正向移动
减小
增大
Q>K
逆向移动
不变
增大
不变
Q=K
不移动
减小
压强对化学平衡移动影响的规律
(1)若反应前后气体的系数不变(Δνg=0)
改变压强,化学平衡不移动。
(2)若反应前后气体的系数改变(Δνg≠0)
①增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
②减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应,对于只涉及固体或液体的反应,压强的影响不予考虑。
例3
一定温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是( )
①增加C的物质的量 ②保持容器容积不变,充入N2使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变,充入N2使容器容积变大
A.①②B.②③C.①④D.③④
答案 A
解析 ①C是固体,其浓度为常数,改变它的量平衡不移动;②该反应为气体体积不相等的反应,保持容器容积不变,充入N2,由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变,所以平衡不移动;③缩小容器容积,压强增大,平衡左移;④保持压强不变,充入N2,容器容积扩大,平衡右移。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
规律总结
(1)恒温恒容条件:
原平衡体系
体系总压增大―→体系中各反应物浓度不变―→平衡不移动。
(2)恒温恒压条件:
(3)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。
三、勒·夏特列原理
1.向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡。
(1)若增大N2的浓度,平衡移动的方向是向右移动;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是减小。
(2)若升高温度,平衡移动的方向是向左移动;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是降低。
(3)若增大压强,平衡移动的方向是向右移动;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是减小。
2.根据以上分析,得知如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
该结论就是勒·夏特列原理。
(1)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不是“消除”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响。
(2)适用条件
①只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。
②平衡移动原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
例4
下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.用排饱和食盐水法收集Cl2
B.加压有利于合成氨反应
C.冰镇的啤酒打开后泛起泡沫
D.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增加压强使颜色变深
答案 D
解析 A项,Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在饱和食盐水中,平衡向左移动,降低了Cl2在水中溶解度;B项,增大压强,合成氨平衡向右移动;C项,减小压强使气体的溶解度降低,溶解的CO2逸出;D项,平衡没有发生移动,只是I2(g)的浓度增大,颜色加深。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 勒·夏特列原理的理解与应用
易错警示 勒·夏特列原理(即化学平衡移动原理)适用于所有平衡体系,如果是平衡体系,改变条件,平衡没有发生移动或不符合平衡移动规律的现象,不能用化学平衡移动原理解释。
例5
可逆反应2A2(g)+B2(g)2A2B(l)(正反应为放热反应)已达到平衡,要使平衡向右移动,可以采取的措施是( )
A.升高温度B.加入催化剂
C.增大压强D.增加A2B的量
答案 C
解析 该反应的正反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡向右移动。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
易错警示
(1)使用催化剂,正、逆反应速率增大的倍数相同,化学平衡不移动。
(2)改变固体或液体使用量,而不改变反应物浓度时,化学平衡不移动。
1.合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
答案 B
解析 A项,因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应,故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率;B项,因该反应为放热反应,降低温度能使平衡向右移动,从而提高CO的转化率;D项,不能提高CO的转化率。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
2.将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是( )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅
答案 C
解析 升高温度,气体颜色加深,则平衡向左移动,该反应为放热反应,A错误;根据勒·夏特列原理,混合气体的颜色比原平衡深,压强小于原平衡的两倍,因此B错误,C正确;恒温恒容,充入惰性气体,c(NO2)和c(N2O4)均不变,平衡不移动,气体的颜色不变,D错误。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
3.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则( )
A.平衡向逆反应方向移动了
B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增加了
D.a>b
答案 C
解析 温度不变,容积扩大一倍,压强减小,若平衡不移动,则B的浓度应为原来的50%,而实际为60%,说明平衡向正反应方向移动了,则A的转化率增大、B的质量分数增大;正反应方向是气体体积增大的方向,即a
考点 压强变化时化学平衡移动的影响
题点 由压强变化与移动方向判断化学计量数关系
4.反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
答案 D
解析 由X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0可知,反应前后气体分子数不变,故减小容器体积,即压强增大,平衡不移动,A项错误;加入催化剂,平衡不移动,故Z的产率不变,B项错误;增大c(X),X的转化率减小,C项错误;降低温度,平衡向放热反应方向(正向)移动,Y的转化率增大,D项正确。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
5.下列事实中不能用勒·夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时,溶液的酸性逐渐增强
B.向含有[Fe(SCN)]2+的红色溶液中加铁粉,振荡,溶液颜色变浅或退去
C.加入催化剂有利于氨的氧化反应
D.用排饱和食盐水法除去Cl2中的HCl
答案 C
解析 A项,氯水中存在平衡:
Cl2+H2OHCl+HClO,光照使HClO分解,HClO浓度降低,平衡正向移动,生成更多的HCl,溶液的酸性逐渐增强,A项能用勒·夏特列原理解释;B项,在该溶液中存在平衡:
Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+,向溶液中加入铁粉,Fe3+会和Fe发生反应生成Fe2+,导致Fe3+浓度降低,平衡向能够减弱这种改变的方向移动,即向逆反应方向移动,使[Fe(SCN)]2+(红色)的浓度降低,所以溶液颜色变浅或退去,B项能用勒·夏特列原理解释;C项,催化剂不能改变平衡状态,C项不能用勒·夏特列原理解释;D项,Cl2溶于水后存在平衡:
Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中Cl-浓度较大,减小了Cl2的溶解度,D项能用勒·夏特列原理解释。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 勒·夏特列原理的理解与应用
6.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况下,不会使平衡发生移动的是( )
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.移走一部分NH4HS固体
C.容器体积不变,充入氨气
D.保持压强不变,充入氮气
答案 B
解析 通入SO2后,发生反应2H2S+SO2===3S↓+2H2O,相当于减小了生成物的浓度,平衡将向正反应方向移动,A选项不合题意;固体量的多少不影响平衡的移动,移走部分NH4HS固体不能使平衡发生移动,B选项符合题意;恒容时,充入NH3,平衡逆向移动,C选项不合题意;充入不与体系中各物质反应的其他物质,此时体系的分子数增加,要保持恒压,容器体积必须增大,原平衡体系各物质的浓度将减小,平衡将向气体体积增大的方向移动,D选项不合题意。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
7.在水溶液中橙色的Cr2O
与黄色的CrO
有下列平衡关系:
Cr2O
+H2O2CrO
+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色。
因为_______________________
_________________________________________________。
(2)向已加入NaOH溶液的
(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈______色,因为___________
________________________________________________________。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将______________。
答案
(1)黄 OH-与H+结合生成水,c(H+)减小,使平衡向右移动,CrO
浓度增大,溶液由橙黄色变为黄色
(2)橙 c(H+)增大,平衡左移,Cr2O
浓度增大,溶液又由黄色变为橙色
(3)向右移动 逐渐变浅,直至无色
解析 加碱中和溶液中的H+,平衡右移,溶液中的c(CrO
)增大;加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr2O
)增大;加Ba(NO3)2,发生的反应为Ba2++CrO
===BaCrO4↓(黄色),平衡向右移动,溶液颜色将由橙黄色逐渐变浅,直至无色。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
[对点训练]
题组1 浓度对化学平衡的影响
1.在体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆反应:
X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0。
下列叙述正确的是( )
A.若继续充入X,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大
B.若继续通入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小
C.若移走部分W,平衡正向移动
D.平衡后移走X,上述反应的ΔH减小
答案 A
解析 B项,通入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数增大;C项,W为固体,改变其用量,平衡不移动;D项,ΔH只与方程式中的化学计量数及状态有关,与反应物的量无关。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
2.在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y,发生反应:
2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入bmolX,下列判断不正确的是( )
A.平衡正向移动B.X的转化率不变
C.Y的转化率增大D.X的转化率减小
答案 D
解析 在体积和温度不变的密闭容器中充入amolX和足量Y,发生反应:
2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入bmolX,反应物浓度增大,平衡正向移动;Y为固体,反应前后气体体积不变,加入X,最后达到平衡状态,相当于增大压强,X的平衡转化率不变,Y的转化率增大。
考点 浓度变化对化学平衡移动的影响
题点 浓度影响化学平衡移动的规律
题组2 压强对化学平衡的影响
3.在恒温时,一固定容积的容器内发生的反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g)重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数( )
A.不变B.增大
C.减小D.无法判断
答案 C
解析 恒温、定容平衡后再加入NO2(g),相当于增大了容器的压强,平衡向着生成N2O4的方向移动,NO2的体积分数减小。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
4.对于密闭容器中的可逆反应:
mX(g)+nY(s)pZ(g)ΔH<0,达到化学平衡后,改变条件,下列表达不正确的是( )
A.增大压强,化学平衡不一定发生移动
B.通入氦气,化学平衡不一定发生移动
C.增加X或Y的物质的量,化学平衡一定发生移动
D.其他条件不变,升高温度,化学平衡一定发生移动
答案 C
解析 由于该反应反应前后体积变化不明确,故改变压强不能确定化学平衡是否移动,A项正确;恒容条件下充入氦气,没有改变平衡体系中各物质的浓度,平衡不移动,恒压条件下充入氦气,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,B项正确;由于Y为固体,改变其用量不影响化学平衡,C项不正确;该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,D项正确。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
5.如图为一带可移动隔板的密闭容器,某温度下,左、右两侧反应均达到平衡,此时隔板处于容器中央。
若保持温度不变,向左侧容器中充入一定量的H2,下列说法正确的是( )
A.两侧平衡均向正反应方向移动
B.左侧平衡向逆反应方向移动
C.右侧平衡向逆反应方向移动
D.两侧平衡均向逆反应方向移动
答案 A
解析 向左侧容器中通入H2,H2的浓度增大,平衡右移,但总压强增大,隔板右移,右侧压强增大,使右侧反应平衡右移。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
6.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
A(g)+B(g)2C(g) ΔH1<0
X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )
A.恒压时,通入惰性气体,C的物质的量不变
B.恒压时,通入Z气体,反应器中温度升高
C.恒容时,通入惰性气体,两反应的化学平衡不移动
D.恒容时,通入Z气体,Y的物质的量浓度增大
答案 A
解析 对化学平衡体系恒压条件下通入惰性气体,为保持恒压,体积增大,相当于压强减小,对第二个反应导致平衡向左移动,则放热,使体系温度升高,对第一个反应平衡左移,C的物质的量减小;恒压条件下通入Z气体,第二个反应平衡向左移动,放热,反应容器中温度升高;恒容条件下通入惰性气体,总压增大而分压不变,平衡不移动;恒容时通入Z气体,导致第二个反应平衡左移,Y的物质的量浓度增大。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
7.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。
则下列叙述正确的是( )
A.可逆反应的化学方程式的化学计量数:
a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
答案 C
解析 体积缩小为原来的一半,假设平衡不移动,则Y和Z的浓度应该为原来的2倍,而现为1.8倍,则表明平衡向逆反应方向移动,压强增大,v正、v逆均增大,且v逆>v正;向Y、Z消耗的方向,即逆反应方向移动,则b+c>a;X的转化率减小;混合物中Z的质量分数减小。
考点 压强变化对化学平衡移动的影响
题点 压强影响化学平衡移动的规律
题组3 影响化学平衡的外界因素的综合分析
8.t℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下该反应的平衡常数表达式为K=
,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K一定增大
B.增大压强W(g)的质量分数增加
C.该反应的化学反应方程式为X(g)+2Y(g)2Z(g)+2W(g)
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动
答案 D
解析 A项,升高温度,对于吸热反应,平衡常数K增大,对于放热反应,平衡常数K减小;B项,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,W(g)的质量分数减小;C项,根据K值表达式,得反应方程式:
2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。
考点 化学平衡影响因素的综合
题点 改变条件使化学平衡定向移动
9.一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH<0
B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0
C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g) ΔH>0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+2H2O(g) ΔH<0
答案 A
解析 四个选项中,水蒸气均为生成物,由温度—时间图像可知,T2先达到平衡,因此T2>T1,温度升高,水蒸气含量减少,正反应是放热反应,因此B、C不符合题意;由压强—时间图像可知,p1先达到平衡,即p1>p2,随着压强的增加,水蒸气含量增加,因此正反应是气体体积减小的反应,因此D不符合题意,只有A符合题意。
考点 化学平衡图像
题点 化学平衡图像的综合
10.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g) ΔH=
QkJ·