2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点40化学平衡的移动学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点40化学平衡的移动学案

考点40　化学平衡的移动 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.化学平衡移动的概念 a ‎2.影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断 b ‎3.用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件 c ‎1．化学平衡移动概念 可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、浓度、压强等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新平衡状态。这种由旧平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫作化学平衡的移动。‎ ‎2．实质 化学平衡移动的根本原因是外界条件改变，使v正≠v逆才发生移动。v正＞v逆，平衡向正反应方向移动；v正＝v逆，平衡不移动；v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动。‎ ‎3．外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)　ΔH＜0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。‎ 增大A的浓度或减小C的浓度，平衡向正反应方向移动；‎ 增大C的浓度或减小A的浓度，平衡向逆反应方向移动。‎ ‎(2)压强 若a＋b≠m，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。若a＋b＝m，改变压强，平衡不移动。‎ 恒温、恒容时，通入稀有气体，压强增大，但由于原混合物各成分的浓度均没有发生变 化，故化学平衡不移动；恒温、恒压时，通入稀有气体，压强不变，但由于原混合物各成分的浓度均减小，相当于减小了体系的压强，故化学平衡向着气体分子数增大的方向移动。‎ ‎(3)温度 升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。‎ ‎(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，平衡不移动。‎ ‎4．化学平衡移动原理——勒夏特列原理 改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。‎ 化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，不能完全抵消外界条件的变化，更不能超过外界条件的变化而发生逆转。‎ ‎【例1】　(一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：‎ C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1‎ C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2‎ ΔH1＞ΔH2＞0；C10H18→C10H12的活化能为Ea1，C10H12→C10H8的活化能为Ea2；十氢萘的常压沸点为192 ℃；在192 ℃，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9%。‎ 请回答：‎ ‎(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是________。‎ A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压 ‎(2)研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_____________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1；C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2；ΔH1＞ΔH2＞0；均为吸热反应，且都属于气体的物质的量增大的反应。A.升高温度，平衡正向移动，平衡转化率增大，但增大压强，平衡逆向移动，平衡转化率减小，故A错误；B.降低温度，平衡逆向移动，平衡转化率减小，故B错误；C.升高温度，平衡正向移动，平衡转化率增大，减小压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，故C正确；D.降低温度，平衡逆向移动，平衡转化率减小，故D错误；故选C；‎ ‎(2)总反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡转化率增大，平衡常数增大，当温度达到192 ℃时，十氢萘汽化，浓度增大，平衡正向移动，生成氢气量显著增加。‎ ‎【答案】　(1)C ‎(2)反应吸热，温度升高，平衡正向移动。与此同时，温度升高导致十氢萘汽化，‎ 浓度增大，平衡正向移动，生成氢气量显著增加 ‎【提炼】　改变影响平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。若改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响，但要注意反应条件是否会引起物质的状态发生改变，从而引起物质浓度改变，发生平衡移动。‎ ‎【例2】　在不同温度下，向2 L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol 活性炭，发生反应：‎ ‎2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－213.5 kJ/mol ，达到平衡时的数据如下：‎ 温度/℃‎ n(活性炭)/mol ‎ n(CO2)/mol ‎ T1‎ X T2‎ ‎0.25‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．T2 ℃时，若该反应经过10 min达到平衡，反应速率v(NO)＝0.025 mol/(L·min)‎ B．T1 ℃时，若该反应的平衡常数K＝9/16，则达平衡时NO的转化率为60%‎ C．T2 ℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c(N2)∶c(NO)不变 D．T1 ℃时，若开始时反应物的用量均减少一半，平衡后NO的转化率减小 ‎【解析】　A项，T2 ℃时，若该反应经过10 min达到平衡，因生成0.25 mol CO2，根据方程式可知消耗0.5 mol NO，因此v(NO)＝0.5 mol ÷2 L÷10 min＝0.025 mol/(L·min)，故A正确；‎ B项，设达到平衡时NO消耗2y mol/L，用三段式进行计算：‎ ‎　　　　　　　2NO(g)　＋　C(s)N2(g)　＋　CO2(g)‎ 初始量/(mol/L) 0.5 0 0‎ 转化量/(mol/L) 2y y y 平衡量/(mol/L) 0.5－2y y y 代入平衡常数K＝y·y/(0.5－2y)2＝9/16，解得y＝0.15，则NO的转化率＝(2×0.15/0.5)×100%＝60%，故B正确；C项，平衡后再缩小容器的体积，压强增大，因该反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，则c(N2)∶c(NO)不变，故C正确；D项，T1 ℃时，若开始时反应物的用量均减少一半，相当于减小压强，因该反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，则NO的转化率不变，故D错误。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　1.对于反应前后气体分子数不变的反应，减小体积引起体系压强增大，由于反应混合物中各组分浓度同等程度增大，故平衡不移动。‎ ‎2．同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。‎ ‎3．惰性气体对化学平衡的影响。‎ ‎【例3】　一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1)‎ 物质的平衡浓度/(mol·L－1)‎ c(H2)‎ c(CO)‎ c(CH3OH)‎ c(CH3OH)‎ Ⅰ ‎400‎ ‎0.20‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0.080‎ Ⅱ ‎400‎ ‎0.40‎ ‎0.20‎ ‎0‎ Ⅲ ‎500‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.025‎ A.该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的小 ‎【解析】　分析Ⅰ、Ⅲ中数据知反应开始时Ⅰ中加入的H2、CO与Ⅲ中加入甲醇的物质的量相当，平衡时甲醇的浓度：Ⅰ＞Ⅲ，温度：Ⅰ＜Ⅲ，即升高温度平衡逆向移动，该反应正向为放热反应，A正确；Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小，B错误；Ⅰ和Ⅱ对比，Ⅱ相当于将容器Ⅰ的体积缩小二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，则Ⅱ中氢气的浓度小于Ⅰ中氢气浓度的两倍，Ⅲ和Ⅰ对比，平衡逆向移动，氢气浓度增大，故达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；温度：Ⅲ＞Ⅰ，当其他条件不变时，升高温度反应速率加快，故达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大，D错误。‎ ‎【答案】　A ‎【提炼】　1.化学平衡移动，则化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，如催化剂对化学平衡的影响。另外平衡正向移动，不可错误地认为逆反应速率一定减小，正反应速率一定增大。‎ ‎2．勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。此处的“减弱”是在改变后的基础上减弱，并不能抵消，更不能超越。‎