选修4 化学平衡的移动 知识点梳理
第三讲 化学平衡的移动
考点一：化学平衡的移动
【特别提醒】①对有气体参与的反应，恒温恒容时，充入惰性气体：
②对有气体参与的反应，恒温恒压时，充入惰性气体：
【对应练习】
1．反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行，则下列说法中正确的是( ) A ．其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小 B ．反应达平衡状态时：v 正(CO)=v 逆(H2O)
C ．保持体积不变，充入少量He 使体系压强增大，反应速率一定增大 D ．其他条件不变，适当增加C 的量会使反应速率增大
2．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO 2(g)＋2CO(g)若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( ) A ．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B ．平衡时，其它条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C ．平衡时，其它条件不变，升高温度可提高SO 2的转化率 D ．其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
2CO 2(g)＋S(l) △H
3．在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO 2与1.1molO 2在催化剂作用下加热到600℃发生反应：2SO 2 + O2 2SO3，ΔH
A ．当SO 3的生成速率与SO 2的消耗速率相等时反应达到平衡 B ．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C ．将平衡混合气体通入过量BaCl 2溶液中，得到沉淀的物质的量为0.63mol D ．达到平衡时，SO 2的转化率为80%
4．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) △H = Q kJ/mol。反应达到平衡时，Y 的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示，下列说法不正确的是( )
A ．m ＞n B ．温度不变，压强增大，Y 的质量分数减少 C ．Q ＜0 D ．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
5．已知在恒容密闭容器中2A 2(g)＋B 2(g)2C(g) ΔH= -akJ/mol (a>0) (1) 能说明该反应已经达到平衡状态的是(填序号)
A ．c(C)=2c(B2) B ．容器内气体压强保持不变 C ．v 逆(A2) = 2v 正(B2) D ．容器内气体密度保持不变
(2) 为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是填序号)
A ．及时分离出C 气体 B ．适当升高温度 C ．增大B 2的浓度 D ．选择高效的催化剂
考点二：化学平衡常数
【知识梳理】化学平衡常数表达式：对于可逆反应 m A(g)+n B(g)
p C(g)+q D(g)
K 【特别提醒】①化学平衡常数K 只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关； ②固体或纯液体浓度可视为常数，不写入平衡常数表达式中，平衡常数表达式中只包括气体和溶质的浓度；
例如：Fe 3O 4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g) K
Cr 2O 72 + H2O
－
2CrO 42 + 2H+ K －
③平衡常数的表达式与方程式的书写有关，例如：
N 2+3H2 2NH 3 K 1 =
1/2 N2 + 3/2H2 NH 3 K 2 =
2NH 3 N 2+3H2 K 3 =
化学平衡常数的应用：
(1) 利用K 值可以判断正在进行的可逆反应是否平衡？若不平衡反应向何方向进行？ 对于可逆反应 m A(g)+n B(g) 在反应过反应的浓
p C(g)+q D(g)
程中的任一时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值叫做该度
商(Q)，Q = 若 Q ＜ K ，反应向 方向进行； 若Q = K ，反应向 若Q ＞K ，反应向(2) 利用K 值与温度的关系可判断反应的热效应
若升高温度，K 值增大，则正反应为
若升高温度，K 值减小，则正反应为
【基础练习】
1．某温度时，反应SO 2(g)+1/2O2(g)SO 3(g)的平衡常数K =50，在同一温度下，反应2SO 3(g)2SO 2(g)+O2(g)的平衡常数K' 应为( ) A ．2 500 B ．100 C ．4×10-4 D ．2×10-2
2．当把晶体N 2O 4放入密闭容器中气化，并建立了N 2O 4(g)
2NO 2(g)平衡后，保持温度不变，再通
c 2（NO 2）
入若干N 2O 4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值( )
c （N 2O 4）
A ．变大 B ．不变 C ．变小 D ．无法确定
3．在淀粉KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I (aq)如表所示：
－
I 3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K －
下列说法正确的是 ( －－
A ．反应I 2 (aq)＋I (aq) I 3(aq) 的ΔH >0
－
B ．其他条件不变，升高温度，溶液中c (I3) 减小
－
c （I 2）·c （I ）
C ．该反应的平衡常数表达式为K ＝ －
c （I 3）
D ．25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡常数K 大于689
4．甲醇是重要的化工原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO 或CO 2来生产甲醇。甲醇制备的相关信息如下表：
（1）反应②是________反应（选填“吸热”“放热”）
（2）据上表信息推导出K 1、K 2与K 3之间的关系，K 3 =______________(用K 1、K 2表示) 。500℃时测得反应③在某时刻，H 2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，此时
（选填“>”“
（3）若某温度下反应①从开始到平衡CO 和CH 3OH 的浓度变化如图一所示，则用H 2浓度变化表示此段时间内该反应的平均速率v (H2) = ，若某温度下反应①中H 2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图二所示，则平衡状态由A 变到B 时，平衡常数K A = _______KB （选填“>”“
（4）一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生反应②，可判断该反应已经达到平衡的是__________ A ．容器中总压强不变 B ．混合气体的平均摩尔质量保持不变 C ．混合气体的密度不变 D ．CO 2(g)或CO(g)的浓度不变
5．高炉炼铁过程中发生的主要反应为：1/3Fe2O 3(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO2(g)．已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=________________，△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）． （2）在一个容积为10L 的密闭容器中，1000℃时加入Fe 2O 3、CO 各1.0mol ，反应经过l0min 后达到平衡．求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2) =__________________，CO 的平衡转化率=_________ （3）欲提高（2）中CO 的平衡转化率，可采取的措施是_______________
A ．减少Fe 的量 B ．增加Fe 2O 3的量 C ．移出部分CO 2
D ．提高反应温度 E ．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 （4）在1L
【能力提升】
1．N 2O 5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N 2O 5(g)
温度时，向密闭容器中通入N 2O 5，部分实验数据见下表：
4NO 2(g)+ O2(g) △H >0， T 1
下列说法不正确的是( )
A ．500s 内N 2O 5分解速率为2.96×10-3 mol/(L·s)
B ．T 1温度下的平衡常数为K 1=125
，1000s 时转化率为50%
C ．T 1温度下的平衡常数为K 1 ，T 2温度下的平衡常数为K 2，若K 1> K2，则T 1 5.00 mol/L
2． 在一定温度下，将气体X 和气体Y 各0.16mol 充入10L 恒容密闭容器中，发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H ＜0( )
A ．反应前2min 的平均速率v (Z)=2.0×10-3 mol/(L•min)
B ．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v (逆) ＞v (正) C ．该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D ．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X 的体积分数增大
考点三：化学平衡图像 【基础练习】
1．可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g) +dD(s)，△H= Q kJ/mol，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率v 、压强(p)的关系如图所示。据图分析，以下正确的是( )
A ．T 1＜T 2，Q ＞0 B ．增大压强，B 的转化率减小
C ．当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化 D ．a+b＞c+d
2．如图是温度和压强对X ＋Y 2Z 反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z 的体积分数。下列叙述正确的是( )
A ．上述可逆反应的正反应为放热反应 B ．X 、Y 、Z 均为气体
C ．X 和Y 中只有一种为气态，Z 为气态 D ．上述反应的逆反应ΔH＞0
3．在密闭容器中进行反应M(g)＋N(g) Y(g)＋2Z(?)，产物Y 在平衡混合物中的质量分数(Y%)不同温度、压强条件下随时间的变化如图所示，则下列叙述正确的是( ) A ．正反应为放热反应，Z 是气体
B ．正反应为放热反应，Z 是固体或液体 C ．正反应为吸热反应，Z 是气体
D ．正反应为吸热反应，Z 是固体或液体
4．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：2NO 2(g)+O3(g)
N 2O 5(g)+O2(g)，反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(
)
【能力提升】
1．两体积相同的密闭容器中均充入1mol X和1mol Y，分别于300℃和500℃开始发生反应：X(g)+Y(g) 3Z(g)，Z 的含量(Z%)随时间t 的变化如下图所示，已知在t 3时刻改变了某一实验条件，相关判断正确的是( )
A ．曲线a 是500℃时的图象 B ．正反应是吸热反应
C ．t 3时刻可能是增大了压强 D ．t 3时刻可能是降低了温度
2．向一容积为1L 的密闭容器中加入一定量的X 、Y ，发生化学反应aX(g)+2Y(s)bZ(g) △H ＜0．如图是容器中X 、Z 的物质的量浓度随时间变化的曲线．根据以上信息，下列说法正确的是( ) A ．用X 表示0～10min 内该反应的平均速率为v (X)=0.045mol/(L•min) B ．根据上图可求得方程式中a ：b=1：3
C ．推测在第7min 时曲线变化的原因可能是升温 D ．推测在第13min 时曲线变化的原因可能是降温
3．用CO 合成甲醇(CH3OH) 的化学方程式为： CO(g)+2H2(g)CH 3OH(g) △H ＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A ．温度：T 1＞T 2＞T 3
B ．正反应速率：υ(a)＞υ(c) ， υ(b)＞υ(d) C ．平衡常数：K(a)＞K(c) ， K(b)=K(d)
D ．平均摩尔质量：M(a)＜M(c) ， M(b)＞M(d)
考点四：与反应速率及平衡相关的实验
1．NaHSO 3可被过量KIO 3氧化，当NaHSO 3完全消耗时即有I 2析出。某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。
（1）写出NaHSO 3溶液与过量KIO 3溶液反应生成I 2的离子方程式：
表中a= ，b=
（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝) ①在30℃下，若溶液变蓝时，I 2的物质的量为n mol ，则从反应开始至溶液变蓝，IO 3-的平均反应速率为 mol·L -1·s -1(写出表达式即可，不要化简)
②根据图像，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关
系： （4）将NaHSO 3溶液与KIO 3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂) ，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：反应生成的SO 42-对反应起催化作用，SO 42-浓度越大反应速率越快；
假设二：
； 假设三： ； ………………
2-2．某酸性工业废水中含有K 2Cr 2O 7，光照下，草酸(H 2C 2O 4) 能将其中的Cr 2O 7转化为Cr
3+
，某课
题组研究发现：少量铁明矾Al 2Fe(SO4) 4·24H 2O 即可对该反应起催化作用。 为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH 和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）
2-测得实验①和②溶液中的Cr 2O 7浓度随时间变化关系如图所示， （2）上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)
（3）实验①和②的结果表明 ；实验①中o ~t 1时间段反应速率 (Cr (用代数式表示)
（4）该课题组队铁明矾Al 2Fe(SO4) 4·24H 2O 中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe 起催化作用；
假设二： ； 假设三： ； …………
2+
3+
mol.L -1.min -1
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品K 2SO 4、FeSO 4、K 2SO 4·Al 2(SO4) 3·24H 2O 、Al 2(SO4) 3有等。溶液中Cr O 的浓度可用仪器测定）
2-
第三讲 化学平衡的移动 答案
考点一：化学平衡的移动
【对应练习】B D C B BC C 考点二：化学平衡常数 【基础练习】C B B
4.(1) 吸热 (2) K1×K 2 > (3) 0.15 mol/(L·min) = (4) D 5.(1) c(CO2)/c(CO)
【基础练习】C C A A 【能力提升】D C C
考点四：与反应速率及平衡相关的实验
1.(1) 2IO3－+5HSO3－=5SO42－+I2+3H++H2O (2) 15 30 (3) 2n 40⨯10⨯65
-3
②温度低于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长
(4) 反应生成的H + 对反应起催化作用，H + 浓度越大反应速率越快； 反应生成的I 2 对反应起催化作用，I 2 浓度越大反应速率越快； 该反应是放热反应，温度升高导致反应速率加快
2.(1) 20 20 (2) CO2
(3) PH越大，反应的速率越慢 2
c 0-c 1
t 1
(4) Al3+起催化作用； Fe 2+和Al 3+起催化作用
(5) 实验方案：取PH=5的废水60mL ，加入10mL 草酸和30mL 蒸馏水，滴加几滴FeSO 4，测定反应所需时间
预期实验结果和结论：与②对比，如果速率明显加快，则起催化作用的为Fe 2+