高考化学总复习系列 7-3化学平衡移动、化学反应的方向（课件）.ppt

第三节化学平衡移动、化学反应的方向,1理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。 2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。 3能利用焓变和熵变判断反应的方向。,1根据平衡移动原理(勒夏特列原理)分析理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)的改变对化学平衡的影响，掌握分析化学平衡移动的方法思路。 2有关工业条件的选择，是综合了有关化学反应速率、化学平衡及其移动以及生产上的一些具体问题(如技术、设备、材料、成本、工艺流程、环保、安全等)，并结合化学反应的特点来考查的。分析时要注意理论联系实际，统筹兼顾，注重实效。,3结合典型题目的分析解答，掌握典型题目解题方法思路，平衡图象题的分析方法思路(看懂图象、联想规律、作出判断)。,一、影响平衡移动的外界条件 1浓度：在其他条件不变时，_或_，平衡正向移动；_或_，平衡逆向移动。 2压强：对于_的可逆反应，在其他条件不变时，增大压强，平衡向_的方向移动；减小压强，平衡向_的方向移动。 对于_的可逆反应，在其他条件不变时，增大或减少压强，平衡_移动。,3温度：在其他条件不变时，升高温度，平衡向_方向移动；降低温度，平衡向_方向移动。 4平衡移动原理(勒夏特列原理) 概念：如果改变影响化学平衡的_条件(如：_等)，平衡就会向着能够_的方向移动。 二、自发反应 在一定条件下无需_就能_的反应，我们称之为自发反应。许多化学反应的正反应能自发进行，而其逆反应无法自发进行。,三、化学反应方向的判断依据 1许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，都有由能量_状态向能量_状态转化的倾向。研究表明，对于化学反应而言，绝大多数_反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量_得也越多，反应越完全。然而，并非所有自发进行的化学反应都是放热的。,2大多数自发反应有趋向于_的倾向。衡量一个_的物理量叫熵。用符号_表示。体系中微粒之间_的程度越大，体系的熵_。反应前后体系_叫做反应的熵变，可用S表示。 3S_0，发生变化后体系混乱度_；S_0，发生变化后体系混乱度_。,4反应的_是制约化学反应能否自发进行的因素之一，除热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是_，也就是熵变。熵变和焓变是影响化学反应能否自发进行的因素但不是_因素。因此要判断化学反应能否自发进行要综合考虑这两个方面的因素。 5有些条件下，判断反应能否自发进行，除了要考虑焓变和熵变之外还要考虑_。当H0、S0，反应能否自发进行要考虑_。,答案： 一、1.反应物浓度增大生成物浓度少反应物浓度减少生成物浓度增大2.气体分子数不等体积减小体积增大气体分子数相等不3.吸热放热4.一个浓度、压强或温度减弱这种改变 二、外界帮助自动进行 三、较高较低放热降低体系混乱度增大体系混乱度S无规则排列越大熵的变化增大<减小焓变体系的混乱度唯一温度温度,1我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是() A反应进行的方向B反应的快慢 C反应进行的限度 D反应物的多少 答案：D,2一定温度下，在一定容积的密闭容器中充入NO2发生如下反应：2NO2N2O4并达到平衡，此时NO2的转化率为P%，再次充入NO2，其转化率将() A增大 B减小 C不变 D无法确定 答案：A,3对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是() A加入一种反应物 B升高温度 C增大平衡体系的压强 D使用催化剂 答案：B,4(2008天津高考)对于平衡CO2(g)CO2(aq)H19.75 kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是() A升温增压B降温减压 C升温减压 D降温增压 答案：D,5(2009合肥模拟)在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)B(g)2C(g)H0；达到平衡后，改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是(),解析：达平衡后，再加入B，B的转化率降低，A错误。平衡后，再加入C，可导致A的体积分数减小，B不正确。增压、平衡右移，A的转化率增大，C正确。升温，平衡左移，混合气体平均摩尔质量减小，D不正确。 答案：C,6能用能量判据判断下列过程的方向的是() A水总是自发由高处往低处流 B放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行 C有序排列的火柴散落时成为无序排列 D多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大 答案：A,7在密闭容器中进行下列反应：CO2(g)C(s)2CO(g)H0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化： (1)增加C，平衡_，c(CO)_。 (2)减小密闭容器的体积，保持温度不变，则平衡_，c(CO2)_。 (3)通入N2，保持密闭容器的体积和温度不变，则平衡_，c(CO2)_。 (4)保持密闭容器的体积不变，升高温度，则平衡_，c(CO)_。,解析：(1)C为固体，增加C，气体反应物浓度并不变，平衡不发生移动； (2)减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动； (3)通入的N2不参加反应，且密闭容器的体积和温度不变时，各物质的浓度并不改变，平衡不发生移动； (4)其他条件相同时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。,答案：(1)不移动不变 (2)向逆反应方向移动增大 (3)不移动不变 (4)向正反应方向移动增大,8将1 mol I2(g)和2 mol H2置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2(g)H2(g)2HI(g)H0，并达到平衡。HI的体积分数(HI)随时间变化如曲线()所示：,(1)达到平衡时，I2(g)的物质的量浓度为_。 (2)若改变反应条件，在甲条件下(HI)的变化如曲线()所示，在乙条件下(HI)的变化如曲线()所示。则甲条件可能是_，乙条件可能是_(填入下列条件的序号) 恒容条件下，升高温度恒容条件下，降低温度恒温条件下，缩小反应容器体积恒温条件下，扩大反应容器体积恒温恒容条件下，加入适当催化剂,解析：(1)I2(g)H2(g)2HI(g) 起始(mol) 120 转化(mol)xx2x 平衡(mol)1x2x2x 因平衡时(HI)0.6，则：,(2)由()()及由()()，平衡时(HI)不变，只是改变了达到平衡的时间，平衡并未发生移动。()线达到平衡用的时间缩短，反应速率提高，可能是加压或使用了催化剂；()线达到平衡用的时间延长，反应速率降低，可能是减压所致。 答案：(1)0.05 molL1(2)、,1.一般思路,2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液体物质时，由于其“浓度”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，对平衡没影响。 (2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应的速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。,(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温、恒容条件：,(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。,特别提醒 应用上述规律分析问题时应注意： (1)不要把(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有(正)(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。 (2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高。,案例精析 【例1】将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达平衡：X(g)Y(g)2Z(g)H0。当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是() A升高温度，X的体积分数不变 B改变体积增大压强，Z的浓度不变,C保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变 D保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大 E保持容器压强不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变 F保持容器压强不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大,解析题给反应是一个反应前后气体体积不变、正方向放热的反应。A项，升高温度，平衡逆向移动，X的体积分数增大；B项，增大压强、体积缩小，平衡不移动，但Z的浓度增大；C项，体积不变，充入惰性气体，对平衡无影响；D项，体积不变，充入Z，平衡逆向移动，但平衡时与原平衡为等效平衡，X的体积分数不变。E项保持容器压强不变，充入惰性气体，容器体积变大，虽然平衡不移动，Y的浓度也要减小。F项恒压下，充入Z后，达到的平衡与原平衡是等效的，Y的浓度不变，X的体积分数不变。 答案C,(2007全国卷)已知C(s)CO2(g)2CO(g)H0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正反应方向进行的是() A升高温度和减小压强 B降低温度和减小压强 C降低温度和增大压强 D升高温度和增大压强,解析：该反应为气体体积增大的吸热反应。升高温度，减小压强均有利于反应正向移动。降低温度和增大压强则有利于反应逆向移动。 答案：A,1.常见类型 对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若mnpq，且H0,(1)t图像,(2)ct图像 (3)cp(T)图像,(4)其他图像,2解题思路 一看面，即看清横坐标和纵坐标； 二看线，即看线的走向和变化趋势； 三看点，即看线是否通过原点，两条线的交点和线的拐点； 四看要不要作辅助线，即看是否需要作等温线或等压线； 五看定量图像中有关量的多少。,案例精析 【例2】(2008全国高考题)已知：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)；H1025 kJ/mol，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(),解析本题考查了温度、压强、催化剂等对化学反应速率和化学平衡的影响。温度高、压强大或使用催化剂都能增大反应速率，使可逆反应先建立平衡，所以C项错。 答案C,(2008江苏南通5月)根据下列有关图像，说法正确的是(),A由图知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的H<0 B由图知，反应在t6时刻，NH3体积分数最大 C由图知，t3时采取降低反应体系压强的措施 D图表示在10 L容器、850C时的反应，由图知，到4 min时，反应放出51.6 kJ的热量,解析：A项，T1、T3处未达平衡，T2处达平衡状态；由图得：t1t2应该是NH3的质量分数最大的时候，因t3、t5时刻平衡都逆向移动，NH3的体积分数减小。t3时v逆、v正都减小，且v逆v正，则采取的措施是减小压强。 由图可知：反应1 mol CO放热43 kJ。容积为10 L，平衡时消耗n(CO)n(H2O)1.2 mol放热为51.6 kJ。 答案：CD,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。 2分析方法 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为方程式同一半边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效。,3分类及判断方法 (1)恒温恒容条件下的体积可变反应 判断方法：极值等量即等效 实例： 例如，一定条件下的可逆反应： 2SO2O22SO3 2 mol1 mol0 002 mol 0.5 mol0.25 mol1.5 mol a molb mol c mol,上述三种配比，按方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol 、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。 中a、b、c三者的关系满足：(2)a2，(1)b1，即与上述平衡等效。,(2)恒温恒压条件下的体积可变反应 判断方法：极值等比即等效 实例 例如：2SO2O22SO3 2 mol3 mol0 mol 1 mol3.5 mol2 mol a molb molc mol,(3)恒温条件下体积不变的反应 判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 实例 例如：H2(g)I2(g)2HI(g) 1 mol1 mol0 mol 2 mol2 mol1 mol a molb molc mol,案例精析 【例3】一定条件下，向某容器中加入2 mol A、2 mol B，使反应2AmBnCD达到平衡时，气体A的浓度为 molL1、体积分数为V%。 (1)若容积不变，且B为固体，达到平衡时再加入n mol C和1 mol D，气体A的浓度为2molL1、体积分数仍为V%(假定n mol C是足量的)，则n_时，C、D均为气体；n_时，C为气体，D为固体或液体。,(2)若容积不变，且A、B、C、D均为气体，当m2、n3时，在相同条件下的另一容器中要使达到平衡时气体A的浓度仍为 molL1，则需在起始时加入：C_mol、D_mol。 (3)若压强不变，且A、B、C、D均为气体，当m2、n3时，在已达到平衡的容器中再加入C和D使达到新平衡时气体A的浓度仍为 molL1，则再加入的C、D的物质的量之比为n(C)n(D)_。,解析(1)中容积不变，且B为固体，若达到平衡时再加入n mol C和1 mol D，气体A的浓度为 2molL1、体积分数仍为V%，说明平衡不移动，加入的n mol C和1 mol D相当于再加入2 mol A和2 mol B，即该反应为气体体积前后不变的反应。C、D均为气体时，n1；C为气体、D为固体或液体时，n2。(2)中建立的平衡状态完全相同，且为等体积的气体反应。可采用“极端法”处理，在等容等温下建立等效平衡，只要加入的C、D的物质的量相当于2 mol A和2 mol B即可。由可逆反应方程式可知，起始应加入3 mol C和1 mol D。,(3)中为等体积的气体反应，要想在等温等压中建立等效平衡，只要投料比等于化学计量数之比即可。 答案(1)12(2)31(3)31,(2007四川卷)向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是(),A0.5 mol CO2 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2 B1 mol CO1 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2 C0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.4 mol CO20.4 mol H2 D0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.5 mol CO20.5 mol H2,解析：按方程式中的化学计量数关系，将各项中的CO2和H2全部转化为CO和H2O。则A项中CO为1.5 mol，H2O为3 mol ，B项中CO为2 mol，H2O为2 mol，C项中CO为0.9 mol，H2O为1.9 mol，D项中CO为1 mol，H2O为2 mol。分析各项可看出A、D二项均符合n(CO)n(H2O)12与题干中的反应为等效平衡；C项中n(CO)n(H2O)12，CO的体积分数增大。 答案：B,【例1】(2009全国卷)某温度时，在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。 (1)根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：,(2)体系中发生反应的化学方程式是_； (3)列式计算该反应在03 min 时间内产物Z的平均反应速率：_；,(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率等于_； (5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线(如下图所示)，则曲线所对应的实验条件改变分别是： _，_，_。,解析(1)依据左表中描点作图，注意：9 min 时达到平衡。 (2)达到平衡时，X减少1.000.550.45(mol)，Y减少0.90 mol，Z增加0.90 mol，则反应为X2Y2Z。 (5)相对于原平衡，都使反应速率加快，而生成的Z减小，不变，增加，故的条件应分别为：升温、加入催化剂、加压。,答案(1) (2)X2Y2Z,(4)45% (5)升高温度加入催化剂增大压强,(2008宁夏卷)已知可逆反应： M(g)N(g)P(g)Q(g)H0 请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_； (2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；,(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_； (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。,解析：(1)根据题意： M(g)N(g)P(g)Q(g)H0 起始：1 molL12.4 molL1 转化：160% molL1160% molL1,(2)该反应正方向为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，M的转化率增大。 (3)由于温度不变，因而反应平衡常数不变，即,(4)由于温度不变，则化学平衡常数不变，则设平衡时，M的转化浓度为x。,答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%,恒温恒容下2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应： 2A(g)B(g)xC(g)2D(s)。 2 min 时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol/L。 (1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为_。 (2)x_。,(3)A的转化率与B的转化率之比为_。 (4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_(填各项代号)。 A压强不再变化 B气体密度不再变化 C气体平均相对分子质量不再变化 DA的消耗速率与B的消耗速率之比为21 (5)若向原平衡混合物的容器中再充入2 mol A气体和2 mol B气体，在原温度下达到新的平衡，此时B的物质的量n(B)_。,(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等，起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足关系为_。,(2)n(C)1.2 mol/L2 L2.4 mol， n(B)2 mol1.2 mol0.8 mol， 故A、B转化率之比为21。,(4)由(正)(逆)，可知D不正确，因均指(正)。由于x3，且D是固体，反应前后气体的物质的量不变，故A不正确，由,(5)由于恒温恒容，再充入2 mol A气体和2 mol B气体，实为等效平衡。n(气)0，故A、B的转化率不变。n(B)21.2 mol2.4 mol。 (6)由该类等效平衡的条件可知：n(A)n(B)2211。 答案：(1)0.6 mol/(Lmin) (2)3(3)21(4)BC (5)2.4 mol(6)n(A)n(B),请同学们认真完成课后强化作业,