化学平衡二轮复习.ppt

化学平衡 2016年高考二轮复习 化学平衡试题关注社会热点问题 着重考查学生接受 吸收 整合信息的能力 通过化学平衡原理解决问题 2013浙江理综27题捕碳技术 主要指捕获CO2 在降低温室气体排放中具有重要的作用 2014浙江理综27题煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2 严重破坏生态环境 采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定 从而降低SO2的排放 CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g 2015浙江理综28题乙苯催化脱氢制苯乙烯反应 苯乙烯是现代石油化工最重要的单体之一 2016年浙江高考考试说明 了解化学反应的可逆性 了解化学平衡建立的过程 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 理解浓度 温度 压强 催化剂等因素对反应速率和化学平衡的影响 认识其一般规律 了解化学反应速率和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 二甲醚 CH3OCH3 被称为21世纪的新型燃料 具有替代石油和天然气产品的潜力 燃烧性能好 热效率高 燃烧过程中无残渣 无黑烟 新的研究表明二甲醚是符合中国能源结构特点的优良车用替代燃料 2005年5月16日上海交通大学宣布 我国首台使用二甲醚为燃料的城市客车问世 这将有效地解决公交车冒黑烟的问题 社会热点 二甲醚催化重整制氢的反应过程 主要包括以下几个反应 以下数据为25 1 01 105Pa测定 CH3OCH3 g H2O l 2CH3OH l H 24 52kJ mol CH3OH l H2O l CO2 g 3H2 g H 49 01kJ mol CO g H2O l CO2 g H2 g H 41 17kJ mol CH3OH l CO g 2H2 g H 90 1kJ mol 2015年绍兴一中一模试题改编 在一常温恒容的密闭容器中 对于反应 CO g H2O l CO2 g H2 g 如何判断反应达到平衡 A CO的体积分数保持不变B 气体的平均相对分子质量保持不变C 容器内气体密度保持不变 ABC 二甲醚催化重整制氢的反应过程 主要包括以下几个反应 以下数据为25 1 01 105Pa测定 CH3OCH3 g H2O l 2CH3OH l H 24 52kJ mol CH3OH l H2O l CO2 g 3H2 g H 49 01kJ mol CO g H2O l CO2 g H2 g H 41 17kJ mol CH3OH l CO g 2H2 g H 90 1kJ mol 1 在一的密闭容器中 放入一定量的甲醇如 式CH3OH l CO g 2H2 g 建立平衡 以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为 A CO的体积分数保持不变B 气体的平均相对分子质量保持不变C 容器内气体密度保持不变D CO与H2的物质的量之比保持1 2不变E 平衡常数K不变 2015年绍兴一中一模试题改编 常温恒容 C 常温常压 绝热恒容 二甲醚催化重整制氢的反应过程 主要包括以下几个反应 以下数据为25 1 01 105Pa测定 CO g H2O l CO2 g H2 g 反应 的平衡常数表达式 2015年绍兴一中一模试题改编 2 200 时反应 的平衡常数表达 保持200 和0 1Mp不变的条件下 若反应 开始冲入2molCO和2molH2O 达到平衡时CO转化率为80 对于气体参与的反应 表示平衡常数Kp时用气体组分 B 的平衡压强p B 代替该气体物质的量浓度c B 则反应 的Kp 各气体的分压 总压 物质的量分数 16 利用K值可判断某状态是否处于平衡状态 Qc K Qc K Qc K 反应处于平衡状态 v正 v逆 反应向正方向进行 v正 v逆 反应向逆方向进行 v正 v逆 浓度商 N2 g 3H2 g 2NH3 g 分别向A B两容器中充入1molN2和3molH2 1 H2转化率 aAaB 2 容器中充入1molN2和3molH2 平衡后 再充入1molN2和3molH2 H2转化率 3 容器中充入1molN2和3molH2 平衡后 再充入1molN2和3molH2 H2转化率 增大 不变 基本模型 N2 g 3H2 g 2NH3 g 分别向A B两容器中充入1molN2和3molH2 4 容器中充入1molN2和3molH2 平衡后 再充入少量He H2转化率 5 容器中充入1molN2和3molH2 平衡后 再充入少量He H2转化率 不变 减小 2015高考浙江化学 3 工业上 通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气 原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1 9 控制反应温度600 并保持体系总压为常压的条件下进行反应 在不同反应温度下 乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性 指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数 示意图如下 掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率 解释说明该事实 控制反应温度为600 的理由是 H 0 二甲醚催化重整制氢的反应过程下数据为25 1 01 105Pa测定 CH3OCH3 g H2O l 2CH3OH l H 24 52kJ mol CH3OH l H2O l CO2 g 3H2 g H 49 01kJ mol CO g H2O l CO2 g H2 g H 41 17kJ mol CH3OH l CO g 2H2 g H 90 1kJ mol 3 工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如图所示 你认为反应控制的最佳温度应为 理由是 400 450 二甲醚 H2 CO2 CO 产物中CO CO2体积分数小 二甲醚转化率高 一张图到两张图 CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g H1 218 4kJ mol 1 反应 CaSO4 s 4CO g CaS s 4CO2 g H2 175 6kJ mol 1 反应 5 图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线 则降低该反应体系中SO2生成量的措施有 A 在合适的温度区间内控制较低的反应温度B 提高CO的初始体积百分数C 提高反应体系的温度D 向该反应体系中投入石灰石 2014高考浙江化学 改编 ABD 一个平衡到两个平衡 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H 49kJ mol 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 24kJ mol 2CO2 g 6H2 g CH3OCH3 g 3H2O g H 122kJ mol CO2 g H2 g CO g H2O g H1 1 相同条件下 CO2转化率与温度关系如图所示 则反应 的焓变 H10 2 相同条件下 反应 的CO2转化率比反应 高 原因是 反应 可看作反应 后甲醇变为二甲醚 促使反应 平衡正向移动 变式训练 一个平衡到多个平衡 在恒容密闭容器中 充入2molCH3OH 画出从充入反应物开始 反应温度对CH3OH转化率的变化曲线 起始温度为573K 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 24kJ mol 作图 2015年绍兴一中一模试题改编 二甲醚催化重整制氢的反应过程 CH3OH g H2O g CO2 g 3H2 g H 49kJ mol 画出在一容积可变的密闭容器中 保持200 从充入CH3OH和1molH2O g 开始 随压强不断增大 各物质始终为气态 CH3OH的物质的量变化的曲线 作图 变式训练 2015年绍兴一中一模试题改编 二甲醚催化重整制氢的反应过程 CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g H1 218 4kJ mol 1 反应 CaSO4 s 4CO g CaS s 4CO2 g H2 175 6kJ mol 1 反应 6 恒温恒容条件下 假设反应 和 同时发生 且v1 v2 请在图2中画出反应体系中c SO2 随时间t变化的总趋势图 2014高考浙江化学 辨别图表 提取信息 综合应用 2015 全国卷 28 4 Bodensteins研究了下列反应 2HI g H2 g I2 g 在716K时 气体混合物中碘化氢的物质的量分数x HI 与反应时间t的关系如下表 根据上述实验结果 该反应的平衡常数K的计算式为 上述反应中 正反应速率为v正 k正x2 HI 逆反应速率为v逆 k逆x H2 x I2 其中k正 k逆为速率常数 则k逆为 以K和k正表示 若k正 0 0027min 1 在t 40min时 v正 min 1 由上述实验数据计算得到v正 x HI 和v逆 x H2 的关系可用下图表示 当升高到某一温度时 反应重新达到平衡 相应的点分别为 填字母 答案 k正 K1 95 10 3 A点 E点 原平衡时 x HI 为0 784 x H2 为0 108 二者图中纵坐标均约为1 6 因为平衡时v正 v逆 升高温度 正 逆反应速率均加快 对应两点在1 6上面 升高温度 平衡向正反应方向移动 x HI 减小 A点符合 x H2 增大 E点符合 反应CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H 0 起始温度体积相同 T1 2L密闭容器 反应过程中部分数据见下表 达到平衡时 反应I II对比 平衡常数K I K II 对反应I 在其它条件不变下 若30mi