第7章-化学反应速率和化学平衡第3节-化学平衡的移动-化学反应进行的方向课件

第三节化学平衡的移动化学反应进行的方向第三节化学平衡的移动化学反应进行的方向 一、影响化学平衡的外界条件在一定条件下，aA(g)bB(g)mC(g)H0 达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：【温馨提示】固体及纯液体的浓度是一定值，所以增加或减少固体及纯液体的量，不会影响平衡状态。二、勒夏特列原理二、勒夏特列原理1.概念：如果改变影响平衡的一个条件(如_、_、或参加反应的物质的_)，平衡向能够减弱这种改变的方向移动。2.适用范围：该原理适用于化学平衡、_平衡、_平衡、_平衡等各种动态平衡。【想一想】改变外界条件能引起化学平衡移动，化学平衡的移动对条件的改变有什么影响？【答案】平衡移动的结果只能减弱外界条件的变化(定性理解，判断平衡移动方向)。如升高温度时，平衡向着吸热方向移动，从而减弱了温度的升高程度。这种“减弱”不能抵消外界条件的变化，如原平衡体系的压强为P，若其他条件不变，将体系压强增大到2P，平衡向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时体系的压强介于P2P之间(定量理解)。三、三、化学反应进行的方向化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义：在一定条件下，_就可以自动进行的过程。(2)特点：体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部做功或者_热量)。在密闭条件下，体系有从_自发地转变为_的倾向(无序体系更加稳定)。2.化学反应方向的判据(1)焓判据放热反应过程中体系能量_，H_0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行。(2)熵判据熵：量度体系_的物理量，符号_，同一种物质，_时熵值最大，_时次之，固态时最小。熵判据：体系的混乱度_，S_0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过程也能自发进行。(3)复合判据只根据焓变或熵变来判断反应进行的方向不全面，应根据综合考虑焓判据和熵判据的复合判据来判断。【温馨提示】过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率(与外界条件有关)。【答案】一、正反应逆反应气体体积减小气体体积增大平衡不移动吸热反应放热反应平衡不移动二、1.温度压强浓度2.溶解电离水解三、1.(1)不用借助外力(2)高能低能释放有序无序2.(1)降低化学平衡的移动【解析】该反应的特点：气体体积增大的吸热反应。升温平衡向正反应方向移动；恒容通入惰性气体，平衡体系中各物质的浓度不变，平衡不移动；增加CO的浓度，使平衡向逆反应方向移动；加催化剂对平衡无影响；恒压通入惰性气体(相当于平衡体系减压)和减压均使平衡向正反应方向移动。因此B项符合题目要求。【答案】B 1.化学平衡移动的实质与方向(1)实质：化学平衡移动的实质是外界条件(如浓度、温度、压强)破坏了原平衡状态，使正、逆反应速率不再相等，然后在新的条件下正、逆反应速率再次相等，建立新的平衡。(2)方向：当v(正)v(逆)时，平衡向正反应方向移动；当v(正)v(逆)时，平衡向逆反应方向移动；当v(正)v(逆)时，平衡不发生移动。2.外界条件对平衡的影响对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)H3.特殊情况压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的体系压强变化。如“惰性气体”对化学平衡的影响如下：(1)恒温、恒容时，向原平衡体系中加入“惰性气体”，体系总压强增大了，但平衡混合物中各成分的浓度仍不变，速率不变，平衡不移动。(2)恒温、恒压时，向原平衡体系中加入“惰性气体”，体系体积增大了，体系的分压减小了，混合物中各成分的浓度同倍减小，平衡向气体体积增大的方向移动。不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来；不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率提高等同起来。当反应物总量不变即温度或压强(容器体积)改变导致平衡向正反应方向移动，则反应物转化率提高；当增大一种反应物浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高。同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。【知识关联】化学平衡的移动与化学反应速率、化学方程式的确定、化学平衡的计算、等效平衡、化学平衡图像等联系。1.(2010高考福建卷，23(4)氮的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。(1)在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生 反 应 的 产 物 不 污 染 环 境，其 化 学 方 程 式 为_。(2)一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(H0)并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_(选填序号)。【解析】氮的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则甲为氨气。(1)H2O2是一种绿色氧化剂，它与氨水反应的产物不污染环境，因此二者发生的氧化还原反应为：2NH3H2O3H2O2=N28H2O。(2)NH3在固定体积的密闭容器中发生分解反应：2NH3N23H2H0，升高温度，平衡向正反应方向移动，NH3物质的量减少，平衡常数K增大；增加H2的物质的量即增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小；增加NH3的物质的量，平衡向正反应方向移动，生成物物质的量总和增加。【答案】(1)2NH3H2O3H2O2=N28H2O(2)ac化学平衡图像【例2】(2010山东潍坊模拟)现有下列两个图像：下列反应中符合上述图像的是()A.N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0B.2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H0C.4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0D.H2(g)CO(g)C(s)H2O(g)H0【解析】由知升高温度，生成物浓度增加，平衡向正反应方向移动，正反应吸热；由知，增大压强，逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，则该反应为气体体积增大的反应，故B项符合。【答案】B1.常见图像(1)物质的量(或物质的量浓度)时间(nt或ct)图像此类图像能说明平衡体系中各组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻)，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况，如2A3BC的反应情况如下图所示。(2)速率时间(vt)图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向，如N23H22NH3Hc3 B.ab92.4 C.2P2P3 D.131【解析】首先明确外界条件是恒温、恒容；反应特点是气体物质的量减少的放热反应。采用“一边倒”的方法知，甲和乙实际上为等效平衡，不同的是反应的起始方向不同，达平衡时甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的物质的量和为2mol，121，则B正确。丙中加入的NH3是乙的2倍，开始时，2c2c3、2P2P3，但丙中的压强大于乙，平衡正移，所以2c12c2P3，23，则131，A、C均错，D正确。【答案】BD1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时物质加入的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。2.等效平衡的分类3.判断方法使用极限转化的方法将各种情况下的起始物质换算成相同的反应物或生成物，然后观察有关物质的“量”是否相等或相当。【温馨提示】解答有关“等效平衡”的题目需要注意的问题：分析建立平衡的条件，是恒温、恒压还是等恒温、恒容。分析反应的特点，反应前后气体的物质的量是不变、增大、还是减小。分析平衡等效的要求，是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。【知识关联】等效平衡与化学平衡的移动、化学平衡的计算等联系。3.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)B(g)C(g)(1)若开始时放入1 mol A1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为_mol。(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为_mol。(3)若开始时放入x mol A,2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x_，y_。平衡时，B的物质的量_(选填一个编号)。(甲)大于2 mol(乙)等于2 mol(丙)小于2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol【解析】根据题意知这是恒温恒压下的等效平衡问题，又因反应前后气体的物质的量发生改变，故只要起始物质的物质的量之比相等即可。(1)由反应A(g)B(g)C(g)知，反应达平衡后，若有a mol C生成，则必有a mol A物质消耗，此时剩余A的物质的量为(1a)mol。(2)在恒温、恒压下，若投放3 mol A和3 mol B，则所占有的体积为(1)中的3倍。由于A、B的投放比例与(1)相同，故平衡时与(1)等效，且C的物质的量为3a mol。(3)若3a1，B的物质的量小于2 mol；若3a1，B的物质的量等于2 mol；若3a1，B的物质的量大于2 mol。【答案】(1)1a(2)3a(3)233a丁1.下列说法中，正确的是()A.化学反应总是伴随着能量变化B.能够自发进行的反应一定都是放热反应C.只有放热反应才能够自发进行D.能够自发进行的反应就一定能够发生【解析】化学反应一定伴随能量变化，A正确；吸热反应也可以自发进行，B、C均错；能够自发进行的反应不一定能够发生，D错。【答案】A2.(2010高考上海卷，13)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本合成大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是()A.B.C.D.【解析】本题考查影响化学平衡的因素。合成氨反应为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H丙甲 B.乙丁甲丙C.丁乙丙甲 D.丁丙乙甲【解析】本题考查等效平衡的应用。基本思路是，(1)利用“一边倒”的方法，把丙和丁两组中产物的量转化为反应物；(2)同温同压下，对于反应前后气体物质的量不变的反应，只要初始加入量成比例，则属于等效平衡。所以甲和丙、乙和丁分别为等效平衡；(3)乙和丁中，n(CO2)是甲和丙中n(CO2)量的2倍，而n(H2)保持不变，乙和丁所建立的平衡相当于在甲和丙基础上，向体系中分别加入a mol CO2，则平衡向正反应方向移动，CO物质的量增大。故答案是A。【答案】A5.在一定条件下，xAyBzC的可逆反应达到平衡。(1)已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z的关系是_。(2)已知C是气体，且xyz，在加压时，如果平衡发生移动，则平衡一定向_方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。(3)已知B、C是气体，现增加A的物质的量(其他条件不变)，平衡不移动，则A是_态。(4)加热后C的质量分数减小，则正反应是_热反应。【解析】本题考查化学平衡的移动及其应用。(1)减压后平衡向气体体积增大的方向移动，即逆反应方向为气体体积增大的方向，则xyz。(2)加压时平衡向气体体积减小的方向移动，只有可能向逆反应方向移动，A、B至少有一种为固态或纯液态。(3)固态或纯液态的物质的量的改变不影响反应速率，也不影响化学平衡的移动。(4)加热后C的质量分数减小，说明逆反应是吸热反应，正反应是放热反应。【答案】(1)xyz(2)逆反应(3)固态或纯液(4)放