山西省大同一中高考化学一轮复习 夯实基础 专题二十《化学平衡移动 化学反应进行的方向》课件.ppt

化学平衡移动化学反应进行的方向 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 认识其一般规律 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 回归教材 一 化学平衡移动 改变 新平衡状态 旧平衡状态 新平衡状态 1 概念 可逆反应达到平衡状态以后 若反应条件 如温度 浓度 压强等 发生了变化 平衡混合物中各组分的浓度也会随之 从而在一段时间后达到 这种由 向 的变化过程 叫做化学平衡的移动 2 实质 化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变 使v正 v逆才发生移动 v正 v逆 平衡向正反应方向移动 v正 v逆 平衡不移动 v正 v逆 平衡向逆反应 方向移动 不移动 变化 3 变化 反应速率的变化主要看v正与v逆是否相等 如果v正 v逆 则化学平衡必然要发生移动 如果v正 v逆同时改变 但始终保持相等 则平衡 平衡移动会使浓度 平均相对分子质量 颜色 混合气体密度 转化率等发生 但是浓度的变化不一定使平衡移动 颜色变化 平衡也不一定发生移动 二 外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下 aa g bb g mc g h 0达到了平 衡状态 若其他条件不变 改变下列条件对平衡的影响如下 1 浓度 正反应 逆反应 增大a的浓度或减小c的浓度 平衡向 方向移动 增大c的浓度或减小a的浓度 平衡向 方向移动 2 压强 气体体积减小 气体体积增大 若a b m 增大压强 平衡向 的方向移动 减小压强 平衡向 的方向移动 若a b m 改变压强 平衡 移动 恒温 恒容时 通入稀有气体 压强增大 但由于原混合物各成分的浓度均没有发生 故化学平衡 移动 恒温 恒压时 通入稀有气体 压强不变 但由于原混合物各成分的浓度均 相当于 了体系的压强 故化学平衡向着气体分子数 的方向移动 不 变化 不 减小 减小 增大 3 温度 吸热反应 放热反应 不 升高温度 平衡向 方向移动 降低温度 平衡向 方向移动 4 催化剂使用催化剂 因其能同等倍数地改变正 逆反应速率 平衡 移动 三 勒夏特列原理1 内容 如果改变影响平衡的条件之一 如 或 平衡将向着能够 的 方向移动 温度 压强 浓度 减弱这种改变 2 适用 该原理适用于化学平衡 溶解平衡 电离平衡 水解平衡等 平衡 原理的适用范围是只有一个条件变化的情况 温度或压强或一种物质的浓度 当多个条件同时发 生变化时 情况比较复杂 动态 减弱 减弱 抵消 超越 3 平衡移动的结果只能 外界条件的变化 如升高温度时 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 平衡向气体体积减小的方向移动等 这种 并不能 外界条件的变化 更不会 这种变化 四 化学反应进行的方向 1 自发过程 不需要 高能 低能 有序 无序 1 含义 在一定条件下 借助外力作用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 体系对外部做功或释放热量 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 2 化学反应方向的判据 自主测评 1 2013年山东高考 对于反应co g h2o g co2 g h2 g h 0 在其他条件不变的情况下 a 加入催化剂 改变了反应的途径 反应的 h也随之改变b 改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变c 升高温度 反应速率加快 反应放出的热量不变d 若在原电池中进行 反应放出的热量不变 解析 反应的 h大小只取决于反应物 生成物的状态与反应条件 而和反应是否使用催化剂 反应途径无关 a错误 该反应在反应前后气体的总体积不变 因此改变压强 平衡不移动 反应放出的热量不变 b正确 升高温度 平衡逆向进行 反应放出热量减小 c错误 在原电池中 能量转化形式是化学能转化为电能 而不再是化学能转化为热能 d错误 答案 b 2 2013年安徽高考 一定条件下 通过下列反应可以制备 特种陶瓷的原料mgo mgso4 s co g mgo s co2 g so2 g h 0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后 若仅改变图中横坐标x的值 重新达到平衡后 纵坐标y随x变 化趋势合理的是 解析 正反应为吸热反应 升高温度 平衡正向移动 容器内混合气体质量增加 而容器体积不变 故容器内混合气体的密度随温度升高而增大 a正确 增加co的物质的量 平衡虽正向移动 但因正反应为气体体积增大的反应 故达到新 平衡时co的转化率较原来的低 所以 n co2 n co 变小 b错误 反应的平衡常数只与温度有关 因此so2的浓度变大 反应平衡常数k不变 c错误 mgso4为固态 因此增加mgso4的质量 忽略体积 其他反应物的浓度不变 平衡不移动 co的转化率不变 d错误 答案 a 3 cocl2 g co g cl2 g h 0 当反应达到平衡 时 下列措施 升温 恒容通入惰性气体 增加co浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体 能提高cocl2 转化率的是 a c b d 解析 该反应为吸热反应 升温则平衡正向移动 cocl2转化率提高 正确 恒容时 通入惰性气体 反应物与生成物浓度不变 平衡不移动 错 增加co浓度 平衡逆向移动 cocl2转化率降低 错 该反应的正反应为气体分子数增大的反应 减压时平衡向正反应方向移动 cocl2转化率提高 正确 催化剂只能改变反应速率 不能改变平衡状态 错 恒压时 通入惰性气体 容器体积增大 反应物与生成物浓度降低 平衡向气体增加的方向移动 即向正反应方向移动 cocl2转化率提高 正确 答案 b 4 有一反应 2a g b g 2c g 如下图中的曲线是 该反应在不同温度下的平衡曲线 x轴表示温度 y轴表示b的 转化率 图中有a b c三点 则下列描述正确的是 a 该反应是放热反应b b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化c t1温度下若由a点达到平衡 可以采取增大压强的方法d c点v 正 v 逆 解析 由于温度升高 b的转化率增大 说明平衡正向移动 推知该反应是吸热反应 a错误 在t1温度下由a点达到平衡时 b的转化率不断减小 若采取加压措施 结合化学方程式可知b的转化率会不断增大 c错误 在t2温度下 c点会达到平衡状态 此过程中b的转化率不断增大 说明该过程v 正 v 逆 d错误 答案 b 5 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 解析 该反应的 h为正值 h 0 因为反应后有气体生成 反应前为固体 所以混乱度增加 熵变大于0 a错误 吸热反应不一定不能自发进行 b错误 熵增加的反应不一定能自发进行 c错误 判断反应能否自发进行要根据 h与 s综合分析 d正确 答案 d 重点一 化学平衡移动原理的应用 1 调控反应 根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理 可调控工业反应使之效益最大化 如合成氨工业中加入催化剂提高反应速率 温度控制在500 左右 既考虑了反应速率又兼顾了催化剂的活性的最佳温度 充入过量n2以提高h2的转化率等 2 判物质状态 由压强的改变 根据平衡移动的方向 可以判断反应物或生成物的状态 3 判反应系数 由压强的改变 根据平衡移动的方向 可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系 4 判反应 h 由温度的改变 根据化学平衡移动的方向 可以判断正反应或逆反应是吸热反应还是放热反应 6no g 5n2 g 6h2o g 例1 2011年安徽高考 利用低温技术可用于处理废气中的氮氧化物 在恒容密闭容器中发生下列化学反应 4nh3 g 催化剂 h qkj mol 1 q 0 下 列有关说法正确的是 a 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大b 平衡时 其他条件不变 增加nh3的浓度 废气中no的转化率减小c 单位时间内生成nh3和h2o的物质的量比为2 3时 反应达到平衡 d 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡 常数增大 解析 催化剂只能改变化学反应的速率 而不能改变反应物的转化率 a不正确 其他条件不变 增加nh3的浓度 no的转化率增大 b不正确 单位时间内生成nh3和h2o的物质的量比为2 3 即3v正 nh3 2v逆 h2o 根据3v正 nh3 2v正 h2o 可得 v逆 h2o v正 h2o 反应达到平衡状态 c正确 该反应是放热反应 升高温度 平衡常数减小 d不正确 答案 c 重点二 平衡图像 1 图像类型 1 速率 时间图 此类图像定性揭示了v正 v逆随时间 含条件改变对速率的影响 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 2 含量 时间 温度 压强 图 图像能说明平衡体系中各组分 或某一成分 在反应过程中的变化情况 c 指某产物的质量分数 b 指某反应物的质量分数 此类图像要注意各物质曲线的折点 达平衡 时刻相同 各物质浓度变化的内在联系及其比例符合化学方程式中的计量数关系 t2 t1 正反应为吸热反应 t2 t1 正反应为放热反应 p1 p2 正反应为气体体积减小的反应 p1 p2 正反应为气体体积增大的反应 3 恒压 温 图 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 常见类型有 4 速率 温度 压强 图 5 其他图 如右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 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 解题方法 1 看图像 一看轴 即纵 横坐标的意义 二看点 即起点 拐点 交点 终点 三看线 即线的走向和变化趋势 四看辅助线 即等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化 转化率变化 物质的量的变化等 2 依据图像信息 利用平衡移动原理 分析可逆反应的特征 吸热还是放热 气体的化学计量数增大 减小还是不变 有无固体或纯液体参加或生成等 3 先拐先平 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应先达到平衡 可能是该反应的温度高 浓度大 压强大或使用了催化剂 4 定一议二 勒夏特列原理只适用于一个条件的改变 所以图像中有三个变量 先固定一个量 再讨论另外两个量的关系 例2 一定条件下 下列反应中水蒸气含量随反应时间 的变化趋势符合示意图的是 解析 由温度 时间图像可知 t2先达到平衡 因此t2 t1 温度升高 水蒸气含量减少 正反应是放热反应 因此b c不符合题意 由压强 时间图像可知 p1先达到平衡 即p1 p2 随着压强的增大 水蒸气含量增大 因此正反应是气体体积减小的反应 d不符合题意 只有a符合题意 答案 a 拓展应用 a b c d a正确 溶液ph增大 碱性增强 c h 减小 平衡右移 cr2o7 解析 反应为放热反应 升温 平衡左移 平衡常数减小 转化率增大 b错误 温度升高 正反应速率增大 c错误 c pb2 增大 平衡右移 n cr2o7 减小 d错误 答案 a 2 2 合成氨条件的选择 1 化工生产选择适宜条件的原则 1 对于任一可逆反应 增大反应物浓度 能提高反应速率和转化率 故生产中常使廉价易得的原料适当过量 以提高另一原料的利用率 如氮气与氢气的配比为1 07 3 2 对于气体分子数减少的反应 增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动 但压强太大 动力消耗 设备要求 成本增高 故必须综合考虑 3 对于放热反应 升温 提高反应速率 但转化率降低 若温度太低 反应速率又太慢 故需使用适当的催化剂 对于吸热反应 升温 加快反应速率 又能提高转化率 但要避免反应物或生成物的过热分解 4 使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡 但使用时必须注意其活性温度范围 且防止催化剂 中毒 延长使用寿命 2 合成氨适宜条件的选择 1 选择依据 从提高反应速率的角度分析 提高反应温度 使用催化剂 适当提高氮氢比 从平衡移动的角度分析 降低温度 提高压强和适时分离反应产物氨 从实际生产的角度分析 温度和压强要与生产实际相适应 2 选择原则 能加快反应速率 提高原料的利用率 提高 单位时间内的产量 对设备条件要求不能太高 3 合成氨的适宜条件 使用催化剂 适宜的压强 2 107 5 107pa 适宜的温度 500 左右 及时分离出氨和及时补充氮气和氢气 例3 恒温下 将amoln2与bmolh2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中 发生如下反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 1 若反应进行到某时刻t时 nt n2 13mol nt nh3 6mol a 2 反应达平衡时 混合气体的体积为716 8l 标准状况下 其中nh3的含量 体积分数 为25 平衡时nh3的物质的量是 mol 3 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比 写出最 简整数比 下同 n 始 n 平 4 原混合气体中 a b 5 达到平衡时 n2和h2的转化率之比 n2 h2 6 平衡混合气体中 n n2 n h2 n nh3 解析 1 由反应的化学方程式得知 反应掉的n2和生成nh3的物质的量之比为1 2 设反应掉的n2的物质的量为xmol 由x 6 1 2解得x 3 a 13 3 16 2 n平 nh3 716 8l22 4l mol 1 25 32mol 25 8mol 3 开始时转化平衡时 n2 axa x 3h2b3xb 3x 2nh302x2x n总a b32 2x32 0 25 解得x 4 考点一 化学平衡移动 1 2014年广东广州一模 在恒容密闭容器中 反应co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 0达到平衡后 改变某 一条件 下列说法正确的是 a 升高温度 正反应速率减小 逆反应速率增加 平衡逆向移动b 升高温度 可提高co2转化率c 增加h2的浓度 可提高co2转化率d 改用高效催化剂 可增大反应的平衡常数 解析 升高温度 正 逆反应速率都增大 a错误 升高温度 平衡逆向移动 降低co2转化率 b错误 改用高效催化剂 可增大反应速率 但平衡常数不变 d错误 答案 c 2 在一密闭容器中有如下反应 l s ag g br g 温度和压强对该反应的影响如下图所示 其中压强p1 p2 由此 可判断 a 正反应为放热反应b 化学方程式中的计量数a bc g的转化率随温度升高而减小d 增大压强 容器内气体质量不变 解析 温度升高 g的体积分数减小 转化率增大 平衡向正反应方向移动 说明正反应为吸热反应 a c错误 压强增大 g的体积分数减小 平衡向正反应方向移动 说明a b b正确 l是固体 平衡移动将引起气体质量的改变 d错误 答案 b 考点二 化学平衡图像 3 向绝热恒容密闭容器中通入so2和no2 一定条件下使 反应so2 g no2 g so3 g no g 达到平衡 正反应速率 随时间变化的示意图如下图所示 由图可得出的正确结论是 a 反应在c点达到平衡状态b 反应物浓度 a点小于b点c 反应物的总能量低于生成物的总能量d t1 t2时 so2的转化率 a b段小于b c段 解析 c点v 正 最大 但不一定达到平衡 a错误 a点反应物的浓度大于b点的反应物浓度 b错误 反应初始阶段 随着反应的不断进行 反应速率逐渐加快 说明体系温度逐渐升高 该反应为放热反应 即反应物的总能量大于生成物的总 能量 c错误 由于b c段v 正 大于a b段 故b c段so2的转化率大于a b段 d正确 答案 d 4 2012年四川高考 反应am g bn g cp g dq g 达到平衡时 m的体积分数y m