高考化学一轮复习 7.3 化学平衡的移动化学反应进行的方向课件 新人教版.ppt

第3节化学平衡的移动化学反应进行的方向 考纲要求 1 理解外界条件 浓度 温度 压强 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 基础梳理 考点突破 化学平衡移动1 化学平衡移动的过程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 反应处于平衡状态 平衡不发生移动 3 v 正 v 逆 平衡向方向移动 逆反应 4 基础梳理 考点突破 3 外界因素对化学平衡的影响 正 逆 减小 增大 不 吸热 放热 不能 5 基础梳理 考点突破 4 化学平衡移动原理 勒夏特列原理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 特别提醒 1 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 2 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改变 更不能超过外界条件的变化 温度压强 减弱 6 基础梳理 考点突破 自主巩固 1 在密闭容器中进行下列反应co2 g c s 2co g h 0 达到平衡后 改变下列条件 则指定物质的浓度及平衡如何变化 增加c 平衡 c co 减小密闭容器体积 保持温度不变 则平衡 c1 co2 与原平衡时c co2 的关系是 c1 co 与原平衡时c co 的关系是 通入n2 保持密闭容器体积和温度不变 则平衡 c co2 保持密闭容器体积不变 升高温度 则平衡 c co 不移动 不变 向逆反应方向移动 c1 co2 c co2 c co c1 co 不移动 不变 向正反应方向移动 增大 7 基础梳理 考点突破 2 已知一定条件下合成氨反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 在反应过程中 反应速率的变化如图所示 请根据速率的变化回答采取的措施 t1 t2 t3 t4 增大c n2 或c h2 加入催化剂 降低温度 增大压强 8 基础梳理 考点突破 9 基础梳理 考点突破 2 构建 过渡态 判断两个平衡状态的联系 1 构建等温等容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成 相当于增大压强 2 构建等温等压平衡思维模式 以气体物质的量增加的反应为例 见图示 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加 压强不变 平衡不移动 10 基础梳理 考点突破 11 基础梳理 考点突破 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 12 基础梳理 考点突破 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 13 基础梳理 考点突破 14 基础梳理 考点突破 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 0该比例下丙烯腈产率最高 而副产物丙烯醛产率最低1 7 5 1 15 基础梳理 考点突破 解析 1 从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应 且 1mol反应 放出的热量大 故两个反应在热力学上的趋势很大 由于生成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应 故要提高丙烯腈的产率可采取的措施为降温 降压 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂 2 图 a 中 低于460 时的曲线不表示丙烯腈的产率 因为合成丙烯腈的反应为放热反应 温度降低时 丙烯腈的产率应增大 而非减小 高于460 时 丙烯腈产率降低的原因分析 催化剂活性降低 合成丙烯腈的反应速率减小 而副反应可能更多地发生 a项符合题意 平衡常数增大 丙烯腈的产率增大 b项不符合题意 副反应增多 可能导致丙烯腈产率降低 c项符合题意 反应活化能增大 并不影响平衡的移动 不会导致丙烯腈的产率变化 d项不符合题意 16 基础梳理 考点突破 3 由图 b 可知 当n 氨 n 丙烯 在1 0左右时丙烯腈的产率达最大值 而副产物丙烯醛的产率达最小值 由反应 知 v nh3 v o2 v c3h6 2 3 2 而v o2 v 空气 1 5 则进料气的理论体积比约为v nh3 v 空气 v c3h6 2 15 2 即1 7 5 1 17 基础梳理 考点突破 答题模板判断化学平衡移动方向的思维模型 18 基础梳理 考点突破 跟踪训练1 2016山东临沂一模 一定温度下 在三个体积均为1 0l恒容密闭容器中发生反应 19 基础梳理 考点突破 答案 解析 20 2 2016江西红色七校第二次联考 甲醇是一种很好的燃料 工业上用ch4和h2o g 为原料 通过反应 和 来制备甲醇 请回答下列问题 1 将1 0molch4和2 0molh2o g 通入反应室 容积为100l 中 在一定条件下发生反应 ch4 g h2o g co g 3h2 g ch4的转化率与温度 压强的关系如图甲所示 基础梳理 考点突破 21 基础梳理 考点突破 已知100 时达到平衡所需的时间为5min 则用h2表示的平均反应速率为 图中的p1p2 填 或 100 时的平衡常数为 该反应的 h0 s0 填 或 22 基础梳理 考点突破 2 在压强为0 1mpa条件下 amolco与3amolh2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇 co g 2h2 g ch3oh g h 0 若容器的容积不变 下列措施可增大甲醇产率的是 填序号 a 降低温度b 将ch3oh g 从体系中分离出来c 恒容下充入he 使体系的总压强增大d 再充入amolco和3amolh2 23 基础梳理 考点突破 为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强 某同学设计了三组实验 部分实验条件已经填在了实验设计表中 a 表中剩余的实验数据 n m b 根据反应 的特点 图乙是在压强分别为0 2mpa和5mpa下co的转化率随温度变化的曲线 请指明图乙中的压强px mpa 乙 24 基础梳理 考点突破 25 基础梳理 考点突破 26 基础梳理 考点突破 27 基础梳理 考点突破 化学平衡图像以可逆反应aa g bb g cc g h qkj mol 1为例 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m的压强大于n的压强 m n 28 基础梳理 考点突破 29 基础梳理 考点突破 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 30 基础梳理 考点突破 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 4四个点中v 正 v 逆 的点是 v 正 v 逆 的点是 2 4点v 正 v 逆 3 1 31 基础梳理 考点突破 自主巩固已知不同温度或压强下 反应物的转化率 或百分含量 与时间的关系曲线 可推断温度的高低与反应的热效应或压强的大小与气体物质间的化学计量数的关系 以反应aa g bb g cc g 中反应物的转化率 a为例说明 32 基础梳理 考点突破 1 根据a b c图像回答下列问题 a图中t2t1 b图中p1p2 c图中若有催化剂引起的变化 则 填 a 或 b 使用了催化剂 该反应为热反应 化学方程式中的计量数a bc 2 根据d e图像回答下列问题 根据d图判断该反应是热反应 反应中的化学计量数存在如下关系 a bc 根据e图判断该反应是热反应 反应中的化学计量数存在如下关系 a bc 3 若图a b纵坐标表示a的百分含量 则该反应为热反应 反应中的化学计量数存在如下关系 a bc 若图d e纵坐标表示a的百分含量 判断该反应是热反应 反应中的化学计量数存在如下关系 a bc a 放 放 放 吸 吸 33 基础梳理 考点突破 化学平衡图像解题技巧 1 先拐先平 在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的先达到平衡 说明该曲线表示的反应速率大 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 34 基础梳理 考点突破 例2 2016甘肃兰州二十七中月考 已知 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1 该反应是一个可逆反应 若反应起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 答案 解析 35 基础梳理 考点突破 答题模板化学平衡图像题解题思路 36 基础梳理 考点突破 跟踪训练3 2016河南郑州一中教育集团第一次联考 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 37 基础梳理 考点突破 根据以上规律判断 下列结论正确的是 a 反应 h 0 p2 p1b 反应 h 0 t1 t2c 反应 h 0 t2 t1或 ht1 答案 解析 38 基础梳理 考点突破 4 2017辽宁葫芦岛六校协作体期初联考 已知反应 co g 3h2 g ch4 g h2o g 起始以物质的量之比为1 1充入反应物 不同压强条件下 h2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示 m n点标记为 下列有关说法正确的是 a 上述反应的 h 0b n点时的反应速率一定比m点快c 降低温度 h2的转化率可达到100 d 工业用此法制取甲烷应采用更高的压强 答案 解析 39 基础梳理 考点突破 化学反应进行的方向1 自发过程 1 定义 在一定条件下 不需要借助 等外力作用就能自动进行的过程 2 特点 体系趋向于从能量状态转变为能量状态 体系对外部或能量 在密闭条件下 体系有从序转变为序的倾向性 无序体系更加稳定 2 熵 熵变 1 熵是量度体系程度的物理量 符号为 2 影响熵大小的因素 相同条件下 物质不同熵不同 同一物质的熵 气态 g 液态 l 固态 s 3 熵变 的总熵 的总熵 符号为 光电 高 低 做功放出 有无 混乱 s 反应产物 反应物 s 40 基础梳理 考点突破 3 化学反应方向的判据 降低 增加 熵增 不能自发进行 达到平衡状态 能自发进行 41 基础梳理 考点突破 自主巩固 1 汽车燃油不完全燃烧时产生co 有人设想按下列反应除去co 2co g 2c s o2 g 已知该反应的 h 0 简述该设想能否实现的依据 2 超音速飞机在平流层飞行时 尾气中的no会破坏臭氧层 科学家正在研究利用催化技术将尾气中的no和co转变成co2和n2 化学方程式如下 2no 2co2co2 n2 反应能够自发进行 则反应的 h0 填 或 该反应是吸热 熵减的反应 任何温度下均不能自发进行 42 基础梳理 考点突破 43 基础梳理 考点突破 例3 2016江西赣州十三县 市 期中 已知反应feo s c s co g fe s 的 h 0 假设 h s不随温度变化而变化 下列叙述中正确的是 a 低温下为自发过程 高温下为非自发过程b 高温下为自发过程 低温下为非自发过程c 任何温度下为非自发过程d 任何温度下为自发过程 b 解析 已知 h 0 固固反应生成气体的反应 s 0 化学反应能自发进行的判据是 h t s h 因此此反应只能是高温自发 b正确 44 基础梳理 考点突破 易错警示 1 反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响 2 化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势 并不能说明在该条件下反应一定能实际发生 还要考虑化学反应的快慢问题 45 基础梳理 考点突破 跟踪训练5 2016山西忻州一中期末 下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是 a h 0 s 0的反应肯定是自发的b h 0 s0的反应肯定是自发的d h 0 s 0的反应是自发的 c 解析 反应自发进行的判据是 h t s0 s 0 只有在高温下 h t s0 s0 可认为反应在任何条件下均不能自发进行 b错误 h0 h t s 0 通常情况下反应就能自发进行 c正确 h 0 s 0 只有在低温下能自发进行 d错误 46 基础梳理 考点突破 6 2016吉林通化期末 已知 nh4 2co3 s nh4hco3 s nh3 g h 74 9kj mol 1 下列说法中正确的是 a 该反应中熵变小于0 焓变大于0b 该反应是吸热反应 因此一定不能自发进行c 碳酸盐分解反应中熵增加 因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行d 判断反应能否自发进行需要根据 h与 s综合考虑 d 解析 题给反应属于固体生成气体的反应 是反应中熵变大于0的反应 a错误 h 0 s 0 h t s 0反应自发进行 因此高温条件下此反应是自发的 b c错误 d正确 47 外界条件对化学平衡的影响 48 49 50 例题 2015北京理综 28 为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系 某同学通过改变浓度研究 2fe3 2i 2fe2 i2 反应中fe3 和fe2 的相互转化 实验如下 51 1 待实验 溶液颜色不再改变时 再进行实验 目的是使实验 的反应达到 2 是 的对比实验 目的是排除 中造成的影响 3 和 的颜色变化表明平衡逆向移动 fe2 向fe3 转化 用化学平衡移动原理解释原因 答案 1 化学平衡状态 2 溶液稀释对颜色变化 3 加入ag 发生反应 ag i agi c i 降低 或增大c fe2 平衡均逆向移动 52 解析 1 只有达到化学平衡状态 各种离子浓度不再发生变化 才能在实验 进行有效对比 因此待实验 溶液颜色不再改变时 再进行实验 的目的是使实验 的反应达到平衡状态 2 由于加入硫酸亚铁溶液的同时 相当于溶液稀释 所以 的目的是排除 中溶液稀释造成的影响 3 根据勒夏特列原理可知减小i 浓度或增大fe2 浓度 平衡逆向移动 53 结合实验 下列说法不正确的是 a 中溶液橙色加深 中溶液变黄b 中被c2h5oh还原c 对比 和 可知k2cr2o7酸性溶液氧化性强d 若向 中加入70 h2so4溶液至过量 溶液变为橙色 答案 解析 54 2 2013北京理综 11 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是 答案 解析 55 1 影响化学平衡移动的3个外界因素 1 浓度 2 压强 3 温度 2 判断化学平衡移动的依据是勒夏特列原理 3 解平衡图像题的2个策略 1 先拐先平数值大 原则 先出现拐点的反应则先达到平衡 其代表的温度越高或压强越大 2 定一议二 原则 先确定横坐标 或纵坐标 所表示的数值 再讨论纵坐标 或横坐标 与曲线的关系 4 判断化学反应进行的方向 56 57 1 2 3 4 5 6 1 下列过程的熵变的判断不正确的是 a 溶解少量食盐于水中 s 0b 纯碳和氧气反应生成co g s 0c h2o g 变成液态水 s 0d caco3 s 在高温下分解为cao s 和co2 g s 0 c 58 1 2 3 4 5 6 2 向一体积为2l的恒容密闭容器里充入1moln2和4molh2 在一定温度下发生反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 10s时达到平衡 c nh3 为0 4mol l 1 下列说法正确的是 a 该反应达到平衡时h2的转化率为40 b 降低温度能使混合气体的密度增大c 向该容器中充入n2 平衡正向移动d 研发高效催化剂可大大提高nh3的产率 c 解析 根据题中数据可知 nh3的生成量为0 8mol 则h2的减少量为1 2mol h2 1 2 4 100 30 a项错误 降温时平衡正向移动 但气体总质量不变 容器体积不变 则密度不变 b项错误 体积不变 充入n2 c n2 增大 平衡正向移动 c项正确 催化剂不能使平衡发生移动 因此各物质的转化率不变 产率不变 d项错误 59 1 2 3 4 5