化學第七章 化學反應速率和化學平衡 第25講 化學平衡狀態(tài)及化學平衡移動 魯科版

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1、 第25講 化學平衡狀態(tài)及化學平衡移動 1. 了解化學反應的可逆性。了解化學反應的可逆性。 2了解化學平衡建立的過程。了解化學平衡建立的過程。 3理解外界條件理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的對化學平衡的影響，認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。影響，認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。 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。作用?？键c一考點二探究高考提升考能微課25 考點一電解原理 題組訓練解題探究 基礎小練多維思考返回12題號返回12題號返回2向含有2 mol的SO2的容器中

2、通入過量氧氣發(fā)生2SO2O2 2SO3，充分反應后生成SO3的物質的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物質的量_0 mol，轉化率_100%。12題號返回題組一化學平衡狀態(tài)的判定1可逆反應N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)C123題號45返回123題號45返回2在一定溫度下的定容容器中，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

3、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(1)能說明2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(2)能說明I2(g)H2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(3)能說明2NO2(g) N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是_。123題號45返回(4)能說明C(s)CO2(g) 2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(5)能說明NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(6)能說明5CO(g)I2O5(s) 5CO2(g)I2(s)達到平衡狀態(tài)的是_。123題號45返回3若上述題目中的(

4、1)(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結果又如何？(4)能說明C(s)CO2(g) 2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(1)能說明2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(2)能說明I2(g)H2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(3)能說明2NO2(g) N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是_。123題號45返回判斷平衡狀態(tài)的方法“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，且經過換算后同一種物質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，當其不變時為平衡狀態(tài)；一個隨反應的進行而保持不變的量

5、，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據。123題號45返回題組二極端假設，界定范圍，突破判斷4一定條件下，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 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，則下列判斷正確的是()Ac1c231B平衡時，Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉化率不相等Dc1的取值范圍為0c10.14 molL1D123題號45返回解析：平衡濃度之比為13，轉化濃度亦為13，故c1c213，A、C不正確； 平衡時Y生成表示逆反應速率， Z生成表示正反應速率且 v生成(Y)

6、v生成(Z)應為32，B不正確；由可逆反應的特點可知0c10，達到平衡后，改變下列條件，則指定物質的濃度及平衡如何變化：(1)增加C，平衡_，c(CO)_。(2)減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡_，c(CO2)_。(3)通入N2，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡_，c(CO2)_。(4)保持密閉容器體積不變，升高溫度，則平衡_，c(CO)_。不移動不變向逆反應方向移動增大不移動不變向正反應方向移動增大123題號返回 t1_； t2_； t3_； t4_。3已知一定條件下合成氨反應：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反應過程中，反應速率的變化如圖所示，請根

7、據速率的變化回答采取的措施。t3時刻降低溫度t1時刻增大c(N2)或c(H2)t2時刻加入催化劑t4時刻增大壓強123題號返回題組一選取措施使化學平衡定向移動1合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經多步反應制得，其中的一步反應為：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H”“”或“”)；A、B兩點的平衡常數K(A)與K(B)中較大的是_。K(A)123題號4返回(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化劑 D移去H2OBD(2)在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，請在上圖畫出相應HClT曲線的示意圖，并簡要說明理由。答案：見右圖溫度相同的條件

8、下，增大壓強，平衡右移，HCl增大，因此曲線應在原曲線上方 123題號4返回選項改變條件新平衡與原平衡比較A增大壓強N2的濃度一定變小B升高溫度N2的轉化率變小C充入一定量H2H2的轉化率不變，N2的轉化率變大D使用適當催化劑NH3的體積分數增大題組二條件改變時對化學平衡移動結果的判斷3將等物質的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應并達到平衡：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0。當改變某個條件并維持新條件直至新的平衡時，下表中關于新平衡與原平衡的比較正確的是 ()B123題號4返回4在壓強為0.1 MPa、溫度為300 條件下，a mol CO與3a mol

9、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)。Ac(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 D重新平衡減小(2)若容器容積不變，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CDB123題號4返回微課25“等效平衡”及其應用 微課集訓微課歸納返回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，還是正、逆反應同時投

10、料，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。123要點返回2等效平衡的判斷方法(1)恒溫、恒容條件下反應前后體積改變的反應判斷方法：極值等量即等效。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上述三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2 mol，O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。中a、b、c三者的關系滿足：ca2， b1，即與上述平衡等效123要點返回(2)恒溫、恒壓條件下反

11、應前后體積改變的反應判斷方法：極值等比即等效。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按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則中 ，故互為等效平衡。中a、b、c三者關系滿足： ，即與平衡等效。123要點返回(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應判斷方法：無論是恒溫、恒容，還是恒溫、恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。例如：H2(g)I2(g)2HI(g) 1 mol 1 mol 0 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol兩

12、種情況下，n(H2)n(I2)11，故互為等效平衡。中a、b、c三者關系滿足( a)( b)11或ab11，c0，即與平衡等效。123要點返回3利用“等效平衡”虛擬“第三方”比較兩個平衡狀態(tài)(1)構建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。123要點返回(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。123要點返回集訓一“等效平衡”的判斷1在體積恒定的密閉容器中，充入3 mol A和1 mol B發(fā)生反應3A(g)B(g)xC(g)，達到平衡后，C在平衡混

13、合氣體中的體積分數為。若維持溫度不變，按1.2 mol A、0.4 mol B、0.6 mol C為起始物質。(1)若達到平衡后C的體積分數仍為，則x的值是_。(填字母序號，下同)A1 B2 C3 D4(2)若達到平衡后壓強不變，C的體積分數仍為，則x的值是_。A1 B2 C3 D4ADA123題號4返回123題號4返回2已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.3 kJmol1，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，

14、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：KKBH2的百分含量相同CN2的轉化率：平衡平衡D反應放出的熱量：QQQ，且都小于92.3 kJ，N2的轉化率：平衡平衡。123題號4返回容器甲乙丙反應物投入量1 mol N2 3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的濃/molL-1c1c2c3反應的能量變化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應物轉化率1233在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下：已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJm

15、ol1。A2c1c3 Bab92.4 C2p2p3 Da1a31下列說法正確的是()B123題號4返回 甲、乙達到的平衡是同一平衡，所以ab92.4，121，32，故131;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 2c1p3。答案：B【解析】123題號4返回4對于以下三個反應，從正反應開始進行達到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。(1)PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g) 再充入PCl5(g)平衡向_方向移動，達到平衡后，PCl5(g)的轉化率_，PCl5(g)的百分含量_。(2)2HI(g) I2(g)H2(g) 再

16、充入HI(g)平衡向_方向移動，達到平衡后，HI的分解率_，HI的百分含量_。(3)2NO2(g) N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向_方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉化率_，NO2(g)的百分含量_。正反應減小增大正反應不變不變正反應增大減小123題號4返回平衡轉化率的分析與判斷方法123題號4返回123題號4返回123題號4返回返回1(2016海南，11改編)由反應物X轉化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A由XY反應的HE5E2B由XZ反應的H0C降低壓強有利于提高Y的產率D升高溫度有利于提高Z的產率C123題號返回解析：化學反應中的能量變化決定于反應物和生成

17、物所具有的總能量的相對大小，由圖可知，XY反應的HE3E2，XZ反應的HE1E2T1123題號返回解析：容器中平衡時，c(NO2)0.2 molL1，c(NO)0.4 mol/L，c(O2)0.2 molL1，容器容積為1 L，氣體總物質的量為(0.20.40.2) mol0.8 mol，容器中投入量為(0.30.50.2)mol1 mol，若容器中投入量與平衡量相等，則兩容器內壓強之比為0.8145，根據容器中的相關數據，知該反應的平衡常數：K0.8 mol/L容器中Qc0.56 molL1T1，D項正確。答案：答案：CD123題號返回32014新課標全國卷，28(3)乙醇是重要的有機化工原

18、料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系其中n(H2O)n(C2H4)11123題號返回(1)圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為：_，理由是：_。(2)氣相直接水合法常用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290 、壓強6.9 MPa，n(H2O)n(C2H4)0.61，乙烯的轉化率為5%，若要進一步提高乙烯轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有：_、_。增加n(H2O)n(C2H4)的比p1p2p3p4反應分子數減少，相同溫度下，壓強升高，乙烯轉化率提高將產物乙醇液化移去123題號返回 (1

19、)由方程式C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)可知該反應的正反應是氣體體積減小的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，乙烯的轉化率提高，因此壓強關系是：p1p2p3p4；(2)若要進一步提高乙烯的轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有改變物質的濃度，如從平衡體系中將產物乙醇分離出去，或增大水蒸氣的濃度，改變二者的物質的量的比等等。解析： 123題號返回4(2017全國卷，27稍改動)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H123

20、kJmol1 圖(a)是平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產率提高，應采取的措施是_(填標號)。A升高溫度 B降低溫度 C增大壓強 D降低壓強AD小于123題號返回(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是_。(3)圖(c)為反應產率和反應溫度的關系曲線，副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯產率快速降低的主要原因可能是_ _ 。 丁烯高溫裂解生成短鏈烴類 氫氣是產物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大升高溫度有利于反應向吸熱方向進行溫度升高反應速率加快123題號返回返回