江苏省2020版高考化学新增分大一轮复习专题7化学反应速率与化学平衡第22讲化学平衡的移动课件苏教版201904161128.pptx
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1、,化学平衡的移动,第22讲,专题7 化学反应速率和化学平衡,大一轮复习讲义,考纲要求 KAOGANGYAOQIU,理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。,考点一 化学平衡移动,探究高考 明确考向,课时作业,内容索引 NEIRONGSUOYIN,考点二 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果,01,考点一,化学平衡移动,知识梳理,ZHISHISHULI,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 移动。 (2)v正v逆:反应达到平衡状态, 平衡移动。 (3)v正v逆:平衡向 移动。,正反应方向,不发生,逆反应方向,3.影响化学平衡的因素,(
2、1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:,正反应,逆反应,减小,增大,不,吸热,放热,(2)勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度),平衡将向着能够 的方向移动。 (3)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温恒容条件 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。 恒温恒压条件 原平衡体系 容器容积增大,各反应气体的分压减小,减弱这种改变,(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动( ) (2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v放减小,v吸增大( ) (3)C(s)CO2(g)
3、2CO(g) H0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大( ) (4)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大( ) (5)向平衡体系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅( ) (6)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅( ),辨析易错易混正误判断,在一个密闭容器中充入a mol A和b mol B,发生反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) H0,一段时间后达到平衡,测得各物质的浓度。 (1)若体积不变,仅增加c(A),A的转化率将
4、 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),B的转化率将 ,达到新平衡时,c(A)将 ,c(B)将 ,c(C)将 ,c(D)将 。 (2)体积不变,再充入a mol A和b mol B,则平衡 移动,达到新平衡时,c(A)将 ,c(B)将 ,c(C)将 ,c(D)将 。 若abcd,则A的转化率将 ; 若abcd,则A的转化率将 ; 若abcd,则A的转化率将 。,提升思维能力深度思考,减小,增大,增大,减小,增大,增大,正向,增大,增大,增大,增大,不变,增大,减小,(3)升高温度,平衡 移动,达到新平衡时,c(A)将 ,c(B)将 ,c(C)将 ,c(D)将 ,A的转化率将 。,正向,减小,
5、减小,增大,增大,增大,题组一 选取措施使化学平衡定向移动 1.(2019桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)Cl2(g) 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,能提高COCl2转化率的是 A. B. C. D.,解题探究,JIETITANJIU,解析 该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。,2.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。反应中,每
6、生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是 A.图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压 B.图像中纵坐标可以为镓的转化率 C.图像中纵坐标可以为化学反应速率 D.图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量,解析 A项,图像中如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,反应速率增大,图像符合题意,正确; B项,Ga是固体,没有浓度可言,不能计算其转化率,错误; C项,Ga是固体,其质量不影响反应速率,错误; D项,反应方程式为2Ga(s)2NH3(g)2GaN(s)3H2(g) H0,相同压强下,升高温度,
7、平衡逆向移动,平均相对分子质量增大;相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,错误。,3.在压强为0.1 MPa、温度为300 条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H0。 (1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是_(填字母)。 A.c(H2)减小 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 C.反应物转化率增大 D.重新平衡 减小,解析 该反应为正向气体分子数减小的可逆反应,缩小体积,平衡正向移动,c(H2)增大,正、逆反应速率均增大,因而A、B均不正确。,(
8、2)若容器容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是_(填字母)。 A.升高温度 B.将CH3OH从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大,解析 由于该反应正向是放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OH的产率降低,体积不变,充入He,平衡不移动。,题组二 新旧平衡的比较 4.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(s)cC(g)dD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器缩小为原来的一半,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是 A.平衡向逆反应方向移动 B.acd C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小,解析 容器缩小为原来的一半,若平衡不移动,则A的浓度应变为原来的2
9、倍,说明平衡正向移动,A的转化率增大。,5.将等物质的量的N2、H2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:N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是,解析 A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确; B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,正确; C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,正确; D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状
10、态,不正确。,6.一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A.t2时改变的条件:只加入一定量的SO2 B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3 D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混 合气中SO3的体积分数,解析 t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率大于原来的速率,A错误; 平衡常数只与温度有关,一定温度下,K值不变,B错误; 平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故C错误
11、、D正确。,7.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。 (1)实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图: 则总反应的H_(填“”“”或“”)0。,解析 结合题中HClT图像可知,随着温度升高,HCl降低,说明升高温度平衡逆向移动,得出正反应方向为放热反应,即H0。,(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大,请在上图画出相应HClT曲线的示意图,并简要说明理由:_ _。,解析 结合可逆反应2HCl(g) H2O(g)Cl2(g)的特点,增大压强平衡 向右移动,HCl增大,则相同温度
12、下,HCl的平衡转化率比增压前的大,曲线如答案中图示所示。,答案 见图,温度相同的条件下,增大压强,平衡右移,HCl增大,因此曲线应在原曲线上方,(3)下列措施中,有利于提高HCl的有_(填字母)。 A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化剂 D.移去H2O,解析 有利于提高HCl,则采取措施应使平衡2HCl(g) H2O(g) Cl2(g)正向移动。A项,增大n(HCl),则c(HCl)增大,虽平衡正向移动,但HCl减小,错误; B项,增大n(O2)即增大反应物的浓度,D项,移去H2O即减小生成物的浓度,均能使平衡正向移动,两项都正确; C项,使用更好的催化剂,只能加快反
13、应速率,不能使平衡移动,错误。,BD,1.分析化学平衡移动问题的注意事项,(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能消除外界条件的变化。 (2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v正v逆时,才使平衡向正反应方向移动。 (3)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。 (4)对于缩小体积增大压强,不管是否移动,各成分的浓度均增大,但增大的倍数可能不同也可能相同。,2.解答化学平衡移动类判断题的思维过程,关注特点 分析条件(浓度、温度、压强等) 想原理(平衡移动原理)综合判断得结论。,02,考点二,应用“等效平衡”判断平衡移动的结果,1.等效平衡的含义,
14、在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。,知识梳理,ZHISHISHULI,2.等效平衡的判断方法,(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应 判断方法:极值等量即等效。 例如:2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 2 mol 1 mol 0 0 0 2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol a mol b mol c mol 上述三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O
15、2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。 中a、b、c三者的关系满足:ca2, b1,即与上述平衡等效。,(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应 判断方法:极值等比即等效。 例如:2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 2 mol 3 mol 0 1 mol 3.5 mol 2 mol a mol b mol c mol 按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则中 ,故互为等效平衡。 中a、b、c三者关系满足: ,即与平衡等效。,(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应 判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如:H2
16、(g)I2(g)2HI(g) 1 mol 1 mol 0 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol 两种情况下,n(H2)n(I2)11,故互为等效平衡。 中a、b、c三者关系满足 11或ab11,c0,即与平衡等效。,3.虚拟“中间态”法构建等效平衡,(1)构建恒温恒容平衡思维模式 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)构建恒温恒压平衡思维模式(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。,对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,按要
17、求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g) 再充入PCl5(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率_,PCl5(g)的百分含量_。 (2)2HI(g)I2(g)H2(g) 再充入HI(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,HI的分解率_,HI的百分含量_。 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率_,NO2(g)的百分含量_。,提升思维能力深度思考,正反应,减小,增大,正反应,不变,不变,正反应,增大,减小,1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:N
18、2O4(g) 2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率 A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断,解题探究,JIETITANJIU,解析 恒温恒容条件下,投料等比增加同增压,判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡,而不是原平衡),增大压强平衡向左移,转化率降低。,2.已知H2(g)I2(g)2HI(g) H0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量,则应采取的措施是 A
19、.甲、乙提高相同温度 B.甲中加入0.1 mol He,乙中不变 C.甲降低温度,乙增大压强 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,解析 相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项,甲、乙提高相同温度,平衡均逆向移动,HI的平衡浓度均减小,错误; B项,甲中加入0.1 mol He,在定容密闭容器中,平衡不会移动,错误; C项,甲降低温度,平衡正向移动,甲中HI的平衡浓度增大,乙增大压强平衡不移动,HI平衡时的百分含量不变,正确; D项,甲中增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mo
20、l I2,结果还是等效的,错误。,3.(2019常州田家炳高级中学高三月考)在温度T1和T2时,分别将0.50 mol CH4和 1.20 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,发生如下反应:CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表:,下列说法正确的是 A.T1时010 min NO2的平均反应速率为0.15 molL1min1 B.T2时CH4的平衡转化率为70.0% C.保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g),平 衡向正反应方向移动 D.保持其他条件不变,T1时向平
21、衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,与原 平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大,T1时,体积为1 L,由表格中数据可知, CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g) 开始/mol 0.50 1.20 0 0 0 转化/mol 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80 平衡/mol 0.10 0.40 0.40 0.40 0.80,体积不变,物质的量变为原来的2倍,若平衡不移动,则平衡浓度变为原平衡的2倍,但压强增大平衡逆向移动,则达新平衡时N2的浓度增大,大于原平衡浓度小于原平衡浓度的2倍,故D正确。,03,探究高考 明确考向,1.(20
22、18江苏,15)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:,1,2,3,4,下列说法正确的是 A.v1v2,c22c1 B.K1K3,p22p3 C.v1v3,1(SO2)3(SO2) D.c22c3,2(SO3)3(SO2)1,1,2,3,4,解析 由题中表格信息可知,容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的1/2(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压,化学反应速率加快,则v1v2;题给平衡右移,则1(SO2)2(SO2),根据勒夏特列原理可得
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