濃度商、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(學(xué)生版)

2.2.2濃度商、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響同學(xué)們，平衡是一種思想，是一種超越化學(xué)的普遍存在的狀態(tài)，請(qǐng)看下面的幾種平衡：當(dāng)影響平衡的因素發(fā)生改變時(shí)，平衡將會(huì)發(fā)生變化，直到建立新的平衡，這就是化學(xué)平衡移動(dòng)。那么，哪些因素會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)？化學(xué)平衡移動(dòng)有什么規(guī)律？我們先從濃度商和溫度兩個(gè)方面研究這些規(guī)律。學(xué)習(xí)聚焦學(xué)習(xí)聚焦知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01利用濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)判斷平衡移動(dòng)的方向1.濃度商（Q）：對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在任意時(shí)刻，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，稱為濃度商，常用Q表示。即Q＝__________________2.判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向（1）Q<K：反應(yīng)向方向進(jìn)行；（2）Q=K：反應(yīng)處于狀態(tài)；（3）Q>K：反應(yīng)向方向進(jìn)行?！炯磳W(xué)即練1】已知800℃時(shí)，化學(xué)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)到平衡，K=1。試推斷在下列情況下該平衡移動(dòng)的方向，填入下表：序號(hào)CO/mol·L?1H2O/mol·L?1CO2/mol·L?1H2/mol·L?1平衡移動(dòng)的方向10.30.50.40.421.00.30.50.630.81.60.71.7知識(shí)點(diǎn)02化學(xué)平衡移動(dòng)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，若反應(yīng)條件（如溫度、濃度等）改變了，原來的平衡狀態(tài)就會(huì)被打破，正、逆反應(yīng)速率不再相等，平衡混合物里也就隨之改變，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)，這個(gè)過程叫做化學(xué)平衡移動(dòng)。平衡移動(dòng)就是“原平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過程?！炯磳W(xué)即練2】反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)+Q（Q>0）達(dá)到平衡后，升高溫度，則A．v逆增大、v正減小B．H2的物質(zhì)的量可能不變C．重新平衡后v逆與原來的相等D．v正持續(xù)增大至不變知識(shí)點(diǎn)03溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響1．實(shí)驗(yàn)研究：NO2和N2O4存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-56.9kJmol-1，混合氣體的顏色為。①如果加熱混合氣體，則顏色會(huì)，說明了NO2濃度，平衡向（填“放熱”或“吸熱”）方向移動(dòng)。②如果冷卻混合氣體，則顏色會(huì)，說明NO2濃度，平衡向（填“放熱”或“吸熱”）方向移動(dòng)。結(jié)論：升高溫度，平衡向方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向方向移動(dòng)。2．溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響的規(guī)律條件變化吸熱反應(yīng)（ΔH>0）放熱反應(yīng)（ΔH<0）升高溫度降低溫度升高溫度降低溫度平衡常數(shù)（K）Q與K的關(guān)系平衡移動(dòng)方向【即學(xué)即練3】在一定條件下，恒容密閉容器中反應(yīng)2A(g)2B(g)+C(g)ΔH>0達(dá)到平衡后，能使B的濃度增大的措施是A．降溫B．升溫C．使用催化劑D．減少A的濃度常見考法常見考法一利用濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)判斷平衡移動(dòng)的方向常見考法【例1】對(duì)于CO+H2O(g)CO2+H2，已知700℃時(shí)，平衡常數(shù)K=1.67。若在反應(yīng)中加入CO、H2O(g)、CO2、H2的濃度均為1mol/L，試判斷該反應(yīng)進(jìn)行的方向。必殺技可利用濃度商（Q）與K的相對(duì)大小判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向（1）Q<K：反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；（2）Q=K：反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)；（3）Q>K：反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。【同步練習(xí)1-1】一定溫度下，在體積固定的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)。達(dá)到平衡時(shí)，H2(g)、I2(g)的物質(zhì)的量濃度均為0.01mol·L-1，HI(g)的物質(zhì)的量濃度為0.06mol·L-1?，F(xiàn)分別對(duì)平衡混合物進(jìn)行下列操作，計(jì)算操作后反應(yīng)的濃度商，并判斷平衡移動(dòng)的方向。（1）保持其他條件不變，向容器中通入H2(g)，使其濃度達(dá)到0.02mol·L-1；（2）保持其他條件不變，向容器中通入HI(g)，使其濃度達(dá)到0.08mol·L-1；（3）保持其他條件不變，向容器中通入Ar(g)，使其濃度達(dá)到0.01mol·L-1。【同步練習(xí)1-2】高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)ΔH>0其平衡常數(shù)可表示為K＝eq\f(c（CO2）,c（CO）)，已知1100℃時(shí)K＝0.263?；瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化。(1)溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比________，平衡常數(shù)K________。(以上均填“增大”“減小”或“不變”)(2)1100℃時(shí)測(cè)得高爐中c(CO2)＝0.025mol·L－1、c(CO)＝0.1mol·L－1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)：_______(填“是”或“否”，若填“是”，則后面問題可不答)，此時(shí)反應(yīng)向_________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行，其原因是_______________________________________________。常見考法二溫度對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的影響【例2】測(cè)得某反應(yīng)A＋B2C在不同溫度下的平衡常數(shù)：溫度50℃80℃K100400又測(cè)得溫度t時(shí)，反應(yīng)2CA＋B的平衡常數(shù)為0.06，可推知t的范圍是A．t<50℃B．t>80℃C．50℃<t<80℃D．無法確定必殺技（1）如果改變的是濃度或壓強(qiáng)，只要溫度不改變，K總是不變的。（2）如果溫度變化，K一定會(huì)變化，變化規(guī)律是：對(duì)于正反應(yīng)放熱的反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，K變小；對(duì)于正反應(yīng)吸熱的反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，K增大?！就骄毩?xí)2-1】一定溫度下，在2L密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)：K300℃>K350℃，且體系中n(NO2)（單位：mol）隨時(shí)間變化如下表：時(shí)間(s)050010001500t1℃2013.9610.0810.08t2℃20abc下列說法一定正確的是A．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．如果t2℃<t1℃，那么a>b=c，且a=10+0.5bC．如果t2℃<t1℃，那么t2℃達(dá)到平衡的時(shí)間介于1000s至1500s之間D．如果t2℃>t1℃，那么b>10.08【同步練習(xí)2-2】在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表所示：T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6請(qǐng)回答下列問題：(1)該反應(yīng)的正反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molCO2和1molH2，充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的平衡濃度為0.25mol·L－1，試判斷此時(shí)的反應(yīng)溫度為。常見考法三溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響【例3】將H2(g)和Br2(g)充入恒容密閉容器，恒溫下發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)ΔH<0，平衡時(shí)Br2(g)的轉(zhuǎn)化率為a；若初始條件相同，絕熱下進(jìn)行上述反應(yīng)，平衡時(shí)Br2(g)的轉(zhuǎn)化率為b。a與b的關(guān)系是()A．a(chǎn)>b B．a(chǎn)＝bC．a(chǎn)<b D．無法確定必殺技當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)?！就骄毩?xí)3-1】尿素和氨氣對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)有重要作用。合成尿素的反應(yīng)為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為________________。（2）合成尿素時(shí)不同溫度下CO2轉(zhuǎn)化率變化曲線如圖。該反應(yīng)正方向?yàn)開______熱反應(yīng)(選填“吸熱”或“放熱”)。a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系如何：______________(用Ka、Kb、Kc表示)，理由為________________________________?！就骄毩?xí)3-2】將4molN2O4放入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，平衡體系中N2O4的體積分?jǐn)?shù)(φ)隨溫度(T)的變化如圖所示。(1)D點(diǎn)v(正)(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。(2)A、B、C三點(diǎn)中平衡常數(shù)K的值最大的是點(diǎn)。(3)若其他條件不變，在T3原平衡基礎(chǔ)上，再加入一定量的NO2，達(dá)到新平衡時(shí)，與原平衡相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)(填“增大”“不變”或“減小”)。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是A．濃度商Q<K時(shí)，平衡逆向移動(dòng)B．化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，與溫度無關(guān)C．化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)平衡平衡常數(shù)一定發(fā)生改變D．溫度一定，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)2．若只改變溫度，平衡常數(shù)K增大，則以下敘述正確的是A．溫度一定升高B．溫度一定降低C．平衡一定向左移動(dòng)D．平衡一定向右移動(dòng)3．只改變一個(gè)影響因素，平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述錯(cuò)誤的是A．K值不變，平衡可能移動(dòng)B．K值變化，平衡一定移動(dòng)C．平衡移動(dòng)，K值可能不變D．平衡移動(dòng)，K值一定變化4.反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH<0，達(dá)到平衡后，將體系的溫度降低，下列敘述中正確的是A．正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)5．反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH<0，達(dá)到平衡后，升高溫度，則A．化學(xué)反應(yīng)速率不變B．平衡常數(shù)增大C．化學(xué)平衡逆向移動(dòng)D．NH3的含量增大6.在密閉容器中將CO和水蒸氣的混合物加熱到800℃時(shí)，有下列平衡：CO＋H2OCO2＋H2，且K＝1。若用2molCO和10molH2O相互混合并加熱到800℃，則CO的轉(zhuǎn)化率為A．16.7%B．50%C．66.7%D．83.3%7．下列說法正確的是()A．對(duì)于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡，在溫度不變、容積不變的密閉容器中充入N2，化學(xué)平衡常數(shù)變大B．對(duì)某一可逆反應(yīng)，升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大C．化學(xué)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡必定發(fā)生移動(dòng)達(dá)到新的平衡D．改變條件，使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)一定增大8．反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>0，在2000℃時(shí)K=6.6×10-4。2000℃時(shí)，向10L密閉容器中充入2.9×10-3molNO、2.5×10-1molN2和4.0×10-2molO2，通過計(jì)算下列問題：（1）此反應(yīng)的初始狀態(tài)是否為化學(xué)平衡狀態(tài)？（2）若非化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)將向哪個(gè)方向進(jìn)行以達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？9．將2molA和1molB混合置于一容積可變的密閉容器中，在溫度T下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g)+Q，反應(yīng)進(jìn)行tmin后達(dá)到平衡，測(cè)得混合氣體的總物質(zhì)的量為2.1mol。試回答：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為；（2）下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)K的說法正確的是（填字母）A．在任何情況下，化學(xué)平衡常數(shù)K均為一個(gè)定值B．改變氣體A或C的濃度，都會(huì)改變平衡常數(shù)KC．平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物的濃度無關(guān)D．從平衡常數(shù)K的大小可以推斷一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的限度（3）若降低溫度，則該反應(yīng)的K值（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），A的轉(zhuǎn)化率，化學(xué)反應(yīng)速率；（4）反應(yīng)進(jìn)行tmin后，C的體積分?jǐn)?shù)為。題組B能力提升練10．如圖所示，三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別裝在盛有水的三個(gè)燒杯中，在①燒杯中加入CaO，在②燒杯中不加其他任何物質(zhì)，在③燒杯中加入NH4Cl晶體，發(fā)現(xiàn)①中紅棕色變深，③中紅棕色變淺。已知：2NO2(紅棕色)N2O4(無色)，下列敘述正確的是A．2NO2N2O4是吸熱反應(yīng)B．NH4Cl溶于水時(shí)吸收熱量C．①燒瓶中平衡時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大D．③燒瓶中氣體的壓強(qiáng)增大11．在一密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：3A(g)3B＋CΔH>0，平衡時(shí)，升高溫度，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量有變小的趨勢(shì)，則下列判斷中正確的是A．B和C可能都是固體B．B和C一定都是氣體C．若C為固體，則B一定是氣體D．B和C不可能都是氣體12．在一定溫度下，改變起始時(shí)n(SO2)對(duì)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的影響如圖所示，下列說法正確的是（）A．b、c點(diǎn)均為平衡點(diǎn)，a點(diǎn)未達(dá)平衡且向正反應(yīng)方向進(jìn)行B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最大C．a(chǎn)、b、c點(diǎn)均為平衡點(diǎn)，b點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最大D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)：Kb>Kc>Ka13．反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)△H=-57kJ·mol-1，在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．T1>T2 B．X、Y兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：X>YC．X、Z兩點(diǎn)氣體的顏色：X深，Z淺 D．X、Z兩點(diǎn)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：X>Z14．在溫度T1時(shí)，向一體積固定為2L的密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

△H<0，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡，CO2的轉(zhuǎn)化率為20%。下列說法正確的是A．前5min，平均反應(yīng)速率v(H2)=0.06mol(L·min)B．該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為C．當(dāng)v正(CO2)=3v逆(H2)時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)D．若平衡后升溫，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡左移15．溫度為T1時(shí)，將氣體X和氣體Y各1.6mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如表所示，下列說法正確的是()t/min2479n(Y)/mol1.21.11.01.0A．0～4min，反應(yīng)速率v(Z)＝0.25mol·L－1·min－1B．T1時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝1.2C．其他條件不變時(shí)，9min后，向容器中再充入1.6molX，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，再次達(dá)到平衡時(shí)X的濃度比原平衡時(shí)的小，Y的轉(zhuǎn)化率增大D．其他條件不變時(shí)，若降溫到T2達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)K2＝4，則此反應(yīng)的ΔH<016．已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下圖為不同溫度（T1、T2）下SO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化曲線。（1）T1______（選填“>”“<”或“=”）T2，判斷依據(jù)是_____________________________________；該反應(yīng)為_____（選填“放”或“吸”）熱反應(yīng)，判斷依據(jù)是_________________________________。（2）在相同溫度下：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1=a；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)K2=b；則2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K=__________（用a、b表示）。題組C培優(yōu)拔尖練17．在一真空密閉容器中，充入10molN2和30molH2，發(fā)生N2+3H22NH3反應(yīng)，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%。若在同一容器中相同溫度下充入NH3，欲達(dá)到平衡時(shí)各成分的百分含量與上述平衡相同，則起始時(shí)充入NH3的物質(zhì)的量和達(dá)到平衡時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率分別是A．15mol、25%B．20mol、50%C．20mol、75%D．40mol、80%18.在恒容密閉容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他條件不變的情況下，研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，下列說法正確的是A．CO合成甲醇的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．平衡常數(shù)C．該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小D．處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)eq\f(nH2,nCH3OH)增大19．下表所列是2個(gè)反應(yīng)在不同溫度時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)(K)值。反應(yīng)①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH1②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH2溫度/℃27200025400450K0.10.5070.152關(guān)于反應(yīng)①、②的下列說法正確的是A．反應(yīng)①、②均為吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)①不適合用于大規(guī)模人工固氮C．可求算反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的ΔHD．一定溫度下，①、②分別達(dá)到平衡，壓縮容器體積均可使N2的轉(zhuǎn)化率增大20．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4完成下列填空：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=，該反應(yīng)為________反應(yīng)(選填“吸熱”、“放熱”)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率________（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2）830℃時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.003mol·L-1·s-1，則6s時(shí)c(A)=mol·L-1，C的物質(zhì)的量為mol。（3）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molA(g)和3molB(g)，判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。a.c(A)＝c(C)