高考化学 化学平衡复习课件.ppt

第一课时化学平衡状态 1 可逆反应与不可逆反应 1 正反应 从的反应 逆反应 从的反应 左向右 右向左 2 可逆反应 在条件下 既能向进行又能向进行的反应 通常用 表示 不可逆反应 在一定条件下 几乎所有反应都有不同程度的可逆性 但有些反应的逆反应进行程度很小而忽略 把的反应称为不可逆反应 例 ba2 so baso4 3 可逆反应的特点 同一条件 同时进行 反应物的转化率 相同 正反应方向 逆反应方向 几乎完全进行 达到100 不能 2 化学平衡 1 化学平衡的建立 反 表示反应物 生 表示生成物 正 表示正反应 逆 表示逆反应 以co g h2o g co2 g h2 g 为例 在一密闭容器中加入一定量的co g 和h2o g 在一定条件下反应 反应开始时 c反 v正 c生0 v逆0 反应进行中 c反 v正 c生 v逆 达平衡状态时 v正v逆 此时c反与c生均 最大 最大 减小 减小 增大 增大 保持不变 2 定义 在一定条件下 当正逆两个方向的反应速率时 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持 这时的状态也就是在给定条件下 反应达到了 限度 对于可逆反应体系来说 我们称之为化学平衡态 相等 恒定 3 特征 逆 可逆反应 等 v正 v逆 动 反应没停止 定 各组分的质量 或浓度 保持不变 为一定值 变 当条件发生改变时 平衡就被 从而发生相应变化 动态平衡 破坏 3 化学平衡移动 1 定义 外界条件发生改变时 被破坏 建立的过程 2 本质 v正 v逆 若v正 v逆 平衡向方向移动 若v正 v逆 平衡向移动 若v正 v逆 平衡 旧化学平衡 新化学平衡 正反应 逆反应方向 不移动 3 影响因素 浓度 其他条件不变时 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向方向移动 反之 减小反应物浓度或增大生成物浓度 平衡向方向移动 温度 其他条件不变时 升高温度 平衡向方向移动 降低温度 平衡向方向移动 压强 其他条件不变时 增大压强 化学平衡向气体体积 的方向移动 减小压强 化学平衡向气体体积的方向移动 正反应 逆反应 吸热反应 放热反应 减小 增大 催化剂 加入催化剂 了达到平衡所需要的时间 平衡移动 缩短 不发生 4 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的一个条件 浓度 温度或压强等 平衡就会向着能够这种改变的方向移动 减弱 1 一定温度下 向al密闭容器中加入2molno2 g 发生反应 2no2 2no o2 此反应达到平衡状态时的标志是 a 混合气体的颜色变浅b 混合气体的密度不再变化c 混合气中no2 no o2物质的量之比为2 2 1d 单位时间内生成2nmolno 同时生成2nmolno2 解析 颜色变浅 说明反应正向进行 a错 体积一定 气体密度不论反应是否平衡均为定值 b错 物质的量之比等于化学计量数之比不能说明各组分浓度已保持恒定 更不能说明v正 v逆 c错 d能反映v正 v逆 正确 答案 d 2 一定条件下 可逆反应x g 3y g 2z g 若x y z起始浓度分别为c1 c2 c3 均不为0 平衡时 x y z浓度分别为0 1mol l 1 0 3mol l 1 0 08mol l 1 则下列判断不合理的是 a c1 c2 1 3b 平衡时 y和z的生成速率之比为3 2c x y的转化率不相等d c1的取值范围0 c1 0 14mol l 1 解析 原料比与方程式计量数比相同时 各原料的转化率相同 反应的方向未知 如果反应正向进行 则c1极值为0 14mol l 1 如果反应逆向进行 则c1的极值为0 答案 c 3 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 可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征 一是正反应速率和逆反应速率相等 二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变 具体分析如下表 例题1 某温度下 密闭容器中发生反应ax g by g cz g 达到平衡后 保持温度不变 将容器的容积压缩到原来容积的一半 当达到新平衡时 物质y和z的浓度均是原来的1 8倍 则下列叙述正确的是 a 可逆反应的化学方程式的计量数 a b cb 压缩容器的容积时 v正增大 v逆减小c 达到新平衡时 混合物中z的质量分数增大d 达到新平衡时 物质x的转化率减小 点拨 解答该题先要根据假设法判断出反应的化学计量数的关系 再分析其余各项的变化 解析 假设平衡不移动 将容器的容积压缩到原来的一半时 y z的浓度应该为原来的2倍 实际上是原来的1 8倍 说明加压过程中平衡向逆反应方向移动 即知a b c 压缩容器的容积时 正 逆反应速率均增大 平衡向逆反应方向移动 z的质量分数减小 x的转化率也减小 答案 d 1 一定温度下在容积恒定的密闭容器中 进行反应a s 2b g c g d g 当下列物理量不发生变化时 能说明该反应已达到平衡状态的是 混合气体的密度 容器内气体的压强 混合气体总物质的量 b物质的量浓度a b c d 只有 答案 a 2 可逆反应 2so2 g o2 g 2so3 g 正反应速率分别用v so2 v o2 v so3 mol l min 表示 逆反应速率分别用v so2 v o2 v so3 mol l min 表示 当反应达到平衡时 正确的关系是 a v so2 v o2 b v so3 v so3 c v o2 v so3 d v o2 2v so3 解析 达到平衡时 用同一种物质表示的正 逆反应速率一定相等 另外 用不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比 且方向相反 答案 b 常见的图象问题有如下类型1 表示平衡建立过程的图象 1 速率 时间图象此类图象揭示了v正 v逆随时间变化而变化的规律 开始v正大 v逆小 随反应进行 v正减小 v逆增大 平衡时v正 v逆 2 浓度 时间图象此类图象能说明各平衡体系组分 或某一部分 在反应过程中的变化情况 如a b ab的反应情况如图所示 2 表示平衡移动的图象 1 速率 时间图象此类图象定性揭示了v正 v逆随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了平衡的 动 等 定 变 的基本特征 以及平衡移动的方向等 如n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 建立平衡后加热对速率的影响如图所示 2 含量 时间 温度 压强 图象常见形式有以下几种 c 指产物的质量分数 b 指某反应物的质量分数 3 图象题解题方法与技巧 1 看坐标系 确定纵 横坐标所代表的含义 2 分析反应的特征 搞清正反应方向是吸热还是放热 体积增大 减小还是不变 有无固体或纯液体物质参加反应或生成等 3 分清楚自变量和因变量 弄明白始态 终态 必要时建立中间变化量以便使二者联系 并与勒夏特列原理相联系 4 看清三点 起点 拐点 终点 分清极值 最值 比较斜率 把握曲线的变化趋势 5 定一议二 当图象中有三个量时 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系 例题2 在三个相同容器中各充入1moln2和3molh2 在某一不同条件下反应并达到平衡 氨的体积分数随时间变化曲线如图所示 下列说法正确的是 a 图 可能是不同压强对反应的影响 且p2 p1b 图 可能是不同压强对反应的影响 且p1 p2c 图 可能是不同温度对反应的影响 且t1 t2d 图 可能是同温同压下 催化剂对反应的影响 催化剂性能1 2点拨 解决有关化学平衡的图象题首先要根据图象中的曲线的位置关系 变化趋势和特殊点分析出对应的条件或关系 然后确定答案 解析 图 中曲线2先达到化学平衡状态 p2 p1 由于合成氨反应是一个体积减小的反应 因此压强增大 nh3的体积分数应增大 选项a错 同时可知选项b也错 图 中曲线1先达到化学平衡状态 说明t1 t2 但合成氨反应是一个放热 温度升高 nh3的体积分数将变小 选项c错 答案 d 1 对于n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0的反应 nh3的百分含量随着时间的变化如图所示 由曲线b到曲线a采取的措施是 a 增大压强b 增大浓度c 使用催化剂d 升高温度 解析 据图可知 由曲线b到曲线a 平衡没发生移动 但反应速率加快了 故选c 答案 c 2 已知 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1 该反应是一个可逆反应 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 解析 正反应为放热反应 升高温度 反应速率增大 平衡左移 no含量降低 a项正确 c项错误 正反应是体积增大的反应 增大压强平衡左移 no含量降低 b项正确 加入催化剂可加快反应速率 缩短到达平衡的时间 d项正确 答案 c 方法归纳 改变外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响 可用各种图象来表示 解答图象题的方法与思路如下 1 看懂图象 一看 面 即看清横坐标和纵坐标 二看 线 即看线的走向 变化的趋势 三看 点 即看线是否通过原点 两条线的交点及线的拐点 四看要不要作辅助线 如等温线 等压线 五看定量图象中有关量的多少 2 联想规律 即联想外界条件对化学速率和化学平衡的影响规律 3 作出判断 依题意仔细分析 作出正确判断 特别值得注意的是 图象中有三个量时 应确定一个量不变 再讨论另两个量的关系 可谓 定一议二 曲线中先出现拐点的 该曲线在所示条件下先出现平衡 该曲线所示的温度或压强较高 可谓 先拐先平 如果曲线反映为达到平衡的时间不同但平衡状态相同 则可能是加入催化剂或对气体体积不变的反应改变压强使其速率发生变化但平衡不移动 或是几种等效平衡的曲线 化学反应速率在平衡图象中往往隐含出现 曲线斜率大的表示速率快 相应的条件可能是温度高或压强大或使用了催化剂 实验数据的处理化学平衡移动原理是一条实验规律 反应条件的改变引起反应速率的改变 又能引起反应混合物中各组分浓度 含量等一些数据的改变 分析处理浓度 含量等变化的数值 就可总结出化学平衡移动原理 实验设计 有一可逆反应如下 a g b g 2c g 正反应为放热反应 有人做了5次实验 实验起始浓度和反应条件记录见下表 1 第 次实验结果 正反应速率最大 2 当达到平衡时 第 次实验结果a的转化率最大 解析 1 浓度越大 温度越高 压强越大 并有催化剂 反应速率越大 第5次实验时 b浓度大 温度高 压强大 并有催化剂 此时反应速率最快 2 由于反应前后气体体积不变 所以压强和催化剂对化学平衡无影响 由于正反应为放热反应 所以温度越低越有利于平衡正向移动 另外增加b的浓度也可提高a的转化率 故第2次实验时a的转化率最大 答案 1 5 2 2 深化拓展对实验数据进行处理和解释 有助于我们从实验事物中抽象 归纳出一般规律 有助于我们形成化学概念 理论和定律 归纳数据 建立数学模型的分析方法是化学研究问题常用的一种方法 这种命题思路是学科综合考查的体现 是化学思维的高层次要求 1 2009 宁波模拟 可逆反应2no2 2no o2在体积固定的密闭容器中进行 下列说法不能认为达到平衡状态的是 a 单位时间内生成nmolo2同时生成2nmolno2b 混合气体的颜色不再改变的状态c 混合气体的密度不再改变的状态d 混合气体的压强不再改变的状态 解析 选项a 生成o2nmol 同时生成no22nmol 说明正逆反应速率相等 由于no2为有色气体 其他气体无色 混合气体的颜色不再改变 则反应已达平衡状态 由于反应在体积固定的容器中进行 气体密度不再改变 不是反应达平衡的标志 而压强不变是达平衡的标志 答案 c 2 2009 河北石家庄检测 对于达到平衡的可逆反应 x y w z 其他条件不变时 在t时刻增大压强 正 逆反应速率 v 变化的情况如图所示 下列对x y z w四种物质状态的描述正确的是 a w z均为气体 x y中只有一种为气体b x y均为气体 w z中只有一种为气体c x y或w z中均只有一种为气体d x y均为气体 w z均为液体或固体解析 由图可知t时刻增大压强 v正 v逆均增大 所以反应物 生成物中均有气体 且平衡正向移动 所以该反应为正向气体体积减小的反应 故只有b项正确 答案 b 3 2009 北京理综高考 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 0 2molhi相当于h2 i2各0 1mol 所以甲 乙在题述情况下达到的平衡是等效的 a项 甲 乙提高相同温度 仍等效 b项 甲中加入0 1molhe对反应无影响 c项 甲降低温度 平衡右移 hi的浓度增大 d项 甲增加0 1molh2 乙增加0 1moli2 平衡都向右移动 hi的浓度都增大 具体结果不能断定 答案 c 4 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 a 碳酸钙不溶于水 但溶于盐酸b 对于反应2hi g h2 g i2 g h 0 缩小容器的体积可使颜色变深c 在实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气d 打