化学7.3 化学平衡的移动化学反应进行的方向 新人教版 .ppt

第第3 3节化学平衡的移动节化学平衡的移动 化学反应化学反应进行的方向进行的方向考纲要求:1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。-3-基础梳理考点突破化学平衡移动1.化学平衡移动的过程2.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):反应处于平衡状态,平衡不发生移动。(3)v(正)=逆反应-4-基础梳理考点突破3.外界因素对化学平衡的影响 正逆减小增大不吸热放热不能-5-基础梳理考点突破4.化学平衡移动原理勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够这种改变的方向移动。特别提醒(1)“减弱这种改变”升温平衡向着吸热反应方向移动;增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动;增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。(2)化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能完全抵消外界条件的改变,更不能超过外界条件的变化。温度压强减弱-6-基础梳理考点突破自主巩固自主巩固(1)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:增加C,平衡,c(CO)。减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡,c1(CO2)与原平衡时c(CO2)的关系是,c1(CO)与原平衡时c(CO)的关系是。通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡,c(CO2)。保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡,c(CO)。不移动不变向逆反应方向移动c1(CO2)c(CO2)c(CO)c1(CO)不移动不变向正反应方向移动增大-7-基础梳理考点突破(2)已知一定条件下合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。t1;t2;t3;t4。增大c(N2)或c(H2)加入催化剂降低温度增大压强-8-基础梳理考点突破-9-基础梳理考点突破2.构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系(1)构建等温等容平衡思维模式:新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示):新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。-10-基础梳理考点突破-11-基础梳理考点突破两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。-12-基础梳理考点突破(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460。低于460时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大-13-基础梳理考点突破-14-基础梳理考点突破答案:(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1.0该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低17.51-15-基础梳理考点突破解析:(1)从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应,且“1mol反应”放出的热量大,故两个反应在热力学上的趋势很大。由于生成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应,故要提高丙烯腈的产率可采取的措施为降温、降压。提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)图(a)中,低于460时的曲线不表示丙烯腈的产率,因为合成丙烯腈的反应为放热反应,温度降低时,丙烯腈的产率应增大,而非减小。高于460时,丙烯腈产率降低的原因分析:催化剂活性降低,合成丙烯腈的反应速率减小,而副反应可能更多地发生,A项符合题意;平衡常数增大,丙烯腈的产率增大,B项不符合题意;副反应增多,可能导致丙烯腈产率降低,C项符合题意;反应活化能增大,并不影响平衡的移动,不会导致丙烯腈的产率变化,D项不符合题意。-16-基础梳理考点突破(3)由图(b)可知,当n(氨)/n(丙烯)在1.0左右时丙烯腈的产率达最大值,而副产物丙烯醛的产率达最小值。由反应知,V(NH3)V(O2)V(C3H6)=232,而V(O2)V(空气)15,则进料气的理论体积比约为V(NH3)V(空气)V(C3H6)=2152,即17.51。-17-基础梳理考点突破答题模板判断化学平衡移动方向的思维模型-18-基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练1.(2016山东临沂一模)一定温度下,在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生反应:-19-基础梳理考点突破 答案解析解析关闭 答案解析关闭-20-2.(2016江西红色七校第二次联考)甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O(g)为原料,通过反应和来制备甲醇。请回答下列问题:(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)()CH4的转化率与温度、压强的关系如图甲所示。基础梳理考点突破-21-基础梳理考点突破已知100时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为。图中的p1p2(填“”或“=”),100时的平衡常数为。该反应的H0,S0(填“”或“=”)。-22-基础梳理考点突破(2)在压强为0.1MPa条件下,amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H-30-基础梳理考点突破(3)其他。如图所示曲线,是其他条件不变时,某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点中v(正)v(逆)的点是,v(正)a 放放放吸吸0,p2p1B.反应:H0,T1T2C.反应:H0,T2T1或H0,T2T1D.反应:HT1 答案解析解析关闭由反应的图像可知,温度越高,反应物A的转化率越小,故Hp1,A项错误;由反应的图像中反应达到平衡的时间可知T1T2,由图像信息可知T2时生成物C的浓度高,即低温有利于平衡正向移动,故H0,B项错误;反应,若H0,温度低,转化率高,由图像信息可知T2时生成物C的平衡体积分数大,故T20,温度高,转化率高,由图像信息可知T2时生成物C的平衡体积分数大,故T2T1,C项正确;反应,H0,反应放热,升高温度时,A的平衡转化率降低,故T2T1,D项错误。答案解析关闭C-38-基础梳理考点突破4.(2017辽宁葫芦岛六校协作体期初联考)已知反应:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。起始以物质的量之比为11充入反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。下列有关说法正确的是()A.上述反应的H0B.N点时的反应速率一定比M点快C.降低温度,H2的转化率可达到100%D.工业用此法制取甲烷应采用更高的压强 答案解析解析关闭根据图像可知,随着温度的升高,H2的转化率降低,说明化学平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应方向为放热反应,H反应产物反应物S-40-基础梳理考点突破3.化学反应方向的判据 降低不能自发进行达到平衡状态能自发进行-41-基础梳理考点突破自主巩固自主巩固(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据:。(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。反应能够自发进行,则反应的H0(填“”“”或“=”)。该反应是吸热、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行0(假设H、S不随温度变化而变化),下列叙述中正确的是()A.低温下为自发过程,高温下为非自发过程B.高温下为自发过程,低温下为非自发过程C.任何温度下为非自发过程D.任何温度下为自发过程B解析:已知H0,固固反应生成气体的反应S0,化学反应能自发进行的判据是H-TSH,因此此反应只能是高温自发,B正确。-44-基础梳理考点突破易错警示(1)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。(2)化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势,并不能说明在该条件下反应一定能实际发生,还要考虑化学反应的快慢问题。-45-基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练5.(2016山西忻州一中期末)下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是()A.H0、S0的反应肯定是自发的B.H0、S0的反应肯定是自发的C.H0的反应肯定是自发的D.H0、S0的反应是自发的C解析:反应自发进行的判据是H-TS0、S0,只有在高温下H-TS0、S0,可认为反应在任何条件下均不能自发进行,B错误;H0,H-TS0,通常情况下反应就能自发进行,C正确;H0、S0、S0,H-TS0B.纯碳和氧气反应生成CO(g),S0C.H2O(g)变成液态水,S0D.CaCO3(s)在高温下分解为CaO(s)和CO2(g),S0C-58-1234562.向一体积为2L的恒容密闭容器里充入1molN2和4molH2,在一定温度下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0。10s时达到平衡,c(NH3)为0.4molL-1。下列说法正确的是()A.该反应达到平衡时H2的转化率为40%B.降低温度能使混合气体的密度增大C.向该容器中充入N2,平衡正向移动D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率C解析:根据题中数据可知,NH3的生成量为0.8mol,则H2的减少量为1.2mol,(H2)=1.24100%=30%,A项错误;降温时平衡正向移动,但气体总质量不变,容器体积不变,则密度不变,B项错误;体积不变,充入N2,c(N2)增大,平衡正向移动,C项正确;催化剂不能使平衡发生移动,因此各物质的转化率不变、产率不变,D项错误。-59-1234563.(2016安徽安庆一中期中)下列各项判断完全正确的是()B解析:液态水转化为气态水是熵增加的过程,A错误;NO2转化为N2O4为化合反应,该反应是放热的、熵值减小、常温下就能发生的可逆反应,属于自发反应,B正确;该反应是放热反应,C错误;NH4Cl受热分解反应属于吸热反应,D错误。-60-1234564.(2016江西南昌第二中学模拟)下列图示与对应的叙述相符的是()-61-123456 答案解析解析关闭 答案解析关闭-62-123456-63-123456已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A.550时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总 答案解析解析关闭 答案解析关闭-64-1234566.(2015课标全国,28节选)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为。(2)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=min-1。-65-123456(3)由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为(填字母)。-66-123456