2.3化学平衡的移动 课件 (共70张PPT)2023-2024学年高二化学苏教版选择性必修1

(共70张PPT)
专题2
第三单元　化学平衡的移动
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
目录索引
素养 目标 1.通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,能用相关理论加以解释,并能够判断平衡移动的方向。
2.通过实验探究温度、浓度、压强对化学平衡的影响,提高实验探究的能力,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
基础落实·必备知识全过关
一、浓度、压强对化学平衡移动的影响
1.化学平衡的移动
(1)定义。
从一个平衡状态变为另一个平衡状态,称为化学平衡的移动。化学平衡的移动,就是改变　　　　　　(如　　　　、　　　　、　　　　等),破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。
外界条件
浓度
压强
温度
(2)化学平衡移动方向的判断。
(3)图示表示。
正反应　
逆反应
2.浓度、压强对化学平衡移动的影响
(Ⅰ)浓度对化学平衡移动的影响
(1)实验探究。
实验原理:
橙色 黄色
实验步骤:①取两支试管各加入4 mL 0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液。
②向一支试管中滴加5~10滴1 mol·L-1 NaOH溶液,观察并记录溶液的颜色。
③向另一支试管中滴加5~10滴1 mol·L-1 HNO3溶液,观察并记录溶液颜色的变化。
实验现象:如下表所示。
步骤 滴加1 mol·L-1NaOH溶液 滴加1 mol·L-1HNO3溶液
溶液颜色 　　 　　　 　　　　　　
实验结论:增加H+的浓度,平衡向　　　　　方向移动,溶液　　　　加深;增加OH-的浓度,减小H+的浓度,平衡向正反应方向移动,溶液　　　加深。
溶液黄色加深
溶液橙色加深
逆反应
橙色
黄色
(2)影响规律。
①增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向　　　　　方向移动。
②减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向　　　　　方向移动。
但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动,如上述反应中,仅改变K+的浓度,对平衡无影响。
正反应
逆反应
(Ⅱ)压强变化对化学平衡移动的影响规律
(1)针对有气体反应或有气体生成的可逆反应而言(反应前后气体物质的量发生变化的反应):
改变压强 平衡移动方向
减小容器容积,增大压强 平衡向气体体积　　　　的方向移动
增大容器容积,减小压强 平衡向气体体积　　　　的方向移动
(2)对于反应前后气体物质的量没有发生变化的反应,改变压强平衡　　移动。
缩小
增大
不
教材阅读想一想阅读教材“浓度变化对化学平衡的影响”中的【方法导引】
思考:由浓度商Qc如何预测平衡移动的方向
提示 Qc>K时,平衡逆向移动;Qc易错辨析判一判
(1)在某温度下,反应达到化学平衡,增加或减少一部分物质,化学平衡一定发生移动。(　　)
(2)针对有气体参加的反应,改变压强一定能使平衡发生移动。(　　)
(3)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。(　　)
×
提示 该物质若是固体,则浓度不发生改变,平衡不移动。
×
提示 若反应前后气体物质的量浓度没有发生变化,改变压强平衡不移动。
√
(4)向平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅。(　　)
(5)对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系,压缩气体体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅。(　　)
×
提示 KCl固体对该平衡无影响。
×
提示 体积减小,NO2的浓度比原平衡大,颜色变深。
二、温度、催化剂对化学平衡移动的影响
1.温度对化学平衡影响的实验探究
实验步骤:取3支试管,向其中各加入少量CoCl2晶体,再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解,然后滴加水至溶液呈紫色为止。将试管分别置于热水、冰水和室温下。
实验现象及结论:
条件 溶液的颜色 平衡移动的方向
热水 溶液变为蓝色 升温,平衡向正反应方向移动
冰水 溶液变为粉红色 降温,平衡向逆反应方向移动
室温 紫色 平衡不移动
任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响
2.温度对化学平衡移动的影响规律
(1)升高温度,平衡向　　　　方向移动。
(2)降低温度,平衡向　　　　方向移动。
(3)以正反应放热的反应为例,升温、降温时速率变化图像如下:
吸热反应
放热反应
3.催化剂对化学平衡的影响
(1)加入催化剂可以大大地加快反应速率,是因为它可以降低反应所需　　　　　,从而提高活化分子　　　　　,从而增大反应速率,但是由于催化剂能够　　　　　　地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响。
(2)催化剂　　　　改变达到化学平衡状态时的反应混合物中　　　　的含量,但是使用催化剂能　　　　反应达到平衡所需的　　　　。
活化能
百分数
同等程度
不能
各组分
改变
时间
教材阅读想一想阅读教材“基础实验·探究温度对化学平衡移动的影响”
思考:(1)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,是因为升高温度,吸热反应的反应速率增大,放热反应的反应速率减小,这种说法对吗
(2)温度变化,任何一个化学平衡都会发生移动是否正确 为什么
提示 不对。对于同一化学反应,升高温度,使v(吸)和v(放)都增大,但吸热反应方向速率增大的程度更大,即v(吸)>v(放),所以平衡向吸热反应方向移动;反之,降低温度,v(吸)和v(放)都减小,但吸热反应方向速率减小的程度更大,即v(吸)提示 正确。因为任何化学反应都伴随能量的变化(放热或吸热),所以任意可逆反应的化学平衡状态,当温度发生变化时,平衡都会发生移动。
三、勒夏特列原理
1.内容:改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的化学物质的浓度等),平衡将向着能够　　　　这种改变的方向移动。
2.注意事项
(1)适用范围:适用于任何动态平衡体系(如在专题3将学到的溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此原理来分析。
(2)平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变,但不能完全“消除”这种改变。
3.应用
在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用,可以更加科学、有效地调控和利用化学反应。
减弱
教材阅读想一想阅读教材“温度变化对化学平衡的影响”中的【选择决策】
思考:(1)利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。
(2)增大压强(压缩容器容积)既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好 为什么
提示 低温、高压有利于氨的合成。
提示 不是。因为温度一定时,增大混合气体的压强对合成氨的速率和平衡都有利,但压强越大需要的动力越大,对材料和设备的制造要求越高,因此并不是压强越大越好。
(3)既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越
低越好 为什么
提示 不是。因为从化学平衡的角度考虑,合成氨在低温时有利于平衡向生成氨的方向移动,但是温度过低时反应速率很慢,需要很长时间才能达到平衡,很不经济,所以实际生产中,一般采用的温度为400~500 ℃(在此温度时催化剂的活性最大)。
易错辨析判一判
(1)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v(放)减小,v(吸)增大。(　　)
(2)C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0,其他条件不变时,升高温度,反应速率和CO2的转化率均增大。(　　)
(3)合成氨反应需要催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因。(　　)
×
提示 升高温度时,v(吸)和v(放)都增大。
√
×
提示 催化剂不能使平衡发生移动。
重难探究·能力素养全提升
探究一　浓度对化学平衡影响的实验探究
情境探究
煤气中毒的原理为:人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应CO+HbO2 O2+HbCO,血红蛋白失去输氧能力。
(1)当发现煤气中毒时,应如何自救
提示 如果发现有煤气中毒现象,或者自我感觉有了这种状况,要在第一时间打开门窗,将室内的毒气散发出去,让新鲜空气流动进来。
(3)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-197.8 kJ·mol-1是硫酸制造工业的基本反应。在生产中通常采用通入过量空气的方法,为什么
(2)浓度改变时,化学平衡怎么移动
提示 ①若浓度改变引起v(正)>v(逆),则化学平衡向正反应方向移动;②若浓度改变引起v(正)提示 提高O2在原料气中的比例,能使SO2的平衡转化率提高,从而降低生产成本。
方法突破
1.浓度对化学平衡的影响分析
化学平衡 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
体系浓度改变 增大反应 物浓度 增大生成 物浓度 减小反应 物浓度 减小生成
物浓度
平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动
速率 变化 v(正)先增大, v(逆)随后增大,且再次平衡前v'(正)>v'(逆) v(逆)先增大, v(正)随后增大,且再次平衡前v'(逆)>v'(正) v(正)先减小,v (逆)随后减小,且再次平衡前 v'(逆)>v'(正) v(逆)先减小,
v(正)随后减小,且再次平衡前
v'(正)>v'(逆)
化学 平衡 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
图像
新平衡时速率 正、逆反应速率均增大 正、逆反应速率均减小
【注意】改变固体或纯液体的用量,平衡不发生移动,因为固体或纯液体的浓度为常数,改变其用量时未引起化学反应速率的改变。
2.Qc与K的关系
对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在任意状态下,生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用 表示,则:
当Qc=K时,反应处于平衡状态,v(正)=v(逆);
当Qcv(逆);
当Qc>K时,反应向逆反应方向进行,v(正)应用体验
1.已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡: (橙色)+H2O 2 (黄色)+2H+。用K2Cr2O7
溶液进行下列实验。结合实验,
下列说法不正确的是(　　)
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中 被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%硫酸至过量,溶液变为橙色
D
解析 在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动, 浓度增大,橙色加深;加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A项正确;②中溶液变成绿色,K2Cr2O7被还原, K2Cr2O7氧化乙醇,B项正确;②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下氧化乙醇,而碱性条件不能,说明酸性条件下氧化性强,C项正确;若向④溶液中加入70%硫酸至过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变成绿色,D项错误。
归纳总结　(1)“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。
(2)对于离子平衡体系,注意离子浓度的改变方式,排除不参与反应的离子干扰。
(3)固体或纯液体的浓度是常数,改变固体或纯液体的量并不影响v(正)、v(逆)的大小,故平衡不移动。
2.在恒温恒容的条件下, 2A(g)+B(g)
2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下,下列叙述与示意图不相符的是(　　)
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.平衡状态Ⅰ后,可能是增大A的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.平衡状态Ⅰ后,可能是减小C的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.B在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
C
解析 由题给图像可以看出,平衡状态Ⅰ改变的瞬间,逆反应速率未改变,正反应速率突然增大,可知改变的条件为增大反应物的浓度,B项正确,C项不正确;由于平衡发生移动,因此两平衡状态时同一种反应物的浓度不相等,D项正确;反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,A项正确。
3.已知[CoCl4]2-呈蓝色,[Co(H2O)6]2+呈粉红色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸,溶液由粉红色变为蓝色,存在平衡:[Co(H2O)6]2+ +4Cl- [CoCl4]2-+6H2O　 ΔH>0。 下列说法错误的是(　　)
A.当溶液颜色不再变化时,反应达到平衡状态
B.加水,水的浓度增大,溶液由蓝色变为粉红色
C.将上述蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色
D.向上述蓝色溶液中加入少量KCl固体,溶液蓝色加深
B
解析 当溶液颜色不再变化时,说明有关离子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,A项正确;加水相当于稀释,水的浓度不变,B项错误;正反应吸热,将题给蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,平衡逆向移动,溶液变为粉红色,C项正确;向题给蓝色溶液中加入少量KCl固体,氯离子浓度增大,平衡正向移动,溶液蓝色加深,D项正确。
4.将5 mL 0.005 mol·L-1的FeCl3溶液与5 mL 0.01 mol·L-1的KSCN溶液混合,建立平衡FeCl3+3KSCN 3KCl+Fe(SCN)3(红色)。
(1)若滴加饱和FeCl3溶液4滴,平衡向　　　　　方向移动,溶液红色　　　　。
(2)若滴加1 mol·L-1 KSCN溶液4滴,平衡向　　　方向移动,溶液红色　　　。
(3)若滴加0.01 mol·L-1 NaOH溶液4滴,则产生　　　　　　沉淀,c(Fe3+)　　　　　　,平衡向　　　　方向移动,溶液红色　　　　。
(4)若加入少量KCl固体,则平衡　　　　移动,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。
答案 (1)正反应　加深　(2)正反应　加深　(3)红褐色　减小　逆反应　变浅　(4)不　KCl不参与反应
解析 (1)c(Fe3+)增大,平衡右移。(2)c(SCN-)增大,平衡右移。(3)加入NaOH发生反应3OH-+Fe3+ ══ Fe(OH)3↓,c(Fe3+)减小,平衡左移。(4)KCl不参与反应,加入KCl固体,平衡不移动。
探究二　正确理解压强、温度对化学平衡的影响
情境探究
(1)你知道冰镇啤酒打开后泛起大量泡沫的原理吗
提示 啤酒瓶中未溶解的CO2气体与啤酒中溶解的CO2气体达到平衡,从影响平衡的因素来考虑,先考虑压强,打开啤酒瓶,压强减小,依据平衡移动原理知,平衡向放出CO2的
方向移动,以减弱压强减小对平衡的影响;再考虑温度,外界环境的温度比冰镇啤酒的温度高,根据平衡移动原理,平衡应向减弱温度升高的方向移动,即向吸热的方向移动,而从溶液中放出CO2是吸热的,所以会从溶液中放出CO2气体,从而泛起大量泡沫。
(2)无气体参加的可逆反应,为什么改变压强,平衡不移动
提示 无气体参加的反应,压强改变时反应速率不会改变,因此平衡不移动。
(3)对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),如果增大压强(压缩气体体积),反应速率是否改变,化学平衡是否移动
(4)化学平衡发生移动,平衡常数如何改变
提示 增大压强,正、逆反应速率均增大,且增大的倍数相同,v(正)=v(逆),平衡不移动。对于反应前后气体体积相等的可逆反应,改变压强只能改变化学反应速率,而对化学平衡无影响。
提示 化学平衡发生移动,平衡常数不一定改变,但平衡常数改变,化学平衡一定发生移动。
方法突破
1.压强对化学平衡的影响分析
(1)对于反应前后气体体积发生变化的反应,如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
压强变化 速率变化 图像 平衡移动方向 新平衡时速率
加压 v(正)、v(逆) 同时增大, v'(正)>v'(逆) 正向 移动 正、逆反
应速率
均增大
压强变化 速率变化 图像 平衡移动方向 新平衡时速率
减压 v(正)、v(逆)同时减小, v'(正)应速率
均减小
(2)对于反应前后气体体积不变的反应,如H2(g)+I2(g) 2HI(g)。改变压强,v(正)、v(逆)同等程度地改变,平衡不移动。
(3)注意事项:
①无气态物质存在的化学平衡,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使平衡发生移动。
②在容积不变的密闭容器中,气体反应已达到平衡。若向该容器中充入与反应体系无关的气体,化学平衡不移动,原因是气态反应物、生成物的浓度未改变。
③在容积可变的恒压容器中,充入与反应体系无关的气体,此时虽然总压强不变,但各气态物质的浓度减小(相当于减压),平衡向气体体积增大的方向移动。
④压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系。
2.温度对化学平衡的影响分析
化学 平衡 aA+bB cC+dD　ΔH>0 aA+bB cC+dD　ΔH<0
体系温度的变化 升温 降温 降温 升温
速率的 变化 v(正)、v(逆)同时增大,且 v'(正)>v'(逆) v(正)、v(逆)同时减小,且 v'(逆)>v'(正) v(正)、v(逆)同时减小,且v'(正)> v'(逆) v(正)、v(逆)同时增大,且v'(逆)>
v'(正)
平衡移动的方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动
速率与时间的图像
应用体验
视角1温度对化学平衡的影响
1.(2023河北秦皇岛高二月考)下列可逆反应达到平衡后,加压和升高温度均可使平衡向逆反应方向移动的是(　　)
A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
B.A2(g)+B2(g) 2AB(g)　ΔH<0
C.W(g) Z(g)　ΔH<0
D.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0
A
解析 加压和升高温度均可使平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应为气体体积增大且放热的反应,A项符合题意。
视角2压强对化学平衡的影响
2.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g)+M(g),在温度T1和T2时,产物Z的量与反应时间的关系如图所示。下列符合图示的正确判断是(　　)
A.T1B.T1C.T1>T2,正反应是放热反应
D.T1>T2,正反应是吸热反应
A
解析 温度越高,化学反应速率越大,达到平衡所用的时间越少,所以T13.(2023河北邯郸魏县五中高二期中)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) 2Z(g)　ΔH<0,当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)
选项 改变条件 新平衡与原平衡的比较
A 升高温度 X的转化率变小
B 增大压强(减小容器容积) X的转化率变小
C 充入一定量Y Y的转化率增大
D 使用适当催化剂 Y的转化率增大
A
解析 ΔH<0说明正反应是放热反应,升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,即逆向移动,X的转化率变小,A正确;增大压强(减小容器容积),平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动,X的转化率变大,B错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率降低,则充入一定量Y会使Y的转化率变小,C错误;催化剂只能改变反应速率,不能影响平衡状态,Y的转化率不变,D错误。
4.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,则下列情况可能的是(　　)
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体,C是气体
D
解析 增大压强,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是气体物质的量减小的反应,故C为气体,A为非气态物质(如固体)。
5.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g) C(s)+3D(g)　ΔH<0。达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v(正)增大、c(D)增大的是(　　)
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.容积不变,充入惰性气体
C
解析 A项,C为固体,改变其用量,对反应速率无影响,错误;B项,扩大容积,v(正)减小,c(D)也减小,错误;C项,缩小容积,平衡正向移动,c(D)也增大,正确;D项,容积不变,充入惰性气体,反应物浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,错误。
6.下列关于化学平衡的叙述,正确的是(　　)
A.2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0,反应达平衡后,压缩体系体积,平衡正向移动,体系颜色变浅
B.H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH<0,反应达平衡后,增大体系体积,平衡不移动,体系颜色不变
C.FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq),反应达平衡后,向体系中加入少量KCl固体,平衡逆向移动,体系颜色变浅
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应达平衡后,保持体系压强不变,充入He,平衡逆向移动,体系中NH3的百分含量降低
D
解析 A项反应为气体体积减小的反应,达到平衡后压缩体系体积,增大了体系压强,增大压强,平衡向正反应方向移动,由于压缩体系体积后二氧化氮浓度增大,则混合气体的颜色比原来深,A项错误;B项反应是气体体积不变的反应,达到平衡后增大体系体积,减小了体系压强,平衡不移动,由于增大体系体积后I2(g)的浓度减小,则混合气体的颜色比原来浅,B项错误;C项反应的实质是Fe3+(aq)+3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq),与氯化钾无关,则加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-的浓度不变,平衡不移动,体系颜色不变,C项错误;D项反应是气体体积减小的反应,反应达到平衡后,保持体系压强不变,充入He,体系体积增大,相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,NH3的百分含量降低,D项正确。
探究三　勒夏特列原理在化工生产中的应用
情境探究
在化学研究中存在较多平衡状态,例如:溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。法国化学家勒夏特列提出了“化学平衡移动原理”。对于勒夏特列原理的理解,我们可以采用类比的方法进行通俗处理,这样可以把抽象的化学原理通俗化,更好地理解和记忆。如何通俗地理解勒夏特列原理呢
(1)什么是化学平衡移动原理
提示 改变影响化学平衡的一个因素(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度等),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(2)工业合成氨的化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,该反应在“高温、高压、催化剂”的条件下进行。如何用勒夏特列原理解释 不能用勒夏特列原理解释的是什么
提示 该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向减弱放热的方向移动,即向吸热反应方向(逆反应方向)移动;该反应为反应后气体体积减小的反应,增大压强化学平衡向减弱压强增大的方向(正反应方向)移动。催化剂只能改变化学反应速率,不能用勒夏特列原理解释。
(3)哪些情况不能用勒夏特列原理解释 举例说明。
提示 ①若同时改变影响平衡移动的几个条件,不能简单根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。如A(g)+3B(g) 2C(g)　ΔH<0,对该反应同时加压、升温,平衡移动的方向无法确定;若加压的同时降温,则平衡向正反应方向移动。②对于不可逆过程或未达到平衡状态的可逆反应及反应速率进行的快慢、催化剂的催化作用等问题,均不能用勒夏特列原理解释。
方法突破
解化学平衡移动类题目的一般方法
化学平衡的实质是v(正)=v(逆)≠0,因此只要外界条件改变导致v(正)≠v(逆),化学平衡就会发生移动。因此判断化学平衡移动方向的一般方法是运用勒夏特列原理分析外界条件的改变对正反应速率和逆反应速率影响程度的相对大小,然后判断平衡是否发生移动及移动的方向。解题思路一般如下:
应用体验
1.(2023河北邯郸魏县五中高二期中)平衡移动原理在工农业生产和日常生活中有许多重要应用,下列事实能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.2HI(g) H2(g)+I2(g),加压,体系颜色变深
B.已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
ΔH<0,高温比低温更有利于NH3的生成
C.工业上用SO2合成SO3,增加氧气的量可提高SO2的利用率
D.工业上合成氨,使用铁触媒可提高NH3日产量
C
解析 对于气体分子数不变的反应,加压时平衡不移动,体系颜色变深是有色气体浓度增大造成的,不能用勒夏特列原理解释,A项不符合题意;合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故高温不利于NH3的生成,不能用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;对于反应2SO2+O2 2SO3,增加氧气的量,平衡向正向移动,可提高SO2的利用率,可以用勒夏特列原理解释,C项符合题意;使用铁触媒作催化剂,可以加快反应速率,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D项不符合题意。
归纳总结　正确理解勒夏特列原理
(1)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,具体可理解如下:
①若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃,则化学平衡向吸热反应的方向移动,达到新的平衡状态时50 ℃<体系的温度<80 ℃。
②若对体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加压,例如从30 MPa加压到60 MPa,化学平衡向气体体积减小的方向移动,达到新的平衡状态时30 MPa<体系压强<60 MPa。
③若增大平衡体系Fe3+(aq)+3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq)中Fe3+的浓度,例如由0.01 mol·L-1
增至0.02 mol·L-1,平衡正向移动,则在新平衡状态下,0.01 mol·L-1 (2)勒夏特列原理仅适用于已达平衡的反应体系,对不可逆过程或未达平衡的可逆过程均不能使用勒夏特列原理。
2.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)　ΔH<0,升高温度可使平衡向逆反应方向移动
B.合成NH3的反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低的温度
C.溴水中存在平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
D.为了加快合成NH3的反应速率,加入合适的催化剂
D
解析 A项,正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动;B项,合成氨的反应是放热反应,理论上采取低温有利于反应向正反应方向进行,但需同时考虑温度对反应速率的影响;C项,加入AgNO3后,Ag+与Br-反应生成AgBr沉淀,降低了Br-的浓度,平衡向正反应方向移动,溶液颜色变浅,A、B、C三项均能用勒夏特列原理解释。D项,催化剂对平衡移动无影响,不能用勒夏特列原理解释。
3.(2023河北保定高二期末)下列实验事实可以用平衡移动原理解释的是
(　　)
A.合成氨工业中使用高温条件
B.将存在平衡2NO2 N2O4的玻璃球体浸泡在热水中,颜色变深
C.过量铁和稀硝酸反应,溶液变成浅绿色
D.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),增大压强后颜色变深
B
解析 合成氨反应为放热反应,升温可以使平衡逆向移动,不利于合成氨气,A错误;对于反应2NO2 N2O4　ΔH<0,该反应的正反应是放热反应,温度升高时,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致c(NO2)增大,因而气体颜色变深,与化学平衡移动有关,B正确;过量铁与稀硝酸反应,溶液变成浅绿色是由于过量的Fe与反应产生的Fe3+反应产生了Fe2+,与化学平衡移动无关,C错误;H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)是反应前后气体物质的量不变的反应,加压后化学平衡不发生移动,气体颜色变深,是由于加压导致气体体积减小,因而使气体物质的浓度增大,这与化学平衡移动无关,D错误。
4.(2023河北任丘一中高二月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
(　　)
A.向新制氯水中滴入几滴NaHCO3溶液,可增强溶液的漂白能力
B.用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.当反应CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)达到平衡时,将容器的容积缩小至一半,新平衡时二氧化碳的浓度和原平衡时一样
D.将煤气中毒的病人置于高压氧舱中治疗
[已知:HbO2(氧合血红蛋白)+CO HbCO+O2]
C
解析 氯水中存在如下平衡:Cl2+H2O HCl+HClO,当加入NaHCO3溶液后消耗H+使平衡正向移动,导致c(HClO)增大,溶液的漂白性增强,能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;利用排饱和食盐水溶液的方法来收集氯气,相当于向平衡体系Cl2+H2O H++Cl-+HClO中加入NaCl,增大了c(Cl-),使平衡向逆反应方向移动,降低了氯气的溶解度,可用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;温度不变时平衡常数不变,反应的平衡常数K=c(CO2),平衡时将容器的容积缩小至一半,达到新平衡时CO2的浓度与原平衡相同,不可用勒夏特列原理解释,故C符合题意;煤气中毒病人血液中发生反应CO+HbO2
O2+HbCO,将CO中毒的病人置于高压氧舱,会使平衡逆向移动,让一氧化碳失去与血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意。
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