第三节　 化学平衡的移动　化学反应进行的方向

第三节　化学平衡的移动　化学反应进行的方向 基础自主梳理 课堂互动讲练 达标突破训练

A．在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态。( ) 基础自主梳理 清单一 　影响化学平衡的外界条件及原理 自我诊断 1．判断下列说法是否正确。 A．在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态。(　　) (2011年聊城高三月考T6－B) B．其他条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动。(　　) (2011年湖北高三月考T8－A)

C．化学平衡正向移动，反应物转化率一定增大。(　　) (2011年海淀区模拟T10－D) 答案：A.×　B．√　C．× 基础回归 1．外界条件 在一定条件下aA(g)＋bB(g)mC(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：

条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) a＋b≠m 增大压强 向气体总体积减小的方向移动 减小压强 向气体总体积增大的方向移动 a＋b＝m 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热方向移动 降低温度 向放热方向移动 催化剂 使用催化剂

2.勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一(如_____、_____或____)，平衡就向着能够____________的方向移动。 浓度 压强 温度 减弱这种改变 思考感悟 (1)某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，①若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？②若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？ (2)改变外界条件引起平衡移动，平衡移动对条件的改变有什么影响？

【提示】　(1)①不一定，如反应前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。 ②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使v(正)≠v(逆)才发生移动的。 (2)①平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动等。

②这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时的体系的压强将介于p～2p之间。

清单二 　化学反应进行的方向 自我诊断 2．(2011年聊城期末)判断反应过程自发性的目的是(　　) A．判断反应的方向 B．确定反应是否一定发生 C．判断反应过程发生的速率 D．判断反应过程的热效应 答案：A

基础回归 1．自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从_____状态转变为____状态(体系对外部_____或_____热量)。 ②在密闭条件下，体系有从_____转变为_____的倾向性(无序体系更加稳定)。 高能 低能 做功 释放 有序 无序

课堂互动讲练 考点一 化学平衡移动的判断 1.一般思路

(2)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。 【特别提醒】　应用上述规律分析问题时应注意： 1．不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v(正)>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。

2．不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高。 3．同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

(2011年北京西城区模拟)向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入 2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃)，发生下列反应：A(g)＋B(g)xC(g)　ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示： 例1

回答下列问题： (1)乙容器中，平衡后物质B的转化率________。 (2)x＝________。 (3)下列说法正确的是________。 A．向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大 B．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同 C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，则平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c(A)<1.56 mol·L－1 D．若甲容器为等压可变容器，向甲中充入稀有气体，则c(A)减小，平衡正向移动，v(正)、v(逆)减小

【解析】　(1)乙容器反应达到平衡时c(B)＝c(A)＝0.5 mol·L－1，转化率为50%。 (2)甲容器反应达到平衡后，c(A)＝0.78 mol·L－1，转化率为61%，即压强越大，A的转化率越高，所以正反应为气体体积减小的反应，x＝1。 (3)A项，向平衡后的乙容器中充入惰性气体氦气，气体的浓度不变，平衡不发生移动，c(A)不变；B项，将乙容器单独升温，平衡逆向移动，A的体积分数增大，更大于甲容器中A的体积分数；

C项，若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，达到平衡时A的转化率比不加前增大，但因加入反应物A、B，使体系压强增大，平衡正向移动，故最终c(A)应小于2倍的原平衡中的c(A)，所以平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c(A)<1.56 mol·L－1；D项充入稀有气体，体积增大，使c(A)减小，v减小，平衡逆向移动。 【答案】　(1)50%　(2)1　(3)C

互动探究　若x＝2，可变甲容器中充入一定量的氩气，保持压强不变，则平衡如何移动？c(A)、c(C)浓度如何变化？ 【提示】　x＝2，反应前后化学计量数和相等，充入氩气，甲容器压强不变，体系各物质浓度减小，v(正)、v(逆)减小，但v(正)＝v(逆)，平衡不移动。

跟踪训练(随学随练，轻松夺冠) 1．(2011年杭州统考)已知反应mX(g)＋nY(g)qZ(g)的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．通入稀有气体使压强增大，平衡将向正向移动 B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍 C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小 D．增加X的物质的量，Y的转化率降低

考点二 化学平衡的图象 1．常见类型 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q且ΔH>0。 (1)v­t图象

(2)c­t图象 (3)c­p(T)图象

(4)其他图象

2．解题思路

(2011年山西大同模拟)已知反应：2SO2(g)＋O2(g) (2011年山西大同模拟)已知反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是(　　) 例2

A．由图甲知，A点SO2的平衡浓度为0.4 mol·L－1 B．由图甲知，B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为2∶1∶2 C．达到平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图象可以用图乙表示 D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，则T2>T1 【思路点拨】　解答本题要注意以下三点： (1)图象中的纵、横坐标表示的含义。 (2)确定图示的平衡状态。 (3)判断平衡移动的变化因素及其大小或强弱。

【解析】 由图甲知，在A点SO2的转化率是0. 80，则平衡时SO2的物质的量为2 mol－0. 80×2 mol＝0 【解析】　由图甲知，在A点SO2的转化率是0.80，则平衡时SO2的物质的量为2 mol－0.80×2 mol＝0.4 mol，所以A点SO2的平衡浓度为0.04 mol·L－1，同理可以计算出B点SO2、O2、SO3的平衡浓度分别是0.03 mol·L－1、0.015 mol·L－1、0.17 mol·L－1，故A、B错；达到平衡后，缩小容器容积，各成分的浓度增大，正、逆反应速率都加快，平衡正向移动，故C正确；丙是一定压强、不同温度下的图象，当温度为T1时先达平衡，说明在条件T1下反应速率快，所以T1>T2，D错。

【答案】　C 【规律方法】　解答化学平衡图象题的技巧 (1)先拐先平：在转化率——时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡(代表温度高、压强大)。 (2)定一议二：当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。

解析：选C。ΔH＝－373.4 kJ·mol－1，温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，CO转化率降低，故A、B两项错；K只与温度有关，C项正确；D项增大N2的物质的量平衡左移，则NO转化率降低，所以D项错。

考点三 等效平衡 1．含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。 2．分析方法 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为方程式同一半边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效。

3．分类及判断方法 (1)恒温恒容条件下的体积可变反应 判断方法：极值等量即等效 例如，一定条件下的可逆反应： 2SO2　＋　O2　　2SO3 ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三种配比，按方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。

(2)恒温恒压条件下的体积可变反应 判断方法：极值等比即等效 例如：2SO2＋O2　　2SO3 ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③ a mol b mol c mol

(3)恒温条件下体积不变的反应 判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)　＋　I2(g)　　2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol

【思路点拨】 本题前后两平衡为等温、等容时的等效平衡，平衡时M的转化率相等。 (2011年合肥统考)某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)＋N(g)2E(g)，若开始时只充入2 mol E(g)，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体，达到平衡时M的转化率为(　　) A．20%　　　　　　　　　　 B．40% C．60% D．80% 【思路点拨】　本题前后两平衡为等温、等容时的等效平衡，平衡时M的转化率相等。 例3

【答案】　C 【规律方法】　解答有关“等效平衡”的题目要注意四看： (1)看可逆反应建立平衡的条件，如：恒温恒容、恒温恒压等； (2)看该条件下的可逆反应特点，如：反应前后气体分子数有无变化、正反应是吸热反应还是放热反应等； (3)看平衡等效的要求，如：平衡浓度相等，还是平衡混合物中某物质的体积、物质的百分含量不变等。 (4)看投料方式与化学计量数是否一致，是投料量相同，还是投料比相同。

跟踪训练(随学随练，轻松夺冠) 3．(2009年高考北京卷)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)；ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是(　　) A．甲、乙提高相同温度 B．甲中加入0.1 mol He，乙不变 C．甲降低温度，乙不变 D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

解析：选C。0.2 mol HI相当于H2、I2各0.1 mol，所以甲、乙在题述情况下达到的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，仍等效；B项，甲中加入0.1 mol He对反应无影响；C项，甲降低温度，平衡右移，HI的浓度增大；D项，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，平衡都向右移动，HI的浓度都增大，具体结果不能断定。

解题方法指导（7） ——化学反应速率、化学平衡的图像

化学反应速率和化学平衡图象类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图象是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向，高考试题考查这种题型的力度将加大。

1．题型分类 (1)分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响； (2)由图象判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系)； (3)由反应和图象判断图象中坐标或曲线的物理意义； (4)由反应和图象判断符合图象变化的外界条件； (5)由反应判断图象正误等。

2．解题指导 (1)看图象：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点，即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。 (2)依据图象信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。

(3)先拐先平：在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。 (4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图象中有三个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。

3．分类解析 (1)浓度—时间图：此类图象能说明平衡体系中各组分在反应过程中的变化情况。如A＋BAB反应情况如图1所示，解该类图象题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

(2)全程速率—时间图(如图2所示)：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。 (3)含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)

(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有： 图3　　　　　　　　　　　图4

(5)其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的点是3，表示v正<v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。

(2011年北大附中模拟)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律，则下列说法正确的是( ) (2011年北大附中模拟)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律，则下列说法正确的是(　　) 例

反应Ⅰ：3A(g)＋B(g)2C(g)　反应Ⅱ：A(g)＋B(g)2C(g) A．若反应Ⅰ中ΔH<0，则T2>T1 B．若反应Ⅰ中ΔH>0，则T2<T1 C．反应Ⅱ的平衡不受压强的影响 D．若反应Ⅱ中ΔH>0，则T2<T1 【解析】　反应Ⅰ中，当n(B)相同，若T1>T2，则温度升高，C的体积分数减小，即平衡左移，正反应放热，ΔH<0；若T1<T2，则温度升高，C的体积分数增大，即平衡右移，正反应吸热，ΔH>0，因此A、B均不正确。

反应Ⅱ中，温度不变时，压强增大，A的转化率不变，即反应Ⅱ的平衡不受压强的影响，C正确；若T2<T1，则温度升高，A的转化率减小，即平衡左移，正反应放热，ΔH<0，D不正确。 【规律方法】　有关化学反应速率和化学平衡的图象题是高考中的一个热点，这类试题的特点是将解题所需的信息概括在图象中，具有抽象性、复杂性和隐蔽性。解答这类问题时，首先要看清并读懂图象：一要看清楚横坐标和纵坐标；二要看懂线的

走向、变化趋势；三要注意变化点，如线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点；四要善于借助辅助线(如等温线、等压线)；五要看清楚定量图象中有关量的多少。其次要学会联想规律，即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，且能熟练、准确应用。最后是能正确判断，即依题意仔细分析进行正确判断。解题时还应特别注意：

①图象中的横坐标、纵坐标分别表示哪些量；曲线上的点是不是表示平衡状态。一般横坐标是时间的曲线包含速率的因素，曲线上的点不一定都表示平衡状态；横坐标是温度或压强的曲线上的点一般表示平衡状态，这些点之间的关系反映了化学平衡的移动情况。②当图象包含温度、压强等多种因素时，必须固定其他条件不变，分析某单一因素对化学平衡的影响。

跟踪训练(随学随练，轻松夺冠) 　(2009年高考全国卷Ⅰ)下图表示反应X(g)4Y(g)＋Z(g)　ΔH<0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：

下列有关该反应的描述正确的是(　　) A．第6 min后，反应就终止了 B．X的平衡转化率为85% C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85% D．若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小 解析：选B。A项，6 min时反应达平衡，此时正逆反应速率相等，但未停止，故错；B项，X的变化量为1.0 mol－0.15 mol＝0.85 mol，转化率为0.85 mol/1.0 mol×100%＝85%，正确；该反应ΔH<0，为放热反应，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，C项错；D项，降温时，正、逆反应速率同时减小，但是降温平衡正向移动，故v正>v逆，即逆反应速率减小的倍数大，错误。