理化生高考化学一轮复习专题六化学平衡移动学习教案.pptx
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1、会计学1理化生高考化学理化生高考化学(huxu)一轮复习专题六一轮复习专题六化学化学(huxu)平衡移动平衡移动第一页,共115页。1 1化学平衡化学平衡化学平衡化学平衡(huxupnghng)(huxupnghng)原理在工业原理在工业原理在工业原理在工业生产中的应用。生产中的应用。生产中的应用。生产中的应用。2 2化学平衡化学平衡化学平衡化学平衡(huxupnghng)(huxupnghng)图像的分析,图像的分析,图像的分析,图像的分析,等效平衡原理的应用。等效平衡原理的应用。等效平衡原理的应用。等效平衡原理的应用。第1页/共116页第二页,共115页。一、影响化学平衡的因素一、影响化学
2、平衡的因素一、影响化学平衡的因素一、影响化学平衡的因素1 1化学平衡移动的实质:条件改变,引起化学平衡移动的实质:条件改变,引起化学平衡移动的实质:条件改变,引起化学平衡移动的实质:条件改变,引起v v(正正正正)、v(v(逆逆逆逆)发生发生发生发生_程度程度程度程度(chngd)(chngd)的的的的改变,平衡才能移动。若改变,平衡才能移动。若改变,平衡才能移动。若改变,平衡才能移动。若v(v(正正正正)v()v(逆逆逆逆),则则则则 反应向反应向反应向反应向_方向移动;若方向移动;若方向移动;若方向移动;若v(v(正正正正)v)”“”“此反应为放热反应,降低(jingd)温度,平衡向正反应
3、方向移动(6)第72页/共116页第七十三页,共115页。(注:只要曲线能表示出平衡注:只要曲线能表示出平衡注:只要曲线能表示出平衡注:只要曲线能表示出平衡(pnghng)(pnghng)向逆向逆向逆向逆反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可)第73页/共116页第七十四页,共115页。1 1(2011(2011重庆,重庆,重庆,重庆,10)10)一定条件下,下列反应一定条件下,下列反应一定条件下,下列反应一定条件下,下列反应中水蒸气含量中水蒸气含量中水蒸气含量中水蒸气含量(hnl
4、ing)(hnling)随反应时间的变随反应时间的变随反应时间的变随反应时间的变化趋势符合下图的是化趋势符合下图的是化趋势符合下图的是化趋势符合下图的是 ()。化学平衡图像化学平衡图像(t xin)(t xin)的分析的分析第74页/共116页第七十五页,共115页。解析解析解析解析(ji x)(ji x)(ji x)(ji x)左边图像是温度与时间的图像,左边图像是温度与时间的图像,左边图像是温度与时间的图像,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在拐点之前可以判断斜率较大的在拐点之前可以判断斜率较大的在拐点之前可以判断斜率较大的T2T2T2T2对应的反应对应的反应对应的反
5、应对应的反应速率快,因此温度较高,即速率快,因此温度较高,即速率快,因此温度较高,即速率快,因此温度较高,即T2T1T2T1T2T1T2T1,拐点之后,拐点之后,拐点之后,拐点之后,T2T2T2T2温度下达到平衡时,水蒸气的含量较少,因温度下达到平衡时,水蒸气的含量较少,因温度下达到平衡时,水蒸气的含量较少,因温度下达到平衡时,水蒸气的含量较少,因此确定升高温度,平衡逆向移动,即此反应正此确定升高温度,平衡逆向移动,即此反应正此确定升高温度,平衡逆向移动,即此反应正此确定升高温度,平衡逆向移动,即此反应正向为放热反应,排除向为放热反应,排除向为放热反应,排除向为放热反应,排除B B B B、C
6、 C C C。右边图像为压强与。右边图像为压强与。右边图像为压强与。右边图像为压强与时间的图像,可判断时间的图像,可判断时间的图像,可判断时间的图像,可判断p1p2p1p2p1p2p1p2,增大压强平衡正,增大压强平衡正,增大压强平衡正,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向移动,确定此反应生成物的气体的物质的量向移动,确定此反应生成物的气体的物质的量向移动,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,排除之和小于反应物气体的物质的量之和,排除之和小于反应物气体的物质的量之和,排除之和小于反应物气体的物质的量之和,排除D D D D。答案答案答案答案A
7、A A A第75页/共116页第七十六页,共115页。2 2(2012(2012新课标,新课标,新课标,新课标,27)27)光气光气光气光气(COCl2)(COCl2)在塑料、在塑料、在塑料、在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上制革、制药等工业中有许多用途,工业上制革、制药等工业中有许多用途,工业上制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下采用高温下采用高温下采用高温下COCO与与与与Cl2Cl2在活性炭催化下合成。在活性炭催化下合成。在活性炭催化下合成。在活性炭催化下合成。(1)(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式实验室中常用来制备氯气的化学方程式实验室中常用来制备氯气的化学
8、方程式实验室中常用来制备氯气的化学方程式为为为为_。(2)(2)工业上利用天然气工业上利用天然气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主要成分为主要成分为CH4)CH4)与与与与CO2CO2进行高温重整制备进行高温重整制备进行高温重整制备进行高温重整制备COCO,已知,已知,已知,已知CH4CH4、H2H2和和和和COCO的燃烧热的燃烧热的燃烧热的燃烧热(H)(H)分别为分别为分别为分别为890.3 890.3 kJmolkJmol1 1、285.8 kJmol285.8 kJmol1 1和和和和283.0 283.0 kJmolkJmol1 1,则生成,则生成,则生成,则生成
9、(shn chn)1 m3(shn chn)1 m3(标标标标准状况准状况准状况准状况)CO)CO所需热量为所需热量为所需热量为所需热量为_。(3)(3)实验室中可用氯仿实验室中可用氯仿实验室中可用氯仿实验室中可用氯仿(CHCl3)(CHCl3)与双氧水直与双氧水直与双氧水直与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为接反应制备光气,其反应的化学方程式为接反应制备光气,其反应的化学方程式为接反应制备光气,其反应的化学方程式为_;第76页/共116页第七十七页,共115页。第77页/共116页第七十八页,共115页。计算反应在第计算反应在第计算反应在第计算反应在第8 min8 min时的平衡常
10、数时的平衡常数时的平衡常数时的平衡常数KK_。比较第比较第比较第比较第2 min2 min反应温度反应温度反应温度反应温度T(2)T(2)与第与第与第与第8 min8 min反应温反应温反应温反应温度度度度T(8)T(8)的高低:的高低:的高低:的高低:T(2)_T(8)(T(2)_T(8)(填填填填“”“”“”或或或或“”)”)。若若若若12 min12 min时反应于温度时反应于温度时反应于温度时反应于温度T(8)T(8)下重新达到平下重新达到平下重新达到平下重新达到平衡,则此时衡,则此时衡,则此时衡,则此时c(COCl2)c(COCl2)_molL_molL1 1。比较产物比较产物比较产
11、物比较产物(chnw)CO(chnw)CO在在在在2 23 min3 min、5 56 6 minmin和和和和121213 min13 min时平均反应速率时平均反应速率时平均反应速率时平均反应速率 平均反应平均反应平均反应平均反应速率分别以速率分别以速率分别以速率分别以v(2v(23)3)、v(5v(56)6)、v(12v(1213)13)表示表示表示表示 的大小:的大小:的大小:的大小:_;比较反应物比较反应物比较反应物比较反应物COCl2COCl2在在在在5 56 min6 min和和和和151516 16 minmin时平均反应速率的大小:时平均反应速率的大小:时平均反应速率的大小:
12、时平均反应速率的大小:v(5v(56)_v(156)_v(1516)(16)(填填填填“”“”“”或或或或“”)”),原因是,原因是,原因是,原因是_。第78页/共116页第七十九页,共115页。第79页/共116页第八十页,共115页。第80页/共116页第八十一页,共115页。第81页/共116页第八十二页,共115页。(2)5.52103 kJ(2)5.52103 kJ(3)CHCl3(3)CHCl3H2O2=COCl2H2O2=COCl2H2OH2OHClHCl(4)(4)0.234 0.234 molLmolL1 10.0310.031v(5v(56)6)v(2v(23)3)v(12
13、v(1213)13)在相同温度时,该在相同温度时,该在相同温度时,该在相同温度时,该反应的反应物浓度反应的反应物浓度反应的反应物浓度反应的反应物浓度(nngd)(nngd)越高,反应速率越高,反应速率越高,反应速率越高,反应速率越大越大越大越大第82页/共116页第八十三页,共115页。3 3(2012(2012浙江理综,浙江理综,浙江理综,浙江理综,27)27)甲烷自热重整是先进甲烷自热重整是先进甲烷自热重整是先进甲烷自热重整是先进的制氢方法的制氢方法的制氢方法的制氢方法(fngf)(fngf),包含甲烷氧化和蒸,包含甲烷氧化和蒸,包含甲烷氧化和蒸,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入
14、甲烷、氧气汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气汽重整。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:和水蒸气,发生的主要化学反应有:和水蒸气,发生的主要化学反应有: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)=CO
15、2(g)4H2(g)165.0243.9第83页/共116页第八十四页,共115页。回答下列问题:回答下列问题:回答下列问题:回答下列问题:(1)(1)反应反应反应反应CO(g)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2(g)的的的的HH_kJmol_kJmol1 1。(2)(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_甲烷氧化的反应速率甲烷氧化的反应速率甲烷氧化的反应速率甲烷氧化的反应速率(填填填填“大于大于大于大于”、“小于小于小于小于”或或或或“等于等于等于
16、等于”)”)。(3)(3)对于气相反应,用某组分对于气相反应,用某组分对于气相反应,用某组分对于气相反应,用某组分(B)(B)的平衡压强的平衡压强的平衡压强的平衡压强(pB)(pB)代替物质的量浓度代替物质的量浓度代替物质的量浓度代替物质的量浓度(cB)(cB)也可表示平衡常也可表示平衡常也可表示平衡常也可表示平衡常数数数数(记作记作记作记作Kp)Kp),则反应,则反应,则反应,则反应CH4(g)CH4(g)H2O(g)H2O(g)CO(g)CO(g)3H2(g)3H2(g)的的的的KpKp_;随着温度;随着温度;随着温度;随着温度的升高,该平衡常数的升高,该平衡常数的升高,该平衡常数的升高,
17、该平衡常数_(_(填填填填“增大增大增大增大”、“减小减小减小减小”或或或或“不变不变不变不变”)”)。(4)(4)从能量角度分析从能量角度分析从能量角度分析从能量角度分析(fnx)(fnx),甲烷自热重整,甲烷自热重整,甲烷自热重整,甲烷自热重整方法的先进之处在于方法的先进之处在于方法的先进之处在于方法的先进之处在于_。第84页/共116页第八十五页,共115页。(5)(5)在某一给定进料比的情况下,温度在某一给定进料比的情况下,温度在某一给定进料比的情况下,温度在某一给定进料比的情况下,温度(wnd)(wnd)、压强对、压强对、压强对、压强对H2H2和和和和COCO物质的量分数的影物质的量
18、分数的影物质的量分数的影物质的量分数的影响如下图:响如下图:响如下图:响如下图:第85页/共116页第八十六页,共115页。若要达到若要达到若要达到若要达到H2H2物质的量分数物质的量分数物质的量分数物质的量分数(fnsh)(fnsh)65%65%、COCO物质的量分数物质的量分数物质的量分数物质的量分数(fnsh)(fnsh)10%10%,以下条件,以下条件,以下条件,以下条件中最合适的是中最合适的是中最合适的是中最合适的是_。A A600 600,0.9 MPa B0.9 MPa B700 700,0.9 MPa0.9 MPaC C800 800,1.5 MPa D1.5 MPa D1 0
19、00 1 000,1.5 MPa1.5 MPa第86页/共116页第八十七页,共115页。画出画出画出画出600 600,0.1 MPa0.1 MPa条件条件条件条件(tiojin)(tiojin)下,下,下,下,系统中系统中系统中系统中H2H2物质的量分数随反应时间物质的量分数随反应时间物质的量分数随反应时间物质的量分数随反应时间(从常温从常温从常温从常温进料开始计时进料开始计时进料开始计时进料开始计时)的变化趋势示意图:的变化趋势示意图:的变化趋势示意图:的变化趋势示意图:(6)如果(rgu)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页第八十八页,共115
20、页。解析解析解析解析(1)(1)(1)(1)依题意有:依题意有:依题意有:依题意有:CH4(g)CH4(g)CH4(g)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)2H2O(g)=CO2(g)2H2O(g)=CO2(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)4H2(g)4H2(g)4H2(g)HHHH165.0 165.0 165.0 165.0 kJmolkJmolkJmolkJmol1 1 1 1,CH4(g)CH4(g)CH4(g)CH4(g)H2O(g)=CO(g)H2O(g)=CO(g)H2O(g)=CO(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)3H2(g)3H2(g)3H2(g)HH
21、HH206.2 kJmol206.2 kJmol206.2 kJmol206.2 kJmol1 1 1 1,式式式式式即得:式即得:式即得:式即得:CO(g)CO(g)CO(g)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2O(g)=CO2(g)H2O(g)=CO2(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2(g)H2(g)H2(g)HHHH41.2 kJmol41.2 kJmol41.2 kJmol41.2 kJmol1 1 1 1。(2)(2)(2)(2)因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷因蒸汽重整反应所需的活化能比甲烷(ji(ji
22、(ji(ji wn)wn)wn)wn)氧化所需的活化能高,故氧化所需的活化能高,故氧化所需的活化能高,故氧化所需的活化能高,故CH4CH4CH4CH4蒸汽重整的蒸汽重整的蒸汽重整的蒸汽重整的反应速率应小于反应速率应小于反应速率应小于反应速率应小于CH4CH4CH4CH4氧化的反应速率。氧化的反应速率。氧化的反应速率。氧化的反应速率。第88页/共116页第八十九页,共115页。(4)(4)观察表中所给观察表中所给观察表中所给观察表中所给4 4个反应的焓变可知:甲烷个反应的焓变可知:甲烷个反应的焓变可知:甲烷个反应的焓变可知:甲烷氧化反应属于强放热反应,可为强吸热的蒸氧化反应属于强放热反应,可为强
23、吸热的蒸氧化反应属于强放热反应,可为强吸热的蒸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能量,实现能量自给。汽重整反应提供所需的能量,实现能量自给。汽重整反应提供所需的能量,实现能量自给。汽重整反应提供所需的能量,实现能量自给。(5)(5)仔细观察题中所给两图不难找到最合适仔细观察题中所给两图不难找到最合适仔细观察题中所给两图不难找到最合适仔细观察题中所给两图不难找到最合适的反应条件是:的反应条件是:的反应条件是:的反应条件是:700 700,0.9 MPa0.9 MPa;作图时作图时作图时作图时注意:注意:注意:注意:a.a.曲线的起点,从常温进料开始计时,曲线的起点,从常温
24、进料开始计时,曲线的起点,从常温进料开始计时,曲线的起点,从常温进料开始计时,此时此时此时此时H2H2物质的量分数物质的量分数物质的量分数物质的量分数(fnsh)(fnsh)为为为为0 0;b.b.观察题观察题观察题观察题图,在图,在图,在图,在600 600,0.1 MPa0.1 MPa条件下,最终条件下,最终条件下,最终条件下,最终H2H2的物的物的物的物质的量分数质的量分数质的量分数质的量分数(fnsh)(fnsh)为为为为70%70%,故,故,故,故H2H2的物质的的物质的的物质的的物质的量分数量分数量分数量分数(fnsh)(fnsh)从从从从0 0增大到增大到增大到增大到70%70%
25、后不再变化,后不再变化,后不再变化,后不再变化,具体示意图见答案。具体示意图见答案。具体示意图见答案。具体示意图见答案。第89页/共116页第九十页,共115页。(6)(6)如果如果如果如果O2O2量过大,一方面量过大,一方面量过大,一方面量过大,一方面CH4CH4被过度氧化,被过度氧化,被过度氧化,被过度氧化,则发生蒸汽重整的则发生蒸汽重整的则发生蒸汽重整的则发生蒸汽重整的CH4CH4的量减少,导致生成的量减少,导致生成的量减少,导致生成的量减少,导致生成(shn chn)H2(shn chn)H2的量相应减少;另一方面,的量相应减少;另一方面,的量相应减少;另一方面,的量相应减少;另一方面
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