化学平衡移动原理及图像分析.ppt

高二化学网络课堂 第二讲化学平衡移动原理及图像分析 构建双基 正 反应方向 体积缩小 体积扩大 吸热反应 放热反应 减弱 体验高考 B 思考感悟 某一可逆反应 一定条件下达到平衡状态 若化学反应速率改变了 平衡一定发生移动吗 相反 若平衡发生移动了 化学反应速率一定改变吗 提示 化学平衡移动的本质是由v 正 v 逆 改变为v 正 v 逆 此时平衡就会发生移动 因此速率改变 平衡不一定移动 如加催化剂会同等程度地改变正逆反应速率 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 改变压强会同等程度改变正逆反应速率等 这些条件的改变只能改变反应速率大小 但不能使平衡发生移动 相反 平衡移动 说明反应速率一定改变了 改变条件 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 不发生平衡移动 3 v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 3 几种特殊情况 1 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 2 对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应 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 即时应用 A D 2 速率 时间图 如Zn与足量盐酸的反应 反应速率随时间的变化出现如图2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减小 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 横坐标为温度 T 或压强 p 常见类型如下所示 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 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 2 解题步骤 3 技巧 1 先拐先平在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明该曲线反应速率快 表示温度较高 有催化剂 压强较大等 2 定一议二当图像中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 有时还需要作辅助线 3 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 2013 伊犁高三模拟 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像 其中图像和实验结论表达均正确的是 A 是其他条件一定时 反应速率随温度变化的图像 正反应 Hp2 C 解题感悟 解答化学平衡图像题的技巧 1 明确图像中纵 横坐标 曲线的含义 2 先拐先平数值大 在转化率 时间曲线中 先出现拐点的曲线先达到平衡 此时平衡处于较高的温度或较大的压强下 3 定一议二 当图像中有三个变量时 先假设其中一个变量不变 再讨论另外两个量的关系 A 跟踪训练 A B 3 可逆反应mA s nB g eC g fD g 反应过程中保持其他条件不变 C的体积分数在温度 T 和压强 P 的条件下随时间 t 变化如下图所示 下列叙述正确的是 A 达到平衡后 若使用催化剂 C的体积分数将增大B 达到平衡后 若温度升高 化学平衡向逆反应方向移动C 化学方程式中n e fD 达到平衡后 增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 B B 2 2011 高考海南卷 氯气在298K 100kPa时 在1L水中可溶解0 09mol 实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应 请回答下列问题 1 该反应的离子方程式为 2 估算该反应的平衡常数 列式计算 3 在上述平衡体系中加入少量NaOH固体 平衡将向 移动 4 如果增大氯气的压强 氯气在水中的溶解度将 填 增大 减小 或 不变 平衡将向 移动 3 加入少量NaOH固体 OH 与H 反应生成H2O OH 与HClO反应生成ClO 和H2O 生成物的浓度减小 平衡向正反应方向移动 4 增大Cl2的压强 Cl2在水中的溶解度增大 溶液中c Cl2 增大 平衡向正反应方向移动 A 曲线b对应的投料比是 当曲线b c d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时 对应的反应温度与投料比的关系是 投料比为2 1 温度为400 时 平衡混合气中Cl2的物质的量分数是 解析 1 由图可看出温度越高 CO转化率越低 表明温度高对逆反应有利 正反应为放热反应 H 0 该压强下CO的转化率已较高 再增大压强转化率几乎不再增大 却要耗费较多动力 2 根据O2越多HCl的转化率越大 可知a b c d曲线的投料比分别为6 1 4 1 2 1 1 1 根据曲线可知 当b c d曲线HCl达到相同转化率时 投料比越高 对应的反应温度越低 设n HCl 2mol n O2 1mol 根据反应曲线可知 当温度为400 时 HCl的转化率为80 则有 答案 1 在250 1 3 104kPa下 CO转化率已较高 再增大压强CO转化率提高不大 而生产成本增加 得不偿失 2 4 1 投料比越高 对应的反应温度越低 30 8 寒假作业 寒假作业 二甲醚 CH3OCH3 是无色气体 可作为一种新型能源 由合成气 组成为H2 CO和少量的CO2 直接制备二甲醚 其中的主要过程包括以下四个反应 甲醇合成反应 i CO g 2H2 g CH3OH g H1 90 1kJ mol 1 ii CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H2 49 0kJ mol 1水煤气变换反应 iii CO g H2O g CO2 g H2 g H3 41 1kJ mol 1二甲醚合成反应 iV 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H4 24 5kJ mol 1 2013全国新课标卷1 问题 1 分析二甲醚合成反应 iV 对于CO转化率的影响 2 由H2和CO直接制备二甲醚 另一产物为水蒸气 的热化学方程式为 根据化学反应原理 分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 答案 1 消耗甲醇 促进甲醇合成反应 i 平衡右移 CO转化率增大 生成的H2O 通过水煤气变换反应 iii 消耗部分CO 2 2CO g 4H2 g CH3OCH3 g H2O g H 204 7kJ mol 1该反应气体分子数减少 压强升高使平衡右移 CO和H2转化率增大 CH3OCH3产率增加 压强升高使CO和H2浓度增加 反应速率增大 作业1 3 有研究者在催化剂 含Cu Zn Al O和Al2O3 压强为5 0MPa的条件下 由H2和CO直接制备二甲醚 结果如下图所示 其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 答案 3 反应放热 温度升高 平衡左移 二甲醚 CH3OCH3 是无色气体 可作为一种新型能源 由合成气 组成为H2 CO和少量的CO2 直接制备二甲醚 其中的主要过程包括以下四个反应 甲醇合成反应 i CO g 2H2 g CH3OH g H1 90 1kJ mol 1 ii CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H2 49 0kJ mol 1水煤气变换反应 iii CO g H2O g CO2 g H2 g H3 41 1kJ mol 1二甲醚合成反应 iV 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H4 24 5kJ mol 1 2013全国新课标卷1 作业2 2013年金华二模 在容积可变的密闭容器中发生反应 mA g nB g pC g 在一定温度和不同压强下达到平衡时 分别得到A的物质的量浓度如下表 当压强从2 105Pa增加到5 105Pa时 平衡移动 填 向左 向右 不 维持压强为2 105Pa 当反应达到平衡状态时 体系中共有amol气体 再向体系中加入bmolB 当重新达到平衡时 体系中气体总物质的量是mol 当