第2章 第2节 第4课时 反应条件对化学平衡的影响(二)学案（含答案）-高中化学鲁科版选择性必修1

第4课时　反应条件对化学平衡的影响(二)
[学习目标]　1.理解浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。2.能运用K与Q的关系解释浓度、压强对化学平衡的影响，并能用此判断相关物理量的变化。
[重点难点]　1.浓度、压强对化学平衡移动的影响。2.运用K与Q的关系解释浓度对化学平衡的影响。
　　　　　　　浓度对化学平衡的影响
导学
1．浓度对化学平衡的影响
温度一定时，反应aA＋bB??cC＋dD的平衡常数是一个定值。
2．实验探究浓度对化学平衡的影响
实验原理 Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3(红色)
步骤1 向盛有5 mL 0.01 mol·L－1 FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol·L－1 KSCN溶液，将上述溶液平均分装在两支试管中
现象 溶液显红色
步骤2 向其中一支试管滴加1 mol·L－1 FeCl3溶液4滴，振荡 向另一支试管中滴加1 mol·L－1 KSCN溶液4滴，振荡
现象 溶液红色加深 溶液红色加深
步骤3 向上述两支试管中各加入少量铁粉，振荡
现象 两试管中溶液的红色均变浅
实验结论 对Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3的化学平衡，分别增大c(Fe3＋)和c(SCN－)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动；加入铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，平衡逆向移动
3.在其他条件不变的情况下，浓度对化学平衡的影响规律
c(反应物)增大或c(反应产物)减小，平衡正向移动；c(反应物)减小或c(反应产物)增大，平衡逆向移动。
4．工业生产中的应用
为了提高产率，生产过程中常常将反应产物及时从体系中移走，使反应所建立的化学平衡不断地正向移动。
导思
1．判断正误
(1)合成氨反应中，增加N2的浓度，可使平衡正向移动，提高H2的转化率，降低成本(　　)
(2)C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在某温度下达到平衡后，增加一部分C(s)，v正增大，平衡正向移动(　　)
答案　(1)√　(2)×
2．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液，发生反应如下：
FeCl3＋3KSCN??3KCl＋Fe(SCN)3
(棕黄色) (无色)　　(无色) (红色)
向上述溶液中加入KCl固体，平衡发生移动吗？请解释原因。
提示　不移动。该可逆反应的实质为Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，加入KCl固体，只增加了c(K＋)、c(Cl－)，未改变c(Fe3＋)、c(SCN－)、c[Fe(SCN)3]，浓度商Q不变，平衡不移动。
导练
在容积一定的密闭容器中，反应NH4HS(s)??NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡。
(1)温度、容积不变，通入少量SO2气体，平衡____移动，原因是___________________。
(2)温度、容积不变，通入HCl气体，平衡______移动，原因是_____________________。
(3)加入少量NH4HS固体(不考虑占用的体积)，氨气的体积________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(4)温度、容积不变，通入少量NH3，NH4HS固体的质量__________。
答案　(1)正向　SO2＋2H2S===3S＋2H2O，c(H2S)减小，平衡正向移动　(2)正向　HCl＋NH3===NH4Cl，c(NH3)减小，平衡正向移动　(3)不变　(4)增大
(1)对于溶液中离子反应的平衡体系，要注意离子反应的实质，应排除不参加反应的离子的干扰。
(2)对于容积不变的气—固平衡体系，改变固体的量，平衡混合物中，气体成分的浓度不变，平衡不移动。
　　　　　　　压强对化学平衡的影响
导学
1．在其他条件不变的情况下，压强对化学平衡的影响规律
Δvg＝(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。
提醒　①压强对平衡移动的影响：对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。
②压强能否使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使v正′≠v逆′。
2．“惰性气体”(泛指与反应无关的气体)对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动
(2)恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增大―→体系中各组分的浓度同比例减小
导思
1．判断正误
(1)对于C(s)＋CO2(g)??2CO(g)，在某温度下达到平衡，缩小容器的体积，平衡不移动(　　)
(2)有气体参与的反应，改变压强，平衡一定发生移动(　　)
(3)增大压强可使2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)平衡正向移动，原因是增大压强，v正增大，v逆减小(　　)
(4)恒容容器中充入He，可使N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)平衡正向移动(　　)
(5)对2HI(g)??H2(g)＋I2(g)，其他条件不变时，增大压强，体系的颜色加深，平衡正向移动(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．在具有活塞的密闭容器中，一定温度下的可逆反应，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已达到平衡。保持温度不变，将活塞外拉，则：
(1)容器内颜色________。
(2)容器内压强________。
(3)逆反应速率________。
(4)混合气体的平均相对分子质量________。
答案　(1)变浅　(2)变小　(3)变小　(4)不变
解析　当活塞外拉时，容器体积增大(压强减小)，各组分的浓度减小，气体颜色变浅，反应速率减小；因为平均相对分子质量＝，结合化学方程式的特点知：m(气)不变，n(气)不变，故混合气体的平均相对分子质量不变。
导练
1．已知反应mA(s)＋nB(g)??pC(g)　ΔH<0，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数φ(B)与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是(　　)
A．①m＋n>p　
B．x点表示的正反应速率大于逆反应速率　
C．x点表示的反应速率比y点的小　
D．n>p
答案　BC
解析　从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有nv逆，故B正确；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，故C正确。
2．已知化学反应2A(？)＋B(g)??2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列物质的状态可能是A是_______________，C是_________。
答案　固体或液体　气体　
解析　增大压强，平衡向逆反应方向移动，说明逆向为气体体积减小的反应，由于B为气体，所以C为气体，A为非气体。
　　　　　　　平衡移动原理(勒·夏特列原理)
导学
1．内容
在均相、封闭体系中，如果改变平衡体系的一个条件(如浓度、温度或压强)，平衡将向减弱这个改变的方向移动。这个原理为勒·夏特列原理，又称平衡移动原理。
2．对平衡移动原理的理解
3．实例
将吸入二氧化氮气体的注射器针管缩小至容器体积的一半，再恢复原来的体积。[注射器针管内发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)]
①此过程的p－t图像：
②此过程的透光率变化(气体颜色越深，透光率越小)：
4．应用技巧
(1)浓度：增大反应体系中反应物的浓度，平衡向消耗反应物或反应物浓度减小的方向移动。
(2)压强：增大平衡体系的压强，平衡向气态物质分子数减小的方向移动。
(3)温度：升高温度，平衡向吸热方向移动。如将体系的温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热方向移动，体系的温度降低，达到新的平衡状态时，体系的温度t介于二者之间，即50 ℃导练
1．下列事实中，不能用勒·夏特列原理加以解释的是(　　)
A．夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体颜色变浅
答案　C
解析　A中考查溶解平衡，CO2(g)＋H2O(l)??H2CO3(aq)，压强减小，则平衡逆向移动，形成大量气体逸出；B中考查温度、浓度对平衡移动的影响；D中考查温度对2NO2??N2O4的影响；C中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)增大，由于是等体反应压强改变平衡不移动，则不能用勒·夏特列原理解释。
2．一密闭容器中建立N2＋3H2??2NH3　ΔH＜0的平衡体系，此时，N2的浓度为c(N2)，体系的温度为T1，压强为p1，按要求回答下列问题。
(1)保持温度、体积不变，通入N2，使N2的浓度变为2c(N2)，平衡________移动，重新平衡后，N2的浓度c′(N2)为________________。
(2)保持温度不变，压缩体积变为原来的，使压强变为2p1，平衡________移动，重新平衡后体系的压强p′为____________。
(3)保持体积不变，升高体系的温度至2T1，平衡______移动，若体系与环境没有热交换，重新平衡后，体系的温度T′为____________。
(4)保持温度、体积不变，向容器中通入少量HCl气体，平衡移动的方向是________；达新平衡时c平(NH3)与原平衡时相比，变______。
答案　(1)正向　c(N2)＜c′(N2)＜2c(N2)
(2)正向　p1＜p′＜2p1
(3)逆向　T1＜T′＜2T1
(4)向右移动　小
1.(2022·北京海淀区质检)将5 mL 0.005 mol·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色，再将混合液分为5份，分别进行如下实验：
试管①：滴加4滴水，振荡
试管②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡
试管③：滴加4滴1 mol·L－1 KCl溶液，振荡
试管④：滴加4滴1 mol·L－1 KSCN溶液，振荡
试管⑤：滴加4滴1 mol·L－1 NaOH溶液，振荡
下列说法不正确的是(　　)
A．对比试管①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B．对比试管①和③，为了证明增大反应物浓度，平衡逆向移动
C．对比试管①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D．对比试管①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
答案　B
解析　试管②与①对比，改变了Fe3＋的浓度，A正确；FeCl3溶液和KSCN溶液反应的本质是Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，改变钾离子或氯离子的浓度对平衡没有影响，B错误；试管④与①对比，改变了反应物SCN－的浓度，C正确；在原平衡体系中加入NaOH溶液，Fe3＋与之反应生成Fe(OH)3沉淀，溶液中Fe3＋的浓度减小，D正确。
2．改变反应容器体积使压强变化，但不会使下列化学反应的平衡发生移动的是(　　)
A．Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)
B．3H2(g)＋N2(g)??2NH3(g)
C．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
D．C(s)＋CO2(g)??2CO(g)
答案　A
解析　对于化学方程式两边气体物质的量相等的反应，改变压强，化学平衡不发生移动。
3．下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(　　)
A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O??HBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅
B．对2H2O2??2H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率
C．反应：CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，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。
4．净化汽车尾气的原理为2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.8 kJ·mol－1，如果要提高NO的平衡转化率，采取措施不合理的是(　　)
A．适当降低温度
B．减小压强同时加入催化剂
C．升高温度同时充入N2
D．及时将CO2和N2从反应体系中移走
答案　BC
解析　该反应正向是气体分子数减小的放热的化学反应，因而降低温度、增大压强、分离反应产物都能提高反应物的转化率。