2019-2020年蘇教版高中化學(xué)選修4《化學(xué)平衡的移動》教案 一、選擇題 1．壓強(qiáng)變化不會使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動的是(　　) A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) D．C(s)＋CO2(g)2CO(g) 【解析】　對于氣體體積不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)時(shí)化學(xué)平衡不移動。 【答案】　A 2．對于平衡CO2(g)CO2(aq)　ΔH＝－19.75 kJ/mol，為增大二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度，應(yīng)采用的方法是(　　) A．升溫增壓 B．降溫減壓 C．升溫減壓 D．降溫增壓 【解析】　正反應(yīng)放熱，要使平衡右移，應(yīng)該降低溫度；另外正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，所以為了增加CO2在水中的溶解度，應(yīng)該增大壓強(qiáng)，故選D。 【答案】　D 3．在常溫常壓下，向5 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液中滴加0.5 mL 0.01 molL－1的NH4SCN溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：FeCl3＋3NH4SCNFe(SCN)3＋3NH4Cl，所得溶液呈紅色，改變下列條件，能使溶液顏色變淺的是(　　) A．向溶液中加入少量的NH4Cl晶體 B．向溶液中加入少量的水 C．向溶液中加少量無水CuSO4，變藍(lán)后立即取出 D．向溶液中滴加2滴2 molL－1的FeCl3 【解析】　從反應(yīng)實(shí)質(zhì)看，溶液中存在的化學(xué)平衡是：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，F(xiàn)e(SCN)3溶液顯紅色，加入NH4Cl晶體，因?yàn)樵诜磻?yīng)中NH4＋、Cl－未參與上述平衡，故對此平衡無影響；加水稀釋各微粒濃度都變小，且上述平衡逆向移動，顏色變淺；CuSO4粉末結(jié)合水，使各微粒濃度變大，顏色加深；加2滴2 molL－1FeCl3，增大c(Fe3＋)，平衡正向移動，顏色加深(注意，若加入FeCl3的濃度≤0.1 molL－1，則不是增加反應(yīng)物濃度，相當(dāng)于稀釋)。 【答案】　B 4．合成氨工業(yè)上采用了循環(huán)操作，主要原因是(　　) A．加快反應(yīng)速率　　　　　 B．提高NH3的平衡濃度 C．降低NH3的沸點(diǎn) D．提高N2和H2的利用率 【解析】　合成氨工業(yè)上采用循環(huán)壓縮操作，將N2、H2壓縮到合成塔中循環(huán)利用于合成氨，提高了N2、H2的利用率。 【答案】　D 5．(xx年全國Ⅰ)已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol，該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是(　　) 【解析】　該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，溫度越高，NO含量越低，到達(dá)平衡所用時(shí)間越短，故A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯誤；該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，到達(dá)平衡所用時(shí)間越短，NO含量越低，故B項(xiàng)正確；催化劑只能改變反應(yīng)的速率，不能改變平衡時(shí)各物質(zhì)含量，故D項(xiàng)正確。 【答案】　C 6．在一定溫度下的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，生成物C的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)p1和p2，時(shí)間t1和t2的關(guān)系如下圖所示，則在下列關(guān)系中正確的是(多選)(　　) A．p1>p2 B．p1<p2 C．m＋n>p＋q D．m＋n<p＋q 【解析】　由圖象可知：本題是起始反應(yīng)物為A、B，生成物為C、D的可逆反應(yīng)(注意起點(diǎn))，從反應(yīng)開始到平衡的反應(yīng)過程。圖象顯示，在壓強(qiáng)為p1時(shí)，在t2達(dá)到平衡，生成物C的體積分?jǐn)?shù)為c1；在壓強(qiáng)為p2時(shí)，在t1達(dá)到平衡，生成物C的體積分?jǐn)?shù)為c2。從橫坐標(biāo)看，t2>t1，說明p2時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率快，先達(dá)到平衡，所以壓強(qiáng)p2>p1；從縱坐標(biāo)看，c1>c2，說明加壓將使平衡向逆反應(yīng)方向移動，即p＋q>m＋n。 【答案】　BD 7．有一處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)X(s)＋3Y(g)2Z(g)(正反應(yīng)是放熱反應(yīng))。為了使平衡向生成Z的方向移動，應(yīng)選擇的條件是(　　) ①升高溫度?、诮档蜏囟取、墼龃髩簭?qiáng)?、芙档蛪簭?qiáng)　⑤加入正催化劑?、薹蛛x出Z A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥ D．②④⑥ 【解析】　本題全面考查了影響平衡的條件，所以正確理解勒夏特列原理中的“減弱”兩字，是解決問題的關(guān)鍵，所以對化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)要深入理解， 既要掌握它的內(nèi)涵也要掌握外延。 對于正反應(yīng)是放熱、氣體分子總數(shù)減小的可逆反應(yīng)來說，降溫、加壓均能使平衡向正反應(yīng)方向移動；分離出Z，就是減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動。 【答案】　C 8．合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)最有前途的研究方向是(　　) A．提高分離技術(shù) B．研制耐高壓的合成塔 C．研制低溫催化劑 D．探索不用N2和H2合成氨的新途徑 【解析】　由圖可知：NH3%隨著溫度的升高而顯著下降，故要提高NH3%，必須降低溫度、但目前所用催化劑鐵觸媒活性最好時(shí)的溫度為500 ℃。故最有前途的研究方向?yàn)檠兄频蜏卮呋瘎? 【答案】　C 9．下圖是溫度和壓強(qiáng)對X＋Y2Z反應(yīng)影響的示意圖。圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)表示平衡混合氣體中Z的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的是(　　) A．上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．X、Y、Z均為氣態(tài) C．X和Y中只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài) D．上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的ΔH>0 【解析】　依圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，Z的體積分?jǐn)?shù)增大，則溫度升高，向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則A、D選項(xiàng)錯。溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，Z的體積分?jǐn)?shù)越小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為氣體減小的反應(yīng)，則B錯誤，答案為C。 【答案】　C 10．將1 mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容積的反應(yīng)器中，在某條件下達(dá)到平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，此時(shí)有的CO轉(zhuǎn)化為CO2。若在相同條件下，向容器中充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)，混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是下列中的(　　) A．22.22% B．28.18% C．33.33% D．36.86% 【解析】　本題用極限法：當(dāng)充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O，假設(shè)不反應(yīng)，CO2的體積分?jǐn)?shù)為33.33%。據(jù)等效平衡規(guī)律，充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O，相當(dāng)于加入1 mol CO和2 mol H2O，假設(shè)CO亦有轉(zhuǎn)化為CO2，則CO2的體積分?jǐn)?shù)為22.22%，所以CO2的體積分?jǐn)?shù)介于22.22%和33.33%之間。 【答案】　B 二、非選擇題 11．反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)在一定溫度和不同壓強(qiáng)下達(dá)到平衡時(shí)，分別得到A的物質(zhì)的量濃度如下表所示： 壓強(qiáng)/Pa 2105 5105 1106 c(A)/molL－1 0.08 0.2 0.44 分析表中數(shù)據(jù)，回答： (1)當(dāng)壓強(qiáng)從2105 Pa增加到5105 Pa時(shí)，平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移動，理由是____________________________________。 (2)當(dāng)壓強(qiáng)從5105 Pa增加到1106 Pa時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移動，判斷的依據(jù)是________，可能的原因是___________________ _____________________________。 【解析】　若m＋n＝p時(shí)，當(dāng)壓強(qiáng)加倍，則體積減半，即p2＝2p1時(shí)，V2＝V1，各組分濃度加倍。若c(A)增大倍數(shù)比壓強(qiáng)增大倍數(shù)小，則平衡右移，反之左移。中學(xué)化學(xué)中往往通過改變?nèi)萜黧w積來增大或減小體系的壓強(qiáng)。為什么一個平衡，加壓平衡不移動，即m＋n＝p，再增大壓強(qiáng)，逆向移動呢？只能說明左邊氣體數(shù)目比右邊小，只能是B的狀態(tài)發(fā)生了改變，壓強(qiáng)增大，氣體可能變成液態(tài)甚至固態(tài)。有時(shí)，等倍數(shù)的增加各組分濃度也看作壓強(qiáng)增大。 【答案】　(1)不　當(dāng)壓強(qiáng)增大到原來2.5倍時(shí)，c(A)也增大到原來的2.5倍，說明平衡沒有移動，即m＋n＝p (2)向左　當(dāng)壓強(qiáng)增大到原來的2倍，c(A)卻增大到原來的2.2倍，說明平衡向生成A的方向移動了　增大壓強(qiáng)時(shí)，B轉(zhuǎn)化為液體或固體 12．合成氨的反應(yīng)：N2＋3H22NH3，在一定條件下已達(dá)到平衡狀態(tài)。 (1)此時(shí)________相等，________保持不變，而________卻仍在進(jìn)行，因此化學(xué)平衡是________平衡。 (2)若降低溫度，會使上述化學(xué)平衡向生成氨的方向移動，則正反應(yīng)是________反應(yīng)，生成每摩爾氨的反應(yīng)熱是46.2 kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________ ______________。 (3)合成氨時(shí)，選擇700 K高溫的目的是_____________________________________。 (4)若反應(yīng)容器的體積不變，原反應(yīng)溫度不變，而將平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍，則上述平衡向________移動；若在平衡體系中加入氦氣，則上述平衡______移動。 【解析】　(1)根據(jù)化學(xué)平衡的定義及特點(diǎn)可知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，各反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變，而正、逆反應(yīng)卻仍在進(jìn)行，因此化學(xué)平衡是動態(tài)平衡。 (2)由溫度對化學(xué)平衡的影響可知，降低溫度使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)。由題意知，生成2 mol氨的反應(yīng)熱是46.2 kJ2，即92.4 kJ，則合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1。 (3)升高溫度和加入催化劑都能加快反應(yīng)速率，但是工業(yè)上用的催化劑在該溫度時(shí)活性最大。 (4)若保持反應(yīng)容器的體積和反應(yīng)溫度不變，將平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍，其效果相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響原則，可判斷上述平衡應(yīng)該向正反應(yīng)方向移動。若在平衡體系中加入氦氣，氦氣不參與反應(yīng)，由于反應(yīng)容器的體積和反應(yīng)溫度都不變，氦氣的加入只是增大了容器內(nèi)總的壓強(qiáng)并未改變反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，因此氦氣的加入對上述平衡沒有影響即化學(xué)平衡不移動。 【答案】　(1)正、逆反應(yīng)速率　各反應(yīng)物和生成物的濃度　正、逆反應(yīng)　動態(tài) (2)放熱 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1 (3)加快反應(yīng)速率，工業(yè)上用的催化劑在該溫度時(shí)活性最大 (4)正反應(yīng)方向　不 13．在某一容積為 V L的密閉容器內(nèi)，加入等物質(zhì)的量的X和Y，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0 (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為______________。 (2)若升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________，Z的濃度________，化學(xué)平衡常數(shù)K________(均填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)下圖中Ⅰ、Ⅱ表示該反應(yīng)在t1時(shí)達(dá)到平衡，在t2時(shí)因改變某個條件而發(fā)生變化的曲線： 由圖Ⅰ判斷，反應(yīng)進(jìn)行至t2 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是___________(用文字表示)； 由圖Ⅱ判斷，t2 min到t3 min的曲線變化的原因可能是________(填字母)。 a．降低溫度 b．加了催化劑 c．增加Z的量 d．縮小容器體積 【解析】　(2)升高溫度，v正、v逆都增大，由于該正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，所以Z的濃度減小，K也減小。 (3)由圖Ⅰ可知，t2到t3 min時(shí)，產(chǎn)物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，說明平衡正向移動，該正反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)，所以曲線變化的原因是溫度降低，因?yàn)榍€連續(xù)，所以不可能是改變濃度，圖Ⅱ中，t2→t3，正、逆反應(yīng)速率增大同樣倍數(shù)，可以是加入催化劑；該反應(yīng)氣體分子數(shù)不變，所以也可以是縮小容器體積即加壓。 【答案】　(1)K＝　(2)增大　減小　減小 (3)降低溫度　bd 14．硫化鈉是一種用途廣泛的化工原料，制備硫化鈉的反應(yīng)原理可用下式表示：Na2SO4(s)＋4H2(g)Na2S(s)＋4H2O(g)，已知該可逆反應(yīng)在1 100 ℃時(shí)達(dá)到平衡，并保持反應(yīng)器內(nèi)恒溫恒容，試回答下列問題。 (1)此可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式可表示為________。溫度升高后，K值會增大，意味著該反應(yīng)的正方向?yàn)開_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)下列各種情況下，平衡將發(fā)生何種變化？(填“正向”、“逆向”或“不”) ①加入少量Na2SO4固體，平衡________移動。 ②加入少量Na2SO410H2O晶體，平衡________移動。 ③加入少量灼熱的焦炭，平衡________移動。 (3)若將溫度降低100 ℃，則在降溫過程中對恒容反應(yīng)器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)[∑p(g)]、氫氣物質(zhì)的量[n(H2)]、恒容反應(yīng)器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量[(g)]、氣體的總質(zhì)量[∑m(g)]的變化，描述正確的圖象是________。 【解析】　本題從溫度、濃度等對平衡的影響出發(fā)，結(jié)合圖象分析，考查同學(xué)們對平衡移動原理的理解及應(yīng)用能力。 (1)固體不列入平衡常數(shù)表達(dá)式；據(jù)K的意義，溫度升高，K值增大，說明平衡正向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)①加入固體，平衡不移動；②加入Na2SO410H2O晶體，在容器內(nèi)高溫使水汽化，即相當(dāng)于增大H2O(g)的濃度，平衡逆向移動；③加入灼熱的焦炭會發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，從而使c(H2O)下降，c(H2)增大，則平衡正向移動。 (3)降低溫度平衡逆向移動，雖然氣體物質(zhì)的量不變，氣體體積不變，但壓力與熱力學(xué)溫度成正比，溫度降低，氣體總壓應(yīng)隨之降低，降溫后，由于平衡向放熱反應(yīng)方向移動，故n(H2)增大，n[H2O(g)]減少；由于M(H2O) >M(H2)，氣體平均摩爾質(zhì)量降低，氣體總質(zhì)量降低。 【答案】　(1)K＝　吸熱　(2)①不?、谀嫦颉、壅颉?3)AB