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文档简介
1、1理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡对化学平衡的影响,认识其一般规律。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。重要作用。第三讲化学平衡移动第三讲化学平衡移动 1外界条件对化学平衡的影响规律。外界条件对化学平衡的影响规律。2利用化学平衡移动原理解释生产、生活中的实际问题。利用化学平衡移动原理解释生产、生活中的实际问题。3化学平衡图像的分析与应用化学平衡图像的分析与应用一、化学平衡移动一、化学平衡移动1概念概念可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件可逆反
2、应达到平衡状态以后,若反应条件(如如 、 、 等等)发生了变化,平衡混合物中各组分的发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之浓度也会随之 ,从而在一段时间后达到,从而在一段时间后达到_ _。这种由。这种由向向的变的变化过程,叫做化学平衡的移动。化过程,叫做化学平衡的移动。温度温度压强压强浓度浓度改变改变新的平衡新的平衡状态状态原平衡状态原平衡状态新平衡状态新平衡状态2平衡移动方向与化学反应速率的关系平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v正正 v逆逆,平衡向正反应方向移动。,平衡向正反应方向移动。(2)v正正 v逆逆,平衡不移动。,平衡不移动。(3)v正正 v逆逆,平衡向逆反应方向移动。,
3、平衡向逆反应方向移动。某一可逆反应,一定条件下达到了平某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,衡,若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?若若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?提示提示(1)不一定,如反应前后气体分子数不变的反不一定,如反应前后气体分子数不变的反应,增大压强或使用催化剂,正逆反应速率同等程度发生应,增大压强或使用催化剂,正逆反应速率同等程度发生变化,但平衡不移动。变化,但平衡不移动。一定,化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变,使一定,化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变,使v正正v逆逆才发生移动的
4、。才发生移动的。 二、外界条件对化学平衡的影响二、外界条件对化学平衡的影响1温度的影响温度的影响(假设正反应为吸热反应假设正反应为吸热反应)(1)T升高升高KQc K化学平衡向化学平衡向方向方向移动移动(2)T降低降低KQc K化学平衡向化学平衡向方向方向移动移动增大增大放热反应放热反应2浓度的影响浓度的影响(1)反应物浓度增大或生成物浓度减小时,反应物浓度增大或生成物浓度减小时,QcK平衡平衡_移动。移动。正向正向逆向逆向3压强的影响压强的影响(1)(2)V0的反应:改变压强,平衡的反应:改变压强,平衡 。不移动不移动4催化剂的影响催化剂的影响使用催化剂,使用催化剂,v正正和和v逆逆同等程度
5、增大,化学平衡不发生移同等程度增大,化学平衡不发生移动,但能改变达到平衡的动,但能改变达到平衡的。5勒夏特列原理勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强,以及如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够,平衡将向着能够_ _的方向移动。的方向移动。时间时间减弱这种减弱这种改变改变升高温度,化学平衡会向着吸热反应的升高温度,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?方向移动,此时放热反应方向的反应速率会减小吗?提示提示不会。因为升高温度不会。因为升高温度v吸吸和和v放放均增大,但二者
6、增大均增大,但二者增大的程度不同,的程度不同,v吸吸增大的程度大于增大的程度大于v放放增大的程度,故增大的程度,故v吸吸和和v放放不再相等,不再相等,v吸吸v放放,原平衡被破坏,平衡向吸热反应,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。的方向移动,直至建立新的平衡。降温则相反。一个实质一个实质 化学平衡移动的实质是外界条件影响了化学反应速率,化学平衡移动的实质是外界条件影响了化学反应速率,使得使得v正正v逆逆,平衡将发生移动。,平衡将发生移动。两个注意两个注意 应用勒夏特列原理分析问题时应注意:应用勒夏特列原理分析问题时应注意: 不要把不要把v正正增大与化学平衡向正
7、反应方向移动等同,增大与化学平衡向正反应方向移动等同,只有只有v正正v逆逆时,才使化学平衡向正反应方向移动。时,才使化学平衡向正反应方向移动。 不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同,当反应物总量不变时,化学平衡向正反应方向的提高等同,当反应物总量不变时,化学平衡向正反应方向移动,反应物的转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使移动,反应物的转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动时,会使另一种反应物的转化率化学平衡向正反应方向移动时,会使另一种反应物的转化率提高,而本身的转化率降低。提高,而本身的转化率降低。我的
8、警示我的警示问题征解问题征解 改变物质的浓度,化学平衡是否一定移动?改变物质的浓度,化学平衡是否一定移动?必考点必考点52 化学平衡移动方向的判断化学平衡移动方向的判断浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时,由于其液体物质时,由于其“浓度浓度”是恒定的,不随其量的增减是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡基本无影而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡基本无影响。响。(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因由于压强的
9、变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化对平此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化对平衡无影响。衡无影响。解析解析根据降温后平衡根据降温后平衡()到平衡到平衡()反应反应的物质的量的物质的量减少,说明降低温度使反应减少,说明降低温度使反应的平衡向着气体体积减少的的平衡向着气体体积减少的方向移动了,则反应方向移动了,则反应的正反应是放热反应;由于隔板右的正反应是放热反应;由于隔板右边的总物质量始终为边的总物质量始终为2 mol,故压强之比与气体体积成反,故压强之比与气体体积成反比,达到平衡比,达到平衡()时的压强与开始时的压强之比为时的压强与开始
10、时的压强之比为2 2.210 11;由于反应;由于反应是一个气体体积不变的反应,因此是一个气体体积不变的反应,因此反应反应的体系中气体的物质的量始终是的体系中气体的物质的量始终是2 mol,答案答案C化学平衡移动方向判断的思维模型化学平衡移动方向判断的思维模型 气体体积气体体积/Lc (Y)/(molL1)温度温度/1241001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列说法正确的是下列说法正确的是()。AmnBQ0C温度不变,压强增大,温度不变,压强增大,Y的质量分数减少的质量分数减少D体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动体积不变,温度升高,平
11、衡向逆反应方向移动解析解析温度不变时温度不变时(假设假设100 条件下条件下),体积是,体积是1 L时,时,Y的物质的量为的物质的量为1 mol,体积为,体积为2 L时,时,Y的物质的量为的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol,体积为,体积为4 L时,时,Y的物质的量为的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol,说明体积越小,压强越,说明体积越小,压强越大,大,Y的物质的量越小,的物质的量越小,Y的质量分数越小,平衡向生成的质量分数越小,平衡向生成X的方向进行,的方向进行,m0,B、D项错误。项错误。答案答案C必考点必考点53 化学平衡及其移动图像中的数形思想化学平衡
12、及其移动图像中的数形思想化学平衡图像题的解题步骤化学平衡图像题的解题步骤【典例【典例2】(2012长春调研长春调研)某化学科研小组研究在其他条件不变变某化学科研小组研究在其他条件不变变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中图中p表示压强,表示压强,T表示温度,表示温度,n表示物质的量表示物质的量)。解析解析反应反应中温度降低,中温度降低,A的平衡转化率升高,说明平的平衡转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,H0,压,压强增大,平衡向正反应方向移动,强增大,平衡向正反应
13、方向移动,A的转化率升高,故的转化率升高,故p2p1,A错;反应错;反应中中T1温度下反应先达平衡,说明温度下反应先达平衡,说明T1T2,温度降低,温度降低, n(C)增大,增大, 说明平衡向正反应方向移说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,动,故正反应是放热反应,H0,B错;反应错;反应中,若中,若T2T1,则温度升高,则温度升高,A的平衡转化率增大,说明平衡向的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应,正反应方向移动,故正反应是吸热反应,H0,D错。错。答案答案C(1)紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热
14、,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。(2)先拐先平先拐先平,在含量在含量(转化率转化率)时间曲线中,先出现拐点的则时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。化剂、压强较大等。(3)定一议二定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。(4)三步分析法三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二
15、看一看反应速率是增大还是减小;二看v正正、v逆逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。的相对大小;三看化学平衡移动的方向。 化学平衡图像题的解题技巧化学平衡图像题的解题技巧A图图研究的是研究的是t0时刻增大时刻增大O2的物质的量浓度对反应速的物质的量浓度对反应速率的影响率的影响B图图研究的是研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响率的影响C图图研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲的催化研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲的催化效率比乙高效率比乙高D图图研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高高解析解析这是一
16、道把图像、反应速率的影响因素等结合在一这是一道把图像、反应速率的影响因素等结合在一起的逆向考查综合题。起的逆向考查综合题。图图中中t0时刻的时刻的v(正正)、v(逆逆)都高于原平衡化学反应速率且都高于原平衡化学反应速率且v(正正)v(逆逆),应是增大体系的压强所致,应是增大体系的压强所致,A项错;图项错;图中中图像显示图像显示v(正正)v(逆逆)都高于原平衡体系,而体系中通入氦都高于原平衡体系,而体系中通入氦气只能增大体系的总压,并未改变各组分的分压,故不影响气只能增大体系的总压,并未改变各组分的分压,故不影响v(正正)、v(逆逆),B项错;催化剂只能改变化学反应速率,对项错;催化剂只能改变化
17、学反应速率,对化学平衡无影响,因而加入催化剂后,甲、乙能达到同一平化学平衡无影响,因而加入催化剂后,甲、乙能达到同一平衡状态,衡状态,C项错;图项错;图中乙比甲到达平衡所需时间短,其他中乙比甲到达平衡所需时间短,其他条件不变时,条件不变时,T(乙乙)T(甲甲),且此反应是,且此反应是H0,温度由,温度由T(乙乙)T(甲甲)降低,降低,(SO2)升高,符合曲线变化,升高,符合曲线变化,D项正确。项正确。答案答案D有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点,在审题时,一般采用的热点,在审题时,一般采用“看特点,识图像,想原理,看特点,识图
18、像,想原理,巧整合巧整合”四步法。四步法。第一步:看特点。即分析可逆反应化学方程式,观察物第一步:看特点。即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增正反应是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热、反应热(正反应是正反应是放热反应,还是吸热反应放热反应,还是吸热反应)等。等。第二步:识图像。即识别图像类型,横坐标和纵坐标的第二步:识图像。即识别图像类型,横坐标和纵坐标的含义、线和点含义、线和点(平台、折线、拐点等平台、折线、拐点等)的关系。利用规律的关系。利用规律“先先拐先
19、平,数值大拐先平,数值大”判断,即曲线先出现拐点,先达到平衡,判断,即曲线先出现拐点,先达到平衡,其温度、压强越大。其温度、压强越大。第三步:想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原第三步:想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。理,特别是影响因素及使用前提条件等。第四步:巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表,重第四步:巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。衡原理。【规范解答【规范解答】A【错因分析【错因分析】本题易错选本题易错选B或或C,错因是
20、化学平衡移动,错因是化学平衡移动原理与图像不对应,或看不懂图像。原理与图像不对应,或看不懂图像。 Hold住考向住考向考向考向1化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向5年年5考考考向考向2化学平衡移动的图像分析化学平衡移动的图像分析5年年4考考名师揭秘名师揭秘 高考围绕勒夏特列原理的理解,通过实验、判断、高考围绕勒夏特列原理的理解,通过实验、判断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查,是化学图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查,是化学反应速率和化学反应速率和化学(平衡平衡)状态的综合应用体现,平时加强针状态的综合应用体现,平时加强针对性强化训练,注重规律和方法技能的总结,提高解题能对
21、性强化训练,注重规律和方法技能的总结,提高解题能力。力。解析解析该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应,增加压强,平衡不移动,的反应,增加压强,平衡不移动,CO的转化率不变,的转化率不变,A项错误;该可逆反应的正反应是放热反应,降温可使平衡项错误;该可逆反应的正反应是放热反应,降温可使平衡正向移动,正向移动,CO的转化率提高,的转化率提高,B项正确;增大项正确;增大CO的浓的浓度,度,H2O(g)的转化率提高,的转化率提高,CO的转化率降低,的转化率降低,C项错项错误;催化剂不影响化学平衡,对反应物的转化率不产生影误;催化剂不影响化学平衡
22、,对反应物的转化率不产生影响,响,D项错误。项错误。答案答案B答案答案A解析解析A项,因为反应前后气体分子数不相等,故反应过项,因为反应前后气体分子数不相等,故反应过程中密闭容器中压强会发生变化;程中密闭容器中压强会发生变化;B项,硫单质为液体,项,硫单质为液体,其量的多少对反应速率没有影响;其量的多少对反应速率没有影响;C项,正反应为放热反项,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;应,升高温度,平衡逆向移动;D项,平衡常数只与温度项,平衡常数只与温度有关,与催化剂无关。有关,与催化剂无关。答案答案D解析解析根据等效平衡原理,甲容器与丙容器中平衡属于等根据等效平衡原理,甲容器与丙容器中平衡
23、属于等效平衡,平衡时有效平衡,平衡时有p甲甲p丙丙,乙容器与甲容器相比,若两,乙容器与甲容器相比,若两个容器中个容器中SO2转化率相同,则转化率相同,则p甲甲2p乙乙,但因甲容器中的,但因甲容器中的压强比乙容器中的压强大,故甲容器中的压强比乙容器中的压强大,故甲容器中的SO2转化率比乙转化率比乙容器中的大,容器中的大,p甲甲T1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低,说。升高温度水蒸气的百分含量降低,说明平衡逆向移动,正反应放热,明平衡逆向移动,正反应放热,H0;增大压强水蒸气;增大压强水蒸气的百分含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数的百分含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数
24、减少,综合分析减少,综合分析A选项中反应符合要求。选项中反应符合要求。答案答案A2(2012课标,课标,27)光气光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下中有许多用途,工业上采用高温下CO与与Cl2在活性炭催化在活性炭催化下合成。下合成。(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_ _。(2)工业上利用天然气工业上利用天然气(主要成分为主要成分为CH4)与与CO2进行高温重进行高温重整制备整制备CO,已知,已知CH4、H2和和CO的燃烧热的燃烧热(H)分别为分别为890.3 kJmol1、285.8 kJmol1和和283.0 kJmol1,则生成,则生成1 m3(标准状况标准状况)CO所
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