高考化學總復習 第七章 23 化學平衡的移動和化學反應(yīng)進行的方向課件.ppt

第七章化學反應(yīng)速率和化學平衡 第23講化學平衡的移動和化學反應(yīng)進行的方向 微考點 大突破 微充電 大收獲 1 對平衡移動概念的理解 v正 v逆 v正 v逆 v 正 v 逆 各組分含各組分含各組分含量又量保持一定量改變保持新的一定 微考點1影響化學平衡移動的因素基礎(chǔ)微回扣 2 影響化學平衡移動的因素 1 濃度 其他條件不變的情況下 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 平衡向 方向移動 此時v正 v逆 反之 如果 可使化學平衡向 方向移動 此時v正 v逆 2 壓強 對有氣體參加的可逆反應(yīng) 反應(yīng)前后體積發(fā)生變化時 若其他條件不變 增大壓強會使平衡向 的方向移動 反之向 的方向移動 氣體體積在反應(yīng)前后保持不變的反應(yīng) 則改變壓強對平衡 無影響 正反應(yīng) 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 氣體體積縮小 氣體體積擴大 逆反應(yīng) 3 溫度 其他條件不變時 升溫使平衡向 方向移動 降溫使平衡向 方向移動 對于一個可逆反應(yīng) 如果正反應(yīng)放熱 則逆反應(yīng)一定 吸熱 吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng) 減弱這種改變 平衡 影響平衡的一個 一個實質(zhì)化學平衡移動的實質(zhì)是外界條件影響了化學反應(yīng)速率 使得v正 v逆 平衡將發(fā)生移動 兩個注意應(yīng)用勒夏特列原理分析問題時應(yīng)注意 1 不要把v正增大與化學平衡向正反應(yīng)方向移動等同 只有v正 v逆時 才使化學平衡向正反應(yīng)方向移動 2 不要把化學平衡向正反應(yīng)方向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的提高等同 當反應(yīng)物總量不變時 化學平衡向正反應(yīng)方向移動 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高 當增大一種反應(yīng)物的濃度 使化學平衡向正反應(yīng)方向移動時 會使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高 而本身的轉(zhuǎn)化率降低 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 溫度改變 平衡一定發(fā)生移動 警示 任何反應(yīng)都伴隨著能量的變化 通常表現(xiàn)為吸熱或放熱 故溫度改變 化學平衡將發(fā)生移動 2 只要v 正 增大 平衡一定正向移動 警示 平衡正向移動是因為v 正 大于v 逆 若v 正 v 逆 都增大 則平衡不一定正向移動 3 不論恒溫恒容 還是恒溫恒壓容器 加入稀有氣體 平衡皆發(fā)生移動 警示 恒溫恒容容器中的化學平衡 當充入稀有氣體時 化學平衡不移動 4 起始加入原料的物質(zhì)的量相等 則各種原料的轉(zhuǎn)化率一定相等 警示 只有起始原料的物質(zhì)的量之比等于方程式的化學計量數(shù)比 原料的轉(zhuǎn)化率才相等 5 通過改變一個條件使某反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動 轉(zhuǎn)化率一定增大 警示 若反應(yīng)物不止一種的反應(yīng)通過增大某反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)正向移動 則該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小 一 化學平衡移動的分析1 實質(zhì)化學平衡移動的實質(zhì)是外界條件 如濃度 溫度 壓強 破壞了原平衡狀態(tài) 使正 逆反應(yīng)速率不再相等 當v 正 v 逆 時 平衡向正反應(yīng)方向移動 當v 正 v 逆 時 平衡向逆反應(yīng)方向移動 當v 正 v 逆 時 平衡不發(fā)生移動 然后在新的條件下達到正 逆反應(yīng)速率再次相等 方法微總結(jié) 解析 本題考查化學平衡的移動 該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng) 所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動 恒壓通入惰性氣體 相當于減壓 恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響 增加co的濃度 將導致平衡逆向移動 答案 b 1 c中的氣體顏色 填 變淺 或 變深 2 若25 時 起始時僅有no2氣體 達到平衡時 c no2 0 0125mol l 1 c n2o4 0 0321mol l 1 則no2的起始濃度為 no2的轉(zhuǎn)化率為 在三支容積均為30cm3針筒中分別抽入10cm3no2氣體 將針筒前端封閉 將第二支針筒活塞迅速推至5cm3處 此時氣體的顏色變深 一段時間后氣體顏色又變淺了 但仍比第一支針筒氣體的顏色深 推進針筒后顏色變深的原因是 一段時間后氣體顏色又變淺的原因是 在此過程中 該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)將 填 增大 減小 或 不變 下同 no2的轉(zhuǎn)化率將 不變 變淺 0 0767mol l 1 83 7 氣體的體積減小 no2濃度增大 氣體的顏色加深 壓強增大 平衡向正反應(yīng)方向移動 增大 解析 1 nh4no3晶體溶解是吸熱過程 所以平衡會向正反應(yīng)方向移動 顏色變淺 2 把n2o4轉(zhuǎn)換為no2 所以開始時c no2 0 0125mol l 1 0 0321mol l 1 2 0 0767mol l 1 其轉(zhuǎn)化率為 0 0767mol l 1 0 0125mol l 1 0 0767mol l 1 83 7 推動活塞 氣體的體積減小 no2濃度增大 氣體的顏色加深 推動活塞 減小氣體的體積 增大壓強 平衡向正反應(yīng)方向移動 顏色會變淺 此過程中溫度無變化 平衡常數(shù)不變 但平衡向正反應(yīng)方向移動 所以no2的轉(zhuǎn)化率增大 解析 正反應(yīng)放熱 升高溫度 平衡向逆反應(yīng)方向移動 a項錯誤 加水稀釋 平衡向離子數(shù)目增多的方向移動 平衡向逆反應(yīng)方向移動 b項錯誤 常溫下加壓對水溶液的平衡移動幾乎無影響 d項錯誤 答案 c 應(yīng)用微提升 解析 由圖可知 隨壓強的增大 z的體積分數(shù)增大 說明平衡正向移動 正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng) 隨溫度的升高 z的體積分數(shù)減小 說明平衡向逆反應(yīng)方向移動 逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 則正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 答案 c 解析 充入1molso3相當于充入1mol的so2和0 5mol的o2 即在恒溫恒壓下 由于新充入的so3轉(zhuǎn)化成的so2和o2的量之比與起始充入的so2和o2的物質(zhì)的量之比相同 故平衡等效 因此c so3 平不變 答案 b 下列說法正確的是 a 該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)b 達到平衡時 容器 中的ch3oh體積分數(shù)比容器 中的小c 容器 中反應(yīng)到達平衡所需時間比容積 中的長d 若起始時向容器 中充入ch3oh0 15mol ch3och30 15mol和h2o0 10mol 則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行 回答下列問題 1 反應(yīng)的 h 0 填 大于 或 小于 100 時 體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示 在0 60s時段 反應(yīng)速率v n2o4 為 mol l 1 s 1 反應(yīng)的平衡常數(shù)k1為 2 100 時達平衡后 改變反應(yīng)溫度為t c n2o4 以0 0020mol l 1 s 1的平均速率降低 經(jīng)10s又達到平衡 a t 100 填 大于 或 小于 判斷理由是 大于 0 0010 0 36mol l 1 大于 反應(yīng)正方向吸熱 反應(yīng)向吸熱方向進行 故溫度升高 b 列式計算溫度t時反應(yīng)的平衡常數(shù)k2 3 溫度t時反應(yīng)達平衡后 將反應(yīng)容器的容積減少一半 平衡向 填 正反應(yīng) 或 逆反應(yīng) 方向移動 判斷理由是 c n2o4 0 040mol l 1 0 0020mol l 1s 1 10s 0 020mol l 1 平衡時 c no2 0 120mol l 1 0 0020mol l 1 s 1 10s 2 0 16mol l 1 對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng) 增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動 逆反應(yīng) 3 增大壓強 平衡向氣體分子數(shù)減小的方向進行 將反應(yīng)容器的體積減少一半 相當于增大壓強 故平衡向逆反應(yīng)方向進行 焓 焓變及熵 熵變 1 在一定條件下 不借助外部力量就能自動進行的過程稱為 過程 2 焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素 多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應(yīng)是 反應(yīng) 但也有不少 反應(yīng)能自發(fā)進行 還有些 反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進行 但在 下則能自發(fā)進行 因此 反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素 但不是唯一因素 微考點2化學反應(yīng)進行的方向基礎(chǔ)微回扣 自發(fā) 放熱 吸熱 吸熱 較高溫度 混亂 s 混亂度 聚集 外界 反應(yīng)產(chǎn)物 正值增加 h t s 0 焓變 h t s 趨勢 h t s 0 h t s 0 溫度 壓強 h t s 0 平衡 溫度 壓強 溫度 壓強 兩種傾向自發(fā)過程的兩種傾向 1 體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 體系對外部做功或釋放熱量 2 在密閉條件下 體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性 無序體系更加穩(wěn)定 三個規(guī)律 1 放熱且熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進行 2 吸熱且熵減少的反應(yīng)一定不能自發(fā)進行 3 焓變和熵變的作用相同時 溫度有可能對反應(yīng)方向起決定性作用 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 h 0 s 0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行 警示 h 0 s 0 則 g 0 任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進行 2 因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān) 因此焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) 警示 用焓變和熵變判斷反應(yīng)的自發(fā)性 都有例外 故都不能單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) 而應(yīng)用復合判據(jù) 3 在其他外界條件不變的情況下 使用催化劑 可以改變化學反應(yīng)進行的方向 警示 使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能 不能改變反應(yīng)的方向 4 caco3 s cao s co2 g 室溫下不能自發(fā)進行 說明該反應(yīng)的 h 0 警示 caco3 s 分解為吸熱反應(yīng) h 0 焓變 熵變和溫度對化學反應(yīng)方向的影響 方法微總結(jié) 微典通關(guān)3 二氧化碳捕集 存儲和轉(zhuǎn)化是當今化學研究的熱點問題之一 1 用釔的配合物作催化劑 一定條件可直接光催化分解co2 發(fā)生反應(yīng) 2co2 g 2co g o2 g 該反應(yīng)的 h 0 s 0 選填 或 在低溫下 該反應(yīng) 填 能 或 不能 自發(fā)進行 2 co2轉(zhuǎn)化途徑之一是利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制h2 然后將h2與co2轉(zhuǎn)化為甲醇或其他化學品 你認為該方法需要解決的技術(shù)問題有 填選項字母 a 開發(fā)高效光催化劑b 將光催化制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離 并與co2發(fā)生催化轉(zhuǎn)化c 二氧化碳及水資源的供應(yīng) ab 不能 解析 該反應(yīng)是分解反應(yīng) 且co燃燒時放熱 所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 即 h 0 因氣體的物質(zhì)的量增多 所以 s 0 g h t s 0時 反應(yīng)可自發(fā)進行 所以在低溫下 該反應(yīng)不能自發(fā)進行 對點微練 焓變與自發(fā)反應(yīng)7 實驗證明 多數(shù)能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 對此說法的理解正確的是 a 所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進行的b 所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的c 焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素d 焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù) 解析 反應(yīng)是否能自發(fā)進行是由焓變和熵變共同決定的 故焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素 答案 c 應(yīng)用微提升 對點微練 熵變與自發(fā)反應(yīng)8 下列反應(yīng)中 熵顯著增加的反應(yīng)是 a co g 2h2 g ch3oh g b caco3 2hcl cacl2 h2o co2 c c s o2 g co2 g d 2hg l o2 g 2hgo s 解析 反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加 都會使混亂度增大 熵增加 答案 b 對點微練 復合判據(jù)的應(yīng)用9 熵變 焓變可作為反應(yīng)過程進行方向的判據(jù) 下列反應(yīng)一定有自發(fā)傾向的是 a h 0 s 0b h 0 s 0c h 0 s 0d h 0 s 0 解析 當 h 0 s 0時 g h t s 0 反應(yīng)一定有自發(fā)進行的傾向 答案 a 10 灰錫結(jié)構(gòu)松散 不能用于制造器皿 而白錫結(jié)構(gòu)堅固 可以制造器皿 現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 100kpa的室內(nèi)存放 它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用 已知 在0 100kpa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為 h 2180 9kj mol 1 s 6 61j mol 1 k 1 解析 h t s 2180 9kj mol 1 273k 6 61j mol 1 k 1 10 3 2179 1kj mol 1 0 能自發(fā)進行 答案 會自發(fā)變成灰錫 不能再繼續(xù)使用 增大c a 升高溫度 增大壓強 加催化劑 2 濃度 時間圖此類圖象能說明平衡體系組分 或某一成分 在反應(yīng)過程中的變化情況 仍以上述反應(yīng)為例 圖象如下 此類圖象要注意各曲線的折點 達平衡 時刻相同 各物質(zhì)濃度變化的比例符合化學方程式中的化學計量數(shù)關(guān)系 p1 p2 t1 t2 a是在b的基礎(chǔ)上加入催化劑 3 全程速率 時間圖如zn與足量鹽酸的反應(yīng) 反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)的情況 如右圖所示 解釋原因 ab段 v漸增 因反應(yīng)為放熱反應(yīng) 隨反應(yīng)的進行 溫度漸增 導致反應(yīng)速率的漸增 bc段 v漸小 則主要因為隨反應(yīng)的進行 溶液中c h 漸小 導致反應(yīng)速率的減小 故分析時要抓住各階段的主要矛盾 認真分析 4 含量 時間 溫度 壓強 圖常見的形式有如下圖所示的幾種 c 指某生成物百分含量 b 指某反應(yīng)物百分含量 這種圖象的折點表示達到平衡的時間 曲線的斜率反映了反應(yīng)速率的大小 可以確定t p 的高低 大小 水平線高低對應(yīng)平衡移動方向 t2 t1 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) t2 t1 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) p1 p2 正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng) p1 p2 正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng) 5 恒壓 溫 線該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度 c 或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 橫坐標為溫度 t 或壓強 p 常見類型有 如下圖所示 6 其他如下圖所示的曲線 是其他條件不變時 某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率 與溫度 t 的關(guān)系曲線 圖中標出的1 2 3 4四個點 表示v 正 v 逆 的點是3 表示v 正 v 逆 的點是1 而2 4點表示v 正 v 逆 二 解答化學反應(yīng)速率 化學平衡圖象題的一般原則方法1 看圖象一看軸 即縱 橫坐標的意義 二看點 即起點 拐點 交點 終點 三看線 即線的走向和變化趨勢 四看輔助線 即等溫線 等壓線 平衡線等 五看量的變化 如濃度變化 溫度變化 轉(zhuǎn)化率變化 物質(zhì)的量的變化等 2 依據(jù)圖象信息 利用平衡移動原理 分析可逆反應(yīng)的特征吸熱還是放熱 氣體的化學計量數(shù)增大 減小還是不變 有無固體或純液體參加或生成等 3 先拐先平條件高在化學平衡圖象中 先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡 可能是該反應(yīng)的溫度高 濃度大 壓強大或使用了催化劑 4 定一議二勒夏特列原理只適用于一個條件的改變 所以圖象中有三個變量 先固定一個量 再討論另外兩個量的關(guān)系 注意化學平衡圖象問題和其他各種化學平衡移動問題都是應(yīng)用化學平衡移動原理解決 反應(yīng)特點 反應(yīng)條件 平衡移動引起的某種物理量變化問題之一 稱 三位一體 三 突破化學反應(yīng)速率 化學平衡圖象題的 三種 手段1 從 斷點 著手當可逆反應(yīng)達到一種平衡后 若某一時刻外界條件發(fā)生改變 都可能使速率 時間圖象的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況 即出現(xiàn) 斷點 根據(jù) 斷點 前后的速率大小 即可對外界條件的變化情況作出判斷 a 圖 表示溫度對化學平衡的影響 且甲的溫度較高b 圖 表示t0時刻使用催化劑對反應(yīng)速率的影響c 圖 表示t0時刻增大o2的濃度對反應(yīng)速率的影響d 圖 中a b c三點中只有b點已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài) 解析 a項 根據(jù)先拐先平知 乙的溫度高 升高溫度 so2的含量降低 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 與題反應(yīng)相矛盾 a項錯誤 b項使用催化劑 v正 v逆同時增大 且倍數(shù)相同 斷點應(yīng)在原平衡反應(yīng)速率之上 b項正確 c項增大o2濃度 正反應(yīng)速率會增大且圖象上 斷點 應(yīng)在原平衡速率之上 但逆反應(yīng)速率應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大 c項錯誤 d項 a b c三點都是在不同溫度下的平衡線上 錯誤 答案 b 2 從 拐點 入手同一可逆反應(yīng) 若反應(yīng)條件不同 達到平衡所用的時間也可能不同 反映到圖象出現(xiàn) 拐點 的時間也就有差異 根據(jù)外界條件對化學反應(yīng)速率的影響 即可判斷出溫度的高低 壓強或濃度的大小及是否使用催化劑 例2 密閉容器中進行的可逆反應(yīng) aa g bb g cc g 在不同溫度 t1和t2 及壓強 p1和p2 下 混合氣體中b的質(zhì)量分數(shù)w b 與反應(yīng)時間 t 的關(guān)系如圖所示 下列判斷正確的是 a t1c 正反應(yīng)為