【三维设计】(人教通用版)2015届高考化学一轮总复习讲义第二节化学平衡状态与化学平衡地移动

第二节化学平衡状态与化学平衡的移动
明考纲要求理主干脉络
1.了解化学反应的可逆性。

2.了解化学平衡建立的过程。

3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平
衡的影响，认识其一般规律。

一、化学平衡
1．可逆反应
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，称为可逆反应。

在可逆反应中使用“”。

2．化学平衡状态
(1)定义
一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。

(2)建立过程
(3)特征
可逆反应
⎪⎪⎪⎪
化学反应达到平衡状态时，反应并没有停止，而是始终在进行，是一种动态平衡 ⎪⎪⎪⎪
化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v 正＝v 逆≠0 ⎪⎪⎪⎪ 在一定条件下的平衡体系的混合物中，各组成成分的含量即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等保持一定而不变不随时间的改变而改变
⎪⎪⎪⎪ 任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的与浓度、压强、温度等有关。

条件改变，化学平衡可能发生改变平衡发生移动
二、化学平衡的移动
1．概念 可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如浓度、温度、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的平衡状态。

这种由旧平衡向新平衡的变化过程，叫做化学平衡的移动。

2．过程
3．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正＞v逆：平衡向正反应方向移动。

(2)v 正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。

(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。

4．影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气
体体积改变
增大压强向体积减小的方向移动
减小压强向体积增大的方向移动反应前后气
体体积不变
改变压强平衡不移动
温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动
催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
(2)勒夏特列原理：
如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动。

,1.甲：2H2＋O2①点燃
②电解2H2O、
乙：NH4Cl
③△
④常温NH3＋HCl、
丙：CH3COOH＋CH3CH2OH 浓H2SO4
△CH3COOCH2CH3＋H2O、
丁：CH3COONa＋H2O CH3COOH＋NaOH
四个反应中哪些属于可逆反应，哪些不是？请总结可逆反应的特点。

答案：丙、丁属于可逆反应，甲、乙不属于可逆反应，因为反应条件不同。

可逆反应的特点有：
(1)正反应和逆反应发生的条件相同。

(2)在可逆反应体系中，反应不能进行彻底，与化学反应有关的各种物质同时存在，即反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能全部转化为反应物。

(3)能量转化可逆。

若正反应是吸(或放)热反应，则逆反应是放(或吸)热反应。

(4)对于可逆反应，可以通过改变反应条件，使之向着人们需要的反应方向最大限度的进行。

2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，请用极端假设法确定各物质的浓度范围
答案：假设反应正向或逆向进行彻底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行彻底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行彻底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2：0～0.2 mol·L－1，Y2：0.2～0.4 mol·L－1，Z：0～
0.4 mol ·L －1
3．下列说法可以证明H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。

①单位时间内生成n mol H 2的同时，生成n mol HI ②一个H —H 键断裂的同时有
两个H —I 键断裂 ③百分含量w (HI)＝w (I 2) ④反应速率v (H 2)＝v (I 2)＝12
v (HI) ⑤c (HI)∶c (H 2)∶c (I 2)＝2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化 ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
解析：①应该生成n mol H 2的同时，生成2n mol HI ；③⑤仅是一种特例，不能证明达到平衡；④同一个反应方向速率比等于物质的量之比，该比例不能表明达到平衡状态；⑦⑧⑩由于该反应前后气体体积不变，因此容器内压强、平均相对分子质量、密度不会发生变化，与平衡状态无关。

答案：②⑥⑨
4．对于密闭容器中的可逆反应：m X(g)＋n Y(s)p Z(g) ΔH ＜0，达化学平衡后，改变条件，回答下列问题(填“一定”、“不一定”或“一定不”)。

(1)增大压强，化学平衡________发生移动
(2)通入氦气，化学平衡________发生移动
(3)增加Y 的物质的量，化学平衡________发生移动
(4)其他条件不变，升高温度，化学平衡________发生移动
答案：(1)不一定 (2)不一定 (3)一定不 (4)一定
5．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)温度改变，化学平衡一定发生移动。

( )
(2)只要v (正)增大，平衡一定正向移动。

( )
(3)不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。

( )
(4)起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等。

( )
(5)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大。

( )
提示：(1)√
(2)×平衡正向移动，条件v(正)＞v(逆)。

v(正)增大，不一定存在v(正)＞v逆。

(3)×恒温恒容，加入稀有气体平衡不移动。

(4)×由于转化的物质的量不一定相等，故转化率不一定相等。

(5)×若增加某一反应物的物质的量使平衡右移，则其转化率会减小。

6．下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( )
A．混合物中各组分的浓度改变
B．正、逆反应速率改变
C．混合物中各组分的含量改变
D．混合体系的压强发生改变
解析：选C 如果混合物中各组分的浓度变化而各组分的含量不变，则平衡不发生移动；使用合适的催化剂，正、逆反应速率都改变，但平衡不移动；如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响。

化学平衡状态的判断
1．(2012·海南高考)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)判断该反应是否达到平衡的依据为( )
A．压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．c(A)不随时间改变
D．单位时间里生成C和D的物质的量相等
解析：选C 该反应前后气体体积不变，故密度、压强不变，单位时间内生成C和D 的物质的量一定相等，不能作为判断依据。

2．(2012·山东高考节选)对于反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0，将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

解析：N2O4充入恒压容器中分解生成NO2，是体积变大的化学反应。

因此密度逐渐减小，当达到平衡状态时，体积不再变化，密度亦不再变化，a正确；对于某一具体的反应，ΔH是一个具体数值且始终保持不变，故不能说明反应达到平衡状态，b错；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，c错；转化率不变，说明反应物不再减少，即反应达到平衡，d正确。

答案：ad
3．对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)催化剂
△2SO3(g)：
(1)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。

a．v(O2)正＝2v(SO3)逆
b．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
(2)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18 mol，则v(O2)＝________ mol·L－1·min－1；若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，则平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________ mol＜n(SO3)＜________ mol。

解析：(1)根据化学平衡状态的特征，容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时，说明反应达到平衡状态；(2)当达到平衡时，容器中SO3的物质
的量为0.18 mol，据反应速率公式可得v(SO3)＝0.072 mol·L－1·min－1，由化学反应方程式中的计量数关系可知：v(O2)＝0.036 mol·L－1·min－1；再继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2时，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时，SO3的物质的量介于0.36 mol和0.40 mol之间。

答案：(1)bd (2)0.036 向正反应方向0.36 0.40
判断化学平衡状态的“两审”和“两标志”
1．“两审”
(1)一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；
(2)二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。

2．“两标志”
(1)本质标志：
v正＝v逆≠0。

对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。

(2)等价标志：
①全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。

例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数、质量分数等保持不变。

③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

④对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。

例如，2NO2(g)N2O4(g)。

⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。

[特别提醒]
以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：
(1)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。

如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。

(2)全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。

如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。

(3)全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

化学平衡移动的影响因素
一、改变条件与化学平衡移动方向的相互判断
4．(2013·大纲版全国卷)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
解析：选D 因为此反应前后气体分子总数没有变化，故减小容器体积，平衡不发生移动，所以A项错误；加入催化剂可同时同倍数改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，所以B项错误；增大c(X)，平衡将正向移动，但X的转化率减小，所以C项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，所以D项正确。

5．(2012·大纲版全国卷)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：
CO(g)＋H2O(g)催化剂
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
解析：选B 选项A，该反应为反应前后气体分子数相等的反应，压强对CO的转化率无影响；选项B，该反应为放热反应，降低温度有利于化学平衡向右移动，提高CO的转化率；增大CO的浓度会降低CO的转化率；选项D，更换催化剂不能使化学平衡发生移动。

二、改变条件对化学平衡移动结果的判断
6．(2013·安徽高考)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s) ＋CO(g)MgO(s) ＋CO2(g) ＋SO2(g) ΔH>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
选项x y
A 温度容器内混合气体的密度
B CO的物质的量CO2与CO的物质的量之比
C SO2的浓度平衡常数K
D MgSO4的质量
(忽略体积)
CO的转化率
解析：选A 温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。

7．将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，下列叙述正确的是( )
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，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅
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，充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色
变浅
解析：选C 升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，增大压强，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色不变化，D错误。

1．解答化学平衡移动题目的一般思路
改变条件⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎪
⎧正、逆速率不变：如容积不变，充入稀有气体，平衡不移动
正、逆速率改变
⎩⎪
⎪
⎨
⎪
⎪⎧程度相同
v正＝v逆
⎩⎪
⎨
⎪⎧
⎭⎪
⎬
⎪⎫
使用催化剂
气体体积无变化
的反应改变压强
平衡不
移动
程度不同
v正≠v逆
⎩⎪
⎨
⎪⎧
⎭⎪
⎬
⎪⎫
浓度
压强
温度
平衡移动
2．浓度、压强对平衡移动影响的几种特殊情况
(1)改变固体或纯液体的量，对平衡没有影响。

(2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡没有影响。

(3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。

但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。

(4)恒容时，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，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。

(5)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对平衡的影响。

若以α表示物质的转化率，φ表示气体的体积分数。

①对于A(g)＋B(g)C(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，α(B)增大而α(A)减小，φ(B)减小而φ(A)增大。

②对于a A(g)b B(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，平衡移动的方向和A的转化率的变化如下表。

特点示例改变分析移动方向移动结果
a Δn>0 PCl5(g)
PCl3(g)
＋Cl2(g)
又充入
PCl5
c(PCl5)增大，v正>v
逆
，但压强增大不利
于PCl5的分解
正反应
方向
α(PCl5)减
小，φ
(PCl5)增
大
b Δn＝0 2HI(g)
H2(g)＋
I2(g)
又充入HI
c(HI)增大，v正>v
逆
，压强增大，对v
正
、v逆的影响相同
α(HI)、φ
(HI)不变
c Δn<0 2NO2(g)
N2O4(g)
又充入
NO2
c(NO2)增大，v正>v
逆
，同时压强的增大
更有利于NO2的转
化
α(NO2)
增大，φ
(NO2)减
小
(6)稀有气体对化学平衡的影响。

①恒温、恒容条件：
原平衡体系―――――――→充入稀有气体
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―――――――→充入稀有气体
容器容积增大，体系中各组分的浓
度同倍数减小等效于减压―――――――→体积不变的反应 平衡不移动―――――――→体积可变的反应 平衡向气体体积增大的
方向移动
物质制备提纯中的化学平衡
化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，近几年来涉及面非常广，有金属单质的制备(2013年上海卷31题制备镍)、化合物的制备(2013年山东卷TaS 2制备)、新技术的应用(2013年浙江卷捕碳技术)、有机合成(2013年新课标全国卷二甲醚的合成)等。

1．化工生产适宜条件选择的一般原则
(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。

(2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。

(3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。

(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。

(5)注意催化剂的活性对温度的限制。

2．平衡类问题需综合考虑的几个方面
(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。

(2)原料的循环利用。

(3)产物的污染处理。

(4)产物的酸碱性对反应的影响。

(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。

(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。

1．(2013·山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS 2晶体，发生如下反应： TaS 2(s)＋2I 2(g)
TaI 4(g)＋S 2(g) ΔH ＞0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K ＝________，若K ＝1，向某恒容容器中加入1 mol I 2(g)和足量TaS 2(s)，I 2(g)的平衡转化率为________。

(2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T 2的一端放入未提纯的T aS 2
粉末和少量I 2(g)，一段时间后，在温度为T 1的一端得到了纯净TaS 2晶体，则温度
T 1________T 2(填“＞”“＜”或“＝”)。

上述反应体系中循环使用的物质是________。

(3)利用I 2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。

做法是将钢样中的硫转化成H 2SO 3，然后用一定浓度的I 2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为____________
_______________________________________________________________________________。

(4)25℃时，H 2SO 3
HSO －3＋H ＋的电离常数K a ＝1×10
－2mol ·L －1，则该温度下NaHSO 3水解反应的平衡常数K b ＝________mol ·L －1，若向NaHSO 3溶液中加入少量的I 2，则溶液中
c H 2SO 3c HSO －3
将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析：(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。

设容器的容积是V L ，
T aS 2(s)＋2I 2(g)
T aI 4(g)＋S 2(g)
起始浓度/ mol ·L －1 1/V 0 0 转化浓度/ mol ·L －1 2x x x 平衡浓度/ mol ·L －1 (1/V －2x ) x x
则K ＝
c TaI 4·c S 2
c 2I 2
＝
x 2
⎝ ⎛⎭
⎪⎫1V －2x 2＝1，x ＝
13V
，则I 2(g)的平衡转化率是2×1
3V 1V
＝
66.7%。

(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T 1端得到纯净的TaS 2晶体，即温度T 1端与T 2端相比，T 1端平衡向左移动，则T 1＜T 2。

生成物I 2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I 2(s)，从而循环利用。

(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I 2溶液时溶液由无色变为蓝
色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。

由I 2～2e －～2I －，H 2SO 3～2e －～SO 2－4，根
据得失电子数相等则有I 2～H 2SO 3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。

(4)H 2SO 3的电离常数表达式为K a ＝
c HSO －3
·c H ＋c H 2SO 3
，NaHSO 3的水解反应的平衡常数K b ＝
c H 2SO 3·c OH －
c
HSO －3
＝
c H 2SO 3·K w c
HSO －3
·c
H ＋
＝
K W K a
＝
1×10－141×10－2
＝1×10－12。

加入I 2后
HSO －3被氧化为H 2SO 4，c (H ＋)增大，
c (OH －)减小，K h 不变，由K h ＝c H 2SO 3·c OH －
c HSO －3
得
c H 2SO 3
c HSO －3
＝
K h
c OH －
，所以该比值增大。

答案：(1)
c TaI 4·c S 2
c 2I 2
66.7% (2)＜ I 2 (3)淀粉溶液 I 2＋H 2SO 3＋
H 2O===4H ＋＋2I －＋SO 2－4 (4)1×10
－12 增大 2．(2013·上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。

羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：
①Ni(s)＋4CO(g)
50℃
Ni(CO)4(g) ΔH <0
②Ni(CO)4(g)230℃
Ni(s)＋4CO(g)
完成下列填空：
(1)在温度不变的情况下，要提高反应①中Ni(CO)4的产率，可采取的措施有________、________。

(2)已知在一定条件下的2 L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍(纯度98.5%，所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示。

Ni(CO)4在0～10 min的平均反应速率为________。

(3)若反应②达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时________。

a．平衡常数K增大b．CO的浓度减小c．Ni的质量减小d．v逆[Ni(CO)4]增大
(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程。

解析：(1)根据平衡移动原理，在温度不变的情况下可采取增大CO浓度，加压的方法提高产率。

(2)反应的Ni为1 mol，生成1 mol Ni(CO)4，据此计算反应速率。

(3)反应②为气体体积增大的吸热反应，则降温平衡逆向移动，平衡常数、CO的浓度、Ni的质量，v逆[Ni(CO)4]减小，根据反应①②的特点可提纯粗镍。

答案：(1)增大CO浓度加压
(2)0.05 mol·L－1·min－1(3)b、c
(4)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭玻璃容器中，然后在低温下反应，一段时间后在容器的一端加热。

探究温度对化学平衡的影响
表2­12 温度变化对Co(H2O)2＋6
(粉红色)＋4Cl－CoCl2－4(蓝
色)＋6H2O平衡影响的实验记录
三支
试管
溶液
的颜
色
平衡移动
的方向
室温
热水
冰水
(2013·北京高考)下列实
验事实不能用平衡移动
原理解释(判断正误)(×)
解析：NO2球中存
在平衡：2NO2
N2O4，体系的温度变化
会使平衡发生移动，此
装置能用平衡移动原理
解释。

鲁科版用
气体代替
溶液，用封
闭的烧瓶
代替试管，
操作简便，
现象明显
高考题以装置
考原理，以现象
考本质，既是对
教材实验的再
现，又是对原理
的深刻考查。

1．碘与淀粉反应可形成蓝色溶液，请设计实验探究温度对该反应的影响。

提示：
取3～5 mL碘与淀粉形成的蓝色溶液加入试管中，再将试管放入盛有水的烧杯中进行水浴加热，并在试管旁放一温度计，使温度计球形部分与试管溶液的中部保持在同一高度。

实验现象：蓝色溶液加热至35 ℃时，颜色开始变浅；加热至40 ℃～45 ℃时，溶液呈浅蓝色；加热至53 ℃时，蓝色完全消失。

取出试管，放在盛有冷水的烧杯中冷却，蓝色很快恢复。

2．有人将该实验改进为下图所示装置，把NO2和N2O4的混合气体盛在两个联通的烧瓶里，调节两边的注射器活塞高度，使它们相等，用夹子夹住橡皮管。

把一个烧瓶放在热水里，把另一个放在冰水(或冷水)里。

请分析其优点有哪些。

提示：研究外界条件对化学平衡的影响，须保证单一变量，即在其他条件不变的情况下研究单一变量对化学平衡的影响，而教材中的实验温度变化后平衡移动，容器内的压强会发生变化，因此，改进后的装置能保证在实验过程中两容器由气体压强相等并始终保持不变，并且可根据注射器活塞的移动情况清楚地判断平衡移动的方向。

3．高中化学常见对比性实验还有哪些？
提示：(1)Na2CO3、NaHCO3热稳定性的比较。

(2)常见物质氧化性、还原性强弱的比较，如卤族元素单质氧化性Cl2>Br2>I2。

(3)物质酸碱性的比较，如CH3COOH酸性强于H2CO3，H2CO3酸性强于硅酸。

(4)物质溶解性的比较，如K sp：Ag2S<AgI<AgCl。

(5)强弱电解质的比较等。

以“大气污染气体CO的处理”为载体串联化学平衡的相关知识高考载体(2011·山东高考T28改编)
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)已知：①NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1。

(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式②为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

[知识串联设计]
(1)一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生①的反应。

①当体系的压强不变时，反应是否处于平衡状态？〖考查化学平衡状态的判断〗
②当容器中混合气体的颜色不变时，反应是否处于平衡状态？
③当反应处于平衡状态时，NO2与SO2的体积比是1∶6。

则该反应的平衡常数K的表达式是什么？并计算K值的大小
④升高温度，反应①的正、逆化学反应速率如何变化？v正________v逆(填“大于”“等于”或“小于”)。

反应的平衡常数K如何变化？〖考查化学平衡常数及计算〗
(2)对于反应②，增大压强，化学平衡移动的方向是什么？
〖考查外界条件对化学平衡的影响〗
(3)依据CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系图
判断反应②是放热反应，还是吸热反应？〖考查外界条件对化学平衡的影响〗
(4)反应②的实际生产条件应控制在250 ℃，1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是
什么？
〖考查化学平衡的影响因素在生产中的应用〗
答案：(1)①不一定处于平衡状态②反应处于平衡状态③K＝c SO3·c NO
c NO2·c SO2；
8
3
④v正、v逆均增大；<；减小
(2)向正反应方向移动
(3)放热反应
(4)在1.3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。

1．据报道，在300 ℃、70 MPa下，由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)
下列叙述错误的是( )
A．使用Cu­Zn­Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析：选B A项，合适的催化剂能提高化学反应速率；B项，判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化；C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，可提高H2的转化率；D项，平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率。

2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入稀有气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入稀有气体，能提高。