，a<c+d。］

3.B［温度升高，G的体积分数减小，转化率增大，平衡向正反应方向移动，说明正反

应为吸热反应，A、C项错；压强增大，G的体积分数减小，平衡向正反应方向移动，说明

a>b,B项正确；L是固体，平衡移动将引起气体质量的改变，D项错。］

4.(1)0.02

(2)3A(g)2c(g)+B(g)\H=+100akJ-mol-1

(3)0.00460%(4)AB

解析(1»4时，减小压强，V。送以同等倍数下降，说明反应前后化学计量数之和相等