高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第22講化學(xué)平衡狀態(tài)課件

1、第22講化學(xué)平衡狀態(tài)【考綱要求】 1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率()。4.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。5.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?？键c(diǎn)1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)知識(shí)梳理1.可逆反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)小于2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念在一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 ,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持 的狀態(tài)。相等不變(2)建立過(guò)程在一定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過(guò)程如下:最大逐漸減小逐漸

2、增大以上過(guò)程可用如圖表示:(3)化學(xué)平衡特征可逆v(正)=v(逆)濃度或百分含量3.平衡轉(zhuǎn)化率【多維思考】判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”。提示:(1)(2)(3)(4)(5)提示:(6)(7) (8)考點(diǎn)演練考向一可逆反應(yīng)中物質(zhì)濃度的判斷1.(2017湖南五市十校聯(lián)考)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.4 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能存在的數(shù)據(jù)是( )A.SO2為0.8 mol/L,O2為0.4 mol/LB.SO2為0.5 mol/LC.

3、SO3為0.8 mol/LD.SO2、SO3均為0.3 mol/LB解析:所給反應(yīng)為可逆反應(yīng)。假設(shè)SO2(g)和O2(g)全部轉(zhuǎn)化為SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)初始(mol/L)0.4 0.2 0.4變化(mol/L)0.4 0.2 0.4平衡(mol/L)0 0 0.8假設(shè)SO3(g)全部轉(zhuǎn)化為SO2(g)和O2(g) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)初始(mol/L)0.4 0.2 0.4變化(mol/L)0.4 0.2 0.4平衡(mol/L)0.8 0.4 0由以上分析可知達(dá)到平衡時(shí):0c(SO2)0.8 mol/L;0c(O2)0.4 mol/L

4、;0c(SO3)0.8 mol/L。SO2為0.8 mol/L,O2為0.4 mol/L不在范圍內(nèi),A不可能;SO2范圍0c(SO2)0.8 mol/L,B可能;SO3濃度不在范圍0c(SO3)0.8 mol/L內(nèi),C不可能;據(jù)元素守恒,c(SO2)與c(SO3)和始終為0.8 mol/L,D不可能。2.一定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)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(dá)到平衡時(shí),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=31B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比

5、為23C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0c10.14 molL-1D解析:平衡濃度之比為13,轉(zhuǎn)化濃度亦為13,故c1c2=13且X、Y的轉(zhuǎn)化率相等,A、C不正確;平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng),Z生成表示正反應(yīng),若達(dá)平衡vY(生成)vZ(生成)應(yīng)為32,B不正確;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0c10.14 molL-1,D正確。方法規(guī)律極端假設(shè)法確定物質(zhì)的濃度范圍1.原理:可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行完全,反應(yīng)體系各物質(zhì)同時(shí)共存。2.方法:假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍?？枷蚨瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判定3.導(dǎo)學(xué)號(hào) 96656139 可逆反應(yīng):2NO2 2NO+O

6、2在體積固定的密閉容器中,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率比為221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)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)( )A. B.C. D.全部C解析:單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2等效于消耗2n mol NO2同時(shí)生成2n mol NO2,故正確;只要反應(yīng)發(fā)生,就有用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率比為221的狀態(tài),故錯(cuò)誤;混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài),說(shuō)明二氧化氮的濃度不變,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故

7、正確;混合氣體的密度一直不改變,故錯(cuò)誤;混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變的狀態(tài),說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故正確;混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài),說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故正確。4.一定溫度下在容積恒定的密閉容器中,進(jìn)行如下可逆反應(yīng):A(s)+2B(g) C(g)+D(g),下列敘述能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )混合氣體的密度不再變化時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化時(shí)B的物質(zhì)的量濃度不再變化時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)當(dāng)v正(B)=2v逆(C)A. B.C. D.只有A 解析:A為固態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)氣體質(zhì)量增大,逆向進(jìn)行時(shí)

8、氣體質(zhì)量減小,所以,密度不變時(shí)平衡,正確;該反應(yīng)前后氣體體積不變,所以壓強(qiáng)不變時(shí)不一定平衡,錯(cuò)誤;該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等,所以混合氣體的總物質(zhì)的量不變不一定平衡,錯(cuò)誤;B的濃度不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,正確;混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài),說(shuō)明氣體的質(zhì)量不變,正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,正確;v正(B)=2v逆(C)時(shí),說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,正確。 判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法“正逆相等,變量不變”方法規(guī)律注意以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:1.某一時(shí)刻,各物質(zhì)的濃度(或物質(zhì)的量或分子數(shù))之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的狀態(tài)。2.恒溫、恒容條件下氣體體積

9、不變的反應(yīng),混合氣體的壓強(qiáng)或氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。3.全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。4.全部是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變?？键c(diǎn)2化學(xué)平衡的移動(dòng)知識(shí)梳理1.化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程2.影響化學(xué)平衡的外界因素(1)影響化學(xué)平衡的因素正逆減小增大不移動(dòng)吸熱放熱不能(2)幾種特殊情況說(shuō)明改變固體或純液體的量,對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響。同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí),應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。3.勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)

10、物質(zhì)的濃度),平衡向能夠 這種改變的方向移動(dòng)。減弱【多維思考】1.判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”。(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),速率一定改變。速率改變,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。()(2) 升高溫度,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。()提示:(1)(2)(3)(4)(5) 提示:(6)(7) (8)(9)(6)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施: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,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是( )A. B. C. D.解析:該反應(yīng)為氣體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(dòng),可以。恒壓通入

11、惰性氣體,相當(dāng)于減壓,平衡正向移動(dòng),可以。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無(wú)影響,不可以。增加CO的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng),不可以。2.(2017遼寧大連模擬)反應(yīng)NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g) 在某溫度下達(dá)到平衡,下列各種情況中,不會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)的是( )A.溫度、容積不變時(shí),通入SO2氣體B.移走一部分NH4HS固體C.容器體積不變,充入HCl氣體D.保持壓強(qiáng)不變,充入氮?dú)釨1.解析化學(xué)平衡移動(dòng)題目的一般思路方法規(guī)律2.壓強(qiáng)的影響實(shí)質(zhì)是濃度的影響,所以只有當(dāng)這些“改變”造成濃度改變時(shí),平衡才有可能移動(dòng)。3.化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“抵消”外界條

12、件的改變。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度一定比原平衡大;若將體系溫度從50 升高到80 ,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 T80 ;若對(duì)體系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加壓,例如從 30 MPa加壓到60 MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡時(shí)30 MPap60 MPa?？枷蚨瘜W(xué)平衡移動(dòng)結(jié)果的分析與判斷3.(2017河南鄭州模擬)下列說(shuō)法正確的是( )A.改變反應(yīng)條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大B.濃度變化引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),

13、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大C.溫度或壓強(qiáng)的變化引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大D.催化劑可使化學(xué)反應(yīng)速率加快,使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大C解析:改變反應(yīng)條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,例如合成氨反應(yīng)中通入氮?dú)?氮?dú)廪D(zhuǎn)化率降低,A錯(cuò)誤;根據(jù)A中分析,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大,B錯(cuò)誤;溫度或壓強(qiáng)的變化引起平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大,C正確;催化劑可使化學(xué)反應(yīng)速率加快,但不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,D錯(cuò)誤。4.導(dǎo)學(xué)號(hào) 96656286 將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡:X(g)+3Y(g) 2Z(g)H0。當(dāng)改變某個(gè)

14、條件并維持新條件直至新的平衡時(shí),表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是( )選項(xiàng)改變條件新平衡與原平衡比較A升高溫度X的轉(zhuǎn)化率變小B增大壓強(qiáng)X的濃度變小C充入一定量YY的轉(zhuǎn)化率增大D使用適當(dāng)催化劑X的體積分?jǐn)?shù)變小A解析:升高溫度,平衡逆向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率變小,A正確;增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),但容器的體積減小,X的濃度增大,B錯(cuò)誤;充入一定量Y,X的轉(zhuǎn)化率增大,而Y的轉(zhuǎn)化率減小,C錯(cuò)誤;使用適當(dāng)催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能改變平衡,X的體積分?jǐn)?shù)不變,D錯(cuò)誤。5.在壓強(qiáng)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(yīng)生成甲醇:CO(g)

15、+2H2(g) CH3OH(g)H2c(SO3)甲C.若活塞固定在3處不動(dòng),達(dá)平衡時(shí)甲、乙兩容器中SO2的體積分?jǐn)?shù): (SO2)乙 2(SO2)甲D.若活塞固定在7處不動(dòng),達(dá)平衡時(shí)兩容器中SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等B構(gòu)建“虛擬的第三平衡”法解決平衡間的聯(lián)系方法規(guī)律在解題時(shí)若遇到比較條件改變后的新、舊平衡間某量的關(guān)系有困難時(shí),可以考慮構(gòu)建一個(gè)與舊平衡等效的“虛擬的第三平衡”,然后通過(guò)壓縮或擴(kuò)大體積等手段,再與新平衡形成新的聯(lián)系,以形成有利于問(wèn)題解決的新模式,促使條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化,例如:(1)構(gòu)建等溫等容平衡思維模式:新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建等溫

16、等壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見(jiàn)圖示):新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)。真題體驗(yàn) 感悟考法明確考向考向一化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷答案:a、c考向二外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響2.(雙選題)(2016海南卷,11)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )A.由XY反應(yīng)的H=E5-E2B.由XZ反應(yīng)的Hp3p2p1。答案:(1)p4p3p2p1正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),相同溫度下,壓強(qiáng)增大,乙烯轉(zhuǎn)化率提高(2)氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290 、壓強(qiáng)6.9 MPa, =0.61。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有、 ?？枷蛉刃胶?.(雙選題)(2016江蘇卷,15)一定溫度下,在3個(gè)體積均為 1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達(dá)到平衡。下列說(shuō)法正確的是( )容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/molL-1物質(zhì)的平衡濃度/m