浙江省高三化学 第5单元19讲 化学平衡的移动课件

1化学平衡移动：一定条件下的可逆反应达到_以后，反应_改变，平衡混合物中各组分的浓度也随之发生_而达到新的_，这种由一个平衡达到新的平衡的过程称为化学平衡移动。 化学平衡移动过程平衡状态改变平衡状态条件 2.反应条件对化学平衡的影响 (1)通过比较平衡破坏瞬时的正逆反应速率的相对大小来判断平衡移动方向。若外界条件改变，引起v(正)v(逆)，此时正反应占优势，则称化学平衡向_ (或向_)反应方向移动；若外界条件改变，引起v(正)v(逆)，此时逆反应占优势，则称化学平衡向 _(或向_)反应方向移动。若外界条件改变，虽能引起原v(正)和v(逆)的变化，但变化后新的v(正)和v(逆) _ ，则称化学平衡没有发生移动。仍保持相等左逆右正 在实际中更多的是借助平衡移动后的效果，如体系压强、密度和气体平均相对分子质量等改变情况来判断平衡移动方向。但它们并不是在任何情况都可作为平衡移动方向的判据。 (2)外界条件对平衡移动的影响 温度的影响升高温度，化学平衡向_方向移动。降低温度，化学平衡向_方向移动。深化理解：对正逆反应的反应速率影响趋势相同，但对于吸热或放热反应影响的程度不同，对吸热反应影响的效果显著(升时增得多，降时减得多)。放热反应吸热反应 例如：对于反应：反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，在一密闭容器中达到平衡状态。注意点：对任何一个平衡体系，温度改变都会使平衡发生移动。 浓度的影响_反应物浓度或_生成物浓度，化学平衡向正方向移动移动。_反应物浓度或_生成物浓度，化学平衡向逆方向移动。增大减小减小增大 例如：对于反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0，在一密闭容器中达到平衡状态。特别说明：固体物质浓度为常数，增加或减少固体物质的用量不会影响平衡的移动。 压强的影响增大压强会使平衡向着气体体积_的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积_的方向移动。扩大缩小 注意点：因压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”能造成浓度改变时，平衡才有可能移动。若平衡体系中无气体物质，则压强的改变不影响正逆反应速率，自然不会影响平衡的移动；若有气体参与反应，但反应前后气体的体积相同，则改变压强会同等程度地加快(增大压强)或减慢(减小压强)正逆反应速率，但平衡不会发生移动。恒温恒容下，向容器中充入惰性气体，平衡不发生移动。因压强虽增加，但各反应物和生成物的浓度都不改变。恒温恒压下，向容器中充入惰性气体，平衡会向气体体积增大的反应方向移动。因容器体积要增加，各反应物和生成物的浓度都降低引起平衡移动。例如：对于反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0对于反应：H2(g)I2(g) 2HI(g)H0。当反应达到平衡时，下列措施：升温；恒容通入惰性气体；增加CO的浓度；减压；加催化剂；恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是() A B C DB【解释】本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。【迁移训练1】对平衡CO2(g)CO2(aq)H19.75 kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是( ) A升温增压 B降温减压 C升温减压 D降温增压【解释】增大二氧化碳气体在水中的溶解度，即使平衡正向移动，而正向气体体积减小同时放热，因此可以降低温度，同时还可增大压强。D 化学平衡的图像问题 【例2】(2009全国)下图表示反应X(g) 4Y(g)Z(g)；H0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线： 下列有关该反应的描述正确的是() A第6 min后，反应就终止了 BX的平衡转化率为85% C若升高温度，X的平衡转化率将大于85% D若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小【解释】A项，6 min时反应达平衡，但反应未停止，故错；B项，X的平衡转化率为：(10.15)/10.85，正确；C项，H0，正反应放热，升温，平衡逆向移动，X的转化率减小，故C项错；D项，温度变化对正、逆反应速率的影响不是同等倍数变化，故错。B 【迁移训练2】在可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)Hp。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t 、压强关系正确的是( )B【解释】本题比较综合地考查“勒夏特列原理”。当压强一定时，随着温度的升高，平衡向逆方向移动，A的质量分数增大，C、D选项错；当温度一定时，随着压强的增大，平衡向正方向移动，A的质量分数减小，A错。 等效平衡规律【例3】在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr。在相同条件下，起始时加入H2、Br2、HBr的物质的量分别为x、y、z(均不为零)，如果仍保持平衡时各组分的百分含量不变，以下推断正确的是() Ax、y应满足的关系是y2x Bx、y、z应满足的关系是4xz2y C达平衡时HBr的物质的量为 mol D达平衡时HBr的物质的量一定仍为a molB【解释】这是一个关于等效平衡的问题，而本反应又是一个等体反应，所以有两种情况要考虑：把HBr的量z mol换算成氢气和溴蒸气的量后，氢气的总量为xz/2，溴蒸气的总量为yz/2。一种情况是：xz/21，yz/22，这样发现无正确选项；另一情况是：(xz/2) (yz/2)1 2，计算得4xz2y，选项B正确；达平衡时，HBr的物质的量应为(xz/2)a mol，C、D错。【迁移训练3】在相同温度和压强下，对反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表。上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )A乙丁丙甲 B乙丁甲丙C丁乙丙甲 D丁丙乙甲A物质物质的量实验CO2H2COH2O甲a mola mol0 mol0 mol乙2a mola mol0 mol0 mol丙0 mol0 mola mola mol丁a mol0 mola mola mol【解释】从等效平衡的方法和影响化学平衡的因素来分析 CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)甲： a mol a mol 0 mol 0 mol乙： 2amol a mol 0 mol 0 mol等效后的丙： a mol a mol 0 mol 0 mol等效后的丁： 2a mol a mol 0 mol 0 mol 化学平衡的有关计算【例4】(2009宁夏)在一定温度下，反应H2(g)X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于() A5% B17% C25% D33%B【解释】1/2H2(g)1/2X2(g) HX(g)的平衡常数K1为10，那么HX(g) 1/2H2(g)1/2X2(g)的平衡常数K2为1/10,2HX(g)H2(g)X2(g)的平衡常数K3为(1/10)20.01。设HX(g)分解x mol/L，有 2HX(g)H2(g)X2(g)起始量(mol/L) 1 0 0起始量(mol/L) x x/2 x/2平衡量(mol/L) 1x x/2 x/2 ，得到x0.17，所以，该温度时HX(g)的最大分解率接近于17%。322 20.011x xKx【迁移训练4】在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)，如a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时完全相同。请填写下列空白： (1)若a0，b0，则c_。 (2)若a0.5，则b_和c_。 (3)a、b、c必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示 ， 其 中 一 个 只 含 a 和 c ， 另 一 个 只 含 b 和 c ) _(ac)2，bc/211.5 mol0.25 mol2 mol催化剂【解释】因为要“保证达到平衡时完全相同”，所以必须是：ac2，bc/21。 (1)把a0，b0代入上式，得c2 mol。 (2)a0.5，则c1.5，b0.25。1.在密闭容器中，对于反应2SO2O22SO3(g)，SO2和O2起始时分别为20 mol和10 mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%，若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率为( ) A10 mol和10% B20 mol和20% C20 mol和40% D30 mol和80% B 【解释】因为在相同的条件下，一个可逆反应无论是从反应物开始还是从生成物开始，达平衡状态时，结果是完全一样的。所以本题中只要将SO2和O2的量完全转换为SO3的量即可，即SO3的物质的量为20 mol，达平衡时还剩余SO316 mol，即转化率为(2016)/2020%。2.(2009天津)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应：COHbO2O2HbCO,37时，该反应的平衡常数K220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是( ) ACO与HbO2反应的平衡常数K B人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少 C当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损 D把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒，其原理是使上述平衡向左移动 C 【解释】由反应方程式知，K的表达式正确，A对；CO与HbO2反应的平衡常数达220，可见其正向进行的程度很大，B正确； ，由题意知，K220， 0.02时，人智力受损，则c(CO)/c(O2)9105，C项错；D项，当O2浓度很大时，题中平衡将逆向移动，从而解救人，正确。 3.对于平衡体系mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)H0。下列结论中不正确的是( ) A若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.1倍，则mnpq B若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m n C若mnpq，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a D若温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原来的1/2要小 D 【解释】若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，首先各物质的浓度本来就要增大到原来的两倍，另外平衡的移动对浓度又有影响，现A的浓度为原来的2.1倍，说明增大压强平衡是向逆方向移动的，所以mnpq，A正确；据转化率的计算公式即可推测B选项正确；因为mnpq，则反应前后气体的总物质的量不变，C正确；温度不变时，压强增大到原来的2倍，达到新平衡时，总体积的大小还要考虑mn与pq的大小关系，若两者相等，则总体积就是原来的一半，D错。4.(2009广东)取5等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H0。反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是( )BD 【解释】在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间。那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以B正确。 若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量降低的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，D正确。5.2 mol X和1 mol Y的混合气体置于等压密闭容器中，此时容器的体积为120 L，在一定温度下发生反应：2X(g)Y(g)2Z(g)。当反应达到平衡状态A时，测得气体的密度变为反应前的1.2倍。请回答下列问题： (1)达平衡状态A时，Y的转化率为_，容器的体积为_；在达到平衡状态A的容器中通入少量Y，体系中X的体积分数将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。减小100 L50% (2)若在同一容器中起始加入X、Y、Z分别为a、b、c mol，达到平衡后Y的体积分数与平衡状态A相同，则起始时a、b、c应满足的关系为_。 (3)若反应在一体积为120 L的等容密闭容器中进行，要使平衡后各气体体积分数与平衡状态A相同，则起始时应加入X：_mol，Y：_mol，Z：0 mol。1.2 2.4 a2b、c0 【解释】(1)设平衡A时容器的体积为V L，则据题意：120/V1.2，V100 L。2X(g)Y(g) 2Z(g) 始 2 1 0 变 x x/2 x 终 2x 1x/2 x所以 3 120(3x/2) 100 x1 Y的转化率为1/250% 在达到平衡状态A的容器中通入少量Y，则由于气体总量的增加，X的体积分数将减少。 (2)这是一个在等压条件下的等效平衡，所以只要使a b2 1即可，c值无所谓，因为将c完全转换为X、Y的值，仍符合X Y2 1的结果。 (3)本题可以这样想：12010020，即在(1)(反应后体积为100 L)的基础上再加20 L，则再加入的物质的量为原来的1/5，所以X：22/52.4；11/51.2。