《2020版高考化學大一輪復習 第7單元 化學反應的方向、限度與速率 第2節(jié) 化學反應的限度 化學平衡的移動課件 魯科版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020版高考化學大一輪復習 第7單元 化學反應的方向、限度與速率 第2節(jié) 化學反應的限度 化學平衡的移動課件 魯科版.ppt（51頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第2節(jié)化學反應的限度 化學平衡的移動,考綱要求:1.了解化學反應的可逆性。(宏觀辨識與微觀探析) 2.了解化學平衡的建立,掌握化學平衡的特征。(變化觀念與平衡思想) 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響,并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。(變化觀念與平衡思想) 4.了解化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。(科學態(tài)度與社會責任),考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,化學平衡狀態(tài) 1.可逆反應 (1)定義: 在條件下既可以向 反應方向進行,同時又可以向反應方向進行的化學反應。 (2)特點“三同一小”: 三同:a.相同條件下;b.正逆反
2、應進行;c.反應物與生成物同時存在。 一小:任一組分的轉化率都(填“大于”或“小于”) 100%。 (3)表示方法:在化學方程式中用“”表示。,相同,正,逆,同時,小于,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,2.化學平衡狀態(tài) (1)定義: 在一定條件下的反應中,反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化,和相等的狀態(tài)。,可逆,正反應速率 逆反應速率,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,(2)建立過程: 在一定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。化學平衡的建立過程可用如右v-t圖像表示: 圖像分析:,0,減小,減小,增大,增大
3、,=,保持不變,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,(3)平衡特征:,可逆,v(正)=v(逆),濃度或百分含量,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,自主練習 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)二次電池的充、放電為可逆反應 () (2)對反應A(g)+B(g) C(g)+D(g),壓強不隨時間而變,說明反應已達平衡狀態(tài) () (3)對于NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)反應,當每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2時,說明反應達到平衡狀態(tài) () (4)恒溫恒容下進行的可逆反應:2SO2(g)+O2(g
4、) 2SO3(g),當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時,反應達到平衡狀態(tài) () (5)在2 L密閉容器內,800 時反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,當該容器內顏色保持不變時能說明該反應已達到平衡狀態(tài) (),考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,2.硫酸是一種重要的化工產品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標志。目前的重要生產方法是“接觸法”,有關接觸氧化反應2SO2+O2 2SO3的說法不正確的是() A.該反應為可逆反應,故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉化為三氧化硫 B.達到平衡后,反應就停止了,故此時正、逆反應速率相等
5、且均為零 C.一定條件下,向某密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,則從反應開始到達到平衡的過程中,正反應速率不斷減小,逆反應速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應速率相等 D.在利用上述反應生產三氧化硫時,要同時考慮反應所能達到的限度和化學反應速率兩方面的問題,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,3.在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時:混合氣體的壓強,混合氣體的密度,混合氣體的總物質的量,混合氣體的平均相對分子質量,混合氣體的顏色,各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比,某種氣體的百分含量。,考點一,考點二,必備知識自主預
6、診,關鍵能力考向突破,考點三,考向1極端假設法界定可逆反應中各物質的濃度范圍 例1一定條件下,對于可逆反應X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,則下列判斷正確的是() A.c1c2=31 B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為23 C.X、Y的轉化率不相等 D.c1的取值范圍為0c10.14 molL-1,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,思維建模在密閉容器中進行反應:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已
7、知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.2 molL-1,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質濃度的可能范圍:,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,根據極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。 假設反應正向進行到底:X2(g)+Y2(g) 2Z(g) 起始濃度/( molL-1) 0.10.30.2 改變濃度/( molL-1) 0.10.1 0.2 終態(tài)濃度/( molL-1) 00.2 0.4 假設反應逆向進行到底:X2(g)+Y2(g) 2Z(g) 起始濃度/(
8、molL-1) 0.10.3 0.2 改變濃度/( molL-1) 0.10.1 0.2 終態(tài)濃度/( molL-1) 0.20.4 0 故平衡體系中各物質的濃度(單位:molL-1)范圍為0c(X2)0.2,0.2c(Y2)0.4,0c(Z)0.4。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,對點演練 在一密閉容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g),在一定條件下發(fā)生反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),達到平衡時,生成 mol CO2,當充入的H2O(g)改為4 mol時,在上述條件下生成的CO2可能為() A.0.60 molB.0.93
9、mol C.1.0 molD.2.50 mol,B,解析假設反應正向進行到底,由于CO仍為1 mol,故生成的CO2最多為1 mol,但由于反應的可逆性,這是不可能的。同時增大c(H2O)提高CO的轉化率,所以 moln(CO2)1 mol。B項正確。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,考向2化學平衡狀態(tài)的判斷 例2(2019安徽江南高三入學摸底考試)在恒溫、恒容條件下,能說明可逆反應:H2(g)+I2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是() A.氣體的壓強保持不變B.v(H2)正=2v(HI)逆 C.氣體的密度保持不變D.氣體的顏色保持不變,D,解析因為反應H2(g
10、)+I2(g) 2HI(g)是一個反應前后分子數目不變的反應,在反應的過程中氣體的壓強始終不變,則氣體的壓強不變不能說明反應達到平衡狀態(tài),故A項錯誤;根據方程式的計量數可得當達到平衡狀態(tài)時應有2v(H2)正=v(HI)逆,故B項錯誤;在恒容條件下,由反應的質量守恒可知反應混合物的密度始終不會改變,所以氣體的密度不變不能說明可逆達到平衡狀態(tài),故C項錯誤;氣體的顏色不變即碘蒸氣的濃度不變,說明反應處于平衡狀態(tài),故D項正確。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,歸納總結判斷化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志 1.兩方法逆向相等、變量不變 (1)“逆向相等”:反應速率必須一個是正反應
11、的速率,一個是逆反應的速率,且經過換算后同一種物質的正反應速率和逆反應速率相等。 (2)“變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變,當這個量不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應的進行保持不變的量,不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據。 2.兩標志本質標志、等價標志 (1)本質標志: v(正)=v(逆)0。對于某一可逆反應來說,正反應消耗掉某物質的速率等于逆反應生成該物質的速率。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,(2)等價標志。 全部是氣體參加的體積可變反應,體系的壓強(恒溫恒容)、平均相對分子質量不隨時間而變化。例如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 體系中各組分的物質的量濃
12、度、體積分數、物質的量(或質量)分數保持不變。 對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。 對于有色物質參加或生成的可逆反應,體系的顏色不再隨時間而變化。例如,2NO2(g) N2O4(g)。 體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率達到最大值且不再隨時間而變化。 絕熱體系的溫度不變,說明反應處于平衡狀態(tài)。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,對點演練 (2018遼寧丹東五校協(xié)作體聯考)在恒溫下體積恒定的密閉容器中,有可逆反應:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)(正反應為放熱反應)不能說明已達到平衡的是() A.正反應生成NO2的速率和逆反應生
13、成O2的速率相等 B.反應器中壓強不隨時間變化而變化 C.混合氣體顏色深淺保持不變 D.混合氣體平均相對分子質量保持不變,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,化學平衡的移動 1.化學平衡移動的過程 2.化學平衡移動與化學反應速率的關系 (1)v(正)v(逆):平衡向移動。 (2)v(正)=v(逆):反應達到平衡狀態(tài)。 (3)v(正)v(逆):平衡向移動。,正反應方向,逆反應方向,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,3.影響化學平衡的因素 (1)若其他條件不變,改變下列條件對化學平衡的影響:,正,逆,減小,增大,不,吸熱反應,放熱反應,
14、不能,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,(2)勒夏特列原理。 如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠的方向移動。,減弱這種改變,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,自主練習 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)化學平衡發(fā)生移動,化學反應速率一定改變;化學反應速率改變,化學平衡也一定發(fā)生移動 () (2)升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,此時v放減小,v吸增大 () (3)平衡時,其他條件不變,分離出固體生成物,v(正)減小 () (4)化學平衡正向移動,反應物的轉化率不一定增大
15、() (5)往平衡體系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺 () (6)對于2NO2(g) N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增大加強,平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺 (),考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,2.下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是() A.紅棕色的NO2,加壓后顏色先變深后變淺 B.高壓比常壓有利于合成SO3 C.加入催化劑有利于氨的合成 D.工業(yè)制取金屬鉀Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)選取適宜的溫度,使K變成蒸氣從反應混合物中分離出來,答案,解析,考點一,考點
16、二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點三,3.(2018浙江湖州月考)在一定條件下,可逆反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1達到化學平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是() A.降低溫度,可提高反應速率 B.加入合適的催化劑,可提高N2的轉化率 C.N2的正反應速率等于NH3的逆反應速率 D.反應物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,考向1外界條件對化學平衡的影響 例1(2017海南化學,11)(雙選)已知反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H0。在一定溫度和壓強下于密閉容器
17、中,反應達到平衡。下列敘述正確的是 () A.升高溫度,K減小 B.減小壓強,n(CO2)增加 C.更換高效催化劑,(CO)增大 D.充入一定量的氮氣,n(H2)不變,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.平衡轉化率的分析與判斷 (1)以反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)為例: 若反應物起始物質的量之比等于化學計量數之比,達到平衡后,A、B的轉化率相等。 若只增加A的量,平衡正向移動,B的轉化率提高,A的轉化率降低。 由溫度或壓強引起的化學平衡正向移動,反應物的轉化率增大。 若按原
18、比例同倍數地增加(或降低)A、B的濃度,等效于壓縮(或擴大)容器體積,氣體反應物的轉化率與化學計量數有關。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,對點演練 在壓強為0.1 MPa、溫度為300 條件下,a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H0。 (1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半,其他條件不變,對平衡體系產生的影響是(填字母)。 A.c(H2)減小B.正反應速率加快,逆反應速率減慢 C.反應物轉化率增大,(2)若容器容積不變
19、,下列措施可增大甲醇產率的是(填字母)。 A.升高溫度 B.將CH3OH從體系中分離 C.充入He,使體系總壓強增大,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,考向2等效平衡 例2已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.3 kJmol-1,在一定溫度和催化劑的條件下,向一密閉容器中通入1 mol N2和3 mol H2,達到平衡狀態(tài);相同條件下,向另一體積相同的密閉容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3,達到平衡狀態(tài),則下列說法正確的是() A.兩個平衡狀態(tài)的平衡常數的關系:KK B.平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)時H2的
20、百分含量相同 C.N2的轉化率:平衡平衡 D.反應放出的熱量:Q=Q92.3 kJ,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,歸納總結1.等效平衡的含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質量分數、物質的量分數、體積分數等)均相同。這樣的平衡狀態(tài)稱為等效平衡。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.等效平衡分類及規(guī)律,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,對點演練 一定溫度下,在3個容積均為1.0 L的恒容密閉容器
21、中反應2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達到平衡,下列說法正確的是(),A.該反應的正反應吸熱 B.達到平衡時,容器中反應物轉化率比容器中的大 C.達到平衡時,容器中H2大于容器中H2的兩倍 D.達到平衡時,容器中的正反應速率比容器中的大,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,化學平衡的圖像 1.常見平衡圖像類型 以可逆反應aA(g)+bB(g) cC(g)H=Q kJmol-1為例。 (1)含量時間溫度(或壓強)圖(結合圖像完成下列填空)。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,(曲線用催化劑,不用催化劑,或化學計量數a+b=c
22、時曲線m的壓強大于n的壓強),m,n,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,(2)恒壓(溫)線(如圖所示):該類圖像的縱坐標為生成物的平衡濃度(c)或反應物的轉化率(),橫坐標為溫度(T)或壓強(p),常見類型如下所示:,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.化學平衡中的特殊圖像:以aA(g)+bB(g) cC(g)H=Q kJmol-1為例。,3,1,=,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,逆向,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,自主練習 1.在密閉容器中進行反應X(g)+3Y(g) 2Z(g)
23、,T1時升高溫度,速率時間圖像如圖1,正反應為吸熱反應還是放熱反應?若混合氣體的平均相對分子質量隨溫度的變化情況如圖2,則正反應為吸熱反應還是放熱反應?,提示 圖1,升溫平衡逆向移動,逆反應速率大于正反應速率,故正反應為放熱反應;圖2,溫度升高平均相對分子質量減小,總質量不變,說明氣體物質的量變大,所以平衡逆向進行,逆反應是吸熱反應,正反應是放熱反應。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.(2019陜西城固第一中學高三月考)用來表示可逆反應: 2A(g)+B(g) 2C(g)H0的正確圖像是下圖中的(),答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二
24、,考點三,3.(2018湖南師大附中月考)乙酸乙酯能在多種條件下發(fā)生水解反應:CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH。已知該反應的速率隨c(H+)的增大而加快。下圖為CH3COOC2H5的水解速率隨時間的變化圖。下列說法中正確的是() A.圖中A、B兩點表示的c(CH3COOC2H5)相等 B.反應初期水解速率增大可能是溶液中c(H+)逐漸增大所致 C.圖中t0時說明反應達到平衡狀態(tài) D.tB時CH3COOC2H5的轉化率低于tA時CH3COOC2H5的轉化率,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考向化學平衡的圖像 例(2019湖北部分重
25、點中學高三上學期起點考試)工業(yè)上利用Ga與NH3在高溫條件下合成固體半導體材料氮化鎵(GaN)同時有氫氣生成。反應中,每生成3 mol H2時放出30.8 kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內進行上述反應,下列有關表達正確的是() A.圖像中如果縱坐標為正反應速率,則t時刻改變的條件可以為升溫或加壓 B.圖像中縱坐標可以為鎵的轉化率 C.圖像中縱坐標可以為化學反應速率 D.圖像中縱坐標可以為體系內混合氣體平均相對分子質量,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,歸納總結化學平衡圖像解題技巧 (1)先拐先平。 在含量(轉化率)時間曲線中,先出現拐點的先達到平衡狀態(tài),相應
26、曲線對應的反應速率大,說明對應的溫度高或壓強大或有催化劑等。 (2)定一議二。 當圖像中有三個變量時,先確定一個量不變, 再討論另外兩個量的變化關系,有時還需要作輔助線。 (3)三步分析法。 一看反應速率是增大還是減小;二看v(正)、v(逆)的相對大小;三看化學平衡移動的方向。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,對點演練 (2018安徽合肥模擬)某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變密閉容器中某一條件對A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化學平衡狀態(tài)的影響,得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度,n表示物質的量),下列判斷正確的是() A.若T2T1,則正反應一定是
27、放熱反應 B.達到平衡時,A2的轉化率大小為bac C.若T2T1,達到平衡時b、d點的反應速率為vdvb D.在T2和n(A2)不變時達到平衡,AB3的物質的量大小為cba,答案,解析,2,3,4,1,1,2,3,4,1.(2018河北邢臺高三模擬)COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) H0,當反應達到平衡時,下列措施能提高COCl2轉化率的是() 升溫恒容通入惰性氣體增加CO濃度減壓 加催化劑恒壓通入惰性氣體 A.B. C.D.,答案,解析,1,2,3,4,2.將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當反應2NO2(g) N2O4(g)達到平衡后,改變下列一個條件,下列敘述正確的是() A
28、.升高溫度,氣體顏色加深,則此反應為吸熱反應 B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向正反應方向移動,混合氣體的顏色變淺 C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強增大,但小于原來的兩倍 D.恒溫恒容時,充入稀有氣體,壓強增大,平衡向正反應方向移動,混合氣體的顏色變淺,答案,解析,1,2,3,4,3.某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學平衡的影響,得到如下變化規(guī)律(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質的量),下列說法正確的是() A.反應:H0,p2p1 B.反應:H0,T1T2 C.反應:H0,T2T1;或HT1,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,(2)tm時,v(正)v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)tm時,v(逆)tn時v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),理由是。 (4)若平衡時溶液的pH=14,則該反應的平衡常數K為。,答案 (1)a、c(2)大于(3)小于tm時生成物濃度較低,1,2,3,4,1,2,3,4,
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