第35講化學平衡移動原理[課程標準]1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強)對化學平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。2.了解化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。考點一化學平衡移動1．化學平衡移動(1)原因：反應(yīng)條件改變引起v正≠v逆。(2)化學平衡移動方向與化學反應(yīng)速率的關(guān)系①v正>v逆時，平衡向正反應(yīng)方向移動；②v正＜v逆時，平衡向逆反應(yīng)方向移動。2．影響因素在一定條件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)ΔH<0達到了平衡狀態(tài)，若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡影響如下：條件的改變(其他條件不變)化學平衡的移動濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強(對有氣體存在的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變增大壓強向氣體體積減小的方向移動減小壓強向氣體體積增大的方向移動反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動催化劑同等程度地改變v正、v逆，平衡不移動3.幾種特殊情況說明(1)改變固體或純液體的量，對化學平衡沒影響。(2)“惰性氣體”對化學平衡的影響。①恒溫、恒容條件：原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。②恒溫、恒壓條件：原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))eq\a\vs4\al(容器容積增大，各反,應(yīng)氣體的分壓減小)→(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強的影響。4．勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件(如溫度、濃度、壓強)，平衡將向減弱這種改變的方向移動。[正誤辨析](1)化學平衡發(fā)生移動，化學反應(yīng)速率一定改變；化學反應(yīng)速率改變，化學平衡也一定發(fā)生移動()(2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，此時v放減小，v吸增大()(3)化學平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大()(4)向平衡體系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動，溶液的顏色變淺()(5)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，混合氣體的顏色變淺()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×學生用書第174頁1．對于一定條件下的可逆反應(yīng)甲：A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0乙：A(s)＋B(g)C(g)ΔH<0丙：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH>0達到化學平衡后加壓，使體系體積縮小為原來的eq\f(1,2)(1)平衡移動的方向：甲________(填“向左”“向右”或“不移動”，下同)；乙________；丙________。(2)設(shè)壓縮之前壓強分別為p甲、p乙、p丙，壓縮后壓強分別為p′甲、p′乙、p′丙，則p甲與p′甲、p乙與p′乙、p丙與p′丙的關(guān)系分別為甲__________；乙__________；丙____________。(3)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變化分別為甲__________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；乙____________；丙____________。答案：(1)向右不移動不移動(2)p甲＜p′甲＜2p甲p′乙＝2p乙p′丙＝2p丙(3)增大不變不變2．在密閉容器中，反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定條件下達到平衡狀態(tài)，試回答下列問題：(1)若保持體積不變，通入氦氣，則平衡________移動。(2)若保持壓強不變，通入氦氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，則x、y、z的關(guān)系為__________。答案：(1)不(2)x＋y＜z3．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染，其反應(yīng)為2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。(1)實驗測得在一定壓強下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖：則總反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“＝”或“<”)。(2)在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，請在上圖畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由：____________________________。答案：(1)<(2)如圖所示溫度相同的條件下，增大壓強，平衡右移，αHCl增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方4．甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應(yīng)如下：ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＞0ⅲ.CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)ΔH＞0一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖所示。(1)溫度為470K時，圖中P點________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是__________________________________；490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)一定能提高甲醇產(chǎn)率的措施是________(填字母)。A．增大壓強 B．升高溫度C．選擇合適催化劑 D．加入大量催化劑解析：(1)溫度為470K時，圖中P點不是處于平衡狀態(tài)。在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是溫度越高，化學反應(yīng)速率越快；490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的原因是升高溫度，反應(yīng)ⅰ逆向移動，催化劑活性降低。(2)增大壓強，反應(yīng)ⅰ平衡正向移動，A項正確；升高溫度，反應(yīng)ⅰ平衡逆向移動，B項錯誤；選擇合適催化劑，可提高甲醇產(chǎn)率，C項正確；加入大量催化劑，不影響產(chǎn)率，D項錯誤。答案：(1)不是溫度越高化學反應(yīng)速率越快升高溫度，反應(yīng)ⅰ逆向移動，催化劑活性降低(2)AC學生用書第175頁考點二工業(yè)合成氨如圖是工業(yè)合成氨的工藝，根據(jù)流程解答下列問題。(1)工業(yè)合成氨是人類科學技術(shù)的一項重大突破，其熱化學方程式如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，結(jié)合反應(yīng)的化學方程式分析：①可以提高合成氨的反應(yīng)速率的措施有哪些？②可以提高氮氣或氫氣轉(zhuǎn)化率的措施有哪些？答案：①升高溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等②降低溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度等。(2)工業(yè)合成氨中，使用鐵觸媒作催化劑。①鐵觸媒能提高氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率嗎？簡述理由。②鐵觸媒能提高反應(yīng)混合物中氨的體積分數(shù)嗎？答案：①不能。因為催化劑對化學平衡無影響②能。因為實際合成氨過程為非平衡狀態(tài)下進行，反應(yīng)速率大，單位時間里生成氨氣的量多。(3)合成氨時選擇500℃而不采用常溫主要考慮什么因素？答案：考慮速率因素，500℃時催化劑的催化活性最好。(4)合成氨時一般采用的壓強為10～30MPa的原因是什么？答案：合成氨時增大壓強盡管可以同時提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但壓強越大，對材料的強度和設(shè)備的要求也越高，增加生產(chǎn)投資成本將降低綜合經(jīng)濟效益。故一般采用的壓強為10～30MPa。(5)合成氨工業(yè)中，為提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，還采取哪些措施？答案：使氨氣變成液氨并及時分離，分離后的原料氣循環(huán)使用。1．合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·COΔH<0。(1)必須除去原料氣中CO的原因是。(2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是。(3)吸收CO后的醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液經(jīng)過適當處理又可再生，恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液再生的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是。解析：合成氨的流程中的除雜，是為了除去能使催化劑中毒的物質(zhì)。題中指出：在合成氨的過程中必須除去CO，因此CO是屬于使催化劑中毒的物質(zhì)。從吸收CO的化學方程式可得：吸收CO的反應(yīng)是正反應(yīng)氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，因此為了使CO盡最大可能地被吸收，應(yīng)采取高壓、低溫的辦法使平衡正向移動，要使醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液再生，即使平衡逆向移動，故必須采取低壓、高溫的辦法。答案：(1)防止CO使催化劑中毒(2)低溫、高壓(3)高溫、低壓2．化學反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。(1)利用“化學蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體，發(fā)生反應(yīng)：TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)ΔH>0(Ⅰ)。如圖所示，反應(yīng)(Ⅰ)在石英真空管中進行，先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g)，一段時間后，在溫度為T1的一端得到了純凈TaS2晶體，則溫度T1T2(填“>”“<”或“＝”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是。(2)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH0(填“>”或“<”)。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強的理由是。答案：(1)<I2(2)<在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強CO轉(zhuǎn)化率提高不大，同時生產(chǎn)成本增加，得不償失學生用書第176頁3．“丁烯裂解法”是另一種重要的丙烯生產(chǎn)法，在生產(chǎn)過程中會有生成乙烯的副反應(yīng)發(fā)生。反應(yīng)如下：主反應(yīng)：3C4H8(g)4C3H6(g)；副反應(yīng)：C4H8(g)2C2H4(g)。測得上述兩反應(yīng)的平衡體系中，各組分的質(zhì)量分數(shù)(w)隨溫度(T)和壓強(p)變化的趨勢分別如圖甲和圖乙所示：(1)平衡體系中的C3H6(g)和C2H4(g)的質(zhì)量比是工業(yè)生產(chǎn)C3H6(g)時選擇反應(yīng)條件的重要依據(jù)之一，從產(chǎn)物的純度考慮，該數(shù)值越高越好，據(jù)圖甲和圖乙判斷，反應(yīng)條件應(yīng)選擇(填字母)。A．300℃、0.1MPa B．700℃、0.1MPaC．300℃、0.5MPa D．700℃、0.5MPa(2)有研究者結(jié)合圖甲數(shù)據(jù)并綜合考慮各種因素，認為450℃的反應(yīng)溫度比300℃或700℃更合適，從反應(yīng)原理角度分析其理由可能是。解析：(1)由圖甲可知，300℃時C2H4(g)的質(zhì)量分數(shù)接近于0，而溫度升高，C2H4(g)的質(zhì)量分數(shù)增大，故選擇300℃；由圖乙可知，壓強增大，C2H4(g)的質(zhì)量分數(shù)減小，C3H6(g)的質(zhì)量分數(shù)增大，故選0.5MPa，因此控制反應(yīng)條件為300℃、0.5MPa。(2)溫度越低，反應(yīng)速率越慢，由圖甲可知，300℃時反應(yīng)速率慢；溫度升高，C2H4(g)的質(zhì)量分數(shù)增大，700℃的副反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率大于丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率。而450℃時，C3H6(g)的質(zhì)量分數(shù)達到最大值，且C2H4(g)的質(zhì)量分數(shù)在10%左右，產(chǎn)物中C3H6(g)的含量較高，故450℃更合適。答案：(1)C(2)300℃反應(yīng)速率慢，700℃副反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率大于丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率真題演練明確考向1．(2022·海南選擇考，8)某溫度下，反應(yīng)CH2ＦCH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是()A．增大壓強，v正＞v逆，平衡常數(shù)增大B．加入催化劑，平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動D．恒容下，充入一定量的CH2ＦCH2(g)，CH2ＦCH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大C[A.該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強可以加快化學反應(yīng)速率，正反應(yīng)速率增大的幅度大于逆反應(yīng)的，故v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是因為溫度不變，故平衡常數(shù)不變，A不正確；B.催化劑不影響化學平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，C正確；D.恒容下，充入一定量的CH2ＦCH2(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是CH2ＦCH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。]2．(2022·6浙江選擇考，19)關(guān)于反應(yīng)Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH＜0，達到平衡后，下列說法不正確的是()A．升高溫度，氯水中的c(HClO)減小B．氯水中加入少量醋酸鈉固體，上述平衡正向移動，c(HClO)增大C．取氯水稀釋，c(Cl－)/c(HClO)增大D．取兩份氯水，分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液變藍色，可以證明上述反應(yīng)存在限度D[A.HClO受熱易分解，升高溫度，HClO分解，平衡正向移動，c(HClO)減小，A正確；B.氯水中加入少量醋酸鈉固體，醋酸根離子和氫離子結(jié)合生成醋酸分子，氫離子濃度減小，平衡正向移動，c(HClO)增大，B正確；C.氯水稀釋，平衡正向移動，而c(HClO)和c(Cl－)均減小，但HClO本身也存在電離平衡HClOH＋＋ClO－，稀釋促進了HClO的電離，使c(HClO)減少更多，因此eq\f(c（Cl－）,c（HClO）)增大，C正確；D.氯水中加硝酸銀產(chǎn)生白色沉淀，證明溶液中有氯離子，氯水中加淀粉碘化鉀溶液，溶液變藍，證明生成了碘單質(zhì)，溶液中有強氧化性的物質(zhì)，而氯氣和次氯酸都有強氧化性，不能證明反應(yīng)物和生成物共存，即不能證明上述反應(yīng)存在限度，D錯誤。]3．(2022·廣東選擇考，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH＜0B．a(chǎn)為n(H2O)隨溫度的變化曲線C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動D．向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大C[A.從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質(zhì)的量減少，則平衡正向移動，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，故A錯誤；B.從圖示可以看出，在恒容密閉容器中，隨著溫度升高氫氣平衡時的物質(zhì)的量減少，則平衡隨著溫度升高正向移動，水蒸氣的物質(zhì)的量增加，而a曲線表示的是物質(zhì)的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；C.容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質(zhì)的濃度，平衡不移動，故C正確；D.BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改變其濃度，因此平衡不移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤。]4．[2022·廣東選擇考，19(2)]K2Cr2O7溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡：(ⅰ)Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))(aq)＋H2O(l)2HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(aq)K1＝3.0×10－2(25℃)(ⅱ)HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(aq)CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋H＋(aq)K2＝3.3×10－7(25℃)①下列有關(guān)K2Cr2O7溶液的說法正確的有________。A．加入少量硫酸，溶液的pH不變B．加入少量水稀釋，溶液中離子總數(shù)增加C．加入少量NaOH溶液，反應(yīng)(ⅰ)的平衡逆向移動D．加入少量K2Cr2O7固體，平衡時c2(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))與c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))的比值保持不變學生用書第177頁②25℃時，0.10mol·L－1K2Cr2O7溶液中l(wèi)geq\f(c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)隨pH的變化關(guān)系如圖。計算溶液中HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的平衡濃度________________________(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。③在稀溶液中，一種物質(zhì)對光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長(λ)有關(guān)；在一定波長范圍內(nèi)，最大A對應(yīng)的波長(λmax)取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征；濃度越高，A越大。混合溶液在某一波長的A是各組分吸收程度之和。為研究pH對反應(yīng)(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影響，配制濃度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液，測得其A隨λ的變化曲線如圖，波長λ1、λ2和λ3中，與CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的λmax最接近的是________；溶液pH從a變到b的過程中，eq\f(c（H＋）·c2（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)的值________(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：①K2Cr2O7溶液中存在平衡：(ⅰ)Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))(aq)＋H2O(l)2HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(aq)、(ⅱ)HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(aq)CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋H＋(aq)。A.向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H＋)增大，(ⅱ)平衡逆向移動，根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡移動只是減弱改變量，平衡后，溶液中c(H＋)依然增大，因此溶液的pH將減小，故A錯誤；B.加水稀釋過程中，根據(jù)“越稀越水解”、“越稀越電離”可知，(ⅰ)和(ⅱ)的平衡都正向移動，兩個平衡正向都是離子數(shù)增大的反應(yīng)，因此稀釋后，溶液中離子總數(shù)將增大，故B正確；C.加入少量NaOH溶液，(ⅱ)正向移動，溶液中c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))將減小，(ⅰ)將正向移動，故C錯誤；D.平衡(ⅰ)的平衡常數(shù)K1＝eq\f(c2（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)，平衡常數(shù)只與溫度和反應(yīng)本身有關(guān)，因此加入少量K2Cr2O7溶液，eq\f(c2（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)不變，故D正確。②由題圖可知，當溶液pH＝9時，eq\f(c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)＞104，因此可忽略溶液中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，即c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))＋c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝0.20mol·L－1，反應(yīng)(ⅱ)的平衡常數(shù)K2＝eq\f(c（H＋）·c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)＝eq\f(10－9×c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)＝3.3×10－7，聯(lián)立兩個方程式可得c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))≈6.0×10－4mol/L。③根據(jù)反應(yīng)(ⅰ)、(ⅱ)是離子濃度增大的平衡可知，溶液pH越大，溶液中c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＋c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))＋c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))越大，混合溶液在某一波長的A越大，溶液的pH越大，溶液中c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))越大，因此與CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的λmax最接近的是λ3；反應(yīng)(ⅰ)的平衡常數(shù)K1＝eq\f(c2（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)，反應(yīng)(ⅱ)的平衡常數(shù)K2＝eq\f(c（H＋）·c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)，(K2)2×K1＝eq\f(c2（H＋）·c2（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c2（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)×eq\f(c2（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)＝eq\f(c2（H＋）·c2（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)，因此eq\f(c（H＋）·c2（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)＝eq\f(（K2）2·K1,c（H＋）)，由上述分析逆推可知，b>a，即溶液pH從a變到b的過程中，溶液中c(H＋)減小，所以eq\f(c（H＋）·c2（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)的值將增大。答案：①BD②當溶液pH＝9時，eq\f(c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)＞104，因此可忽略溶液中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，即c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))＋c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝0.20mol·L－1，反應(yīng)(ⅱ)的平衡常數(shù)K2＝eq\f(c（H＋）·c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)＝eq\f(10－9×c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）)＝3.3×10－7，聯(lián)立兩個方程式可得c(HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))≈6.0×10－4mol/L③λ3增大課時精練(三十五)化學平衡移動原理eq\a\vs4\al(\f(對應(yīng)學生,用書P414))(本欄目內(nèi)容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)1．一定條件下：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。在測定NO2的相對分子質(zhì)量時，下列條件中，測定結(jié)果誤差最小的是()A．溫度0℃、壓強50kPaB．溫度130℃、壓強300kPaC．溫度25℃、壓強100kPaD．溫度130℃、壓強50kPaD[測定二氧化氮的相對分子質(zhì)量，要使測定結(jié)果誤差最小，應(yīng)該使混合氣體中NO2的含量越多越好，為了實現(xiàn)該目的，應(yīng)該改變條件使平衡盡可以地逆向移動。該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng)，可以通過減小壓強、升高溫度使平衡逆向移動，則選項中，溫度高的為130℃，壓強低的為50kPa，結(jié)合二者選D。]2．已知反應(yīng)式：mX(g)＋nY(？)pQ(g)＋2mZ(g)，達到平衡時c(X)＝0.3mol·L－1。其他條件不變，將容器體積縮小到原來的eq\f(1,2)，重新平衡后c(X)＝0.5mol·L－1。下列說法正確的是()A.平衡向逆方向移動 B．Y可能是固體C．系數(shù)n>m D．Z的體積分數(shù)減小C[平衡時c(X)＝0.3mol·L－1，將容器體積縮小到原來的eq\f(1,2)的瞬間，X的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，即為0.6mol·L－1，重新平衡后c(X)＝0.5mol·L－1，說明平衡在增大壓強時向正向移動。A項，從以上分析可知，平衡向正方向移動，故A錯誤；B項，增大壓強，平衡正向移動，說明反應(yīng)物的系數(shù)之和大于生成物的系數(shù)之和，若Y是固體，反應(yīng)物的系數(shù)之和小于生成物的系數(shù)之和，所以Y是氣體，故B錯誤；C項，根據(jù)B的分析，系數(shù)m＋n＞p＋2m，即n＞p＋m，所以n＞m，故C正確；D項，平衡正向移動，所以Z的體積分數(shù)增大，故D錯誤；故選C。]3．有兩個相同帶活塞的容器，向容器a中充入NO2(g)，待顏色不再變化，再向容器b中充入溴蒸氣，使兩容器的顏色相同和體積相等[注意：同濃度的NO2和Br2蒸氣顏色相同，2NO2(g)N2O4(g)(無色)]，迅速將兩容器同時壓縮(假設(shè)氣體不液化)，下列說法正確的是()A．a(chǎn)→a′過程中，顏色突然加深，然后逐漸變淺，最終顏色比原來的淺B．若對a和b以極慢的速度緩緩壓縮，則a和b的顏色均慢慢加深，但在每一個相同的時間點，b的顏色總比a的深C．假設(shè)容器和活塞均為無色，從容器左側(cè)觀察a和a′，a′的顏色比a淺D．氣體的物質(zhì)的量：na′一定大于nb′B[a→a′過程中，增大壓強，2NO2N2O4平衡正向移動，有一定量的NO2轉(zhuǎn)化成N2O4，但是新平衡時各氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均比舊平衡時大；b→b′過程中，溴蒸氣的物質(zhì)的量不變，濃度增大。A項，a→a′過程中，開始時容器的容積瞬間減小，NO2的濃度瞬間增大，則顏色突然加深，2NO2N2O4平衡正向移動，NO2的濃度逐漸減小，則顏色又逐漸變淺，但是新平衡時各氣體物質(zhì)的濃度均比舊平衡時大，則最終顏色比原來的深，故A錯誤；B項，在以極慢的速度緩緩壓縮的過程中，a中2NO2N2O4平衡正向移動，有一定量的NO2轉(zhuǎn)化成N2O4，而b→b′過程中，溴蒸氣的物質(zhì)的量不變，但在每一個相同的時間點，溴蒸氣的濃度總是比NO2的濃度大，故b的顏色總比a的深，故B正確；C項，由A項分析知，從容器左側(cè)觀察a和a′，a′的顏色更深，故C錯誤；D項，a′中反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，而b′中氣體分子數(shù)不變，故na′一定小于nb′，故D錯誤；故選B。]4．對密閉容器中進行的反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g)繪制如下圖像，下列說法錯誤的是()A．依據(jù)圖甲可判斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.在圖乙中，虛線可表示使用了催化劑后X的轉(zhuǎn)化率C．圖丙可表示減小壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．依據(jù)圖丁中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨溫度的變化情況，可推知正反應(yīng)的ΔH<0C[圖甲中v正、v逆曲線的交點是平衡點，升高溫度，v正增大的程度小于v逆，平衡逆向移動，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A正確；使用催化劑，可加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，但平衡不移動，X的轉(zhuǎn)化率不變，故圖乙中虛線可表示使用催化劑后X的轉(zhuǎn)化率，B正確；減小壓強，v正、v逆均減小，v正減小的程度大于v逆，平衡逆向移動，與圖丙不相符，C錯誤；X、Y、Z均為氣體，混合氣體的總質(zhì)量不變，圖丁中eq\x\to(M)隨溫度升高而逐漸減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，則正反應(yīng)的ΔH<0，D正確。]5．將5mL0.005mol·L－1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L－1KSCN溶液混合，達到平衡后溶液呈紅色。再將混合液等分為5份，分別進行如下實驗：實驗①：滴加4滴水，振蕩實驗②：滴加4滴飽和FeCl3溶液，振蕩實驗③：滴加4滴1mol·L－1KCl溶液，振蕩實驗④：滴加4滴1mol·L－1KSCN溶液，振蕩實驗⑤：滴加4滴6mol·L－1NaOH溶液，振蕩下列說法不正確的是()A．對比實驗①和②，為了證明增加反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生正向移動B．對比實驗①和③，為了證明增加生成物濃度，平衡發(fā)生逆向移動C．對比實驗①和④，為了證明增加反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生正向移動D．對比實驗①和⑤，為了證明減少反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生逆向移動B[A.實驗②與實驗①對比，只改變了Fe3＋濃度，故A說法正確；B.FeCl3溶液和KSCN溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，改變鉀離子或氯離子的濃度對平衡無影響，故B說法錯誤；C.實驗④與實驗①對比，只改變了SCN－濃度，故C說法正確；D.在原平衡體系中加入NaOH溶液，F(xiàn)e3＋與OH－反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，溶液中Fe3＋的濃度減小，故D說法正確。故答案選B。]6．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是()A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當加入少量AgNO3溶液后，溶液的顏色變淺B．對2HI(g)H2(g)＋I2(g)，縮小容器的容積可使平衡體系的顏色變深C．反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動D．對于合成NH3反應(yīng)，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采取低溫措施B[溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr與AgNO3反應(yīng)生成AgBr沉淀，c(HBr)減小，平衡正向移動，溶液的顏色變淺，A可以用勒夏特列原理解釋；2HI(g)H2(g)＋I2(g)的正反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，縮小容器的容積，壓強增大，平衡不移動，但c(I2)增大，導致平衡體系的顏色變深，由于平衡不移動，故B不能用勒夏特列原理解釋；反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高溫度，為了減弱溫度的改變，平衡逆向移動，C可以用勒夏特列原理解釋；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解釋。]7．某溫度下，在一容積可變的恒壓容器中，反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是()A．均減半 B．均加倍C．均增加1mol D．均減少1molC[容積可變，說明是恒溫、恒壓條件，滿足“等比等效”。A項，“均減半”后A、B、C的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol和2mol，滿足“等比等效”，平衡不會移動；B項，“均加倍”后A、B、C的物質(zhì)的量分別為8mol、4mol和8mol，滿足“等比等效”，平衡不會移動；C項，“均增加1mol”后A、B、C的物質(zhì)的量分別為5mol、3mol和5mol，相當于在5mol、2.5mol和5mol的基礎(chǔ)上又增加了0.5molB，平衡向右移動；D項，“均減小1mol”后A、B、C的物質(zhì)的量分別為3mol、1mol和3mol，相當于在3mol、1.5mol和3mol的基礎(chǔ)上減少了0.5molB，平衡向左移動。]8．在一個固定容積的密閉容器中充入2molNO2，一定溫度下建立平衡：2NO2N2O4，此時NO2的轉(zhuǎn)化率為x%，若再充入1molN2O4，在溫度不變的情況下，達到新的平衡時，測得NO2的轉(zhuǎn)化率為y%，則x和y的大小關(guān)系正確的是()A．x>y B．x<yC．x＝y(tǒng) D．不能確定B[先建立等效平衡模型，即假設(shè)原容器的體積可變，當再充入1molN2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此時NO2的轉(zhuǎn)化率依然為x%。當體積不發(fā)生變化時，在原平衡的基礎(chǔ)上要縮小容器的體積，即增大了壓強，該反應(yīng)正反應(yīng)方向為氣體體積縮小的方向，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率增大，即x<y。]9．如圖所示，A是由導熱材料制成的密閉容器，B是一耐化學腐蝕且易于傳熱的透明氣囊。關(guān)閉K2，將各1molNO2通過K1、K3分別充入A、B中，反應(yīng)起始時A、B的體積相同均為aL。若打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.4aL，則打開K2之前，氣體B體積為()A．0.1aLB．0.3aLC．0.5aLD．0.7aLD[將NO2充入兩個容器中發(fā)生2NO2N2O4的反應(yīng)，打開K2，相當于是在等溫等壓條件下建立平衡，此時建立起的平衡與未打開K2時B容器建立起的平衡等效。由于此時反應(yīng)物的物質(zhì)的量是B中的2倍，所以打開K2之前，氣球B的體積為(aL＋0.4aL)÷2＝0.7aL。]10．在密閉容器中充入足量的FeO(s)和適量O2(g)，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)6FeO(s)＋O2(g)2Fe3O4(s)ΔH＜0，達到平衡時，測得O2濃度為amol·L－1；保持溫度不變，縮小體積至原來的四分之一，重新達到平衡時，測得O2濃度為cmol·L－1，下列有關(guān)說法正確的是()A．上述反應(yīng)為熵減反應(yīng)，在較高溫度下能自發(fā)進行B．恒溫恒容條件下平衡后，再充入O2，O2的平衡轉(zhuǎn)化率減小C．當FeO(s)或Fe3O4(s)的物質(zhì)的量保持不變時達到平衡狀態(tài)D．溫度不變，達到新平衡時，c＝4aC[A項，根據(jù)題給反應(yīng)式可知：反應(yīng)物只有O2是氣體，產(chǎn)物是固體，它是熵減反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，由復合判據(jù)知，它在較低溫度下能自發(fā)進行，A錯誤；B項，恒溫條件下，化學平衡常數(shù)不變，再充入氧氣，化學平衡向正反應(yīng)方向移動，最終平衡時O2濃度不變，氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率增大，B錯誤；C項，當固體質(zhì)量或物質(zhì)的量保持不變時，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，C正確；D項，假設(shè)化學平衡不移動，當縮小體積至原容器體積的eq\f(1,4)時，則氧氣濃度增至原來的4倍。實際上，縮小體積時化學平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動，導致氧氣濃度減小。當?shù)诙芜_到平衡時，因溫度不變，平衡常數(shù)K不變，則根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知：K＝eq\f(1,c（O2）)，所以平衡時氧氣濃度不變，故a＝c，D錯誤；故選C。]11.在一定條件下，取一定量的A和B在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)mM(g)＋nN(s)ΔH＝QkJ·mol－1。達到平衡時，M的濃度與溫度和容器容積的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)判斷正確的是()A．a(chǎn)＋b>mB．E點的平衡常數(shù)小于F點的平衡常數(shù)C．達到平衡后，增大A的濃度將會提高B的轉(zhuǎn)化率D．Q＜0C[A項，由題圖可知，體積越大時M的濃度越小，比較E、F兩點可知，體積增大3倍，M濃度減小不到3倍，說明減小壓強平衡正向移動，N為固體，則a＋b<m，故A正確；B項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，由題圖可知，E點溫度等于F點，則E點的平衡常數(shù)等于F點的平衡常數(shù)，故B錯誤；C項，達到平衡后，增大A的濃度，反應(yīng)向正向進行，B物質(zhì)繼續(xù)消耗，轉(zhuǎn)化程度增大，則增大A的濃度將會提高B的轉(zhuǎn)化率，故C正確；D項，由題圖可知，升高溫度，M的濃度增大，可知正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，Q>0，故D錯誤；故選AC。]12．工業(yè)上用C6H5Cl和H2S的高溫氣相反應(yīng)制備苯硫酚(C6H5SH)，同時有副產(chǎn)物苯(C6H6)生成：Ⅰ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H5SH(g)＋HCl(g)ΔH1Ⅱ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋HCl(g)＋eq\f(1,8)S8(g)ΔH2使C6H5Cl和H2S按物質(zhì)的量1∶1進入反應(yīng)器，定時測定反應(yīng)器尾端出來的混合氣體中各產(chǎn)物的量，得到單程收率(eq\f(生產(chǎn)目的產(chǎn)物所消耗的原料量,進入反應(yīng)器的原料量)×100%)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()A.ΔH1＜0，ΔH2＞0B．反應(yīng)Ⅱ的活化能較大C．590℃以上，隨溫度升高，反應(yīng)Ⅰ消耗H2S增多D．645℃時，反應(yīng)Ⅰ的化學平衡常數(shù)K＝eq\f(2,9)C[A項，溫度大于590℃時，隨溫度升高，苯硫酚的單程收率降低，說明ΔH1＜0，隨溫度升高，苯的單程收率增大，說明ΔH2＞0，故A正確；B項，溫度較低時，苯的單程收率小，說明Ⅱ反應(yīng)速率小，Ⅱ的活化能較大，故B正確；C項，590℃以上，隨溫度升高，苯硫酚的單程收率降低，反應(yīng)Ⅰ消耗H2S減少，故C錯誤；D項，設(shè)通入氯苯、H2S的物質(zhì)的量各為1mol，645℃時，苯硫酚的單程收率為20%、苯的單程收率為20%，則反應(yīng)Ⅰ消耗0.2mol氯苯、0.2molH2S，生成苯硫酚0.2mol、氯化氫0.2mol，反應(yīng)Ⅱ消耗0.2mol氯苯、0.2molH2S，生成苯0.2mol、氯化氫0.2mol、S80.025mol，容器中含有0.6mol氯苯、0.6molH2S、苯硫酚0.2mol、氯化氫0.4mol，反應(yīng)Ⅰ的化學平衡常數(shù)K＝eq\f(0.2×0.4,0.6×0.6)＝eq\f(2,9)，故D正確。]13．(1)某興趣小組對該反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。t2時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是________(用圖中a、b、c、d表示)，理由是________________________________。(2)Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0]中，CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如圖所示)，催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。467℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是________、________。489℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是________、________。解析：(1)t2時將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合。(2)水煤氣變換中CO是反應(yīng)物，H2是產(chǎn)物，又因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向左移動，重新達到平衡時，H2的壓強減小，CO的壓強增大。故a曲線代表489℃時pH2隨時間變化關(guān)系的曲線，d曲線代表489℃時pCO隨時間變化關(guān)系的曲線，b曲線代表467℃時pH2隨時間變化關(guān)系的曲線，c曲線代表467℃時pCO隨時間變化關(guān)系的曲線。答案：(1)b開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小(2)bcad14．丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋123kJ·mol－1圖(a)是平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填字母)。A．升高溫度 B．降低溫度C．增大壓強 D．降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是____________________、________________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是________________________________________________________________________。答案：(1)小于AD(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進行溫度升高反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類化合物15．我國力爭2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2催化重整是實現(xiàn)碳中和的熱點研究課題。該催化重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：主反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1Kp1反應(yīng)Ⅱ：副反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g