第3讲化学平衡的移动　化学反应进行的方向(教育精品).ppt

第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学第3讲化学平衡的移动化学反应进行的方向第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学一、化学平衡移动原理(勒夏特列原理)1.概念:可逆反应达到平衡状态以后,若改变反应的一个条件(如浓度、压强、温度等),平衡时混合物中各组分的浓度也会随之改变,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动,从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由旧的平衡状态向新的平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。只适用于改变影响平衡的一个条件。平衡的移动结果只能“减弱”而不能“消除”这种改变。2.过程:特别提醒:第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学3.平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正v逆,平衡向正反应方向移动。(2)v正=v逆,平衡不移动。(3)v正v逆,平衡向逆反应方向移动。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学互动探究1将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)2Z(g)Hc增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)a+b=c改变压强,平衡不移动。(3)特殊情况第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学类反应:2NO2N2O4类反应:H2+Br2(g)2HBr通入稀有气体再通入NO2通入稀有气体再通入(和原来)等比例的H2和Br2平衡逆向移动平衡正向移动,新平衡中各物质含量与原来相同不移动,但正、逆反应速率都减小平衡正移(相当于平衡没有移动),新平衡中各物质含量与原来相同平衡不移动平衡正向移动,最终N2O4的体积分数增大,而NO2的体积分数减小不移动,正、逆反应速率不变平衡正向移动,新平衡中各物质含量与原来相同,但浓度增大第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学3.温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下,升高温度化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度化学平衡向放热反应方向移动。对于反应:aA(g)+bB(g)cC(g)H0,发生变化后体系混乱度增大;S0,发生变化后体系混乱度减小。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(3)熵变与化学反应方向的关系:化学反应的S 越大,越有利于反应自发进行。(4)常见的熵增过程a.气体的扩散、固体的溶解;b.同物质:固态液态气态;c.反应前无气体,反应后产生气体;d.反应前后都有气体,但是气体的物质的量增大。4.焓变与熵变对化学反应方向的共同影响第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。在恒温、恒压时:(1)H0,则反应一定能自发进行;(2)H0,S0,则反应一定不能自发进行;(3)H0,S0,S0,反应可能自发进行,也可能不自发进行,与反应的温度有关。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学1.焓变与反应方向焓变是一个与反应能否进行有关的因素。放热反应有利于反应的自发进行,有些吸热反应也能自发进行。由此可见,焓变不是反应能否自发进行的唯一因素。2.熵变与反应方向熵增加有利于反应自发进行,熵减小的反应有些也能自发进行。由此可见,熵变(S)是与反应自发进行有关的因素,但也不是唯一因素。3.反应的自发性只能用于判断反应的方向进行的可能特别提醒:第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学性,不能确定过程是否一定会发生。互动探究3体系总是向降低自身能量的方向进行变化,那么H0,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,能使平衡向右移动的是()A.B.C.D.第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】该反应的正反应为气体体积增大的吸热反应,故升高温度可使平衡正向移动;恒容时通入惰性气体,平衡不移动;增加产物CO的浓度,平衡逆向移动;减压使平衡正向移动;加催化剂,平衡不移动;恒压时通入惰性气体,则容器体积增大,相当于减压,故平衡正向移动。因此能使平衡向右移动的是,B项正确。【答案】B第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学1.分析化学平衡移动的一般思路改变条件技能归纳第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学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有影响。(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相同的,故平衡不移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学恒温、恒容原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)(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。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学学以致用1.在合成氨工业中,下列变化过程不能使平衡向右移动的是()不断将NH3分离出来使用催化剂采用500左右的高温采用21075107Pa的压强A.B.C.D.【答案】C第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学考点2等效平衡典例2一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是()A.2molCB.1molA、2molB和1molHe(不参加反应)C.1molB和1molCD.2molA、3molB和3molC第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】该反应为反应前后气体体积不变的反应,只要满足按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比相等即可达到等效平衡。A项中2molC全部转化为A、B,分别得到molA和molB,与起始加入的2molA和2molB比较,相当于多加了A,使A的转化率减小,A的体积分数大于a%;B项中,加入He对平衡无影响,也相当于多加了B,故A的体积分数小于a%;由C项的投料情况看,相当于投入molA和molB,与原来投料的AB=11比较,相当于多第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学加了B,故A的体积分数小于a%;D项中若按2molA、3molB和3molC投料相当于4molA和4molB,与原平衡等效,A的体积分数等于a%。【答案】A技能归纳任何一个可逆反应体系,在相同条件下从不同的状态开始,只要达到平衡的条件(温度、压强、浓度)完全相同,就可以建立等效平衡。而等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方式、方法。比如:常第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学采用“虚拟法”的等效平衡方法解化学平衡有关问题,即在解题时若遇到将两个状态进行比较这类问题,可以“虚拟”一个中间过程,如一个容器、一个隔板等,然后再进行比较。等效平衡的类型有:第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(1)对于恒温、恒容条件下,反应前后气体体积改变的可逆反应如果按化学方程式的化学计量数关系转化为化学方程式同一边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物质的浓度、百分含量均相同。例如,恒温、恒容下的可逆反应:第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学0mol0mol2mol0.5mol0.25mol1.5mol按上述和中配比充料,按化学方程式的化学计量数关系均可转化为中配比充料,三者建立的平衡状态完全相同。(2)对于恒温、恒容条件下的反应前后气体体积不变的可逆反应,以及恒温、恒压条件下的可逆反应(无论体积可变或不变)如果按化学方程式的化学计量数关系转化为化学方程2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2mol1mol0mol第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学式同一边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物质百分含量均相同。例如,恒温、恒容条件下的可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)1mol1mol0mol2mol2mol1mol上述两种配比,按化学方程式中的化学计量数关系均转第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学化为反应物,两种情况下,H2与I2(g)的物质的量之比均为11,因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。又如,恒温、恒压条件下的可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH31mol3mol0mol2mol6mol1mol0mol0mol0.1mol第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学上述三种配比,按化学方程式中的化学计量数关系均转化为反应物,三种情况下,N2与H2的物质的量之比均为13,因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。注意:上述两种情况下所达到的等效平衡的区别:(1)所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分的百分含量、浓度、物质的量均相同,类似于几何学上的全等三角形,这种等效平衡状态可称之为全等平衡。(2)所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分的百第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学分含量相同,但各成分的物质的量与原平衡成比例,类似于几何学上的相似三角形,这种等效平衡状态可称之为等比平衡。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学A.mnB.mp2,T1T2B.p1T2C.p1p2,T1p2,T1p2;同理,压强相同时(下面2条曲线),温度越高反应速率越大,达到化学平衡的时间越短,故T1T2。【答案】A第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学1.解决化学反应速率和化学平衡图像题的一般思路和方法(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。(3)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。分清正、逆反应及吸、放热反应。升高温度时,v(吸)v技能归纳第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(放),在速率-时间图像上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。(4)注意终点。例如在浓度-时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。(5)先拐先平。例如,在转化率-时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(6)定一议二。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。2.化学反应速率和化学平衡几种常见图像(1)速率与时间的图像此类图像揭示了正逆反应速率随时间(包括条件的改变)的变化规律,体现了化学平衡移动的方向等。如N2+3H22NH3H0,建立平衡后升高温度对反应速率的影响如图所示。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)物质的量浓度与时间图像由这类图像可判断化学方程式。如由下图可知,反应的化学方程式为2C2A+3B。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(3)转化率或百分含量与时间、压强、温度的图像对化学反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)进行个例分析:第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学由由可知可知,T1温度先达到平衡温度先达到平衡,故故T1T2,升高温度，升高温度，C%增大增大,H0。由由可知可知,T2温度先达到平衡温度先达到平衡,故故T1T2,升高温度，升高温度，C%减减小小,H0。由由可知可知,p1压强先达到平衡压强先达到平衡,故故p1p2,加压加压,C%增大增大,m+np+q。由由可知可知,p2压强先达到平衡压强先达到平衡,故故p1p2,加压加压,C%减小减小,m+np+q。由由可知可知,p1p2,m+n=p+q或加入了催化剂。或加入了催化剂。由由中中(A)、(B)两线可知两线可知,p1p2,m+np+q,由由(B)、(C)两线可知两线可知,T1T2,H0。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(4)转化率或百分含量与压强、温度的图像对于化学反应对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)：由由可知可知,加压加压,C%减小减小,m+n0。由由可知可知,升温升温,C%减小减小,Hp。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学3.如图中的曲线是表示其他条件一定时,反应2NO+O2 2NO2(反应放热)中NO的转化率与温度的关系曲线。图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正v逆的点是()A.a点B.b点C.c点D.d点学以致用第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】此题为温度-转化率曲线,由于a点、b点均在平衡线上,表示a点与b点均达到平衡状态,不符合题目要求。c点时,若温度不变,NO的转化率将增大,说明反应未达到平衡,且反应向正反应方向进行,即v正v逆,符合题目要求。d点时,若温度不变,NO的转化率将减小,说明反应未达到平衡,且反应向逆反应方向进行,即v正0,在较高温度下有利于该反应自发进行B.该反应的S0,在较低温度下有利于该反应自发进行C.该反应的S0,在较高温度下有利于该反应自发进行学以致用D.该反应的Sb+c,A的转化率不变D.若ab+c,平衡向右移动,A的转化率增大,C项错误;若ab+c,A的转化率增大;c.ac+d,转化率增大;a+bc+d,转化率减小第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学注意:压强在影响平衡状态时,一般必须伴有容器体积的改变。所谓增大压强,一般是指缩小容器体积造成的压强增大。若向平衡体系中充入某种气态反应组分或对体系升温,应考虑浓度增大或温度升高对化学平衡的影响,不能考虑由于浓度增大或体系温度升高而引起的压强增大对化学平衡的影响。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(g)+I2(g)、2NO2(g)N2O4(g),在一定条件下达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别加入一定量的各自的反应物,重新达到平衡时,则反应物的转化率()A.均不变B.增大、不变、减小C.均增大D.减小、不变、增大学以致用5.反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)、2HI(g)H2【答案】D第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学实验探究化学平衡中的实验探究【示例】对于已达平衡的可逆反应,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?【猜想与假设】假设1:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大反应物浓度,使平衡向正反应方向移动。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学假设2:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大反应物浓度,使平衡向逆反应方向移动。假设3:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大生成物浓度,使平衡向逆反应方向移动。假设4:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大生成物浓度,使平衡向正反应方向移动。【设计和实施方案】在反应已达平衡的FeCl3和KSCN的混合液中,分别加入:FeCl3溶液KSCN溶液NaF溶液第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学实验仪器:烧杯、玻璃棒、胶头滴管。实验试剂:FeCl3(aq)(0.01molL-1,1.0molL-1),KSCN(aq)(0.01molL-1,1.0molL-1),NaF(aq)(1.0molL-1)。实验步骤:.往250mL烧杯中加入100mL蒸馏水,然后加入10mL0.01molL-1FeCl3溶液,再加入10mL0.01molL-1KSCN溶液,溶液由黄色变成橙红色。.取4支试管,编号分别为1、2、3、4,然后各取步骤()中FeCl3和KSCN的混合溶液4mL分别加到4支试管第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学中。往1号试管中滴加23滴1.0molL-1FeCl3溶液,振荡,观察现象;往2号试管中滴加23滴1.0molL-1KSCN溶液,振荡,观察现象;往3号试管中滴加23滴1.0molL-1NaF溶液,振荡,观察现象。(1)根据你所学的内容完成下列表格:FeCl3与KSCN溶液反应第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学编号混合溶液颜色滴加的溶液溶液颜色的变化平衡移动的方向1橙红色FeCl3颜色了,由橙红色变成了色向移动2橙红色KSCN颜色了,由橙红色变成了色向移动3橙红色NaF颜色变浅了,由橙红色变成了无色向移动4橙红色橙红色不移动第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)由现象说明假设成立,假设不成立。(3)根据3号试管中的现象,分析在3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)。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】本题主要考查外界条件对化学平衡的影响,对于反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,其实质是Fe3+3SCN-Fe(SCN)3。向混合溶液中滴加FeCl3溶液和KSCN溶液时,增大了Fe3+和SCN-的浓度,平衡向右移动,溶液颜色变成红色。滴加NaF溶液时,橙红色变成无色,说明F-可能与Fe3+形成了无色的且比Fe(SCN)3更稳定的化合物,从而使原平衡向逆反应方向移动。第第7单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)1;2(3)F-与Fe3+形成了无色的且比Fe(SCN)3更稳定的化合物(配合物);减小反应物的浓度会使平衡向逆反应方向移动【答案】(1)加深;红右加深;红右左