高考化學一輪復習 7.3 化學平衡的移動 化學反應進行的方向課件.ppt

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第3節(jié)化學平衡的移動化學反應進行的方向 2 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考點一化學平衡的移動 落實基礎1 化學平衡移動的過程在一定條件下 可逆反應達到平衡狀態(tài) v 正 v 逆 如果改變影響平衡的一個條件 如溫度 濃度 壓強等 v 正 v 逆 化學平衡狀態(tài)被破壞 直至正 逆反應速率再相等 在新條件下達到新的化學平衡狀態(tài) 這種現(xiàn)象叫做化學平衡狀態(tài)的移動 簡稱化學平衡的移動 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 平衡向逆反應方向移動 3 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 3 影響化學平衡的因素若其他條件不變 改變下列條件對平衡的影響如下 4 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 5 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 4 化學平衡移動原理 勒夏特列原理 1 原理內(nèi)容 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 平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動 2 原理解讀 減弱這種改變 升溫平衡向著吸熱反應方向移動 增加反應物濃度平衡向反應物濃度減小的方向移動 增大壓強平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動 化學平衡移動的結(jié)果只是減弱了外界條件的改變 而不能完全抵消外界條件的變化 更不能超過外界條件的變化 6 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 A 溫度 容積不變時 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 保持壓強不變 充入氮氣 答案 解析 7 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導 1 當反應混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或純液體物質(zhì)時 由于其 濃度 是恒定的 不隨其量的增減而變化 故改變這些固體或液體的量 對平衡沒影響 2 對于無氣體或反應前后氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)相等的可逆反應 壓強的變化對正 逆反應速率的影響程度是等同的 故平衡不移動 8 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 9 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二化學平衡的移動與平衡常數(shù)的關(guān)系例2 2014上海化學 只改變一個影響因素 平衡常數(shù)K與化學平衡移動的關(guān)系敘述錯誤的是 A K值不變 平衡可能移動B K值變化 平衡一定移動C 平衡移動 K值可能不變D 平衡移動 K值一定變化 答案 解析 10 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導對于給定的可逆反應 化學平衡常數(shù)只受溫度影響 溫度改變 化學平衡常數(shù)改變 化學平衡一定發(fā)生移動 但化學平衡除受溫度影響外 還受濃度 壓強等外界因素影響 改變反應混合物的濃度或壓強 化學平衡可能發(fā)生移動 但平衡常數(shù)保持不變 11 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 答案 解析 12 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導不同條件下的轉(zhuǎn)化率變化規(guī)律 1 若反應物起始量之比等于化學計量數(shù)之比 達到平衡后 它們的轉(zhuǎn)化率相等 2 若反應物起始量之比不等于化學計量數(shù)之比 達到平衡后 過量物質(zhì)轉(zhuǎn)化率較小 若只增加A的濃度 平衡向正反應方向移動 B的轉(zhuǎn)化率增大 A的轉(zhuǎn)化率減小 若按原比例同倍數(shù)地增加反應物A和B的濃度 反應物的轉(zhuǎn)化率與氣體反應物的化學計量數(shù)有關(guān) 若m n p q 平衡不移動 A B的轉(zhuǎn)化率都不變 若m n p q 平衡向正反應方向移動 A B的轉(zhuǎn)化率都增大 若m n p q 平衡向逆反應方向移動 A B的轉(zhuǎn)化率都減小 13 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 2015全國 節(jié)選 甲醇既是重要的化工原料 又可作為燃料 利用合成氣 主要成分為CO CO2和H2 在催化劑作用下合成甲醇 發(fā)生的主要反應如下 14 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 15 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 答案 減小升高溫度時 反應 為放熱反應 平衡向左移動 使得體系中CO的量增大 反應 為吸熱反應 平衡向右移動 又使產(chǎn)生CO的量增大 總結(jié)果 隨溫度升高 使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3 p2 p1相同溫度下 由于反應 為氣體分子數(shù)減小的反應 加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率 而反應 為氣體分子數(shù)不變的反應 產(chǎn)生CO的量不受壓強影響 故增大壓強時 有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高解析 升高溫度 反應 平衡向左移動 使體系中n CO 增大 反應 為吸熱反應 平衡向右移動 又使產(chǎn)生n CO 增大 總結(jié)果是隨溫度升高 CO的轉(zhuǎn)化率降低 因為相同溫度下 由于反應 為氣體分子數(shù)減小的反應 加壓有利于增大CO的轉(zhuǎn)化率 反應 為氣體分子數(shù)不變的反應 壓強改變對平衡不產(chǎn)生影響 所以壓強增大 CO轉(zhuǎn)化率升高 在題圖中 同一溫度下 CO轉(zhuǎn)化率高的對應壓強大 則p3 p2 p1 16 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考點二化學平衡圖像 落實基礎1 解題思路和方法 17 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 2 解題技巧 1 先拐先平 數(shù)值大 在含量 時間曲線中 先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡 說明反應速率快 該曲線表示的溫度較高或壓強較大 2 定一議二 在含量 T p曲線中 圖像中有三個變量 先確定一個量不變 再討論另外兩個量的關(guān)系 因平衡移動原理只適用于 單因素 的改變 即確定橫坐標所示的量后 討論縱坐標與曲線的關(guān)系或確定縱坐標所示的量后 討論橫坐標與曲線的關(guān)系 18 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 19 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 20 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 21 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 3 其他如下圖所示曲線 是其他條件不變時 某反應物的最大轉(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 v 正 v 逆 的點是3 v 正 v 逆 的點是1 2 4點v 正 v 逆 22 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度一利用平衡圖像判斷反應特點或反應條件例1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(zhì)的量 23 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 根據(jù)以上規(guī)律判斷 下列結(jié)論正確的是 A 反應 H 0 p2 p1B 反應 H0 T2 T1 或 HT1 答案 解析 24 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 方法指導 1 在圖像題中 一定要注意看清橫 縱坐標表示的意義及曲線的變化趨勢 2 理解應用好 定一議二 先拐先平 定溫度議壓強 先拐先平 壓強大 定壓強 議溫度 先拐先平 溫度高 25 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 考查角度二平衡圖像的綜合應用例2 2013安徽理綜 一定條件下 通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO 該反應在恒容的密閉容器中達到平衡后 若僅改變圖中橫坐標x的值 重新達到平衡后 縱坐標y隨x變化趨勢合理的是 26 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 答案 解析 27 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 互動探究 1 該題中的A項 若將y軸改為平衡常數(shù)K 是否合理 答案 合理 由于該反應的 H 0為吸熱反應 溫度升高時 平衡常數(shù)K增大 2 該題中的C項 增加SO2的濃度 化學平衡怎樣移動 CO的轉(zhuǎn)化率怎樣變化 答案 增加SO2的濃度 化學平衡將向左移動 使CO的轉(zhuǎn)化率降低 3 該題中的D項 若將x軸改為壓強 是否合理 答案 不合理 由于該反應的正反應是氣體體積增大的反應 故增大壓強 平衡向左移動 使CO的轉(zhuǎn)化率降低 28 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 2015廣東理綜節(jié)選 用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2 可提高效益 減少污染 實驗測得在一定壓強下 總反應的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的 HCl T曲線如圖所示 則總反應的 H0 填 或 A B兩點的平衡常數(shù)K A 與K B 中較大的是 在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大 畫出相應 HCl T曲線的示意圖 并簡要說明理由 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H2O 29 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 2 一定條件下測得反應過程中n Cl2 的數(shù)據(jù)如下 計算2 0 6 0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應速率 以mol min 1為單位 寫出計算過程 3 Cl2用途廣泛 寫出用Cl2制備漂白粉的化學反應方程式 30 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 31 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 高考微題組 32 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 落實基礎1 自發(fā)過程 1 含義 在一定條件下 不需要借助光 電等外力作用就能自動進行的過程 2 特點 體系趨向于從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài) 體系對外部做功或放出能量 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 考點三化學反應進行的方向 33 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 2 熵 熵變 1 熵是量度體系混亂程度的物理量 符號為S 2 影響熵大小的因素 相同條件下 物質(zhì)不同熵不同 同一物質(zhì)的熵 氣態(tài) g 液態(tài) l 固態(tài) s 3 熵變 S 反應產(chǎn)物的總熵 反應物的總熵 34 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 3 化學反應方向的判據(jù) 35 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 考查角度判斷化學反應方向的依據(jù)例下列說法正確的是 A 焓變和熵變都大于0的反應一定是自發(fā)的B 在恒溫 恒壓條件下 焓變小于0而熵變大于0的反應肯定是自發(fā)的C 因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān) 因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判斷依據(jù)D 在其他條件不變的情況下 使用催化劑 一定可以改變化學反應進行的方向 答案 解析 36 考點一 考點二 考點三 基礎梳理 考點突破 方法指導結(jié)合反應方向的判據(jù) H T S0的反應任何溫度下都是自發(fā)反應 H 0 S0 S 0的反應高溫下是自發(fā)反應 37 理論與實踐的結(jié)合 化學平衡在化工生產(chǎn)中的應用與日常生產(chǎn) 生活密切相關(guān)的化學知識是高考命題的常見切入點 化學平衡知識在化工生產(chǎn)中有非常重要的應用 可利用平衡移動原理調(diào)控化工生產(chǎn)中的反應條件 使反應向我們理想的方向進行 從而提高生產(chǎn)效益 以具體的物質(zhì)制備為依托 綜合考查考生運用所學知識分析問題 解決問題的能力 此類題型在近幾年高考中出現(xiàn)頻率較高 38 一 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 6 工業(yè)生產(chǎn)中既不能片面地追求高轉(zhuǎn)化率 也不能只追求高反應速率 應尋找比較高的反應速率并獲得適當平衡轉(zhuǎn)化率的反應條件 39 二 化工生產(chǎn)中需綜合考慮的幾個方面1 原料的來源 除雜 尤其考慮雜質(zhì)對平衡及催化劑的影響 2 原料的循環(huán)利用 反應熱的綜合利用 3 產(chǎn)物的污染處理 4 產(chǎn)物的酸堿性對反應的影響 5 氣體產(chǎn)物的壓強對平衡造成的影響 6 改變外界條件對多平衡體系的影響 40 41 1 天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收 產(chǎn)物為NH4HS 一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣 得到單質(zhì)硫并使吸收液再生 寫出再生反應的化學方程式 2 步驟 中制氫氣原理如下 對于反應 一定可以提高平衡體系中H2百分含量 又能加快反應速率的措施是 A 升高溫度B 增大水蒸氣濃度C 加入催化劑D 降低壓強利用反應 將CO進一步轉(zhuǎn)化 可提高H2產(chǎn)量 若1molCO和H2的混合氣體 CO的體積分數(shù)為20 與H2O反應 得到1 18molCO CO2和H2的混合氣體 則CO轉(zhuǎn)化率為 42 3 圖1表示500 60 0MPa條件下 原料氣投料比與平衡時NH3體積分數(shù)的關(guān)系 根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算N2的平衡體積分數(shù) 4 依據(jù)溫度對合成氨反應的影響 在圖2坐標系中 畫出一定條件下的密閉容器內(nèi) 從通入原料氣開始 隨溫度不斷升高 NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖 5 上述流程圖中 使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是 填序號 簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法 圖1圖2 43 44 45 46 互動探究1 一定條件下 在合成氨反應中N2和H2按何種比例加入達到平衡時反應混合物中NH3的體積分數(shù)含量最高 答案 n N2 n H2 1 3即等于計量數(shù)之比時達到平衡后NH3的體積分數(shù)最高 2 當加入的n N2 n H2 1 3時二者的平衡轉(zhuǎn)化率滿足什么關(guān)系 答案 按計量數(shù)之比加入反應物時 它們的平衡轉(zhuǎn)化率相等 47 對點訓練1 下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是 A 合成氨生產(chǎn)過程中升高溫度可加快反應速率 縮短生產(chǎn)周期 故溫度越高越好B 硫酸工業(yè)中 使用催化劑是為了提高SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率C 電解精煉銅時 精銅作陰極D 電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法 只能防止陽極室產(chǎn)生的Cl2進入陰極室 答案 解析 48 2 維持體系總壓p恒定 在溫度T時 物質(zhì)的量為n 體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應 已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為 則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K 用 等符號表示 49 3 工業(yè)上 通常在乙苯蒸氣中摻水蒸氣 原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1 9 控制反應溫度600 并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應 在不同反應溫度下 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性 指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù) 示意圖如下 摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 解釋說明該事實 控制反應溫度為600 的理由是 50 51 答案 1 124 3 正反應方向氣體分子數(shù)增加 加入水蒸氣稀釋 相當于起減壓的效果 600 乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高 溫度過低 反應速率慢 轉(zhuǎn)化率低 溫度過高 選擇性下降 高溫還可能使催化劑失活 且能耗大 4 52 解析 1 斷裂反應物的化學鍵需要吸收的能量為 348kJ 5 412kJ 2408kJ 生成反應物的化學鍵需要放出的能量為 436kJ 612kJ 3 412kJ 2284kJ 故該反應為吸熱反應 吸收的熱量為 2408kJ 2284kJ 124kJ 因此 H 124kJ mol 1 53 3 在體積可變的容器中摻入水蒸氣相當于把各反應物和產(chǎn)物稀釋了 又由于該反應為氣體體積增大的反應 因此相當于減小了壓強 平衡右移 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大 根據(jù)圖示可知 在600 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性都是較高的 由于該反應為吸熱反應 如果溫度太低則反應速率較小 且平衡轉(zhuǎn)化率太低 如果溫度太高 則苯乙烯的選擇性降低 4 該反應消耗H2 故使乙苯脫氫反應的化學平衡右移 正確 獲得水蒸氣需要消耗大量能源 正確 CO2與C s 發(fā)生反應生成CO g 可以減少積炭 正確 兩個反應都消耗CO2 正確 54 2 1 3 4 6 7 5 考點一化學平衡的移動1 COCl2 g CO g Cl2 g H 0 當反應達到平衡時 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 答案 解析 55 2 1 3 4 6 7 5 2 一定條件下存在反應 2SO2 g O2 g 2SO3 g 其正反應放熱 現(xiàn)有三個體積相同的密閉容器 按如下圖所示投料 并在400 條件下開始反應 達到平衡時 下列說法正確的是 A 容器 中平衡常數(shù)相同B 容器 中正反應速率相同C 容器 中的反應達平衡時 SO3的體積分數(shù) D 容器 中SO2的轉(zhuǎn)化率與容器 中SO3的轉(zhuǎn)化率之和等于1 答案 解析 56 4 3 1 2 6 7 5 考點二化學平衡圖像3 可逆反應A aBC 2D a為化學計量數(shù) 已知B C D為氣態(tài)物質(zhì) 反應過程中 當其他條件不變時 C的質(zhì)量分數(shù) C 與溫度 T 和壓強 p 的關(guān)系如圖所示 下列說法不正確的是 A T2 T1 p2 p1B 該反應為放熱反應C 若a 2 則A為液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)D 增加B的物質(zhì)的量 該反應的 H增大 答案 解析 57 4 3 1 2 6 7 5 4 在體積一定的密閉容器中給定物質(zhì)A B C的量 在一定條件下發(fā)生反應建立化學平衡 aA g bB g xC g 符合下圖甲所示的關(guān)系 C 表示平衡混合氣體中產(chǎn)物C的體積分數(shù) T表示溫度 p表示壓強 則圖乙中y軸是指 A C的轉(zhuǎn)化率B 平衡混合氣中B的體積分數(shù)C 平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量D 平衡混合氣的密度 答案 解析 58 6 7 5 3 1 2 4 5 在容積不變的密閉容器中存在如下反應 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 某研究小組研究了其他條件不變時 改變某一條件對上述反應的影響 下列分析正確的是 A 圖 研究的是t0時刻增大O2的物質(zhì)的量濃度對反應速率的影響B(tài) 圖 研究的是t0時刻通入氦氣增大體系壓強對反應速率的影響C 圖 研究的是催化劑對化學平衡的影響 且甲的催化效率比乙高D 圖 研究的是溫度對化學平衡的影響 且乙的溫度較高 答案 解析 59 6 7 5 3 1 2 4 考點三化學反應進行的方向6 下列關(guān)于 H T S說法中正確的是 A H T S可用于判斷所有條件下的反應能否自發(fā)進行B H T S只用于判斷溫度 體積一定的反應能否自發(fā)進行C H T S只用于判斷溫度 壓強一定的反應能否自發(fā)進行D H T S 0的反應 在該條件下一定劇烈反應 答案 解析 60 6 7 5 3 1 2 4 7 下列說法中正確的是 A 能自發(fā)進行的反應一定能迅速發(fā)生B 反應NH4HCO3 s NH3 g H2O g CO2 g H 185 57kJ mol 1能自發(fā)進行 是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向C 因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān) 因此焓變或熵變均可以單獨作為判斷反應能否自發(fā)進行的判據(jù)D 在其他外界條件不變的情況下 使用催化劑 可以改變化學反應進行的方向 答案 解析