突破05 温度、压强对平衡的影响-高考化学《化学反应原理》逐空突破系列

化学平衡图像说理题(一)——温度、压强对平衡的影响【知识点归纳】一、影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡的影响(1)结论：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动(2)微点拨：=1\*GB3\*MERGEFORMAT①由于纯固体或纯液体的浓度为常数，改变纯固体或纯液体的量并不会影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。例：反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)增加或移去一部分炭固体，化学平衡不移动=2\*GB3\*MERGEFORMAT②在溶液中进行，如果稀释溶液(加水)，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v正减小，v逆也减小，但减小的程度不同，总的结果是使化学平衡向反应方程式有关化学计量系数之和大的方向移动2、压强对化学平衡的影响(1)结论：当其他条件不变时，增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动，体积相等的气体反应，压强改变，化学平衡不移动(2)微点拨：固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。因此，如果平衡混合物都是固体或液体，改变压强不能使化学平衡移动3、温度对化学平衡的影响(1)结论：当其他条件不变时，升高温度化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度化学平衡向放热反应的方向移动(2)微点拨：任意可逆的化学平衡状态，都能受温度的影响而使化学平衡发生移动4、催化剂对化学平衡的影响(1)结论：催化剂能同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。即：催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间5、“惰性气体”对化学平衡移动的影响(1)恒温、恒容下，加“惰气”，各反应物、生成物的浓度均未改变，V正、V逆均不变，故化学平衡不发生移动(2)恒温、恒压下加入“惰气”，容器体积增大，V正、V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动二、掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞01、速率—时间图——注意断点t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大2、转化率(或含量)—时间图——先拐先平甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率3、恒压(温)线——定一议二分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响【答题模板及剖析】恒压线(恒温线)答题策略叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)答题模板该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论)经典例题乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是__________________________标注答案p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高【真题感悟】1、[2018·全国卷Ⅰ·节选]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡，体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O4(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1已知：N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)ΔH=53.1kJ·mol−1若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是__________________________________________________________ 2、[2018·北京卷·节选]对反应：3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=−254kJ·mol−1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_______p1(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是____________________3、[2015·全国卷=2\*ROMAN\*MERGEFORMATII·节选]甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3(1)图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母)，其判断理由是(2)合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”)，其原因是；图2中的压强由大到小为__，其判断理由是_____4、[2015·北京卷·节选]反应Ⅱ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H=+550kJ/mol它由两步反应组成：i．H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g)△H=+177kJ/molii．SO3(g)分解L(L1、L2)，X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。①X代表的物理量是②判断L1、L2的大小关系，并简述理由5、[2015·浙江卷·节选]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：＋H2(g) ΔH＝＋124kJ·mol－1，工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)变化如图：(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_____________________________________【经典训练】1、在密闭容器中充入一定量H2S，发生反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH＝＋169.8kJ·mol－1。下图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。(1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为________，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)该反应平衡常数大小：K(T1)________(填“>”“<”或“＝”)K(T2)，理由是_____________________________2、已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH<0。 (1)图1、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m＝①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为____________________，判断依据是___________________________________________________________________________________________________________________②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____________，判断依据是_________________________________3、在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T100℃(填“大于”“小于”)，判断理由是(2)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是4、二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃科，以CO和氢气为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：编号热化学方程式化学平衡常数①②③工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是___________________________________________________5、科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO和NO2两者转化为无污染气体，反应方程式为：2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)△H<0，某温度下，向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2molCO，发生上述反应，随着反应的进行，容器内的压强变化如下表所示，若将温度降低，再次平衡后，与原平衡相比体系压强(p总)如何变化？_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是__________时间/min024681012压强/kPa7573.471.9570.769.768.7568.756、硒(Se)是第四周期ⅥA族元素，是人体内不可或缺的微量元素，其氢化物H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的基础原料。T℃时，向一恒容密闭容器中加入3molH2和lmolSe，发生反应：H2(g)+Se(s)H2Se(g)，当反应达到平衡后，将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se，并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时，Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释__________________________________________________________________________________7、运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。CO还原NO的脱硝反应：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)△H=－750kJ·mol-1已知：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)△H1=－226kJ·mol-1N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)△H2=＋68kJ·mol-1N2(g)＋O2(g)2NO(g)△H3=＋183kJ·mol-1汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示，若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_____________