2020版高三化学总复习专题7第3讲化学平衡的移动课件苏教版.pptx

第3讲 化学平衡的移动,-2-,考纲要求:1.理解外界条件(浓度、压强、温度、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。 2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,-3-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,导学诱思 炼铁高炉中CO作还原剂发生的反应为3CO(g)+Fe2O3(s) 2Fe(s)+3CO2(g) H0,在一定条件下达到平衡,如果向反应容器中再加入少量Fe2O3(s),则CO(g)的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。若降低反应体系的温度,则化学平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动。如果增大反应体系的压强,则化学平衡将 移动。如果在上述反应体系中加入合适的催化剂, (填“能”或“不能”)减少CO的排放。,不变,正向,不,不能,化学平衡的移动,-4-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.化学平衡移动的过程 在一定条件下,可逆反应达到平衡状态,v(正) v(逆),如果改变影响平衡的一个条件(如 、 、 等),v(正) v(逆),化学平衡状态被破坏,直至正、逆反应速率再相等,在新条件下达到新的化学平衡状态,这种现象叫做化学平衡状态的移动,简称化学平衡的移动。 2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v(正) v(逆):平衡向正反应方向移动。 (2)v(正) v(逆):反应达到平衡状态,平衡不发生移动。 (3)v(正)v(逆):平衡向 方向移动。,=,温度,浓度,压强 q,=,逆反应,-5-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.影响化学平衡的因素 若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:,正反应,逆反应,-6-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,减小,增大,不,吸热反应,放热反应,不,-7-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.化学平衡移动原理勒夏特列原理 (1)原理内容: 如果改变影响化学平衡的条件之一(如 、 以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 (2)原理解读: “减弱这种改变”升温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物质的量减小的方向移动。 化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能完全抵消外界条件的变化,更不能超过外界条件的变化。,温度,压强,减弱,-8-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)化学反应速率发生变化,化学平衡一定发生移动( ) (2)若改变影响平衡的一个因素,平衡正向移动,反应物的转化率都增大( ) (3)在一定条件下,平衡正向移动,该反应的化学平衡常数一定增大( ) (4)由温度或压强改变引起的平衡正向移动,反应物的转化率一定都增大( ) (5)若改变条件正反应速率增大,则平衡正向移动( ) (6)一定条件下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态,若将反应容器的容积减半,平衡正向移动,在平衡移动的过程中正反应速率先增大后减小直至达到新的平衡状态( ),-9-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 外界因素对化学平衡的影响 例1反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况中,不会使平衡发生移动的是 ( ) A.温度、容积不变时,通入SO2气体 B.移走一部分NH4HS固体 C.容器体积不变,充入HCl气体 D.保持压强不变,充入氮气,答案,解析,-10-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或纯液体的量,对平衡没影响。 (2)对于无气体或反应前后气态物质的化学计量数相等的可逆反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。,-11-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温、恒容条件 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。,恒温、恒压条件 原平衡体系 容器容积增大,各反应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) (4)在恒容的容器中,当改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强改变,但判断平衡移动的方向时,应仍从浓度的影响考虑。,-12-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 化学平衡的移动与平衡常数的关系 例2只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( ) A.K值不变,平衡可能移动 B.K值变化,平衡一定移动 C.平衡移动,K值可能不变 D.平衡移动,K值一定变化,答案,解析,-13-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 对于给定的可逆反应,化学平衡常数只受温度影响,温度改变,化学平衡常数改变,化学平衡一定发生移动;但化学平衡除受温度影响外,还受浓度、压强等外界因素影响,改变反应混合物的浓度或压强,化学平衡可能发生移动,但平衡常数保持不变。,-14-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度三 化学平衡的移动与平衡转化率的关系 例3恒温恒容条件下,下列叙述正确的是( ),答案,解析,-15-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 不同条件下的转化率变化规律: (1)若反应物起始量之比等于化学计量数之比,达平衡后,它们的转化率相等。 (2)若反应物起始量之比不等于化学计量数之比,达平衡后,过量物质转化率较小。 (3)对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(恒温恒容) 若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。 若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量,反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关: 若m+n=p+q,平衡不移动,A、B的转化率都不变; 若m+np+q,平衡向正反应方向移动,A、B的转化率都增大; 若m+np+q,平衡向逆反应方向移动,A、B的转化率都减小。,-16-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.(2018浙江嘉兴高三期末)一定温度下,某容器中加入足量的碳酸钙,发生反应CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),达到平衡,下列说法正确的是( ) A.将容器体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度不变 B.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体的密度变大 C.因CaCO3(s)需加热才能分解生成CaO(s)和CO2(g),所以H0 D.保持容器压强不变,充入He,平衡向逆反应方向进行,答案,解析,-17-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题: (1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是 (填序号)。 A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 molL-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸,-18-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为 、 ,制得等量H2所需能量较少的是 。,-19-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 H2S的平衡转化率1= %,反应平衡常数K= 。 在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率2 1,该反应的H 0。(填“”“”或“=”) 向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。 A.H2S B.CO2 C.COS D.N2,-20-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案 (1)D (2)H2O(l)=H2(g)+ O2(g) H=286 kJmol-1 H2S(g)=H2(g)+S(s) H=20 kJmol-1 系统() (3)2.5 2.810-3 B,-21-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析 (1)酸性强弱与酸的电离程度有关。A项利用强酸制弱酸反应原理,可知H2SO3的酸性强于H2CO3,而H2CO3的酸性强于H2S,A项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由B项可知同浓度的H2SO3的电离程度大于H2S的,B项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由C项可知同浓度的亚硫酸和氢硫酸中,前者的c(H+)大于后者的c(H+),C项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;而酸性强弱与酸的还原性无关,故D项不可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱。 (2)热化学方程式的书写应注意标明各物质的聚集状态和H的单位。将题中热化学方程式依次编号为,依据盖斯定律,+可得:H2O(l)=H2(g)+ O2(g) H=286 kJmol-1 +可得:H2S(g)=H2(g)+S(s) H=20 kJmol-1 由两个热化学方程式比较可知,制得等量H2系统()所需热量较少。,-22-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)考查转化率和平衡常数,依据“三段式”解决。 设H2S转化了x mol H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g) 起始/mol 0.4 0.1 转化/mol x x x x 平衡/mol (0.4-x) (0.1-x) x x 由题意可知,平衡后水的物质的量分数为0.02,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,升高温度,平衡后水的物质的量分数增大,即平衡正向移动,则H2S的转化率增大。升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则正反应为吸热反应,H0。 增大反应物中一种物质的百分含量,其自身的转化率降低,而另外一种反应物的转化率增大,因此选B。加入COS时,平衡逆向移动,H2S的转化率减小;加入N2,平衡不移动,H2S的转化率不变。,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: 回答下列问题: (1)反应的化学平衡常数K的表达式为 ;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 。,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,回答下列问题: (1)反应的化学平衡常数K的表达式为 ;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 。 图1,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,图2 (2)合成气组成 =2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示,(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。 (3)图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,a 反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小 (2)减小 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低 (3)p3p2p1 相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,因反应为放热反应,所以平衡常数应随温度升高而变小,所以选a。 (2)升高温度,反应平衡向左移动,使体系中n(CO)增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生n(CO)增大;总结果是随温度升高,CO的转化率降低。 (3)因为相同温度下,反应为气体分子数减小的反应,加压有利于增大CO的转化率;反应为气体分子数不变的反应,压强改变对平衡不产生影响。所以压强增大,CO转化率升高,在图2中,同一温度下,CO转化率高的对应压强大,则p3p2p1。,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,化学平衡图像 导学诱思 对于反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产生Z的物质的量n和反应时间t的关系如图所示,根据图像回答下列问题。 (1)温度T1和T2的关系为 ,理由是 。 (2)压强p1和p2的关系为 ,理由是 。 (3)该正反应为吸热反应还是放热反应?说出你的判断依据。,T1T2,相同压强下,T1温度下反应先达到平衡,反应速率快,p1p2,相同温度下,p1压强下反应先达到平衡,反应速率快,放热反应;温度升高,Z生成量减小,说明平衡左移,从而知逆反应为吸热反应,故正反应为放热反应。,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.解题思路和方法,外界条件,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.解题技巧 (1)先拐先平,数值大 在含量时间曲线中,先出现拐点的则先达到 ,说明反应速率 ,该曲线表示的温度 或压强 。 (2)定一议二 在含量T/p曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系(因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变)。即确定横坐标所示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。,平衡,快,较高,较大,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.常见图像类型 以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g) H=Q kJmol-1 (1)含量时间温度(或压强)图:(结合图像完成下列填空) (曲线 用催化剂, 不用催化剂或化学计量数a+b c时曲线a的压强大于b的压强),a,b,=,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(T2 T1,H 0) (T1 T2,H 0) (p1 p2,a+b c) (p1 p2,a+b c),-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)恒压(温)线(如图所示):该类图像的纵坐标为生成物的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型如下所示: (若a+bc,则p1 p2 p3,H 0) (若T1T2,则H 0,a+b c),-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)其他 如图所示曲线,是其他条件不变时,某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,v(正)v(逆)的点是 ,v(正)v(逆)的点是 ,2、4点v(正) v(逆)。 易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)平衡图像中纵坐标只能描述反应物或生成物的含量,横坐标只能描述反应温度或压强的变化 ( ) (2)平衡图像中各曲线的交点和拐点一定是平衡点 ( ),3,1,=,-36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 利用平衡图像判断反应特点或反应条件 例1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(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量)。,根据以上规律判断,下列结论正确的是( ) A.反应:H0,p2p1 B.反应:H0,T2T1(或HT1,答案,解析,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)在图像题中,一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及曲线的变化趋势。 (2)理解应用好“定一议二,先拐先平”,定温度议压强:先拐先平,压强大;定压强议温度:先拐先平,温度高。,-38-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 平衡图像的综合应用 例2一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO: MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) H0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理