第三节化学平衡的移动和化学反应的方向第三节化学平衡的移动和化学反应的方向点面导图点面导图考向分析考向分析本节高考重点考查：本节高考重点考查： (1)平衡移动的判断；平衡移动的判断； (2)反应方向的判断；反应方向的判断； (3)化学平衡图象分析。化学平衡图象分析。 题型以选择题和图像题为主，题型以选择题和图像题为主，难度为中档题。预测难度为中档题。预测2013年仍会年仍会以图表或图象的形式分析判断化以图表或图象的形式分析判断化学平衡移动的方向或分析影响化学平衡移动的方向或分析影响化学平衡移动的因素等方面进行命学平衡移动的因素等方面进行命题。题。 一、影响化学平衡的因素一、影响化学平衡的因素在在一一定定条条件件下下，aA(g)bB(g) mC(g)nD(g) ；H0，下列，下列条件改变能使化学平衡向右移动的是条件改变能使化学平衡向右移动的是_。A升高温度升高温度B降低温度降低温度C再充入再充入B气体气体 D缩小容器的体积缩小容器的体积E再充入再充入C气体气体 F使用催化剂使用催化剂【答案【答案】AC【答案【答案】B二、化学反应进行的方向二、化学反应进行的方向1自发过程自发过程(1)体体系系趋趋向向于于从从_状状态态转转变变为为_状状态态(体体系系对对外部做功或者外部做功或者_能量能量)。(2)在在密密闭闭条条件件下下，体体系系_自自发发地地转转变变为为_的的倾倾向。向。高能高能低能低能释放释放有序有序无序无序3(想想一一想想)反反应CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0一一定定不不能能自自发进行行吗？请分析。分析。【答答案案】不不一一定定，低低温温下下不不能能自自发进行行，但但高高温温下下能能自自发进行。行。4(判一判判一判)下列下列说法是否正确？法是否正确？(填填“”或或“”)(1)化学反化学反应总是伴随着能量是伴随着能量变化化 ()(2)能能够自自发进行的反行的反应不一定都是放不一定都是放热反反应 ()(3)只有放只有放热反反应才能才能够自自发进行行 ()(4)能能够自自发进行的反行的反应就一定能就一定能够发生并完成生并完成 ()(5)若若一一个个反反应的的H0，Sv(逆逆)时，才使平衡向正反应方向移动。时，才使平衡向正反应方向移动。(2)不不要要把把平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动与与原原料料转转化化率率的的提提高高等等同同起起来来，当当反反应应物物总总量量不不变变时时，平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，反反应应物物转转化化率率提提高高，当当增增大大一一种种反反应应物物的的浓浓度度，使使平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动时时，只只会会使使其其他他的的反反应应物物的的转转化化率率提提高高，而而自自身身转转化化率率降降低。低。(2012广广东东质质检检题题组组合合)将将NO2装装入入带带活活塞塞的的密密闭闭容容器器中中，当当反反应应2NO2(g) N2O4(g)达达到到平平衡衡后后，改改变变下下列列一一个个条条件件，其其中中叙叙述正确的是述正确的是_。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慢慢慢慢压压缩缩气气体体体体积积，若若体体积积减减小小一一半半，压压强强增增大大，但但小小于于原原来来的两倍的两倍D恒恒温温恒恒容容时时，充充入入惰惰性性气气体体，压压强强增增大大，平平衡衡向向右右移移动动，混混合合气体的颜色变浅气体的颜色变浅E恒恒温温恒恒容容时时，再再充充入入NO2气气体体，平平衡衡向向右右移移动动，NO2的的转转化化率率增增大，混合气体的颜色变浅大，混合气体的颜色变浅【精精讲讲精精析析】颜颜色色加加深深平平衡衡向向左左移移动动，所所以以正正反反应应为为放放热热反反应应，A错错误误；首首先先假假设设平平衡衡不不移移动动，加加压压颜颜色色加加深深，但但平平衡衡向向右右移移动动，使使混混合合气气体体颜颜色色在在加加深深后后的的基基础础上上变变浅浅，但但一一定定比比原原平平衡衡的的颜颜色色深深，B错错误误；同同理理C选选项项，首首先先假假设设平平衡衡不不移移动动，若若体体积积减减小小一一半半，压压强强为为原原来来的的两两倍倍，但但平平衡衡向向右右移移动动，使使压压强强在在原原平平衡衡2倍倍的的基基础础上上减减小小，正正确确；D选选项项体体积积不不变变，反反应应物物及及生生成成物物浓浓度度不不变变，所所以以正正逆逆反反应应速速率率均均不不变变，平平衡衡不不移移动动，颜颜色色无无变变化化，错错误误；E选选项项恒恒容容充充入入NO2、c(NO2)增增大大，平平衡衡右右移移，达达到到平平衡衡时时压压强强比比原原平平衡衡压压强强大大，(NO2)增增大大，但但c(NO2)比比原原平衡的大，颜色应加深，错误。平衡的大，颜色应加深，错误。【答案【答案】C1(2010上上海海高高考考)据据报道道，在在300 、70 MPa下下，由由二二氧氧化化碳碳和和氢气合成乙醇已成气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g)下列叙述下列叙述错误的是的是()A使用使用CuZnFe催化催化剂可大大提高生可大大提高生产效率效率B反反应需在需在300 进行可推行可推测该反反应是吸是吸热反反应C充入大量充入大量CO2气体可提高气体可提高H2的的转化率化率D从从平平衡衡混混合合气气体体中中分分离离出出CH3CH2OH和和H2O可可提提高高CO2和和H2的利用率的利用率【解解析析】A项项，多多数数催催化化剂剂能能提提高高化化学学反反应应速速率率；B项项，判判断断吸吸热热反反应应和和放放热热反反应应是是根根据据体体系系能能量量的的变变化化；C项项，充充入入大大量量CO2气气体体，平平衡衡正正向向移移动动，可可提提高高H2的的转转化化率率；D项项，平平衡衡正正向移动，提高向移动，提高CO2和和H2的利用率。的利用率。【答案【答案】B1常见类型常见类型对于反于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)Hpq。(1)vt图象象数形思想数形思想化学反应速率与化学化学反应速率与化学 平衡图象分析平衡图象分析 (2)c(或百分含量或百分含量)t图象图象如右如右图，对于化学反于化学反应mA(g)nB(g) qC(g)pD(g)，l线上所有的上所有的点都是平衡点。在上方点都是平衡点。在上方(E点点)，A%大于此大于此压强时平衡体系中的平衡体系中的A%，所以，所以，E点点v(正正)v(逆逆)；在下方；在下方(F点点)，A%小于此小于此压强时平衡体系中的平衡体系中的A%，则v(正正)v(逆逆)；M点点为为刚刚好好达达到到平平衡衡点点。M点点后后为为平平衡衡受受温温度度的的影影响响情情况况，即即升升温，温，A%增加，平衡左移，增加，平衡左移，H0。分析图象的两种技巧方法：分析图象的两种技巧方法：(1)先拐先平先拐先平在在含含量量(转转化化率率)时时间间曲曲线线中中，先先出出现现拐拐点点的的则则先先达达到到平平衡衡，说说明明该该曲曲线线反反应应速速率率快快，表表示示温温度度较较高高、有有催催化化剂剂、压压强强较大等，如上述常见类型较大等，如上述常见类型(2)中的中的p2、T1。(2)定一议二定一议二当当图图象象中中有有三三个个量量时时，先先确确定定一一个个量量不不变变，再再讨讨论论另另外外两两个量的关系，有时还需要作辅助线。个量的关系，有时还需要作辅助线。对于可逆反应对于可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)HT1)B压强压强(p)对平衡常数的影响对平衡常数的影响C温度温度(T)对反应的影响对反应的影响D压强压强(p)对反应的影响对反应的影响(p2p1)【精讲精析【精讲精析】对于选项对于选项A，由于合成，由于合成氨反应是放热反应，因此温度越高，氨反应是放热反应，因此温度越高，NH3的产率越低，这一点图示是符合的，的产率越低，这一点图示是符合的，但考虑到温度越高，化学反应速率越快，但考虑到温度越高，化学反应速率越快，体现在图象上即达到平衡前曲线的斜率大，体现在图象上即达到平衡前曲线的斜率大，A错，正确的图象如图所示，即符合错，正确的图象如图所示，即符合“先拐先平先拐先平”的原则，的原则，同理可知选项同理可知选项D也错。化学平衡常数与压强无关，选项也错。化学平衡常数与压强无关，选项B错。错。选项选项C可以这样理解，开始时，反应向右进行，可以这样理解，开始时，反应向右进行，N2的体积分的体积分数减小；达到平衡时，数减小；达到平衡时，N2的体积分数最小；继续升温，化学的体积分数最小；继续升温，化学平衡逆向移动，平衡逆向移动，N2的体积分数增大。的体积分数增大。【答案【答案】C2.反反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度在温度为T1、T2(T2T1)时，平衡体系中，平衡体系中NO2的的体体积分数随分数随压强变化如化如图所示。下列所示。下列说法正确的是法正确的是()A由由图可知可知B点点时平衡常数与平衡常数与C点点时相同相同BA、C两点气体的两点气体的颜色：色：A深，深，C浅浅CA、C两点气体的平均相两点气体的平均相对分子分子质量：量：Ap(A)，平平衡衡逆逆向向移移动动，w(NO2)减减小小，w(N2O4)增增大大，但但c(NO2)，C点点比比A点点大大，所所以以C点点混混合合气气体体的的颜颜色色深深，A点点浅浅，B错错。选选项项D中中再再充充入入N2O4气气体体，相相当当于于增增大大反反应物浓度，化学平衡应向正反应方向移动，应物浓度，化学平衡应向正反应方向移动，D错。错。【答案【答案】C 热点探究热点探究反应速率、化学平衡的调控反应速率、化学平衡的调控 在生产科研中的应用在生产科研中的应用生生产产科科研研过过程程涉涉及及的的化化学学反反应应很很多多是是可可逆逆反反应应，如如工工业业合合成成氨氨，SO2与与O2反反应应合合成成SO3和和NOx的的消消除除等等都都是是可可逆逆反反应应。生生产产技技术术人人员员及及科科研研人人员员为为了了使使反反应应向向人人们们所所希希望望的的方方向向进进行行并并且且希希望望速速率率大大和和转转化化率率大大，就就需需要要科科技技人人员员调调控控反反应应速速率率和和化化学学平衡。平衡。探探究究1：调调控控反反应应速速率率的的措措施施通通常常有有改改变变反反应应物物的的浓浓度度、_、改变温度和使用、改变温度和使用_。探探究究2：调控控化化学学平平衡衡的的措措施施通通常常有有改改变反反应物物或或生生成成物物的的浓度，度，_、_和循和循环操作等。操作等。探探究究3：为了了提提高高N23H2 2NH3反反应速速率率和和H2的的转化化率率，通通常常采采取取的的措措施施_，并并且且采采用用循循环操操作。作。【提提示示】探探究究1：改改变压强催催化化剂探探究究2：改改变压强改改变温度探究温度探究3：增大：增大压强、使用催化、使用催化剂和适宜的温度和适宜的温度 (2012苏苏北北四四市市联联考考)现现代代工工业业将将煤煤炭炭气气化化，既既可可以以提提高高燃燃料料的的利利用用率率、减减少少CO、SO2等等的的排排放放，又又可可以以扩扩大大水水煤煤气气的的广广泛泛用途。用途。CO和和 H2在在 一一 定定 条条 件件 下下 合合 成成 甲甲 醇醇 的的 反反 应应 为为 ： CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1。现现在在容容积积均均为为1 L的的a、b、c、d、e五五个个密密闭闭容容器器中中分分别别充充入入1 mol CO和和2 mol H2的的混混合合气气体体，控控温，进行实验，测得相关数据如图温，进行实验，测得相关数据如图1和图和图2。(1)该反反应的的H1_0(填填“”或或“”，下下同同)，K1_K2。(2)将将容容器器c中中的的平平衡衡状状态转变到到容容器器d中中的的平平衡衡状状态，可可采采取取的的措施有措施有_。【精精讲讲精精析析】(1)从从图图1看看，温温度度升升高高，CH3OH的的物物质质的的量量减减小小，平平衡衡逆逆向向移移动动，所所以以正正反反应应是是放放热热反反应应，H1K2。(2)容容器器c中中温温度度比比容容器器d中中温温度度低低，则则平平衡衡时时容容器器c中中甲甲醇醇的的体体积积分分数数比比容容器器d中中甲甲醇醇的的体体积积分分数数大大，使使容容器器c的的平平衡衡逆逆向向移移动动可以转变到容器可以转变到容器d中的平衡状态，升温或减压都可以实现。中的平衡状态，升温或减压都可以实现。【答案【答案】(1)(2)升温或减升温或减压工业制硝酸的主要反应是：工业制硝酸的主要反应是：4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1在在容容积积固固定定的的密密闭闭容容器器中中发发生生上上述述反反应应，容容器器内内部部分分物物质质的的物物质质的量浓度如下表：的量浓度如下表：时间时间浓度浓度c(NH3)(mol/L)c(O2)(mol/L)c(NO)(mol/L)起始起始0.81.60第第2 min0.6a0.2第第4 min0.30.9750.5第第6 min0.30.9750.5第第8 min0.81.60.5(1)起始起始时物料比物料比c(O2) c(NH3)1.25，其原因是，其原因是_。(2)反反 应 在在 第第 2 min到到 第第 4 min时 O2的的 平平 均均 反反 应 速速 率率 为_mol/(Lmin)。(3)反反应在在第第2 min改改变了了反反应条条件件，改改变的的条条件件可可能能是是_(填序号填序号)。a使用催化使用催化剂b升高温度升高温度c增大增大压强 d增加增加O2的的浓度度(4)反反应在第在第8 min改改变的反的反应条件可能是条件可能是_。【答案【答案】(1)可增大可增大NH3的转化率的转化率(2)0.187 5(3)ab(4)增增加反应物浓度加反应物浓度 高考题组一化学平衡的影响因素及其调控高考题组一化学平衡的影响因素及其调控1(2011四四川川高高考考)可可逆逆反反应应X(g)2Y(g) 2Z(g)、2M(g) N(g)P(g)分分别别在在密密闭闭容容器器的的两两个个反反应应室室中中进进行行，反反应应室室之之间间有有无无摩摩擦擦、可可滑滑动动的的密密封封隔隔板板。反反应应开开始始和和达达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：【解析【解析】选项选项A，比较平衡，比较平衡()、()，降温时隔板向左移动，降温时隔板向左移动，说明反应说明反应平衡向右移动，故反应平衡向右移动，故反应的正反应为放热反应。选的正反应为放热反应。选项项B，从反应开始至平衡，从反应开始至平衡()时，隔板右边体系中气体的总物质时，隔板右边体系中气体的总物质的量不变，体积由的量不变，体积由2个单位扩大至个单位扩大至2.2个单位，则达平衡个单位，则达平衡()时体时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为系的压强与反应开始时体系的压强之比为22.21011。选项。选项C，设平衡，设平衡()时反应时反应气体总物质的量为气体总物质的量为x mol，平衡，平衡()时隔板两时隔板两边压强相等，相同压强下，物质的量与体积成正比，边压强相等，相同压强下，物质的量与体积成正比， 【答案【答案】C2(2011山东高考山东高考)CO可用于合成甲醇，反可用于合成甲醇，反应方程式方程式为CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡在不同温度下的平衡转化率与化率与压强的关系如的关系如图所示。所示。该反反应H_0(填填“”或或“”)。实际生生产条件控制在条件控制在250 、1.3104 kPa左右，左右，选择此此压强的的理由是理由是_。【解解析析】根根据据图图示示，当当压压强强相相同同时时，降降低低温温度度，CO的的平平衡衡转转化化率率升升高高，说说明明降降温温平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，因因此此正正反反应应为为放热反应，放热反应，H0。【答答案案】在在1.3104 kPa下下，CO转化化率率已已较高高，再再增增大大压强，CO转化率提高不大，而生化率提高不大，而生产成本增加，得不成本增加，得不偿失失 ACO2(g)2NH3(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)；H0高考题组二化学平衡图象分析高考题组二化学平衡图象分析3(2011重重庆庆高高考考)一一定定条条件件下下，下下列列反反应应中中水水蒸蒸气气含含量量随随反反应应时时间的变化趋势符合下图的是间的变化趋势符合下图的是()CCH3CH2OH(g) CH2=CH2(g)H2O(g)；H0D 2C6H5CH2CH3(g) O2(g) 2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)；HT1、p1p2。升升高高温温度度水水蒸蒸气气的的百百分分含含量量降降低低，说说明明平平衡衡逆逆向向移移动动，正正反反应应放放热热，H0、S0 (2011江苏高考江苏高考)B升升高高温温度度可可缩缩短短H0的的可可逆逆反反应应达达平平衡衡的的时时间间并并能能提提高高平平衡转化率衡转化率 (2011北京高考北京高考)C工工业业上上生生产产硫硫酸酸的的过过程程中中，使使用用过过量量的的空空气气可可提提高高SO2的的转转化率化率 (2010全国全国高考高考)D对对于于正正反反应应是是放放热热的的可可逆逆反反应应达达到到平平衡衡后后，其其它它条条件件不不变变，升高温度可使平衡常数增大升高温度可使平衡常数增大 (2010安徽高考安徽高考)EH0 (2010江江苏高考高考)【解解析析】A项项，B项项，H0为为放放热热反反应应，升升温温平平衡衡逆逆向向移移动动，降降低低平平衡衡转转化化率率；C项项，充充入入过过量量的的O2，使使平平衡衡向向右右移移动动，促促进进SO2的的转转化化；D项项，正正反反应应放放热热的的可可逆逆反反应应，升升温温时时平平衡衡常常数数减减小小；E项项，H0的的反反应应，正正反反应应为为放放热热反反应应；F项项，应应依依据据HTS来判断反应能否自发进行。来判断反应能否自发进行。【答案【答案】A、C、E、F