高三化学总复习 必考92化学平衡及影响因素课件.ppt

第二讲化学平衡及影响因素 在相同条件下既能向进行又能向进行的反应 用 表示 其特点是任一时刻反应物和生成物存在 正反应方向 逆反应方向 同时 3 化学平衡常数 1 概念在一定温度下 一个可逆反应达到时 生成物与反应物的比值 用符号表示 平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 k 2 表达式对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 在一定温度下达到平衡时 k 3 意义k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例 它的进行的程度越大 即该反应进行得越完全 一般地说 k 时 该反应进行得就基本完全了 4 影响因素某一可逆反应的k只受影响 与反应物或生成物的浓度变化 越大 正向反应 105 温度 无关 二 化学平衡状态的移动1 化学平衡的移动 1 含义 在一定条件下 可逆反应达到化学平衡状态 如果改变影响平衡的条件 如 等 化学平衡状态被破坏 正 逆反应速率不再相等 直至正 逆反应速率再次相等 在新的条件下达到新的化学平衡状态 这种现象称作平衡状态的移动 简称平衡移动 温度 浓度 压强 2 分析化学平衡移动的一般思路 3 化学平衡移动与化学反应速率的关系 v 正 v 逆 平衡移动 v 正 v 逆 化学平衡状态 v 正 v 逆 平衡移动 向正反应方向 向逆反应方向 2 影响化学平衡移动的因素 1 浓度其他条件不变时 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度平衡向方向移动 增大生成物浓度或减小反应物的浓度 平衡向方向移动 正反应 逆反应 2 压强 对气体体积可变的反应 其他条件不变时 增大压强 平衡向气体的方向移动 减小压强 平衡向气体的方向移动 对气体体积不变的反应或无气体参加的反应 其他条件不变时 改变压强 平衡 体积减小 体积增大 不移动 3 温度其他条件不变时 升高温度 平衡向着方向移动 降低温度 平衡向着方向移动 4 催化剂催化剂能程度地改变正反应速率和逆反应速率 故平衡不移动 5 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡条件之一 如温度 压强 浓度等 平衡将向着能够这种改变的方向移动 吸热反应 放热反应 同等 减弱 三 化学反应进行的方向1 自发过程 1 含义 在一定条件下 就能自动进行的过程 2 特点 体系趋向于从状态转变为状态 体系对外部或者热量 在密闭条件下 体系有从 转变为 的倾向性 无序体系更加稳定 不借助于外力 做功 释放 有序 无序 高能 低能 2 化学反应方向的判据 1 焓判据放热反应过程中体系能量 h 0 因此具有自发进行的倾向 科学家由此提出了用判断反应进行的方向 即所谓的焓判据 但有些吸热反应也能自发进行 降低 焓变 2 熵判据 熵 量度体系的程度的物理量 符号 同一种物质 时的熵值最大 时次之 固态时最小 熵增原理 在与外界隔离的体系中 自发过程将导致体系的熵 即熵变 s 零 熵判据体系的混乱度 s 反应有自发进行的倾向 但有些熵减的过程也能自发进行 混乱 s 气态 液态 增大 大于 增大 0 3 复合判据 自由能变化 符号 g 单位 公式 g 应用恒温 恒压下 判断化学反应自发性的判据 不仅与焓变和熵变有关 还与温度有关 可推出下列关系式 a 当 h0时 g 反应可自发进行 b 当 h 0 s0 s 0或 h 0 s 0时 反应是否自发与有关 kj mol 1 h t s 温度 0 0 考点一化学平衡状态的判定 例1 一定条件下 在密闭容器中 能表示反应x g 2y g 2z g 一定达到化学平衡状态的是 x y z的物质的量之比为1 2 2 x y z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成nmolz 同时生成2nmolya b c d 解析 该反应是有气体参加和生成的非等体积反应 该反应达到平衡的标志是正反应速率和逆反应速率相等 平衡体系中各物质的浓度不再随时间变化而变化 既然各物质浓度不变 单位体积内的气体的物质的量也就不再变化 因而压强也不再发生变化 据此 正确 答案 c 1 化学平衡的标志 1 v正 v逆 这是本质特点 2 各组分的浓度不再改变 各组分的质量 含量不再改变 这是外部特点 2 对于反应前后气体体积没有发生变化的可逆反应如反应a2 g b2 g 2ab g 达到平衡状态时 1 外部条件不变时 a2 b2 ab的体积分数 物质的量分数 质量分数以及分子数之比均不变 a2 b2的转化率不变 2 a2和b2反应生成ab的速率与ab分解的速率相等 单位时间内 a2和b2反应生成ab的分子数与ab分解的分子数相等 v正 v逆 3 温度一定时 体系中各物质的浓度不变 体系的颜色也不变 3 对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应如反应a g 3b g 2z g 达到平衡状态时 除上述三条标志外 还有 外界条件不变时 体系平均相对分子质量 压强 总物质的量 密度等不变 1 一定温度下 可逆反应2no22no o2在体积固定的密闭容器中进行 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolo2 同时生成2nmolno2 单位时间内生成nmolo2 同时生成2nmolno 用no2 no o2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 2 1 混合气体的压强不再改变 混合气体的颜色不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变a b c d 以上全部 答案 a 2 2009 山东威海模拟 某密闭容器中进行如下反应 2x g y g 2z g 若要使平衡时反应物总物质的量与生成物的物质的量相等 且用x y作反应物 则x y的初始物质的量之比的范围应满足 解析 本题考查化学平衡 较难题 本题可分两种情况讨论 x过量或者y过量 假设y过量 x完全反应 2x g y g 2z g 起始物质的量xy0转化物质的量2yy2y平衡物质的量x 2y02y平衡时反应物总物质的量与生成物的物质的量相等 则x 2y 2y x y 4 由于该反应为可逆反应 反应不能进行到底 所以x y2 3 综合 得 选项c正确 答案 c 3 已建立化学平衡的某可逆反应 当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时 下列有关叙述正确的是 生成物的体积分数一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 a b c d 解析 平衡向正反应方向移动 可能采用减小生成物浓度 生成物体积分数减少 或增大某种反应物浓度 该种反应转化率会减少 或采用加压 反应物浓度会增大 催化剂不能改变平衡的方向 答案 b 考点二化学平衡的影响因素 例2 2009 重庆 13 各可逆反应达平衡后 改变反应条件 其变化趋势正确的是 解析 a中加入ch3coona固体c ch3coo 增大 平衡左移 c h 减小应ph增大 b中k 和cl 未参与反应 c中在恒温恒压下充入ar气 体积增大压强减小 平衡应左移 h2的转化率应降低 答案 d 1 分析化学平衡移动的一般思路 2 外界条件影响平衡移动的特殊情况 1 其他条件不变时 若改变固体或纯液体反应物的用量 由于其浓度可视为定值 所以反应前后速率不变 平衡不移动 2 其他条件不变 改变压强时 对于反应前后气体体积不变的可逆反应 改变压强平衡不移动 对于无气体参加的可逆反应 改变压强平衡也不移动 3 恒容时 通入稀有气体 压强增大 但平衡不移动 恒压时 通入稀有气体 压强虽不变 但体积必然增大 反应物和生成物的浓度同时减小 相当于减小压强 平衡向总体积增大的方向移动 4 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时 应视为压强的影响 5 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 应仍以浓度的影响去考虑 3 应用勒夏特列原理适用于化学平衡 溶解平衡 电离平衡 水解平衡等动态平衡 1 已知反应a2 g 2b2 g 2ab2 g 的 h 0 下列说法中正确的是 a 升高温度 正反应速率增加 逆反应速率减小b 升高温度有利于反应速率增加 从而缩短达到平衡的时间c 达到平衡后 升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动d 达到平衡后 降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动 解析 这是一个正反应方向气态物质的量减小的放热反应 所以升高温度 正 逆反应速率都增加 且能缩短达到平衡的时间 达到平衡后 升高温度 平衡左移 增大压强 平衡右移 由此对比四个选项 只有选项b正确 答案 b 2 反应nh4hs s nh3 g h2s g 在某温度达到平衡 下列各种情况中 不能使平衡发生移动的是 a 其它条件不变时 通入so2气体b 移走一部分nh4hs固体c 容器体积不变 充入氮气d 充入氮气 保持压强不变 解析 通入so2使c h2s 减小 平衡右移 充入n2压强不变时 体积增大 相当于减压 平衡右移 nh4hs为固体 浓度不变 移走或加入均不会使平衡移动 而容积不变时 充入n2 c nh3 n h2s 不变 平衡不移动 答案 bc 3 在一定条件下 下列可逆反应达到化学平衡 h2 g i2 g 2hi g 吸热反应 要使混合气体的颜色加深 可以采取的方法是 a 降低温度b 升高温度c 增大压强d 减小压强 解析 混合气体的颜色取决于c i2 c i2 增大 颜色才会加深 降温 平衡向左移动 c i2 增大 加压 c i2 增大 答案 ac 考点三等效平衡 例3 2009 北京 9 已知 h2 g i2 g 2hi g h 0 有相同容积的定容密闭容器甲和乙 甲中加入h2和i2各0 1mol 乙中加入hi0 2mol 相同温度下分别达到平衡 欲使甲中hi的平衡浓度大于乙中hi的平衡浓度 应采取的措施是 a 甲 乙提高相同温度b 甲中加入0 1molhe 乙不变c 甲降低温度 乙不变d 甲增加0 1molh2 乙增加0 1moli2 解析 初始甲 乙在同温同体积建立相同的平衡状态 要使甲中hi的平衡浓度大于乙中hi的平衡浓度 可以压缩甲的体积 而乙不变 也可以降温使甲温度降低平衡右移 故c可以 a b d三选项中都相同 本题要注意利用等效平衡原理和平衡移动原理 答案 c 规律 恒温恒容条件下1 恒温恒容时 对一般的可逆反应 不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时 反应物 或生成物 中同一组分的物质的量完全相同 则互为等效平衡 2 恒温恒容时 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时 只要反应物 或生成物 中各组分的物质的量的比例相同 即互为等效平衡 规律 恒温恒压条件下在恒温恒压时 可逆反应以不同的投料方式进行反应 如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时 只要反应物 或生成物 中各组分的物质的量的比例相同 即互为等效平衡 1 一定温度下 在恒容密闭容器中发生如下反应 2a g b g 3c g 若反应开始时充入2mola和2molb 达平衡后a的体积分数为a 其他条件不变时 若按下列四种配比作为起始物质 平衡后a的体积分数大于a 的是 a 2molcb 2mola 1molb和1molhe 不参加反应 c 1molb和1molcd 2mola 3molb和3molc 答案 ab 2 一定温度下可逆反应 a s 2b g 2c g d g h 0 现将1mola和2molb加入甲容器中 将4molc和2mold加入乙容器中 此时控制活塞p 使乙的容积为甲的2倍 t1时两容器内均达到平衡状态 如图1所示 隔板k不能移动 下列说法正确的是 a 保持温度和活塞位置不变 在甲中再加入1mola和2molb 达到新平衡后 甲中c的浓度是乙中c的浓度的2倍b 保持活塞位置不变 升高温度 达到新的平衡后 甲 乙中b的体积分数均增大c 保持温度不变 移动活塞p 使乙的容积和甲相等 达到新的平衡后 乙中c的体积分数是甲中c的体积分数的2倍d 保持温度和乙中的压强不变 t2时分别向甲 乙中加入等质量的氦气后 甲 乙反应速率变化情况分别如图2和图3所示 t1前的反应速率变化已省略 解析 本题综合考查了化学平衡移动与等效平衡的相关知识 甲容器恒温恒压 再充入1mola和2molb 会使反应向逆反应方向移动 生成物c的浓度要比原来的2倍要小 而由于乙为恒温恒压装置 充入了4molc和2mold 相当于充入了2mola和4molb 与甲容器是等效平衡 两者中各组分的体积分数相同 若要使乙的容积和甲相等 就会使乙容器内压强增大 平衡逆向移动 乙中c的体积分数减小 所以c错 由于反应为放热反应 升温平衡逆向移动 甲 乙中b的体积分数均变大 b正确 d项由于甲的容器不变 充入惰性气体氦后没有引起各物质浓度的变化 故平衡不移动 反应速率不变 但乙容器充入氦后会引起体积扩大 相当于减压 使平衡正向移动 但由于体积扩大引起各物质浓度减小 反应速率均减小 故d项正确 答案 bd 3 某温度下 在一容积可变的容器中 反应2a g b g 2c g 达到平衡时 a b和c的物质的量分别为4mol 2mol和4mol 保持温度和压强不变 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡右移的是 a 均减半b 均加倍c 均增加1mold 均减少1mol 解析 题目给出的条件是a b c三种物质的物质的量之比为2 1 2 若把a b c三种物质各增加1mol 可以设想将a b c拆分为1mol 0 5mol 1mol 使之符合2 1 2 在 容积可变的容器 保持温度和压强不变 的条件下 各物质的浓度仍然不变 多余了0 5molb 就可以判断为增大了反应物的浓度 使平衡向正反应方向移动 若各减少1mol 则平衡向左移动 答案 c 考点四化学平衡常数 例4 2009 天津 5 人体血液内的血红蛋白 hb 易与o2结合生成hbo2 因此具有输氧能力 co吸入肺中发生反应 co hbo2 o2 hbco 37 时 该反应的平衡常数k 220 hbco的浓度达到hbo2浓度的0 02倍 会使人智力受损 据此 下列结论错误的是 答案 c 对化学平衡常数的正确理解 1 化学平衡常数k只受温度影响 与反应物或生成物浓度无关 2 化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志 k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 它的正反应进行的程度就越大 即该反应进行得越完全 反应物转化率越大 一般 k 105时 该反应就进行得基本完全了 3 若用起始时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 用q表示 与k比较 可判断可逆反应进行的方向 当q k时可逆反应已达到平衡状态 q k时 可逆反应平衡向逆反应方向进行 当q k时 可逆反应平衡向正反应方向进行 4 利用k可以判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为放热反应 1 2009 山东平邑 化学平衡常数 k 是化学反应限度的一个重要参数 该常数表示的意义是可逆反应进行的程度 k值越大 表示的意义错误的是 a 温度越高b 反应物浓度越小c 反应进行的越完全d 生成物浓度越大 解析 应用化学平衡常数的前提是一定温度下 故a是错误的 化学平衡常数的大小表示的意义就是反应限度 即可逆反应可能进行的程度 所以化学平衡常数数值越大 可逆反应进行得就越完全 反应物的浓度越小 生成物的浓度越大 所以b c d三个选项的意义都是正确的 答案 a 2 2009 海南 4 在25 时 密闭容器中x y z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表 下列说法错误的是 a 反应达到平衡时 x的转化率为50 b 反应可表示为x 3y 2z 其平衡常数为1600 mol l 2c 增大压强使平衡向生成z的方向移动 平衡常数增大d 改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析 题中有一明显的错误 就是c选项中平衡常数增大 增大压强不可能使平衡常数增大 其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识 关键是根据表中数据 0 1 0 05 0 2 0 05 0 1 0 1 3 2可推导出 x 3y 2z 答案 c 解析 原条件下 co g no2 g co2 g no g n 起始 mol 1100n 转化 mol 0 50 50 50 5n 平衡 mol 0 50 50 50 5 答案 c 已知化学反应 fe s co2 g feo s co g 其平衡常数为k1 化学反应 fe s h2o g feo s h2 g 其平衡常数为k2 在温度973k和1173k情况下 k1 k2的值分别如下 1 通过表格中的数值可以推断 反应 是 填 吸热 或 放热 反应 2 现有反应 co2 g h2 g co g h2o g 请你写出该反应的平衡常数k3的数学表达式 k3 3 根据反应 与 可推导出k1 k2与k3之间的关系式 据此关系式及上表数据 也能推断出反应 是 填 吸热 或 放热 反应 要使反应 在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动 可采取的措施是 填写序号 a 缩小反应容器容积b 扩大反应容器容积c 降低温度d 升高温度e 使用合适的催化剂f 设法减少co的量 4 图甲 乙分别表示反应 在t1时刻达到平衡 在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况 图甲中t2时刻发生改变的条件是 图乙中t2时刻发生改变的条件是 1 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是 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 催化剂对化学平衡没影响 所以b不能用化学平衡移动原理解释 答案 b 2 在常温下 下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化 但颜色变化不受压强变化影响的是 a 2no2 n2o4b 2no2 2no o2c 2hi h2 i2d fecl3 3kscn fe scn 3 3kcl 解析 压强对液态固态反应体系影响不大 答案 d 3 2010 山西师大附中 可逆反应a g b c g d达到平衡时 下列说法不正确的是 a 若增大a的浓度 平衡体系颜色加深 d不一定是具有颜色的气体b 增大压强 平衡不移动 说明b d必是气体c 升高温度 c的百分含量减小 说明正反应是放热反应d 若b是气体 增大a的浓度会使b的转化率增大 解析 增大压强 平衡不移动 b d既可以是气体 也可以不是气体 答案 b 4 2010 北京西城区 如下图所示是在恒温 密闭容器中进行的某化学反应的反应速率随时间变化的示意图 下列说法不符合该示意图的是 a 达到平衡时 正 逆反应速率相等b 增大反应物的浓度 反应由平衡 变化到平衡 c 反应达到平衡 以后 减小反应物浓度 平衡移动到 d 平衡 中反应速率比平衡 中的反应速率快 解析 反应达到平衡 以后 减小反应物浓度 反应速率降低 答案 c 5 2010 佛山模拟 在一定条件下发生反应 3a g 2b g xc g 2d g 在2l密闭容器中 把4mola和2molb混合 2min后达到平衡时生成1 6molc 又测得反应速率vb 0 2mol l 1 min 1 则下列说法中正确的是 a x 3b b的转化率为20 c 平衡时气体压强是原来的0 94倍d 达到平衡时a的浓度为1 4mol l 1 解析 反应的b的物质的量为0 2mol l 1 min 1 2l 2min 0 8mol3a g 2b g xc g 2d g 起始4mol2mol00反应1 2mol0 8mol1 6mol0 8mol平衡2 8mol1 2mol1 6mol0 8mol所以可以计算出 x 4 b的转化率为40 平衡时气体压强是原来的1 07倍 达到平衡时a的浓度为1 4mol l 1 答案 d 6 对可逆反应4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 下列叙述正确的是 a 反应达到平衡时 若两种反应物的转化率相等 则起始投入的n nh3 n o2 4 5b 反应达到平衡后 对体系一直进行加压 平衡总是向逆向移动c 反应达到平衡时 若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体 平衡不移动d 当v正 nh3 v正 no 1 1时 说明该化学