第2讲-化学平衡状态及化学平衡移动(师)(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第2讲 化学平衡状态及化学平衡移动知识点一:化学平衡1可逆反应(1)概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同一不能:“二同”:同一条件下,正、逆反应同时进行。“一不能”:反应物和生成物同时存在,任意物质不能全转化为生成物,即反应物的转化率小于100%。2化学平衡状态建立过程图示(1)建立过程:一定条件下的可逆反应随着反应的进行,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态(如如图)。(2)特点:逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。等:达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等。定:达到平衡时反应体
2、系中各组分的浓度保持恒定。动:化学平衡是一种动态平衡。变:当外界条件发生变化时,平衡可能发生移动。注意点:(1)对于在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不能认为是可逆反应。如PbPbO22H2SO42PbSO42H2O不是可逆反应。(2)对于可逆反应,无论什么条件下,反应物都不可能完全转化为生成物。如H2I22HI的反应体系中,加入1 mol H2与1 mol I2充分反应后,生成HI的量一定小于2 mol。(3)可逆反应达到化学平衡状态时,化学反应速率不等于零。(4)对于有特征现象的化学反应,可以通过观察现象来判断反应是否达到平衡,如Fe33SCNFe(SCN)3的反应,当反应体系的颜
3、色不再改变时,反应达到平衡。(5)外界条件发生变化,化学平衡状态不一定发生移动,如使用催化剂。练习:1下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等都等于0C平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变解析:选A可逆反应达到平衡状态后,虽v(正)v(逆),但均不为0,是动态平衡,B、C错;通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度,D错。2一定温度下,可逆反应H2(g)I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志
4、是()A混合气体的压强不再变化B混合气体的颜色不再变化C反应速率v(H2)1/2v(HI)Dc(H2)c(I2)c(HI)112解析:选B该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应,无论是否达平衡,只要温度不变,其混合气体的压强就不会改变,A不对;C项没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率,不能确定是否达到平衡,C不对;浓度具体比值还与投入起始量有关,不能作为平衡建立的标志,D不对;由于三种气体中只有I2是有颜色的,颜色不变说明I2的质量分数不变,达到了平衡,B对。知识点二:外界因素对化学平衡的影响1影响化学平衡的因素若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:改变的条件(其他条
5、件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度正反应方向减小反应物浓度或增大生成物浓度逆反应方向压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强气体总体积减小的方向减小压强气体总体积增大的方向反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度吸热方向降低温度放热方向2催化剂与化学平衡的关系使用催化剂,能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速率,可以缩短达到平衡的时间,但对化学平衡没有影响。3勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。注意点:(1)增大固体或纯液体物质的量,化学平衡不发生移动,因固体或纯液体的浓度可视
6、为1,增加其用量,对平衡不产生影响。(2)化学反应速率改变是化学平衡移动的前提条件,但化学反应速率改变,化学平衡不一定移动,化学平衡移动,化学反应速率必定改变。(3)改变容器内气体的压强,使化学平衡发生移动,是通过改变气体的浓度而实现的。即改变压强,若气体的浓度不变则化学平衡一定不会发生移动。(4)勒夏特列原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。(5)平衡移动能够“减弱”外界条件的变化,但不能“抵消”外界条件的变化。练习:3下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是()A混合物中各组分的浓度改变B正、逆反应速率改变C混合物中各组分的含量改变D混合体系的压强发生改变解析:选C
7、如果混合物中各组分的浓度变化而各组分的含量不变,则平衡不发生移动;使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动;如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响。4对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)nY(s)pZ(g)H0,达化学平衡后,改变条件,回答下列问题(填“一定”、“不一定”或“一定不”)(1)增大压强,化学平衡_发生移动(2)通入氦气,化学平衡_发生移动(3)增加Y的物质的量,化学平衡_发生移动(4)其他条件不变,升高温度,化学平衡_发生移动解析:(1)若mp,增大压强,平衡不移动;(2)若保持体积不变,通入氦气,平衡不移动;(3)Y为固体,增加Y的量,平衡不移动;(4)
8、升高温度,化学平衡一定发生移动。答案:(1)不一定(2)不一定(3)一定不(4)一定要点记忆:高频考点:考点一化学平衡状态的判断在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:2NO22NOO2,你能判断出下列哪些情况能作为反应达到平衡状态的标志吗?单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,v正(NO)2v逆(O2)用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变答案:知识点链接:解答化学平衡状态判断题时,首先应分析化学方程式的特点,如化学计量数关系、反应物或生成物的状态和颜色等,然后根据
9、题意推理、转化,看是否符合化学平衡状态的根本标志,最后再作出正确的判断。1直接判断依据达到平衡状态2间接判断依据以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例:类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A,同时生成m mol A,即v(正)v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C,则v(正)不一定等于v(逆)不一定v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq,v(正)不一定等于v(逆)不一定在单位时间内生成n
10、 mol B,同时消耗q mol D,因二者变化均表示v(逆),所以v(正)不一定等于v(逆)不一定压强mnpq时,总压强一定(其他条件一定)平衡mnpq时,总压强一定(其他条件一定)不一定平均相对分子质量(r)mnpq时,r一定平衡mnpq时,r一定不一定气体密度mnpq,恒温恒压时,密度保持不变平衡mnpq时,密度保持不变不一定温度体系温度一定(其他不变)平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡 例1(2012山东高考节选)对于反应N2O4(g)2NO2(g)H0,将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。解析N2O4充入恒压容器中分解生成N
11、O2,是体积变大的化学反应。因此密度逐渐减小,当达到平衡状态时,体积不再变化,密度亦不再变化,a正确;对于某一具体的反应,H是一个具体数值且始终保持不变,故不能说明反应达到平衡状态,b错;N2O4的正反应速率逐渐减小,最后保持不变,c错;转化率不变,说明反应物不再减少,即反应达到平衡,d正确。答案ad1可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2)Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析:选C当v正v逆时,表明反应已达
12、平衡状态,说明正、逆反应速率相等。2在一定温度下的某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 ()A体系的压强不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键解析:选C反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)是气体体积增大的反应,体系的压强不再发生变化,表明已达到化学平衡;B、D项均表示该反应的v(正)v(逆),表明已达到平衡;C项,CO和H2都是生成物,它们的生成均表示正反应,且每生成n mol CO时
13、必有n mol H2生成,不能表明一定达到了平衡状态。 考点二化学平衡移动及转化率变化在一定条件下的密闭容器中,发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0,改变下列条件,平衡如何移动?反应物的转化率如何变化?增大N2的浓度移出部分NH3升高温度扩大容器体积或减小压强恒温恒容条件下充入He气恒温恒压条件下充入He气答案:平衡右移N2转化率减小,H2转化率增大;平衡右移N2、H2转化率都增大;平衡左移N2、H2转化率都减小;平衡左移N2、H2转化率都减小;平衡不移动N2、H2转化率都不变;平衡左移N2、H2转化率都减小知识点链接:分析化学平衡移动要注意从正、逆反应速率是否改变入手,速率改变平
14、衡才有可能移动。判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与物料转化率提高等同起来,要视具体情况而定。1实例分析(1)反应实例2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0:条件变化平衡移动转化率变化增大O2浓度正移SO2的转化率增大,O2的转化率减小增大SO3浓度逆移SO2、O2的转化率都减小升高温度逆移SO2、O2的转化率都减小增大压强正移SO2、O2的转化率都增大(2)反应实例2NO2(g)N2O4(g):条件变化平衡移动转化率变化体积不变时,充入NO2气体正移NO2的转化率增大增大压强(缩小体积)正移NO2的转化率增大(3)反应实例I2(g)H2(g)2HI(g):条件变化平衡移动转化率变化增
15、大H2的浓度正移H2的转化率减小,I2的转化率增大增大压强不移动转化率不变2“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响(1)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(转化率不变)(2)恒温、恒压:原平衡体系容器容积增大体系中各组分的浓度同倍数减小 例2(2012大纲全国卷)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是()A增加压强B降低温度C增大CO的浓度 D更换催化剂解析选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无
16、影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向右移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。答案B3对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是()生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加反应物的转化率一定增大反应物的浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了适宜的催化剂A BC D解析:选A以合成氨反应“N23H22NH3”为例,若加入大量N2使平衡右移,NH3产量一定增加,但NH3的百分含量不一定增大,H2的转化率会增大,但N2的转化率减小;H2的浓度降低,但N2浓度增加
17、,故不正确,正确。4(2010上海高考)据报道,在300 、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)下列叙述错误的是()A使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C充入大量CO2气体可提高H2的转化率D从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率解析:选B使用催化剂可以加快反应速率,从而提高生产效率,A项正确;仅仅根据反应发生所需温度,不能判断反应的热效应,B项错误;充入大量CO2气体,平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大,C项正确;从平衡混合气体中
18、分离出CH3CH2OH和H2O,反应不断向正反应方向进行,CO2和H2的利用率增大,D项正确。专题:化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是:图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高,这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向,高考试题考查这种题型的力度将加大。1解题指导(1)看图像:一看轴,即纵、横坐标的意义;二看点:即起点、拐点、交点、终点;三看线,即线的走向和变化趋势;四看辅助线,即等温线、等压线、平衡线等;五看量的变化,如浓度变化、温度变化、转化率
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