高考化学总复习 第七章 化学平衡状态及其移动课件第2课时.ppt

课时2化学平衡状态及其移动 1 了解化学反应的可逆性 2 了解化学平衡建立的过程 3 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学平衡的影响 认识并能用相关理论解释其一般规律 4 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 最新考纲 考点一可逆反应与化学平衡状态 1 可逆反应 1 定义在 条件下既可以向 反应方向进行 同时又可以向 反应方向进行的化学反应 2 特点 二同 a 相同条件下 b 正逆反应同时进行 一小 反应物与生成物同时存在 任一组分的转化率都 填 大于 或 小于 100 3 表示在方程式中用 表示 同一 正 逆 小于 2 化学平衡状态 1 概念在一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率 反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态 2 化学平衡的建立 相等 质量或浓度 3 平衡特点 探究思考 答案 1 在一恒容的密闭容器中进行 达到平衡状态的标志是 2 在恒压容器中进行 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno2 单位时间内生成nmolo2的同时生成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的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态答案 1 2 示例1 2012 上海化学 六节选 用氮化硅 si3n4 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件 能大幅度提高发动机的热效率 工业上用化学气相沉积法制备氮化硅 其反应如下 完成下列填空 1 在一定温度下进行上述反应 若反应容器的容积为2l 3min后达到平衡 测得固体的质量增加了2 80g 则h2的平均反应速率为 mol l 1 min 1 2 一定条件下 在密闭恒容的容器中 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 a 3v逆 n2 v正 h2 b v正 hcl 4v正 sicl4 c 混合气体密度保持不变d c n2 c h2 c hcl 1 3 6 思维启迪判断化学平衡状态的根本标志 1 化学反应速率经换算之后 同一物质的正逆反应速率相等 2 对于一个随反应进行而改变的量不再改变时则反应达到平衡状态 答案 1 0 02 2 ac 示例2 2012 山东 29节选 偏二甲肼与n2o4是常用的火箭推进剂 二者发生如下化学反应 ch3 2nnh2 l 2n2o4 l 2co2 g 3n2 g 4h2o g 1 火箭残骸中常现红棕色气体 原因为 n2o4 g 2no2 g 当温度升高时 气体颜色变深 则反应 为 填 吸热 或 放热 反应 2 一定温度下 反应 的焓变为 h 现将1moln2o4充入一恒压密闭容器中 下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 解析 1 温度升高 气体颜色变深 说明平衡正向移动 则正反应为吸热反应 2 该反应由正方向开始进行 且是气体体积增大的反应 恒压时 容器的体积增大 气体的密度随容积的增大而减小 达到平衡时则不变 故a对 该反应的焓变始终保持不变 与是否到达平衡状态无关 b错 n n2o4 逐渐减小 容器容积不断变大 故v正逐渐减小 达平衡时不变 c错 该反应由正向进行 n2o4转化率逐渐增大 达平衡时保持不变 d对 答案 1 吸热 2 ad 两审 两标志 突破化学平衡状态的判断1 两审 一审题干条件 是恒温恒容还是恒温恒压 二审反应特点 全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应 有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 两标志 1 本质标志v正 v逆 0 对于某一可逆反应来说 正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率 2 等价标志 体系中各组分的物质的量浓度 体积分数 物质的量 或质量 分数保持不变 对同一物质而言 断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等 体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化 a c1 c2 3 1b 平衡时 y和z的生成速率之比为2 3c x y的转化率不相等d c1的取值范围为0mol l 1 c1 0 14mol l 1 解析平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 a c不正确 平衡时y生成表示逆反应 z生成表示正反应且vy 生成 vz 生成 应为3 2 b不正确 由可逆反应的特点可知0 c1 0 14mol l 1 答案d c的生成速率与c的消耗速率相等 单位时间内生成amola 同时生成3amolb a b c的浓度不再变化 c的物质的量不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的总物质的量不再变化 单位时间消耗amola 同时生成3amolb a b c的分子数之比为1 3 2a b c d 解析对平衡状态的判断 一定要根据实际反应逐项分析 只有能反映同一物质的v 正 v 逆 或者混合物中的某组分的浓度或百分含量保持不变 才能证明可逆反应达到了平衡状态 中 同一物质的生成速率与消耗速率相等 说明反应已达到平衡 中 表示的是同一方向的反应速率 不能说明反应已达到平衡 中 各组分的浓度不再变化 说明反应已达到平衡 中 c的物质的量不再变化 也就是c的浓度不再变化 说明反应已达到平衡 中 若反应正向进行 混合气体的总物质的量减小 压强减小 若反应逆向进行 混合气体的总物质的量增大 压强增大 混合气体的总压强不再变化 说明反应正向进行的速率和逆向进行的速率相同 即反应已达到平衡 中 由 中的分析可知 混合气体的总物质的量不再变 化 说明反应已达到平衡 中 消耗a的量与生成b的量之比与它们在化学方程式中的计量数之比相等 也就是反应正向进行和逆向进行的速率相等 说明反应已达到平衡 中 a b c的分子数之比为1 3 2只是反应进程中的某一时刻的状态 不能说明反应已达到平衡 答案a 1 根据图中数据 反应开始至达到平衡时 v co 反应达到平衡时 c h2 2 判断该反应达到平衡的依据是 co减少的化学反应速率和co2减少的化学反应速率相等 co h2o co2 h2的浓度都相等 co h2o co2 h2的浓度都不再发生变化 正 逆反应速率都为零解析 1 由图可知10min时反应达到平衡 所以v co 0 03mol l 1 10min 0 003mol l 1 min 1 方程式的化学计量数之比等于反应时物质转化的浓度之比 所以反应达平衡时 c h2 c co2 0 03mol l 1 2 反应达到平衡的标志是反应体系组成不变 正 逆反应速率相等且不为零 co减少的化学反应速 率是正反应速率 co2减少的化学反应速率是逆反应速率 所以选 答案 1 0 003mol l 1 min 10 03mol l 1 2 不能判断化学平衡状态的三个标志 考点二化学平衡的移动 1 概念可逆反应达到平衡状态以后 若反应条件 如 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 温度 压强 浓度 新的平衡状态 原平衡状态 新平衡状态 改变 2 过程 3 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 反应达到平衡状态 不发生平衡移动 3 v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 4 影响化学平衡移动的外界因素 1 影响化学平衡移动的因素若其他条件不变 改变下列条件对化学平衡的影响如下 正反应 逆反应 气体体积减小 气体体积增大 平衡不移动 吸热 放热 平衡不移动 2 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度 平衡将向着能够 的方向移动 探究思考1 升高温度 化学平衡会向着吸热反应的方向移动 此时放热反应方向的反应速率会减小吗 答案不会 因为升高温度v吸和v放均增大 但二者增大的程度不同 v吸增大的程度大于v放增大的程度 故v吸和v放不再相等 v吸 v放 原平衡被破坏 平衡向吸热反应的方向移动 直至建立新的平衡 降温则相反 减弱这种 改变 答案 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 思维启迪 反应的特征 h与反应物和生成物量的关系 外界条件对化学平衡及反应速率的影响 解析a项 加入催化剂 改变反应途径 但不能使化学平衡移动 所以 h不变 错误 b项 由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应 所以改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量也不变 正确 c项 该反应为放热反应 升温 化学反应速率加快 平衡逆向移动 反应放出的热量应减少 错误 d项 若把该反应设计成原电池 化学能除转化成热能外 还转化成电能 所以放出的热量应减少 错误 答案b 示例4 2013 安徽理综 11 一定条件下 通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料mgo 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 解析由于此反应为吸热反应 升高温度 平衡正向移动 混合气体质量增加 密度增大 a正确 当增加co的物质的量时 相当于增大体系的压强 平衡逆向移动 co的转化率减小 co2与co的物质的量之比减小 b错误 平衡常数只与温度有关 与so2的浓度无关 c错误 mgso4为固体 增加其质量对平衡无影响 所以co的转化率不变 d错误 答案a 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 说明该化学反应已经达到平衡 解析反应过程中 反应物和生成物的转化量之比等于其化学计量数之比 平衡时 两种反应物的转化率相等 则它们的起始投入量之比应该等于其化学计量数之比 故a正确 当加压到一定压强时 气态水变为非气态 平衡会正向移动 故b错 充入稀有气体而压强不变 相当于增大容器容积 平衡向气体体积增大的方向移动 c错 nh3 no的正反应速率相等 与反应是否达到平衡无关 故d错 答案a 2 下列对化学平衡移动的分析中不正确的是 a b c d 解析 增加c 碳 的物质的量时平衡不移动 当增大n2的浓度时 n2的转化率降低 h2的转化率提高 减小反应容器的容积时 相当于增压 平衡一定向气体分子数减小的方向移动 恒压反应容器中充入稀有气体 平衡向气体分子数增大的方向移动 故 均错误 答案d 3 2012 大纲全国卷 8 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得 其中的一步反应为 反应达到平衡后 为提高co的转化率 下列措施中正确的是 a 增加压强b 降低温度c 增大co的浓度d 更换催化剂 解析特别注意 一般来说 有两种及两种以上反应物的可逆反应中 在其他条件不变时 增大其中一种反应物的浓度 能使其他反应物的转化率升高 但其本身的转化率反而降低 故c项错误 a 因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应 故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间 并不能使该平衡发生移动 因而无法提高co的转化率 b 因该反应为放热反应 降低温度能使平衡向右移动 从而提高co的转化率 d 催化剂只能影响化学反应的速率 改变可逆反应达到平衡的时间 不能提高co的转化率 答案b 判断化学平衡移动方向的思维模型 1 含义在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应体系 起始时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的百分含量相同 素养18 等效平衡 的原理与判断方法 知识必备 2 原理同一可逆反应 当外界条件一定时 反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 最后都能达到平衡状态 其中平衡混合物中各物质的含量相同 由于化学平衡状态与条件有关 而与建立平衡的途径无关 因而 同一可逆反应 从不同的状态开始 只要达到平衡时条件 温度 浓度 压强等 完全相同 则可形成等效平衡 方法规律 物质的 量 质量 体积 物 质的量浓度 组分百 分含量 物质的量分 数 质量分数 体积 分数 方法指导 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应相同 则它们互为等效平衡 方法指导 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应成比例 则它们互为等效平衡 组分百分含 量 物质的量分数 质量分数 体积分 数 方法指导 等温 等压条件下 对于任何有气相物质参加的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应成比例 则它们互为等效平衡 物 质的量浓度 组分 百分含量 物质的量 分数 质量分数 体积分数 1 达到平衡时 c在混合气体中的体积分数是 用字母a表示 2 在相同的实验条件下 若加入2mola和6molb 达到平衡后 c的物质的量为 mol 用字母a表示 此时c在反应混合气体中的质量分数 填 增大 减小 或 不变 当场指导 3 在相同实验条件下 若改为加入2mola和8molb 若要求平衡后c在反应混合气体中质量分数不变 则还应加入c mol a 若 达平衡时 a b c各增加1mol 则b的转化率将一定增大b 若向 平衡