高中化学-平衡移动原理及应用(教师版)

3．改变压强，若化学平衡向正反应方向移动，转化率增大；若平衡向逆反应方向移动，转化率减小；若化学平衡不移动，则反应物的转化率不变。
4．由于加入催化剂不能使化学平衡移动，所以不能改变反应物的转化率。
5．在恒容密闭容器中，反应物用量的改变对平衡转化率的影响。
（1）若反应物只有一种：
如aA(g)⇌bB(g) + cC(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动。但该反应物A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关（相当于加压）：
（3）加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不移动。
二、平衡移动原理——勒夏特列原理
化学平衡是一个动态平衡，平衡状态只是暂时的，改变影响平衡的条件，平衡会被破坏，会发生移动，直至达到新的平衡。当外界条件改变时平衡会向哪个方向移动呢？平衡移动方向可以根据勒夏特列原理来判断。
勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向__________________的方向移动。简而言之，就是对抗改变也就是“唱反调”。
A．c1∶c2＝1:3B．平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3
C．X和Y的转化率相等D．c1的取值范围为0<c1<0.14
【难度】★★
【答案】B
龋齿与化学平衡
多吃甜食和刷牙不当为什么容易发生龋齿（蛀牙）?市售的含氟牙膏，广告称可以防止龋齿，这里有哪些科学道理？
从化学的角度来研究这一问题，首先要了解牙齿，特别是牙齿表面釉质的知识。从科普书籍上可查到，牙齿表面有一层硬的釉质，其主要化学成分是羟基磷灰石，化学式为Ca5(PO4)3OH。它在唾液中有如下平衡：
（4）催化剂对化学平衡的影响：
使用适当的催化剂能同等程度的增大正、逆反应速率，但不能______________________，只能______________________________。
【答案】正反应；逆反应；吸热；放热；影响平衡；同等程度的改变正逆反应的速率
2．浓度、压强和温度、催化剂对化学平衡影响的图像【选讲】
在牙膏中混入含氟添加剂（如氟化钠、一氟磷酸钠等），或在饮用水中渗入含氟化合物，氟离子接触到牙齿就会跟羟基磷灰石反应生成氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]：Ca5(PO4)3OH+F-⇌Ca5(PO4)3F↓+OH-
氟磷灰石比羟基磷灰石有较强的抗酸性，故使用含氟牙膏能减少龋齿的发生。如果牙齿表面已开始脱矿（在X射线照片上显示一个不透光的白斑）．含氟牙膏也能通过生成沉淀氟磷灰石使脱矿部分再矿化(X射线照片上白斑消失)。
考点1：影响化学平衡的因素
例1：对于下列各平衡体系，改变条件，平衡向逆反应方向移动的是（）
A．C+CO2 2CO－Q（加入C）
B．N2+3H2 2NH3+Q（用铁作催化剂）
C．CO+H2O CO2+H2－Q（加压）
D．2SO2+O2 2SO3+Q（升高温度）
【难度】★【答案】D
变式1：可逆反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)+Q，达平衡后，单独改变下列条件，平衡向正反应方向移动的是（）
（1）浓度的影响
（2）压强的影响【aA(g)+bB(g)⇌cC(g)】
（3）温度的影响
（4）催化剂的影响
总结：
（1）只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v`正＝v`逆>v正＝v逆；只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v″正＝v″逆<v正＝v逆。
（2）只要是浓度改变，一个速率一定是在原平衡的基础上改变；两个速率同时增大或减小（中间断开）一定是压强或温度改变。
C．反应物、生成物质量分数发生变化D．压强改变
【难度】★【答案】C
【平衡移动方向判断的主要方法】
1．根据正、逆反应速率变化大小判断；
2．根据生成物或反应物含量的变化判断；
3．根据气体平均相对分子质量的变化来判断：当平衡组分全部是气体时， 增大，平衡向气体体积减小的方向移动； 减小，平衡向气体体积增大的方向移动； 不变，反应前后气体体积不变，平衡不移动。当平衡组分中有液体或固体时，必须通过计算才能确定平衡移动的方向；
4．通过气体密度的变化判断平衡移动的方向：方法同3，还需要考虑压强导致气体体积变化对密度的影响。必须具体分析才能确定平衡移动的方向；
5．通过反应体系颜色的变化可以判断平衡移动的方向；
6．通过勒夏特列原理（浓度、压强、温度的变化等）判断平衡移动的方向。
例4：已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述中，正确的是（）
若a=b+c，A的转化率不变；
若a>b+c，A的转化率增大；
若a<b+c，A的转化率减小。
1．在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是（）
A．C生成的速率与A分解的速率相等
B．单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB
C．A、B、C的浓度不再变化
D．A、B、C的分子数比为1:3:2
【难度】★
【答案】C
2．下列说法中可以充分说明反应：P(g)+Q(g)⇌R(g)+S(g)，在恒温下已达平衡状态的是（）
（3）勒夏特列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。
“玻尔巧藏诺贝尔金质奖章”
玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为，它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
（2）勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据平衡移动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，才能根据平衡移动原理进行判断。
例如，N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)+Q，同时加压、升温，平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温，则平衡向正反应方向移动。
A．反应容器内压强不随时间变化
B．P和S的生成速率相等
C．反应容器内P、Q、R、S四者共存
D．反应容器内总物质的量不随时间而变化
【难度】★
【答案】B
3．一定条件下，对于反应X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)，若起始时浓度分别为c1、c2、c3(不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L和0.08 mol/L，则下列判断不合理的是（）
原理：2wk.baidu.comO2(g) N2O4(g)（正反应为放热反应）
（红棕色）（无色）
结论：升高温度，NO2浓度变大，说明平衡向逆反应方向即吸热反应方向移动；降低温度，NO2浓度变小，说明平衡向正反应方向即放热反应方向移动。
规律：在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着__________的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着___________的方向移动。
【难度】★★【答案】A
例2：（双选）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．平衡向正反应方向移动了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
【难度】★★【答案】AC
例3：（双选）对于可逆反应2HI(g)⇌H2(g) + I2(g)的平衡体系，改变外界条件后，下列叙述中说明平衡一定发生了移动的是（）
A．混合体系的压强增大为原平衡体系的2倍
B．混合体系气体颜色加深
C．混合体系中H2的体积分数为原平衡体系中H2体积分数的80%
D．混合气体的平均摩尔质量发生了改变
【难度】★★【答案】CD
变式1：某可逆反应达到平衡后，若发生下列变化，可判断平衡一定发生移动的是（）
A．正、逆反应速率发生变化B．反应物、生成物浓度发生变化
一、浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡移动的影响
1．外界条件对化学平衡的影响
（1）浓度对化学平衡的影响：
操作：
现象：加入少量1 mol/L FeCl3溶液的试管和加入少量1 mol/LKSCN溶液的试管中溶液颜色都比原来深。
原理：FeCl3与KSCN反应生成红色的Fe(SCN)3和KCl：FeCl3+ 3KSCN⇌Fe(SCN)3+ 3KCl。
那么，玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解呢？原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按1：3的体积比配制成的混和溶液。由于王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时还有高浓度的氯离子。因此，王水的氧化能力比硝酸强，不溶于硝酸的金，却可以溶解在王水中。
这是因为高浓度的氯离子与金离子形成稳定的络离子[AuCl4]－，从而使金的标准电极电位减少，有利于反应向金溶解的方向进行，而使金溶解。
结论：增大任何一种反应物浓度的瞬间，v正增大，v逆不变，化学平衡向正反应方向移动。
规律：其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向______方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向_______方向移动。
（2）压强对化学平衡的影响：
反应类型
平衡移动方向
【答案】减弱这种改变
【注意】
（1）对勒夏特列原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：
①从定性角度看，升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；
增加反应物时，平衡向反应物减少的方向移动；
增大压强时，平衡向体积缩小的方向移动。
②从定量角度看，平衡移动的结果只能适当降低条件改变的变化，而不能完全抵消外界条件变化的能量。如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够削弱这种改变的方向移动。例如：压强由2.02×105Pa增加到4.04×105Pa，平衡移动后，压强为2.02×105Pa至4.04×105Pa之间。
A．增大O2浓度B．减小压强C．升高温度D．延长反应时间
【难度】★【答案】A
变式2：压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是（）
A．H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)B．3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)
C．2SO(g)+O2(g)⇌2SO3(g)D．C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)
压强改变
mA(g) + nB(g)⇌pC(g) + qD(g)
（m+n≠p+q）
mA(g) + nB(g)⇌pC(g) + qD(g)
（m+n=p+q）
无气体参与的化学平衡
增大压强
向气体体积减小的方向移动
不移动
不移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
不移动
不移动
（3）温度对化学平衡的影响：
操作：
现象：烧瓶中的气体颜色在热水中比常温时深，在冷水中比常温时浅。
①生成物百分含量一定增加；②生成物产量一定增加；
③反应物转化率一定增大；④反应物浓度一定降低；
⑤正反应速率一定大于逆反应速率；⑥使用合适的催化剂
A．①②B．②⑤C．②③⑤D．②③④⑤
【难度】★★★【答案】B
变式1：在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)+CO(g)⇌1/2N2(g)+CO2(g)+Q，
C．容器内颜色变深D．化学反应速率不变
【难度】★★【答案】A
【改变化学平衡条件对化学反应转化率的影响】
以N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)（正反应为放热反应）为例：
1．增大N2的浓度，平衡向正反应方向移动，可以提高H2的转化率，但N2的转化率降低。
2．温度变化，若平衡向正反应方向移动，转化率增大；若平衡向逆反应方向移动，转化率减小。如升高温度平衡向左移动，N2和H2的转化率降低。
Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2++3PO43-+OH-
当口腔中的残留食物在微生物或酶的作用下分解成小分子酸类物质时会与OH-中和，使上述平衡移动，这表现为牙齿表面釉质受到腐蚀，逐渐形成龋齿。
研究表明，龋齿的发生往往是从牙齿表面釉质下层开始的，微生物分泌的酸通过牙釉质上微小的孔洞进入釉质内层而引起脱矿。
达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是（）
A．加催化剂同时升高温度B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2D．降低温度同时增大压强
【难度】★★【答案】B
变式2：对于反应CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g)，达平衡后将容器容积扩大10倍，此时（）
A．混合气体颜色变浅B．平衡向正反应方向移动