理化生高考化学一轮复习专题六化学平衡移动.pptx

1化学平衡原理在工业生产中的应用。化学平衡原理在工业生产中的应用。2化学平衡图像的分析，等效平衡原理的应用。化学平衡图像的分析，等效平衡原理的应用。第1页/共116页一、影响化学平衡的因素一、影响化学平衡的因素1化学平衡移动的实质化学平衡移动的实质：条件改变，引起：条件改变，引起v(正正)、v(逆逆)发生发生_程度的改变，平衡才能移动。若程度的改变，平衡才能移动。若v(正正)v(逆逆)，则，则 反应向反应向_方向移动；若方向移动；若v(正正)”“此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动(6)第72页/共116页(注：只要曲线能表示出平衡向逆反应移动及各物质浓度注：只要曲线能表示出平衡向逆反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可的相对变化比例即可)第73页/共116页1(2011重庆重庆，10)一定条件下，下列反应中水蒸气含一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是量随反应时间的变化趋势符合下图的是 ()。化学平衡图像的分析化学平衡图像的分析第74页/共116页解析解析左边图像是温度与时间的图像，在拐点之前可以判左边图像是温度与时间的图像，在拐点之前可以判断斜率较大的断斜率较大的T2对应的反应速率快，因此温度较高，即对应的反应速率快，因此温度较高，即T2T1，拐点之后，拐点之后，T2温度下达到平衡时，水蒸气的含量温度下达到平衡时，水蒸气的含量较少，因此确定升高温度，平衡逆向移动，即此反应正向较少，因此确定升高温度，平衡逆向移动，即此反应正向为放热反应，排除为放热反应，排除B、C。右边图像为压强与时间的图像，。右边图像为压强与时间的图像，可判断可判断p1p2，增大压强平衡正向移动，确定此反应生成物，增大压强平衡正向移动，确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和，的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和，排除排除D。答案答案A第75页/共116页2(2012新课标新课标，27)光气光气(COCl2)在塑料、制革、制药在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与与Cl2在在活性炭催化下合成。活性炭催化下合成。(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进行高进行高温重整制备温重整制备CO，已知，已知CH4、H2和和CO的燃烧热的燃烧热(H)分分别为别为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所需热量为所需热量为_。(3)实验室中可用氯仿实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为光气，其反应的化学方程式为_；第76页/共116页第77页/共116页计算反应在第计算反应在第8 min时的平衡常数时的平衡常数K_。比较第比较第2 min反应温度反应温度T(2)与第与第8 min反应温度反应温度T(8)的的高低：高低：T(2)_T(8)(填填“”“”或或“”)。若若12 min时反应于温度时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时下重新达到平衡，则此时c(COCl2)_molL1。比较产物比较产物CO在在23 min、56 min和和1213 min时时平均反应速率平均反应速率平均反应速率分别以平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示表示的大小：的大小：_；比较反应物比较反应物COCl2在在56 min和和1516 min时平均反时平均反应速率的大小：应速率的大小：v(56)_v(1516)(填填“”“”或或“”)，原因是，原因是_。第78页/共116页第79页/共116页第80页/共116页第81页/共116页(2)5.52103 kJ(3)CHCl3H2O2=COCl2H2OHCl(4)0.234 molL10.031v(56)v(23)v(1213)在相同温度时，该反应的在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大反应物浓度越高，反应速率越大第82页/共116页3(2012浙江理综浙江理综，27)甲烷自热重整是先进的制氢方甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：化学方程式化学方程式焓变焓变H/(kJmol1)活化能活化能Ea/(kJmol1)甲烷甲烷氧化氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)802.6125.6CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0172.5蒸汽蒸汽重整重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2240.1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0243.9第83页/共116页回答下列问题：回答下列问题：(1)反应反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的的H_kJmol1。(2)在初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率在初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率_甲烷甲烷氧化的反应速率氧化的反应速率(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)。(3)对于气相反应，用某组分对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强的平衡压强(pB)代替物质代替物质的量浓度的量浓度(cB)也可表示平衡常数也可表示平衡常数(记作记作Kp)，则反应，则反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的的Kp_；随着温度的升高，该平衡常数随着温度的升高，该平衡常数_(填填“增大增大”、“减减小小”或或“不变不变”)。(4)从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于_。第84页/共116页(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和和CO物质的量分数的影响如下图：物质的量分数的影响如下图：第85页/共116页若要达到若要达到H2物质的量分数物质的量分数65%、CO物质的量分数物质的量分数10%，以下条件中最合适的是，以下条件中最合适的是_。A600，0.9 MPa B700，0.9 MPaC800，1.5 MPa D1 000，1.5 MPa第86页/共116页画出画出600，0.1 MPa条件下，系统中条件下，系统中H2物质的量分物质的量分数随反应时间数随反应时间(从常温进料开始计时从常温进料开始计时)的变化趋势示意图：的变化趋势示意图：(6)如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是_。第87页/共116页解析解析(1)依题意有：依题意有：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1，CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2 kJmol1，式式式即得：式即得：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1。(2)因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷氧化所需的活化因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷氧化所需的活化能高，故能高，故CH4蒸汽重整的反应速率应小于蒸汽重整的反应速率应小于CH4氧化的反应氧化的反应速率。速率。第88页/共116页(4)观察表中所给观察表中所给4个反应的焓变可知：甲烷氧化反应属个反应的焓变可知：甲烷氧化反应属于强放热反应，可为强吸热的蒸汽重整反应提供所需的于强放热反应，可为强吸热的蒸汽重整反应提供所需的能量，实现能量自给。能量，实现能量自给。(5)仔细观察题中所给两图不难找到最合适的反应条件仔细观察题中所给两图不难找到最合适的反应条件是：是：700，0.9 MPa；作图时注意：作图时注意：a.曲线的起点，曲线的起点，从常温进料开始计时，此时从常温进料开始计时，此时H2物质的量分数为物质的量分数为0；b.观察观察题图，在题图，在600，0.1 MPa条件下，最终条件下，最终H2的物质的量的物质的量分数为分数为70%，故，故H2的物质的量分数从的物质的量分数从0增大到增大到70%后不后不再变化，具体示意图见答案。再变化，具体示意图见答案。第89页/共116页(6)如果如果O2量过大，一方面量过大，一方面CH4被过度氧化，则发生蒸汽被过度氧化，则发生蒸汽重整的重整的CH4的量减少，导致生成的量减少，导致生成H2的量相应减少；另一的量相应减少；另一方面，方面，O2量过大，会与生成的量过大，会与生成的H2发生反应，也会导致发生反应，也会导致H2的物质的量分数降低。的物质的量分数降低。第90页/共116页(6)甲烷氧化程度过高，氢气和氧气反应(其他合理答案均可)第91页/共116页化学平衡移动与转化率的关系化学平衡移动与转化率的关系第92页/共116页解析解析温度越高反应速率越快，达到平衡越早，温度越高反应速率越快，达到平衡越早，b早达到平早达到平衡，表示衡，表示b为为20 下的曲线，下的曲线，A项错误；从图像易知，项错误；从图像易知，20 min时时b曲线反应速率快，即曲线反应速率快，即20 下反应速率快，下反应速率快，B项错误；项错误；由图示可知温度越高反应物的转化分数越小，即平衡转化由图示可知温度越高反应物的转化分数越小，即平衡转化率越低，率越低，C项错误；由图示，项错误；由图示，66 min时两个温度下转化分时两个温度下转化分数相同，则生成的数相同，则生成的CH3COCH2COH(CH3)2物质的量相同，物质的量相同，D项正确。项正确。答案答案D第93页/共116页如图所示。由图可得出的正确结论是如图所示。由图可得出的正确结论是 ()。A反应在反应在c点达到平衡状态点达到平衡状态B反应物浓度：反应物浓度：a点小于点小于b点点C反应物的总能量低于生成物的总能量反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，时，SO2的转化率：的转化率：ab段小于段小于bc段段第94页/共116页解析解析A项反应在项反应在c点时点时v正正达最大值，随后达最大值，随后v正正逐渐减小，逐渐减小，并非保持不变，故并非保持不变，故c点时反应未达平衡状态；点时反应未达平衡状态；B项由正反项由正反应速率变化曲线可知，应速率变化曲线可知，a点的速率小于点的速率小于b点，但开始时通点，但开始时通入入SO2和和NO2，反应由正反应方向开始，故，反应由正反应方向开始，故a点反应物的点反应物的浓度大于浓度大于b点；点；C项在项在c点之前，反应物的浓度逐渐减小，点之前，反应物的浓度逐渐减小，容器的容积保持不变，容器的容积保持不变，v正正逐渐增大说明反应的温度逐渐逐渐增大说明反应的温度逐渐升高；该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物升高；该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量；的总能量；D项由项由v正正变化曲线可知，变化曲线可知，ab段的正反应速段的正反应速率小于率小于bc段的正反应速率，段的正反应速率，t1t2时，时，ab段消耗段消耗SO2的物质的量小于的物质的量小于bc段，故段，故ab段段SO2的转化率小于的转化率小于bc段。段。答案答案D第95页/共116页下列有关该反应的描述正确的是下列有关该反应的描述正确的是 ()。第96页/共116页A第第6 min后，反应就终止了后，反应就终止了BX的平衡转化率为的平衡转化率为85%C若升高温度，若升高温度，X的平衡转化率将大于的平衡转化率将大于85%D若降低温度，若降低温度，v正正和和v逆逆将以同样倍数减小将以同样倍数减小答案B第97页/共116页t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20等效平衡原理等效平衡原理下列说法正确的是 ()。A反应在前50 s的平均速率v(PCl3)0.003 2 molL1s1B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)0.11 molL1，则反应的H0第98页/共116页C相同温度下，起始时向容器中充入相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前，反应达到平衡前v(正正)v(逆逆)D相同温度下，起始时向容器中充入相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和和2.0 mol Cl2，达到平衡时，达到平衡时，PCl3的转化率小于的转化率小于80%第99页/共116页答案答案C第100页/共116页A容器内压强容器内压强p：p甲甲p丙丙2p乙乙BSO3的质量的质量m：m甲甲m丙丙2m乙乙Cc(SO2)与与c(O2)之比为之比为k：k甲甲k丙丙k乙乙D反应放出或吸收热量的数值反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲甲Q丙丙2Q乙乙解析解析甲中投入的物质折算到右边和丙中物质完全相甲中投入的物质折算到右边和丙中物质完全相同，二者平衡时等效，故同，二者平衡时等效，故p甲甲p丙丙、m甲甲m丙丙；甲中物；甲中物质的量是乙中物质的质的量是乙中物质的2倍，假设将甲的容器体积扩大为倍，假设将甲的容器体积扩大为2倍，则平衡时与乙完全相同，然后将容器压缩为原体倍，则平衡时与乙完全相同，然后将容器压缩为原体积，积，第101页/共116页若平衡不移动，则若平衡不移动，则p甲甲2p乙乙、m甲甲2m丙丙，Q甲甲2Q乙乙由由于压缩过程中平衡向右移动，故于压缩过程中平衡向右移动，故p甲甲2p乙乙、m甲甲2m乙乙，Q甲甲2Q乙乙故项故项A错误、错误、B项正确；甲、乙容器中均按化项正确；甲、乙容器中均按化学方程式化学计量数之比投入的物质，反应过程中学方程式化学计量数之比投入的物质，反应过程中c(SO2)c(O2)2 1保持不变，而丙中投入保持不变，而丙中投入SO3开始反应，生成物开始反应，生成物c(SO2)c(O2)2 1，故，故k甲甲k乙乙k丙丙，C项错误；甲中项错误；甲中反应从左边开始建立平衡，反应放热，而丙中反应从右反应从左边开始建立平衡，反应放热，而丙中反应从右边开始反应建立平衡，是吸热反应，故边开始反应建立平衡，是吸热反应，故Q甲甲和和Q丙丙不一定不一定相等，相等，D项错误。项错误。答案答案B第102页/共116页容器容器甲甲乙乙丙丙反应物投入量反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的浓度的浓度/(molL1)c1c2c3反应的能量变化反应的能量变化放出放出a kJ吸收吸收b kJ吸收吸收c kJ体系压强体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率反应物转化率123下列说法正确的是下列说法正确的是 ()。第103页/共116页A2c1c3 Bab92.4C2p2p3 D131答案BD第104页/共116页在研究影响化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，在研究影响化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，变量控制思想在这部分体现较时，再进行实验。因此，变量控制思想在这部分体现较为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍然重在考查基础知识和基本技能、学有其复杂性，但仍然重在考查基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。第105页/共116页探究点一探究点一化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变时，浓度对化学平衡的影响时，浓度对化学平衡的影响探究点二探究点二化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变时，温度对化学平衡的影响时，温度对化学平衡的影响探究点三探究点三化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变化学反应处于平衡状态时，在其他条件不变时，压强对化学平衡的影响时，压强对化学平衡的影响【探究实例探究实例1】科学探究在理论指导元素化合物实验中科学探究在理论指导元素化合物实验中具有重要意义。具有重要意义。问题问题对于已达到平衡的可逆反应，当其他条件不变时，改对于已达到平衡的可逆反应，当其他条件不变时，改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响？变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影响？第106页/共116页猜想与假设猜想与假设假设假设1：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加反应物浓度，使平衡向正反应方向移动。反应物浓度，使平衡向正反应方向移动。假设假设2：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加反应物浓度，使平衡向逆反应方向移动。反应物浓度，使平衡向逆反应方向移动。假设假设3：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加生成物浓度，使平衡向逆反应方向移动。生成物浓度，使平衡向逆反应方向移动。假设假设4：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加：化学反应处于平衡状态时，其他条件不变，增加生成物浓度，使平衡向正反应方向移动。生成物浓度，使平衡向正反应方向移动。第107页/共116页设计和实施方案设计和实施方案在已反应平衡的在已反应平衡的FeCl3和和KSCN的混合液中，分别加入：的混合液中，分别加入：FeCl3溶液溶液KSCN溶液溶液KCl固体固体NaF溶液溶液实验用品：实验用品：仪器：烧杯、玻璃棒、胶头滴管仪器：烧杯、玻璃棒、胶头滴管试剂：试剂：FeCl3(aq)(0.01 molL1，1.0 molL1)，KSCN(aq)(0.01 molL1，1.0 molL1)，KCl(s)，NaF(aq)(1.0 molL1)。实验步骤：实验步骤：1往往250 mL烧杯中加入烧杯中加入100 mL蒸馏水，然后加入蒸馏水，然后加入10 mL 0.01 molL1 FeCl3溶液，再加入溶液，再加入10 mL 0.01 molL1KSCN溶液，溶液由黄色变成橙红色。溶液，溶液由黄色变成橙红色。第108页/共116页2取取5支试管，编号分别为支试管，编号分别为1，2，3，4，5，然后各取，然后各取步骤步骤1中中FeCl3和和KSCN的混合溶液的混合溶液4 mL加到加到5支试管中。支试管中。往往1号试管滴加号试管滴加23滴滴1.0 molL1 FeCl3溶液，振荡，溶液，振荡，观察现象；往观察现象；往2号试管滴加号试管滴加23滴滴1.0 molL1 KSCN溶溶液，振荡，观察现象；往液，振荡，观察现象；往3号试管中加入少量号试管中加入少量KCl固体，固体，振荡，观察现象；往振荡，观察现象；往4号试管中滴加号试管中滴加23滴滴1.0 molL1 NaF溶液，振荡，观察现象。溶液，振荡，观察现象。根据你所学的内容完成下列表格，并回答有关问题。根据你所学的内容完成下列表格，并回答有关问题。FeCl3与与KSCN溶液反应溶液反应第109页/共116页编号编号 混合溶液颜色混合溶液颜色 滴加的溶液滴加的溶液溶液颜色的变化溶液颜色的变化平衡移动的平衡移动的方向方向1橙红色橙红色FeCl3颜色颜色_了，了，由橙红色变成了由橙红色变成了_色色向向_移移动动2橙红色橙红色KSCN颜色颜色_了，了，由橙红色变成了由橙红色变成了_色色向向_移移动动3橙红色橙红色KCl颜色变浅了，由颜色变浅了，由橙红色变成了黄橙红色变成了黄色色向向_移移动动4橙红色橙红色NaF颜色变浅了，由颜色变浅了，由橙红色变成了无橙红色变成了无色色向向_移移动动5橙红色橙红色橙红色橙红色不移动不移动第110页/共116页(1)由由现象说明假设现象说明假设_成立，假设成立，假设_不成立。不成立。(3)根据“4”号试管中的现象，分析在4号试管中发生的变化是_，说明了_(从改变浓度影响平衡移动角度回答)。第111页/共116页答案答案加深血红加深血红加深血红加深血红右右右右左左左左(1)12(2)Fe3与与Cl形成络离子，使形成络离子，使Fe3浓度减小，平衡向左浓度减小，平衡向左移动移动(3)F与与Fe3形成了无色的且比形成了无色的且比Fe(SCN)3稳定的化合物稳定的化合物(络合物络合物)减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动。动。第112页/共116页【探究实例探究实例2】(2012唐山统考唐山统考)诺贝尔化学奖曾授予德诺贝尔化学奖曾授予德国科学家格哈德国科学家格哈德埃特尔，以表彰他在表面化学研究埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献。领域作出的开拓性贡献。(1)有人认为：该研究可以提高合成氨反应在铁催化剂有人认为：该研究可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率，从而提高原料的转化率。你是否认表面进行的效率，从而提高原料的转化率。你是否认同他的观点同他的观点_(填填“是是”或或“否否”)。理由是。理由是_。第113页/共116页若出现下列状态，反应将向哪个方向进行以达到平衡若出现下列状态，反应将向哪个方向进行以达到平衡状态状态(在后面空白处填在后面空白处填“向左进行向左进行”、“向右进行向右进行”或或“已达平衡状态已达平衡状态”)?(A)c(N2)c(H2)1 molL1，c(NH3)0.5 molL1，_。(B)c(N2)0.3 molL1，c(H2)0.1 molL1，c(NH3)0.03 molL1，_。若该反应升高温度再达到平衡时，若该反应升高温度再达到平衡时，K为为0.2，则正反应，则正反应为为_热反应。热反应。第114页/共116页答案答案(1)否催化剂只能提高化学反应速率，不能改变否催化剂只能提高化学反应速率，不能改变化学反应的限度，从而不能提高原料的转化率化学反应的限度，从而不能提高原料的转化率(2)(A)向右进行向右进行(B)向左进行向左进行放放第115页/共116页