全程学习方略高中化学 2.3 化学平衡的移动课件 鲁科版选修4.ppt

第三单元化学平衡的移动 一 化学平衡的移动1 概念 已达平衡的可逆反应 改变外界条件 破坏原有的平衡状态 建立起新的平衡状态的过程 2 原理 二 外界条件对化学平衡的影响1 外界条件对化学平衡的影响 若其他条件不变 改变一个条件对平衡的影响如下 正反应 逆反应 气态物质减小 气态物质增多 吸热 放热 不移动 2 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 1 内容 改变影响化学平衡的一个因素 如浓度 温度 压强 平衡将向 这种改变的方向移动 减弱 2 应用 工业合成氨条件的选择 反应速率 增大 升高 催化剂 反应转化率向反应器中通入过量的n2h2的转化率 增大 氨气 1 辨析下列说法的正误 1 改变压强 平衡一定会发生移动 2 改变反应物的用量 平衡一定会发生移动 3 温度改变 平衡发生移动 平衡常数也一定改变 4 若增大压强平衡向压强减小的方向移动 则新平衡与原平衡压强相同 答案解析 1 分析 对于气体分子数发生变化的反应 改变压强 平衡移动 若反应前后气体分子数不发生变化 则改变压强平衡不移动 2 分析 反应物若是固体 改变其用量不影响平衡 3 分析 改变温度 平衡会发生移动 同时因平衡常数是温度的函数 故平衡常数也会改变 4 分析 虽然平衡发生移动 但压强仍比原来的大 根据勒夏特列原理可知 平衡移动只是 减弱 改变 而不能 消除 改变 2 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 a 光照新制的氯水时 溶液的ph逐渐减小b 加催化剂 使n2和h2在一定条件下转化为nh3c 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气d 增大压强 有利于so2与o2反应生成so3 解析 选b 勒夏特列原理只能解释化学平衡移动造成的结果 b项中使用催化剂可使正 逆反应速率同等倍数改变 化学平衡状态并不改变 3 下列能确认化学平衡发生了移动的是 a 化学反应速率发生改变b 有气态物质参加的可逆反应达到平衡后 改变压强c 由于某一条件的改变 使平衡体系中各组分的浓度发生了不同程度的改变d 可逆反应达到平衡后 使用催化剂 解析 选c 若正 逆反应速率同等程度改变 化学平衡不移动 a错 若反应物 生成物气体分子数相等 压强改变平衡不移动 b错 体系中各物质浓度发生不同程度的改变 平衡发生了移动 c正确 使用催化剂平衡不移动 d错 4 从植物花中提取的一种有机物 可用简化式hin表示 在水溶液中因存在下列电离平衡 hin 溶液红色 h 溶液 in 溶液黄色 故可用作酸碱指示剂 在该水溶液中加入下列物质 能使该指示剂显黄色的是 a 盐酸b 碳酸钠溶液c 氯化钠溶液d 过氧化钠 解析 选b 使指示剂显黄色说明平衡向右移动 即必须使c in 增大 应加入能与h 反应的物质 b符合题意 而d中过氧化钠具有强氧化性 能使有机色质褪色 一 外界条件对化学平衡移动的影响以ma g nb g pc g h 0且m n p为例 1 浓度 1 平衡向正反应方向移动 增大反应物a或b的浓度 减小生成物c的浓度 2 平衡向逆反应方向移动 增大生成物c的浓度 减小反应物a或b的浓度 2 压强和温度 1 增大压强或升高温度 2 减小压强或降低温度 3 催化剂 点拨 1 化学平衡移动的实质化学平衡移动的实质就是外界条件的改变对可逆反应的v 正 和v 逆 产生不同的影响 使v 正 v 逆 原平衡状态发生移动 v 正 v 逆 的改变是化学平衡移动的直接原因 2 化学平衡移动和反应速率的关系 若外界条件改变 引起v 正 v 逆 此时正反应占优势 化学平衡向正反应方向移动 若外界条件改变 引起v 正 v 逆 此时逆反应占优势 化学平衡向逆反应方向移动 若外界条件改变 引起v 正 v 逆 同倍数的改变 则v 正 v 逆 化学平衡不发生移动 微思考 1 可逆反应一定条件下达到平衡 若反应速率改变 平衡一定改变吗 提示 不一定 若反应前后气体分子总数不变的反应改变压强 反应速率改变 但平衡不移动 或加入催化剂 也是只影响速率不改变平衡 2 反应达到平衡后加入催化剂 其图像是怎样的 提示 过关题组 1 2014 北京西城区高二检测 接触法制硫酸工艺中 其主反应在450 并有催化剂存在的条件下进行 2so2 g o2 g 2so3 g h 197kj mol 1 下列说法正确的是 a 使用催化剂可以提高so2的转化率b 增大o2的浓度可以提高反应速率和so2的转化率c 反应450 时的平衡常数小于500 时的平衡常数d 增大平衡后的体系压强 v正增大 v逆减小 平衡向正反应方向移动 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 外界条件对化学平衡 化学反应速率的影响 2 平衡正向移动时 反应物转化率增大 解析 选b 催化剂不影响平衡 因此不改变转化率 a错 增大o2的浓度 反应速率加快 so2的转化率增大 b正确 反应放热 升高温度平衡逆向移动 平衡常数减小 c错 增大压强 正 逆反应速率都增大 d错 2 2014 合肥高二检测 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是 a 新制的氯水在光照下颜色变浅b fe scn 3溶液中加入固体kscn后颜色变深c h2 i2 hi平衡混合气加压后颜色变深d 在合成氨的反应中 加压有利于氨的合成 解析 选c 勒夏特列原理只解释平衡移动 没有平衡移动的无法用勒夏特列原理解释 h2 i2 hi平衡混合气加压后 体积减小 物质浓度增大使颜色加深 平衡不移动 无法用勒夏特列原理解释 3 2014 盐城高二检测 可逆反应ma g nbpc g qd中 a和c都是无色气体 达到平衡后 下列叙述正确的是 a 若增加b的量 平衡体系颜色加深 说明b必是气体b 增大压强 平衡不移动 说明m n一定等于p qc 升高温度 a的转化率减小 说明正反应是吸热反应d 若b是气体 增大a的量 a b的转化率都增大 解析 选a 增加b的量 平衡体系颜色加深 说明平衡发生了移动 则b必为气体 a正确 因b d的状态不确定 故m n不一定等于p q b错 升高温度 a的转化率减小 说明平衡逆向移动 逆反应吸热 c错 增大a的量 a的转化率减小 b的转化率增大 d错 方法规律 判断平衡移动应注意的几个问题 1 浓度和压强的改变不一定会使平衡移动 但温度改变 平衡一定发生移动 2 压强的改变如果没有引起浓度的改变则平衡不移动 如恒容容器中充入不参加反应的气体 3 压强对液体和固体的浓度无影响 若平衡体系中无气体 则压强变化不能改变反应速率 平衡不移动 4 对于离子反应 只有改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡 5 通常所指加压即是缩小容积 减压即是增大容积 6 催化剂只改变达到平衡所需时间 对平衡移动无影响 变式训练 2014 德州高二检测 在密闭容器中进行反应 h2 g br2 g 2hbr g h 0 达到平衡后 欲使颜色加深 应采取的措施是 a 升高温度b 降低温度c 增大h2浓度d 减小压强 解析 选a 欲使颜色加深 则br2的浓度应变大 该反应为放热反应 升温平衡向左移动 br2的浓度变大 因此颜色加深 增大氢气浓度 平衡向右移动 br2的浓度减小 颜色变浅 减小压强通过增大容器体积实现 平衡不移动 但br2的浓度减小 颜色变浅 二 化学平衡图像题的分析方法和思路1 五步识图法 一看面 即横坐标 纵坐标代表的量 二看线 即线的斜率大小 平与陡的含义 函数的增减性 三看点 即起点 终点 转折点 交叉点等 四看辅助线 等温线 等压线 平衡线等 五看量 浓度 温度等因素的改变量 2 化学平衡图像的两种常用方法 1 三步分析法 一看反应速率是增大还是减小 二看 v 正 v 逆 的相对大小 三看化学平衡移动的方向 2 定一议二 原则 图像中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 3 化学平衡图像分析应关注两点 1 四要素分析法 看曲线的起点 看曲线的变化趋势 看曲线的转折点 看曲线的终点 2 先拐先平 数值大 原则 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应先达到平衡状态 先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高 如图a 或压强较大 如图b 对于反应aa g bb g cc g 图a表示t2 t1 由t2 t1 c 增大 平衡右移 即降低温度平衡正向移动 故正反应是放热反应 图b表示p1c 警示 图像分析注意问题 1 看清楚坐标的含义及数据的单位 2 曲线变化趋势表示的含义 3 曲线起点 拐点 交叉点 终点的含义 4 不同条件下曲线可能相同 注意结合题意分析 5 注意反应速率变化与平衡变化的不同 微思考 1 已知可逆反应aa g bb g cc g dd g h 同时符合下列两图中各曲线的规律 则反应中 a b 与 c d 的相对大小以及 h的特点如何 提示 据题中左图可知 t2 t1 温度越高平衡时生成物浓度越小 说明升高温度平衡向逆反应方向移动 则正反应为放热反应 h c d 2 对于反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 在恒温恒压和恒温恒容条件下 向容器中充入稀有气体 平衡将分别怎样变化 画出v t图像 提示 恒温恒压条件下 向容器中充入稀有气体 平衡向逆反应方向移动 因为此时容器体积增大了 各反应物和生成物的浓度都降低 v 正 v 逆 都减小 但v 正 减小的程度大于v 逆 使v 正 v 逆 平衡向逆反应方向移动 相当于减压 图像见图1 恒温恒容条件下 向容器中充入稀有气体 总压增大 但反应物和生成物的浓度都不变 平衡不移动 图像见图2 过关题组 1 2014 长春高二检测 可逆反应a abc 2d a为化学计量数 已知b c d为气态物质 反应过程中 当其他条件不变时 c的百分含量 c 与温度 t 和压强 p 的关系如图所示 下列说法不正确的是 a t2 t1 p2 p1b 该反应为放热反应c 若a 2 则a为液态或固态物质d 增加b的物质的量 该反应的 h增大 解题探究 1 温度升高对化学平衡和化学反应速率有何影响 提示 升高温度 平衡向吸热方向移动 反应速率加快 达到平衡所用时间缩短 2 增大压强对有气体参加的化学平衡和化学反应速率有何影响 提示 增大压强 平衡向气体分子数减小的方向移动 反应速率加快 达到平衡所用时间缩短 解析 选d 温度越高 压强越大 反应速率越快 达到平衡所用时间越短 故依据图像可知t2 t1 p2 p1 a正确 根据图1 升高温度c的百分含量减小 说明升高温度平衡逆向移动 逆反应吸热 正反应放热 b正确 根据图2 增大压强c的百分含量减小 说明平衡逆向移动 逆反应为气体分子数减小的反应 若a 2 则a不是气体 c正确 增加反应物的量不影响反应的焓变 d错 2 2014 合肥高二检测 某可逆反应l s g g 3r g h 0 下图表示外界条件温度 压强的变化对上述反应的影响 试判断图中y轴可以表示 a 平衡混合气中r的质量分数b 达到平衡时g的转化率c 平衡混合气中g的质量分数d 达到平衡时l的转化率 解析 选c 升高温度 平衡正向移动 r的含量增加 l g的转化率增加 与图像变化不符 a b d错 平衡正向移动 g的转化率增加 则平衡时g的质量分数减小 c符合图像变化 c正确 3 2014 泉州高二检测 用来表示可逆反应 2a g b g 3c g 正反应放热 的正确图像是下图中的 解析 选a 根据反应特征 升高温度平衡逆向移动 c的含量减小 a的转化率减小 a正确 d错 升高温度 正 逆反应速率都增大 b错 增大压强 因反应前后气体分子数不变 故平衡不移动 正 逆反应速率同等程度增大 c错 互动探究 1 题1中 若a是气体 则a值是多少 提示 a 1 由图2知 压强增大 c 减小 若a是气体 则a只能等于1 2 题2中 y轴可否表示g的物质的量 提示 可以 因为g的物质的量随温度的升高而减小 随压强的增大而增大 符合图像变化 备选要点 等效平衡1 概念 相同条件下可逆反应 不管从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 或从正 逆反应两个方向同时开始 若达到平衡状态时 各组分的物质的量分数 或气体体积分数 相同 则称为等效平衡 2 规律 1 对于恒温 恒容条件下的体积可变反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量与对应组分的起始加入量相同 则建立的化学平衡状态完全相同 也称为 全等平衡 例如 常温 常压下的可逆反应 2so2 o22so3 2mol1mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol0 25mol1 5mol上述三种配比 按方程式的计量关系均转化为反应物 则n so2 均为2mol n o2 均为1mol 三者建立的平衡状态完全相同 2 对于恒温 恒容条件下的体积不变反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量比与对应组分的起始加入量比值相同 则建立的化学平衡是等效的 也称为等比平衡 例如 h2 g i2 g 2hi g 1mol1mol0mol 2mol2mol1mol 上述两种配比 按方程式中化学计量关系均转化为反应物 两种情况下 h2 g 与i2 g 的物质的量比均为1 1 因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的 3 对于恒温 恒压条件下的可逆反应 无论体积可变反应或体积不变反应 如果按方程式中化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同 则建立的化学平衡状态是等效平衡 微思考 1 某条件下达到等效平衡的两种情况 各物质的物质的量一定相等吗 提示 不一定 只有 全等平衡 情况下各物质的物质的量才相等 2 某条件下达到等效平衡的两种情况 反应物的转化率一定相等吗 提示 不一定 等效平衡可能是从反应物或产物开始的 因此转化率不一定相等 过关题组 1 在一个不导热的密闭反应器中 只发生两个反应 a g b g 2c g h10进行相关操作且达到平衡后 忽略体积改变所做的功 下列叙述错误的是 a 等压时 通入惰性气体 c的物质的量不变b 等压时 通入z气体 反应器中温度升高c 等容时 通入惰性气体 各反应速率不变d 等容时 通入z气体 y的物质的量浓度增大 解析 选a 等压时通入惰性气体 相当于给体系减压 扩大体积 各物质浓度减小 且第2个反应逆向移动放热使体系温度升高 导致第1个反应逆向移动 使c的浓度减小 所以a错误 等压时 通入z气体 相当于扩大体积 第二个反应平衡向左移动 逆反应放热 温度升高 b项正确 等容时通入惰性气体 对反应体系无影响 各物质浓度不变 反应速率不变 c项正确 等容时通入z气体 反应平衡左移 y的物质的量浓度变大 d项正确 2 双选 一定条件下存在反应 a g b g c g d g h 0 现有三个相同的2l恒容绝热 与外界没有热量交换 密闭容器 在 中充入1mola和1molb 在 中充入1molc和1mold 在 中充入2mola和2molb 500 条件下开始反应 达到平衡时 下列说法正确的是 a 容器 中正反应速率相同b 容器 中反应的平衡常数相同c 容器 中a的物质的量比容器 中的多d 容器 中a的转化率与容器 中c的转化率之和小于1 解析 选c d 根据反应特点 恒温 恒容条件下三个容器中的平衡是等效平衡 平衡时各物质的百分含量相同 但容器绝热 容器 反应正向进行 反应放热 温度会升高 反应 逆向进行 温度会下降 故容器 中的反应速率快 a错 容器 中反应物的量不同 故正向进行放出的热量不同 容器内的温度不同 故平衡常数不同 b错 容器 平衡时相比 可认为二者在恒温 恒容达到等效平衡后 又给容器 加热 故容器 中平衡逆向移动 剩余a的量多 c正确 容器 在恒温 恒容达到平衡是等效平衡 容器 中a与容器 中c的转化率之和为1 但容器绝热 相当于容器 平衡后又加热 平衡逆向移动 a的转化率降低 故容器 中a与容器 中c的转化率之和小于1 d正确 提分必备关键点 1 影响化学平衡移动的因素 1 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 平衡向逆反应方向移动 2 压强 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 3 温度 升高温度 平衡向吸热的方向移动 降低温度 平衡向放热的方向移动 2 勒夏特列原理 改变影响化学平衡的一个因素 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 外界条件对化学平衡影响的探究 真题判断 在括号内打 或 1 2013 山东高考 对于反应co g h2o g co2 g h2 g h 0 在其他条件不变的情况下改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变 分析 反应为气体系数前后不变化的反应 改变压强 平衡不移动 反应放出的热量不变 2 2013 四川高考 反应x g y g 2z g hv 正 分析 反应放热 降低温度平衡正向移动 因此达到新平衡前 v 逆 v 正 3 2012 江苏高考 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 其他条件不变时 升高温度 反应速率v h2 和氢气的平衡转化率均增大 分析 根据平衡移动原理 升高温度平衡向逆反应方向移动 氢气的转化率减小 案例探究 科学探究在理论指导元素化合物实验中具有重要意义 问题 对于已达到平衡的可逆反应 当其他条件不变时 改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响 猜想与假设 假设1 化学反应处于平衡状态时 其他条件不变 增加反应物浓度 使平衡向正反应方向移动 假设2 化学反应处于平衡状态时 其他条件不变 增加反应物浓度 使平衡向逆反应方向移动 假设3 化学反应处于平衡状态时 其他条件不变 增加生成物浓度 使平衡向逆反应方向移动 假设4 化学反应处于平衡状态时 其他条件不变 增加生成物浓度 使平衡向正反应方向移动 设计和实施方案 在反应已达平衡的fecl3和kscn的混合液中 分别加入 fecl3溶液 kscn溶液 kcl固体 naf溶液 1 根据你所学的内容完成下列表格 已知 fecl3与kscn溶液反应 提示 根据浓度对平衡的影响 增加反应物浓度或减少生成物浓度 平衡向正反应方向移动 反之向逆反应方向移动可知答案为 加深血红 加深血红 右 右 左 左 2 由 现象说明了哪个假设成立 哪个假设不成立 提示 由实验可知增加了反应物浓度 平衡右移 所以1正确 2错误 3 根据fe3 3scn fe scn 3 加入kcl固体 颜色应该没有变化 但现象却是颜色变浅 可能的原因是什么 提示 颜色变浅 说明平衡向左移动 可能的原因是氯离子和铁离子结合使铁离子浓度降低 平衡左移 4 根据实验4中的现象 在实验4中可能发生什么变化 提示 溶液变为无色 说明fe scn 3和fe3 均不存在 所以可能是fe3 和f 生成了稳定的化合物 减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动 探究归纳 平衡移动方向的应用 1 判断物质状态 根据压强的改变和平衡移动的方向判断反应物或生成物是否为气态物质 2 判断反应前后物质系数关系 根据压强的改变和平衡移动的方向 判断已知可逆反应的反应物与生成物的系数大小关系 3 判断反应是吸热还是放热 根据温度变化时平衡移动的方向 判断正反应为吸热反应还是放热反应 4 调控反应进行的方向 根据外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响 可以通过控制条件的改变来实现控制平衡移动的方向 5 判断反应物的转化率改变 根据外界因素改变时平衡移动的方向 判断达到新的平衡时某反应物转化率是增大还是减小 探究体验 已知2no2 g n2o4 g h 52 7kj mol 1 某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响 做了如下两组实验 该小组的同学取了两个烧瓶a和b 分别加入相同浓度的no2与n2o4的混合气体 中间用夹子夹紧 并将a和b浸入到已盛有水的两个烧杯中 如图所示 然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和nh4no3固体 请回答 1 a中的现象为 b中的现象为 2 由此可知 降低温度 该化学平衡向 填 正 或 逆 反应方向移动 3 该化学反应的浓度平衡常数表达式为 在三支容积均为30cm3的