高考化學一輪復習 第七章 化學反應速率和化學平衡 基礎課時2 化學平衡狀態(tài)及其移動課件 新人教版.ppt

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基礎課時2化學平衡狀態(tài)及其移動 1 了解化學反應的可逆性 2 了解化學平衡建立的過程 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 認識并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律 4 了解化學平衡的調(diào)控在生活 生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用 最新考綱 考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài) 1 可逆反應 知識梳理 固考基 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 二同 a 相同條件下 b 正逆反應同時進行 一小 反應物與生成物同時存在 任一組分的轉(zhuǎn)化率都 填 大于 或 小于 100 同一 正 逆 小于 3 表示在化學方程式中用 表示 提醒 可逆反應不等同于可逆過程 可逆過程包括物理變化和化學變化 而可逆反應屬于化學變化 2 化學平衡狀態(tài) 1 概念在一定條件下的可逆反應中 正反應速率與逆反應速率 反應體系中所有參加反應的物質(zhì)的 保持不變的狀態(tài) 2 化學平衡的建立 相等 質(zhì)量或濃度 正反應 逆反應 3 平衡特點 正反應速率 逆反應速率 質(zhì)量或濃度 提醒 化學反應的平衡狀態(tài)可以從正反應方向建立 也可以從逆反應方向建立 化學反應達到化學平衡狀態(tài)的正逆反應速率相等 是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等 若用不同物質(zhì)表示時 反應速率不一定相等 化學反應達平衡狀態(tài)時 各組分的濃度 百分含量保持不變 但不一定相等 答案B 3 溯源題 海南高考 可逆反應A g B g C g D g 下列依據(jù)能判斷該反應已達到平衡的是 壓強不隨時間改變 氣體的密度不隨時間改變 c A 不隨時間改變 單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等探源 本考題源于教材RJ選修4P26 化學平衡狀態(tài) 對化學平衡狀態(tài)的特征及其判斷依據(jù)進行了考查 解析可逆反應達到平衡狀態(tài) 正 逆反應并沒有停止 所以氧氣中的18O可通過正反應進入SO3中 SO3中的18O又可通過逆反應而進入SO2中 答案D 題組精練 提考能 解析假設反應向正反應方向進行 由于Y2 g 過量 則完全轉(zhuǎn)化時 Z g 的濃度為0 4mol L 1 假設反應向逆反應方向進行 則完全轉(zhuǎn)化時 X2 g Y2 g 的濃度分別為0 2mol L 1 0 4mol L 1 由題意知 該反應為可逆反應 反應物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物 生成物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應物 故A正確 B C均錯誤 又該反應前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變 反應達到平衡時 不論X2 Y2 Z怎么變化 總物質(zhì)的量不會改變 物質(zhì)的總濃度也不會改變 即c X2 c Y2 c Z 0 6mol L 1 D錯誤 答案A 題組二化學平衡狀態(tài)判斷3 在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應 甲 2NO2 g 2NO g O2 g 乙 H2 g I2 g 2HI g 現(xiàn)有下列狀態(tài) 反應物的消耗速率與生成物的生成速率之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài) 反應物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài) 速率之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài) 濃度之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài) 百分含量之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài) 混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) 體系溫度不再改變的狀態(tài) 壓強不再改變的狀態(tài) 反應物的濃度不再改變的狀態(tài) 反應物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài)其中能表明 甲 達到化學平衡狀態(tài)的是 能表明 乙 達到化學平衡狀態(tài)的是 能表明 甲 乙 都達到化學平衡狀態(tài)的是 答案 4 在兩個恒溫 恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應 甲 2X g Y g Z s 乙 A s 2B g C g D g 當下列物理量不再發(fā)生變化時 混合氣體的密度 反應容器中生成物的百分含量 反應物的消耗速率與生成物的消耗率之比等于化學計量數(shù)之比 混合氣體的壓強 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 混合氣體的總物質(zhì)的量其中能表明 甲 達到化學平衡狀態(tài)的是 能表明 乙 達到化學平衡狀態(tài)的是 答案 方法總結(jié) 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的速率 一個是逆反應的速率 且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等 2 變量不變 如果一個量是隨反應進行而改變的 當不變時為平衡狀態(tài) 一個隨反應的進行保持不變的量 不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 2 兩標志 本質(zhì)標志 等價標志 1 本質(zhì)標志 v 正 v 逆 0 對于某一可逆反應來說 正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率 2 等價標志 全部是氣體參加的非等體積反應 體系的壓強 平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化 例如 N2 g 3H2 g 2NH3 g 體系中各組分的物質(zhì)的量濃度 體積分數(shù) 物質(zhì)的量 或質(zhì)量 分數(shù)保持不變 對同一物質(zhì)而言 斷裂的化學鍵的物質(zhì)的量與形成的化學鍵的物質(zhì)的量相等 對于有色物質(zhì)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(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)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) 拓展 以mA g nB g pC g q D g為例 判斷下列過程是否達到平衡狀態(tài) 填 平衡 不平衡 不一定 平衡 平衡 平衡 不一定 不一定 不一定 平衡 考點二化學平衡移動 1 化學平衡移動的過程 知識梳理 固考基 2 化學平衡移動與化學反應速率的關(guān)系 1 v 正 v 逆 平衡向正反應方向移動 2 v 正 v 逆 反應達到平衡狀態(tài) 平衡不發(fā)生移動 3 v 正 v 逆 平衡向 方向移動 逆反應 3 外界因素對化學平衡的影響 正 逆 減小 增大 不 吸熱反應 放熱反應 不能 4 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(zhì)的濃度 平衡將向著能夠 的方向移動 減弱這種改變 提醒 化學平衡發(fā)生移動的實質(zhì)是正逆反應速率不相等 正逆反應速率發(fā)生變化 平衡不一定移動 例如使用催化劑 正逆反應速率均增加 但是同等程度地增加 正逆反應速率仍然相等 所以平衡不發(fā)生移動 不能認為平衡正向移動時反應物的濃度一定減小 生成物的濃度一定增大 v 正 增大或v 逆 減小 平衡不一定向正反應方向移動 只有v 正 v 逆 時 才使平衡向正反應方向移動 外界條件改變時 化學平衡發(fā)生移動 最終結(jié)果只能 減弱 條件的改變 但不能 消除 條件的改變 答案B 題組一外界條件對化學平衡的影響1 2015 黑龍江哈爾濱模擬 已建立平衡的某可逆反應 當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時 下列敘述正確的是 生成物的體積分數(shù)一定增加 生成物的產(chǎn)量一定增加 反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大 反應物濃度一定降低 正反應速率一定大于逆反應速率 加入催化劑可以達到以上目的A B C D 題組精練 提考能 解析改變條件使化學平衡正向移動 生成物的體積分數(shù)不一定增大 如改變的條件是增大某一反應物濃度 生成物的體積分數(shù)可能減小 錯誤 平衡正向移動 生成物的產(chǎn)量一定增加 v 正 v 逆 正確 平衡正向移動 反應物的轉(zhuǎn)化率不一定增大 如2SO2 O22SO3 增加O2的量 SO2轉(zhuǎn)化率增大 而O2的轉(zhuǎn)化率減小 錯誤 若縮小體積 增大壓強 反應物濃度會增大 錯誤 加入催化劑平衡不移動 錯誤 綜上所述 B項正確 答案B 解析A是固體 其量的變化對平衡無影響 而增大B的濃度 正反應速率增大 平衡向正反應方向移動 v 正 v 逆 升高溫度 v 正 v 逆 均增大 但v 逆 增大的程度大 平衡向逆反應方向移動 此反應為反應前后氣體分子數(shù)不變的反應 故增大壓強 平衡不移動 但v 正 v 逆 都增大 催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動 B的轉(zhuǎn)化率不變 B 思維建模 判斷化學平衡移動方向的思維模型 下列說法正確的是 A 2c1 c3B a b 92 4C 2p2 p3D 1 3 1解析甲 乙達到的平衡是等效平衡 所以a b 92 4 1 2 1 3 2 故 1 3 1 丙可以看作是2個乙分別達到化學平衡后又加壓形成的 由于加壓后平衡向氣體體積減小的方向移動 所以2c1 c3 2p2 p3 A C D錯誤 答案B 命題點一選擇制備物質(zhì)的適宜條件 解析這是一個放熱的熵減反應 只有當 H T S 0時 該反應才能自發(fā)進行 A錯誤 加入過量的B 可以提高A的轉(zhuǎn)化率 B正確 升高溫度 平衡逆向移動 反應物的轉(zhuǎn)化率降低 C錯誤 使用催化劑只能改變反應速率 不能使平衡發(fā)生移動 不能提高反應物的轉(zhuǎn)化率 D錯誤 答案B 解析合成氨的流程中的除雜 是為了除去能使催化劑中毒的物質(zhì) 題中指出 在合成氨的過程中必須除去CO 因此CO是屬于使催化劑中毒的物質(zhì) 從吸收CO的化學方程式可得 吸收CO的反應是正反應為氣體體積縮小的放熱反應 因此為了使CO盡最大可能地被吸收 應采取高壓 低溫的辦法使平衡正向移動 要使醋酸二氨合銅 I 溶液再生 即使平衡逆向移動 故必須采取低壓 高溫的辦法 答案 1 防止CO使催化劑中毒 2 低溫 高壓 3 高溫 低壓 練后歸納 化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則 1 從化學反應速率分析 既不能過快 又不能太慢 2 從化學平衡移動分析 既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性 又要注意二者影響的矛盾性 3 從原料的利用率分析 增加易得廉價原料 提高難得高價原料的利用率 從而降低生產(chǎn)成本 4 從實際生產(chǎn)能力分析 如設備承受高溫 高壓能力等 5 注意催化劑的活性對溫度的限制 2 CO可用于合成甲醇 反應方程式為CO g 2H2 g CH3OH g CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如下圖所示 該反應 H 0 填 或 實際生產(chǎn)條件控制在250 1 3 104kPa左右 選擇此壓強的理由是 解析 1 由題意可知 未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體 要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化 TaS2 2I2 TaI4 S2 TaI4 S2 TaS2 2I2 即反應 先在溫度T2端正向進行 后在溫度T1端逆向進行 反應 的 H大于0 因此溫度T1小于T2 該過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是I2 2 從圖像來看 隨著溫度的升高 CO的轉(zhuǎn)化率變小 故 H 0 綜合溫度 壓強對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看 在題給壓強下 CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大 不必再增大壓強 答案 1 I2 2 在1 3 104kPa下 CO的轉(zhuǎn)化率已較高 再增大壓強CO轉(zhuǎn)化率提高不大 同時生產(chǎn)成本增加 得不償失 4 2015 湖南衡陽六校聯(lián)考 如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2是當前科學家研究的重要課題 1 科學家用H2和CO2生產(chǎn)甲醇燃料 為探究該反應原理 進行如下實驗 某溫度下 在容積為2L的密閉容器中充入1molCO2和3 25molH2 在一定條件下反應 測得CO2 CH3OH g 和H2O g 的物質(zhì)的量 n 隨時間的變化關(guān)系如圖所示 從反應開始到3min時 氫氣的平均反應速率v H2 下列措施中一定能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是 A 在原容器中再充入1molCO2B 在原容器中再充入1molH2C 在原容器中充入1molHeD 使用更有效的催化劑E 縮小容器的容積F 將水蒸氣從體系中分離出 2 科學家還利用氫氣在一定條件下與二氧化碳反應生成乙醇燃料 其熱化學反應方程式為2CO2 g 6H2 g CH3CH2OH g 3H2O g H akJ mol 1 在一定壓強下 測得該反應的實驗數(shù)據(jù)如表所示 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題 答案 1 0 25mol L 1 min 1 BEF 2 小于 不變 不能確定