化学平衡移动原理及图像分析课件

高二化学网络课堂 第二讲第二讲 化学平衡移动原理及化学平衡移动原理及图像分析图像分析高二化学网络课堂 第二讲 化学平衡移动原理及图像分1教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基构建双基构建双基教材回顾夯实双基构建双基2正正反反应方向方向体体积缩小小体体积扩大大吸吸热反反应放放热反反应减弱减弱正反应方向体积缩小体积扩大吸热反应放热反应减弱3体体验高考高考B体验高考B4思考感悟思考感悟某某一一可可逆逆反反应，一一定定条条件件下下达达到到平平衡衡状状态，若若化化学学反反应速速率率改改变了了，平平衡衡一一定定发生生移移动吗？相相反反，若若平平衡衡发生生移移动了了，化化学学反反应速率一定改速率一定改变吗？【提示】【提示】化学平衡移化学平衡移动的本的本质是由是由v v(正正)v v(逆逆)改改变为v v(正正)v v(逆逆)，此，此时平衡就会平衡就会发生移生移动。因此速率改。因此速率改变，平衡不一定，平衡不一定移移动，如加催化，如加催化剂会同等程度地改会同等程度地改变正逆反正逆反应速率，速率，对于反于反应前后气体分子数不前后气体分子数不变的可逆反的可逆反应，改，改变压强强会同等程度改会同等程度改变正正逆反逆反应速率等，速率等，这些条件的改些条件的改变只能改只能改变反反应速率大小，但不速率大小，但不能使平衡能使平衡发生移生移动;相反相反,平衡移平衡移动,说明反明反应速率一定改速率一定改变了。了。思考感悟某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率5考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点化学平衡移化学平衡移动原理及其原理及其应用用改改变条条件件考点串讲深度剖析考点化学平衡移动原理及其应用改62化学平衡移化学平衡移动与化学反与化学反应速率的关系速率的关系(1)v v正正v v逆逆：平衡向正反：平衡向正反应方向移方向移动。(2)v v正正v v逆逆：反：反应达到平衡状达到平衡状态，不，不发生平衡移生平衡移动。(3)v v正正v v逆逆的的点点是是3，表表示示v v正正v v逆逆的的点点是是1，而而2、4点点表示表示v v正正v v逆逆。(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡162解解题步步骤2解题步骤173技巧技巧(1)先拐先平先拐先平在在含含量量(转化化率率)时间曲曲线中中，先先出出现拐拐点点的的则先先达达到到平平衡衡，说明明该曲曲线反反应速速率率快快，表表示示温温度度较高高、有有催催化化剂、压强强较大大等。等。(2)定一定一议二二当当图像像中中有有三三个个量量时，先先确确定定一一个个量量不不变，再再讨论另另外外两两个个量量的关系，有的关系，有时还需要作需要作辅助助线。(3)三步分析法三步分析法一一看看反反应速速率率是是增增大大还是是减减小小；二二看看v v正正、v v逆逆的的相相对大大小小；三三看化学平衡移看化学平衡移动的方向。的方向。3技巧18例例1(2013伊犁高三模伊犁高三模拟)下面是某化学研究小下面是某化学研究小组探究外界探究外界条件条件对化学反化学反应速率和化学平衡影响的速率和化学平衡影响的图像，其中像，其中图像和像和实验结论表达均正确的是表达均正确的是()例1(2013伊犁高三模拟)下面是某化学研究小组探究外界19A是是其其他他条条件件一一定定时，反反应速速率率随随温温度度变化化的的图像像，正正反反应Hp2CA是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应H20【解【解题感悟】感悟】解答化学平衡解答化学平衡图像像题的技巧：的技巧：(1)明确明确图像中像中纵、横坐、横坐标，曲，曲线的含的含义；(2)先拐先平数先拐先平数值大：在大：在转化率化率时间曲曲线中，先出中，先出现拐点拐点的曲的曲线先达到平衡，此先达到平衡，此时平衡平衡处于于较高的温度或高的温度或较大的大的压强强下；下；(3)定定一一议二二：当当图像像中中有有三三个个变量量时，先先假假设其其中中一一个个变量量不不变，再，再讨论另外两个量的关系。另外两个量的关系。【解题感悟】解答化学平衡图像题的技巧：21例例2A例2A22跟踪跟踪训练A跟踪训练A23BB243.3.可可逆逆反反应mA(s)+nB(g)mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)eC(g)+fD(g)，反反应过程程中中保保持持其其他他条条件件不不变，C C的的体体积分分数数在在温温度度(T)(T)和和压强强(P)(P)的的条条件件下下随随时间(t)(t)变化如下化如下图所示，下列叙述正确的是所示，下列叙述正确的是()()A A达到平衡后，若使用催化达到平衡后，若使用催化剂，C C的体的体积分数将增大分数将增大 B B达到平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反达到平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移方向移动 C C化学方程式中化学方程式中n ne+fe+f D D达达到到平平衡衡后后，增增加加A A的的质量量有有利利于于化化学学平平衡衡向向正正反反应方方向向移移动B3.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD25真题集训把脉高考真题集训把脉高考题组1化学反化学反应进行的方向行的方向B真题集训把脉高考题组1化学反应进行的方向B262(2011高考海南卷高考海南卷)氯气在气在298 K、100 kPa时，在，在1 L水中水中可溶解可溶解0.09 mol，实验测得溶于水的得溶于水的Cl2约有三分之一与水反有三分之一与水反应。请回答下列回答下列问题：(1)该反反应的离子方程式的离子方程式为_；(2)估算估算该反反应的平衡常数的平衡常数_(列列式式计算算)；(3)在上述平衡体系中加入少量在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向固体，平衡将向_移移动；(4)如果增大如果增大氯气的气的压强强，氯气在水中的溶解度将气在水中的溶解度将_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变”)，平衡将向，平衡将向_移移动。2(2011高考海南卷)氯气在298 K、100 kPa27化学平衡移动原理及图像分析课件28(3)加加入入少少量量NaOH固固体体，OH与与H反反应生生成成H2O，OH与与HClO反反应生生成成ClO和和H2O，生生成成物物的的浓度度减减小小，平平衡衡向向正正反反应方向移方向移动。(4)增大增大Cl2的的压强强，Cl2在水中的溶解度增大，溶液中在水中的溶解度增大，溶液中c(Cl2)增增大，平衡向正反大，平衡向正反应方向移方向移动。(3)加入少量NaOH固体，OH与H反应生成H2O，OH29题组2化学平衡化学平衡图像像题A题组2化学平衡图像题A30化学平衡移动原理及图像分析课件31化学平衡移动原理及图像分析课件32曲曲线b对应的投料比是的投料比是_。当曲当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的的投料比达到相同的HCl平衡平衡转化率化率时，对应的反的反应温度与投料比的关系是温度与投料比的关系是_。投料比投料比为21、温度、温度为400 时，平衡混合气中，平衡混合气中Cl2的物的物质的的量分数是量分数是_。曲线b对应的投料比是_。33解解析析：(1)由由图可可看看出出温温度度越越高高，CO转化化率率越越低低，表表明明温温度度高高对逆逆反反应有有利利，正正反反应为放放热反反应，H0，该压强强下下CO的的转化化率率已已较高高，再再增增大大压强强转化化率率几几乎乎不不再再增增大大，却却要要耗耗费较多多动力。力。(2)根根据据O2越越多多HCl的的转化化率率越越大大，可可知知a、b、c、d曲曲线的的投投料料比比分分别为61、41、21、11。根根据据曲曲线可可知知，当当b、c、d曲曲线HCl达达到到相相同同转化化率率时，投投料料比比越越高高，对应的的反反应温温度度越低。越低。设n(HCl)2 mol，n(O2)1 mol，根根据据反反应曲曲线可可知知，当当温度温度为400 时，HCl的的转化率化率为80%，则有：有：解析：(1)由图可看出温度越高，CO转化率越低，表明温度高对34化学平衡移动原理及图像分析课件35答答案案：(1)在在250、1.3104 kPa下下，CO转化化率率已已较高高，再增大再增大压强强CO转化率提高不大，而生化率提高不大，而生产成本增加，得不成本增加，得不偿失失(2)41投料比越高，投料比越高，对应的反的反应温度越低温度越低30.8%答案：(1)在250、1.3104 kPa下，CO36寒假作业寒假作业37寒假作业寒假作业38二甲二甲二甲二甲醚醚（CHCH3 3OCHOCH3 3）是无色气体，可作）是无色气体，可作）是无色气体，可作）是无色气体，可作为为一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（组组成成成成为为HH2 2、COCO和少和少和少和少量的量的量的量的COCO2 2）直接制）直接制）直接制）直接制备备二甲二甲二甲二甲醚醚，其中的主要，其中的主要，其中的主要，其中的主要过过程包括以下四个反程包括以下四个反程包括以下四个反程包括以下四个反应应：甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应：（i i）CO(g)+2HCO(g)+2H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OH(g)OH(g)HH1 1=-90.1kJmol=-90.1kJmol-1-1（ii ii）COCO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)HH2 2 =-49.0kJmol=-49.0kJmol-1-1水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换反反反反应应：（iiiiii）CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)=COO(g)=CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)HH3 3 =-41.1kJmol=-41.1kJmol-1-1二甲二甲二甲二甲醚醚合成反合成反合成反合成反应应：（iViV）2 CH2 CH3 3OH(g)=CHOH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)HH4 4 =-24.5kJmol=-24.5kJmol-1-1（20132013全国新课标卷全国新课标卷全国新课标卷全国新课标卷1 1）问题问题：（1 1）分析二甲）分析二甲）分析二甲）分析二甲醚醚合成反合成反合成反合成反应应（iViV）对对于于于于COCO转转化率的影响化率的影响化率的影响化率的影响 。（2 2）由）由）由）由HH2 2和和和和COCO直接制直接制直接制直接制备备二甲二甲二甲二甲醚醚（另一（另一（另一（另一产产物物物物为为水蒸气）的水蒸气）的水蒸气）的水蒸气）的热热化学方程式化学方程式化学方程式化学方程式为为 。根据化。根据化。根据化。根据化学反学反学反学反应应原理，分析增加原理，分析增加原理，分析增加原理，分析增加压压强强强强对对直接制直接制直接制直接制备备二甲二甲二甲二甲醚醚反反反反应应的影响的影响的影响的影响 。答案：答案：答案：答案：（1 1）消耗甲醇，促）消耗甲醇，促）消耗甲醇，促）消耗甲醇，促进进甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应（i i）平衡右移，）平衡右移，）平衡右移，）平衡右移，COCO转转化率增大；生成的化率增大；生成的化率增大；生成的化率增大；生成的HH2 2OO，通，通，通，通过过水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换反反反反应应（iiiiii）消耗部分）消耗部分）消耗部分）消耗部分COCO。（2 2）2CO(g)+4H2CO(g)+4H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OCHOCH3 3 (g)(g)+H+H2 2O(g)O(g)HH =-204.7kJmol=-204.7kJmol-1-1 该该反反反反应应气体分子数减少，气体分子数减少，气体分子数减少，气体分子数减少，压压强强强强升高使平衡右移，升高使平衡右移，升高使平衡右移，升高使平衡右移，COCO和和和和HH2 2转转化率增大，化率增大，化率增大，化率增大，CHCH3 3OCHOCH3 3产产率率率率增加。增加。增加。增加。压压强强强强升高使升高使升高使升高使COCO和和和和HH2 2浓浓度增加，反度增加，反度增加，反度增加，反应应速率增大。速率增大。速率增大。速率增大。作业作业作业作业1 1：二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合39（3 3）有研究者在催化剂（含）有研究者在催化剂（含）有研究者在催化剂（含）有研究者在催化剂（含CuZnCuZnAlOAlO和和和和AlAl2 2OO3 3）、压强为）、压强为）、压强为）、压强为5.0MPa5.0MPa的条件的条件的条件的条件下，由下，由下，由下，由H H2 2和和和和COCO直接制备二甲醚，结果如直接制备二甲醚，结果如直接制备二甲醚，结果如直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中下图所示。其中下图所示。其中下图所示。其中COCO转化率随温度升高而转化率随温度升高而转化率随温度升高而转化率随温度升高而降低的原因是降低的原因是降低的原因是降低的原因是 。答案：答案：答案：答案：（3 3）反）反）反）反应应放放放放热热，温度升高，平衡左移。，温度升高，平衡左移。，温度升高，平衡左移。，温度升高，平衡左移。二甲二甲二甲二甲醚醚（CHCH3 3OCHOCH3 3）是无色气体，可作）是无色气体，可作）是无色气体，可作）是无色气体，可作为为一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（一种新型能源。由合成气（组组成成成成为为HH2 2、COCO和少和少和少和少量的量的量的量的COCO2 2）直接制）直接制）直接制）直接制备备二甲二甲二甲二甲醚醚，其中的主要，其中的主要，其中的主要，其中的主要过过程包括以下四个反程包括以下四个反程包括以下四个反程包括以下四个反应应：甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应：（i i）CO(g)+2HCO(g)+2H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OH(g)OH(g)HH1 1=-90.1kJmol=-90.1kJmol-1-1（ii ii）COCO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=CH(g)=CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)HH2 2 =-49.0kJmol=-49.0kJmol-1-1水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换反反反反应应：（iiiiii）CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)=COO(g)=CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)HH3 3 =-41.1kJmol=-41.1kJmol-1-1二甲二甲二甲二甲醚醚合成反合成反合成反合成反应应：（iViV）2 CH2 CH3 3OH(g)=CHOH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)HH4 4 =-24.5kJmol=-24.5kJmol-1-1（20132013全国新课标卷全国新课标卷全国新课标卷全国新课标卷1 1）作业作业作业作业2 2：（3）有研究者在催化剂（含CuZnAlO和Al2O3）40(2013(2013年金年金年金年金华华二模二模二模二模)在容在容在容在容积积可可可可变变的密的密的密的密闭闭容器中容器中容器中容器中发发生反生反生反生反应应：mA(g)+nB(g)pC(g),mA(g)+nB(g)pC(g),在一定温在一定温在一定温在一定温度和不同度和不同度和不同度和不同压压强强强强下达到平衡下达到平衡下达到平衡下达到平衡时时，分，分，分，分别别得到得到得到得到A A的物的物的物的物质质的量的量的量的量浓浓度如下表度如下表度如下表度如下表当当当当压压强强强强从从从从2102105 5 Pa Pa增加到增加到增加到增加到5105105 5 Pa Pa时时，平衡，平衡，平衡，平衡 移移移移动动（填：向左，（填：向左，（填：向左，（填：向左，向右向右向右向右 ，不），不），不），不）维维持持持持压压强强强强为为2102105 5 Pa Pa，当反，当反，当反，当反应应达到平衡状达到平衡状达到平衡状达到平衡状态时态时，体系中共有，体系中共有，体系中共有，体系中共有amolamol气体，再向体系中加入气体，再向体系中加入气体，再向体系中加入气体，再向体系中加入bmolB,bmolB,当重新达到平衡当重新达到平衡当重新达到平衡当重新达到平衡时时，体系中气体，体系中气体，体系中气体，体系中气体总总物物物物质质的量是的量是的量是的量是 mol.mol.当当当当压压强强强强为为1101106 6 Pa Pa时时，此反，此反，此反，此反应应的平衡常数表达式：的平衡常数表达式：的平衡常数表达式：的平衡常数表达式：_ _ 其他条件相同其他条件相同其他条件相同其他条件相同时时，在上述三个，在上述三个，在上述三个，在上述三个压压强强强强下分下分下分下分别发别发生生生生该该反反反反应应。2102105 5 Pa Pa时时，A A的的的的转转化率随化率随化率随化率随时间时间变变化如下化如下化如下化如下图图，请请在在在在图图中中中中补补充画出充画出充画出充画出压压强强强强分分分分别为别为5105105 5 Pa Pa 和和和和1101106 6 Pa Pa时时，A A的的的的转转化率随化率随化率随化率随时间时间的的的的变变化曲化曲化曲化曲线线（请请在在在在图线图线上上上上标标出出出出压压强强强强）。）。）。）。答案：答案：答案：答案：不不不不 a+ba+b 作业作业作业作业3 3 3 3(2013年金华二模)在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(41小结：小结：解决平衡移动的一般思维方法解决平衡移动的一般思维方法顺思与逆推顺思与逆推分析与综合分析与综合类比与等效替代类比与等效替代小结：顺思与逆推分析与综合类比与等效替代42