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大单元六 化学反应速率 化学平衡
第22 讲 化学平衡的移动
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核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 化学平衡的移动 ★★★☆☆
考点2 平衡图像分析 ★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
真题挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 化学平衡的移动★★★☆☆
知识点1 勒夏特列原理
1. 内容:如果改变影响平衡的一个因素(如参加反应的物质的浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱
这种改变的方向移动。
2. 若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成
物浓度(Q<K)
平衡正向移动
减小反应物浓度或增大生成
物浓度(Q>K)
平衡逆向移动
压强(对有气
体参加的反应)
反应前后
气体分子
数改变
增大压强
向气体分子数减小的方向移
动
减小压强
向气体分子数增大的方向移
动
反应前后
气体分子
数不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
—
同等程度地改变v 正、v 逆,
平衡不移动
知识点2 平衡移动方向的判断
1. 根据勒夏特列原理判断
几种不能用勒夏特列原理解释的问题:
(1) 反应前后气体分子数不变的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),增大体系压强,气体颜色加深,但平衡
1
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不移动。
(2) 催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,催化剂不会影响化学平衡。
2. 根据平衡常数K 与Q 判断
Q<K,平衡正向移动;
Q=K,平衡不移动;
Q>K,平衡逆向移动。
3. 根据反应速率判断
v 正>v 逆,平衡正向移动;
v 正=v 逆,平衡不移动;
v 正<v 逆,平衡逆向移动。
4. 恒温条件下,密闭反应体系中通入“惰性气体”
(1) 恒容容器
原平衡体系――――――→体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
(2) 恒压容器
原平衡体系――――――→容器容积增大,体系中各组分气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数
减小(等效于减压) →平衡向气体分子数增大的方向移动。
考点2 平衡图像分析★★★☆☆
知识点1 催化剂的选择性
1. 定义:很多情况下,在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应,催化剂对不同反应的催化效率
不同,各种产物所占的比例便会不同。理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率,催
化剂的这种特性称为它的选择性。
2. 选择性的表示方法:某产物的选择性可用消耗的原料转变为指定产物的百分率表示。如:CO2催化加
氢主要反应如下:
反应Ⅰ. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应Ⅱ. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
CH3OH(或CO)的选择性=。
根据反应可知反应Ⅰ生成的n(CH3OH)=反应Ⅰ消耗的n(CO2)、反应Ⅱ生成的n(CO)=反应Ⅱ消耗的
n(CO2),故CH3OH 的选择性+CO 的选择性=1。
知识点2 单一反应转化率-温度图像、产率-温度图像
1. 转化率-温度图像
(1) 若不使用催化剂
①拐点前,温度升高,反应速率加快,反应物转化率增大。此阶段是反应速率影响转化率。拐点前未平
衡,拐点为平衡点。
②拐点后,温度升高,反应物转化率降低,平衡逆向移动,此阶段是平衡影响转化率。
2
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(2) 若使用催化剂
最高点不一定代表平衡点,但最高点时催化剂活性最好。后半部分转化率减小的原因可能有:①升高温
度,平衡左移;②催化剂活性降低。
2. 产率-温度图像
(1) 拐点前,产率增大的主要原因:温度升高,反应速率加快,产率增大。
(2) 拐点后,产率减小的原因可能有:①升高温度,平衡左移;②催化剂活性降低;③催化剂的选择性
降低,生成了更多的副产物。
知识点3 多重平衡图像分析
1. 竞争反应体系中,不同温度、不同催化剂发生的主要反应不同,即温度、催化剂对反应选择性有影
响。
2. 分析图像,判断反应是否已经达到平衡,是速率问题还是平衡问题,影响的因素有哪些,多个因素是
协同的还是以某个因素为主,若改变出现相反的结论,要结合问题中的图像(或结论)抓住矛盾的主要方面
解题。
3. 提高平衡转化率的方法:
(1) 调节p、T 使平衡正移,则转化率增大;
(2) 增大反应物浓度,提高另一物质转化率,本身转化率降低。
【真题挑战】
一、单选题
1.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解
释错误的是
3
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选
项
颜色变化
解释
A
空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中,黑色铜丝恢复光亮
的紫红色
=
B
悬浊液中加入
溶液,固体由白色变为
红褐色
=
C
溶液中加入
,浅绿色溶液出现蓝
色浑浊
=
D
溶液中加入NaOH 溶液,溶液由橙色变为黄
色
A.A
B.B
C.C
D.D
二、解答题
2.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的
制备焦亚硫酸钠(
)的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由
制
的热化学方程式为 。
4
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(2)制
I.在多级串联反应釜中,
悬浊液与持续通入的
进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液
达到3.8~4.1 时,形成的
悬浊液转化为
固体。
①Ⅱ中生成
的化学方程式是 。
②配碱槽中,母液和过量
配制反应液,发生反应的化学方程式是 。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是 ,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有 。
(3)理论研究
、
与
的反应。一定温度时,在
浓度均为
的
和
的混合溶液中,随
的增加,
和
平衡转化率的变化如图。
①
,与
优先反应的离子是 。
②
,
平衡转化率上升而
平衡转化率下降,结合方程式解释原因: 。
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)
/
循环在
捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员
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设计了利用
与
反应生成
的路线,主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题,
(1)计算
。
(2)提高
平衡产率的条件是_______。
A.高温高压
B.低温高压
C.高温低压
D.低温低压
(3)高温下
分解产生的
催化
与
反应生成
,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面
的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。
(4)
下,在密闭容器中
和
各
发生反应。反应物(
、
)的平衡转化率和
生成物(
、
)的选择性随温度变化关系如下图(反应III 在
以下不考虑)。
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注:含碳生成物选择性
①表示
选择性的曲线是 (填字母)。
②点M 温度下,反应Ⅱ的
(列出计算式即可)。
③在
下达到平衡时,
。
,随温度升高
平衡转化率下降的原因可
能是 。
4.(2024·重庆·高考真题)高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能,异构烷烃具有较高的辛烷值。
(1)在密闭容器中,
(正戊烷)发生异构化反应,可同时生成
(异戊烷)和
(新戊烷),其
平衡常数
随温度的变化如下表所示。
异构化反应
反应1
2.80
2.50
2.31
反应2
1.40
1.00
0.77
①体系平衡后,增加压强,反应1 的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
②
平衡时,
和
的体积比值为 。
③根据上表数据推断
为吸热反应,其推断过程是 。
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(2)加入
后,
在双功能催化剂
/分子筛上发生异构化反应且选择性高,主要产物为
,其
反应机理如下(
表示分子筛固体酸催化剂):
对于
反应,下列说法正确的是_______。
A.
只能催化脱氢反应,不能催化加氢反应
B.
的加入增大了平衡常数,有利于反应的进行
C.分子筛固体酸催化剂酸性越强,越有利于
的形成
D.
的加入促进了
的加氢反应,减少了副反应的发生
(3)
(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值,可电解合成。电解池的阳极为
,阴极为碳钢,电解
液为溶有格氏试剂(
)的有机体系。
①阳极上生成
的电极反应式为 。
②为了实现阴极产物的循环利用,电解一段时间后,需在阴极区不断加入适量的
,其原理是
。
③为减少铅污染,
被限制使用。
是一种潜在替代品,其电解合成的原理如图所
示(
为催化剂)。总反应化学方程式为 ;外电路转移
电子时,理论上可生成
的物质的量为
。
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5.(2023·海南·高考真题)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用
质量分数为85%的磷酸与
反应制备
,反应方程式为
一定条件下的实验结果如图1 所示。
回答问题:
(1)该条件下,反应至1h 时KCl 的转化率为 。
(2)该制备反应的
随温度变化关系如图2 所示。该条件下反应为 反应(填“吸热”或“放热”),
且反应热随温度升高而 。
(3)该小组为提高转化率采用的措施中有:使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提
高转化率的原因是:不使用稀磷酸 ;通入水蒸气 。
(4)298K 时,
的平衡常数
。(已知
的
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