2019版高考化学大一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率第2讲化学平衡状态及其移动课件鲁科版.ppt

第2讲化学平衡状态及其移动,【2019备考】最新考纲：1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡的概念。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.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。,考点一可逆反应与化学平衡状态(频数：难度：),1.可逆反应,2.化学平衡状态,(1)概念一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。,相等,不变,(2)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：,以上过程可用下图表示：,(3)平衡特点,可逆,v(正)v(逆),浓度或百分含量,1.教材基础判断,答案(1)(2)(3)(4),答案v逆，平衡向移动；v正v逆，反应达到平衡状态，平衡移动；v正甲丙B.甲乙丙丁C.乙甲丁丙D.丁丙乙甲,解析四种情况的反应物起始量可折合成下表情况所以乙和丁相当于提高了反应物(CO2)的初始量，平衡向正反应方向移动，n(CO)相对于甲和丙提高，故有乙丁甲丙。答案A,A.两个平衡状态的平衡常数的关系：KKB.H2的百分含量相同C.N2的转化率：平衡平衡D.反应放出的热量：QQ92.3kJ,解析两平衡的温度相同，故平衡常数KK，两容器中的反应物都可以转化为1molN2和3molH2，故两个平衡是等效平衡，且两平衡中H2的百分含量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，平衡中已经有一部分NH3，反应放出的热量：QQ，且都小于92.3kJ，N2的转化率：平衡平衡。答案B,【归纳总结】等效平衡判断“四步曲”,题组三化学平衡移动原理对工农业生产的理论指导6.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。,解析(1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。答案(1)I2(2)在1.3104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失,【审读说明】题目类型：,类型一：从表格信息总结规律类型二：从图中信息总结规律类型三：从题中信息总结规律并作图类型四：从题中信息总结规律并分析原因,分析方法：1.提取什么？审清题，明确目标，并做好标注。2.怎么提取？分析变化趋势和斜率变化。3.答题模板：其他条件不变，随着自变量(横坐标)变化(增大或减少)，XX因变量(纵坐标)逐渐(增大/减少)。或者就横坐标、自变量分区作答(非单调曲线)。写规律时的原则：先整体后局部。,分析原因型分析方法：作图策略：,答题模板：什么因素的改变使什么平衡向什么方向移动，结果是什么。分析图表信息，确定横竖坐标，做好“三点一变化”：起点、终点、转折点和变化趋势。,模型解题,【案例1】用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。,反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见下图，结合各反应的H，归纳lgKT曲线变化规律：a)_；b)_。,审读指导1.审题(图)时目标是什么？2.K的含义？lgK的含义？哪些量与K变化趋势一致？(以反应为例)3.该反应的自变量？因变量？4.变化趋势和斜率变化如何？受什么因素影响？答案a)放热反应的lgK随温度升高而下降b)放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度影响越大,【案例2】研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。,(2)请在给出的坐标图中，画出上表、实验中NO2浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明实验编号。,审读指导(1)探究温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响时，根据控制单一变量原则，三组实验中NH3、NO2的初始浓度应相同，结合、中温度不同，、中催化剂比表面积不同，则、应温度相同。(2)中的催化剂比表面积比中的小，达到平衡的时间比长，、中的催化剂比表面积相同，的反应温度较低，则达到平衡用时最长，又由题意知，该反应为放热反应，降低温度会使平衡正向移动，故平衡时中的NO2要比、中的NO2小。,答案(1),(2),试题分析,两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。,(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460，低于460时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大,考查意图：本题以“丙烯氨氧化法”生产一种重要的有机化工原料丙烯腈为背景，综合考查了化学反应方向的判断、反应条件的控制、影响化学平衡的因素、平衡常数K与温度T的关系、活化能与温度的关系、简单物质的量的计算等知识点。题目应用物质的性质、反应原理和规律，从“物质变化是有条件的”角度来分析化学反应条件的控制以及物质之间的转化；通过对图像的观察，从“模型”、“分类与比较”、“定性与定量”、“化学与社会和谐发展”的角度考查考生结合已有知识进行图文转换、加工信息和正确表达思维历程及结论的能力。试题以实际生产为背景，体现了新课程标准化学与生产、生活密切联系的要求，体现了化学的学科价值和社会价值，考查了“绿色应用”的化学核心素养。试题以多种方式呈现信息，有利于不同思维习惯的考生快速摄取关键信息；试题设问灵活，有利于考生多元化思维的发挥。题目要求考生具有思维的深刻性、敏捷性、批判性和独创性，具有接受、吸收和整合化学信息的能力以及分析和解答(解决)化学问题的能力。本题抽样统计难度为0.34。,解题思路：化学反应的方向的判断也就是化学反应能否自发进行的问题，可以通过焓判据做出判断。因为两个反应均为放热量大的反应，故两个反应在热力学上趋势均很大。因为该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率，由图(a)可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；由于反应的H0，升高温度，K减小，而图(a)中的产率增大，因此图(a)中低于460的产率，不是对应温度下的平衡产率；温度升高，K减少，活化能不变，故高于460时，丙烯腈的产率降低可能是催化剂的活性降低和副反应增多造成的；根据图像(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按11.51的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为17.51。教学中一定建构解题模型，积累解题方法，用化工生产的实际问题设计问题线索，进而组织教学。学生对“热力学”这一概念未必都能理解。,正确答案：(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51,真题演练,1.(2013大纲全国卷，7)反应X(g)Y(g)2Z(g)H0，达到平衡时，下列说法正确的是(),A.减小容器体积，平衡向右移动B.加入催化剂，Z的产率增大C.增大X，X的转化率增大D.降低温度，Y的转化率增大,解析根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A项该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动；B项催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率；C项增大X，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小；D项该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。答案D,2.2016天津理综，10(3)改编在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是(),A.容器内气体压强增大B.吸收ymolH2只需1molMHxC.若降温，该反应的平衡常数增大D.若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)v(吸氢),解析MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，该反应属于气体的物质的量减小的反应。A项，平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B项，该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1molMHx，错误；C项，因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；D项，向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)v(吸氢)，错误。答案C,3.(2017课标全国，27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：,(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。,解析(1)由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x0.1。由于反应为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。反应正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。(2)反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中n(氢气)/n(丁烷)较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯转化率升高；然后进料气中n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的H2会使反应平衡逆向移动，所