高二化学课件：2.3.1《化学平衡状态》（人教版选修4）

欢迎进入化学课堂 1 2H2O2H2 O2 与2H2 O22H2O属于可逆反应吗 提示 不属于 原因是可逆反应是在相同条件下发生的 而上述两反应不同时发生 且条件不同 2 可逆反应 2SO2 O22SO3进行到一定程度后 向体系中充入18O2 一段时间后 18O都存在于哪些物质中 提示 因为可逆反应中 正 逆反应同时发生 SO2和O2不断化合 同时SO3也不断分解 故18O会存在于SO2 O2和SO3中 3 在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应N2 3H22NH3 当c N2 c H2 c NH3 1 3 2时 能说明该反应到达平衡状态吗 提示 不能 当c N2 c H2 c NH3 不再随时间变化时 即说明反应到达平衡 且N2 H2 NH3的物质的量浓度之比不一定等于其化学计量数之比 典例1 2010 拉萨高二检测 一定条件下反应2AB g A2 g B2 g 达到平衡状态的标志是A 单位时间内生成nmolA2 同时消耗2nmolABB 容器内 3种气体AB A2 B2共存C AB的消耗速率等于A2的消耗速率D 容器中各组分的体积分数不随时间变化 思路点拨 平衡时v 正 v 逆 各物质百分含量不变 自主解答 选D 不论该反应是否达到平衡状态 A项和B项中的情况都有可能存在 C项AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍 才能表明该反应到达平衡状态 D项 容器中各组分体积分数保持不变 表明v 正 v 逆 反应到达平衡状态 1 某一可逆反应 一定条件下达到了平衡状态 若化学反应速率改变 化学平衡是否一定发生移动 若平衡发生移动 化学反应速率是否一定发生改变 提示 化学反应速率改变平衡不一定移动 若速率改变后 v 正 v 逆 平衡不移动 若v 正 v 逆 则平衡发生移动 若平衡发生移动 说明v 正 v 逆 即化学反应速率一定发生改变 2 对于A g 2B g 3C g 增大压强 对化学平衡有什么影响 提示 对于反应前后气体体积不变的反应 n 0 增大压强 化学平衡不发生移动 3 改变温度 是否所有的化学平衡都会发生移动 提示 都会移动 因为任何化学反应都伴随着能量的变化 放热或吸热 在可逆反应中 一个反应为放 吸 热反应 则其逆反应必为吸 放 热反应 典例2 2010 金华四校联考 将等物质的量的X Y气体充入某密闭容器中 在一定条件下 发生如下反应并达到平衡 X g 3Y g 2Z g H 0 当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时 下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 思路点拨 改变外界条件 平衡移动方向 分析选项 自主解答 选A A项 升温 平衡逆向移动 X的转化率减小 B项 加压时 平衡正向移动 但X的浓度增大 C项 充入Y c Y 增大 Y的转化率减小 D项 使用催化剂 平衡不移动 X的体积分数不变 知识点一 化学平衡状态1 14CO2与碳在高温条件下发生反应 14CO2 C2CO 达到平衡后 平衡混合物中含14C的粒子有 A 14CO2B 14CO2 14COC 14CO2 14CO 14CD 14CO 解析 选C 14CO2与C反应生成14CO的同时 逆反应14CO的分解 生成14C和14CO2 也在进行 故平衡时混合物中含14C的粒子有 14CO2 14CO 14C 2 2010 淄博高二检测 模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法 对于2HBr g H2 g Br2 g 的反应 下列四幅图中可以表示该反应在一定条件下达到平衡状态的是 解析 选C 反应在一定条件下达到平衡状态时 平衡体系中应该同时存在且只存在三种微粒HBr H2 Br2 知识点二 外界条件对化学平衡的影响3 可确认发生化学平衡移动的是 A 化学反应速率发生了改变B 有气态物质参加的可逆反应达到平衡后 改变了压强C 由于某一条件的改变 使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变D 可逆反应达到平衡后 使用催化剂 解析 选C A项如催化剂可以改变化学反应速率 但平衡不移动 B项对于反应前后气体体积不变的可逆反应 增大压强 化学反应速率增大 但平衡不移动 所以A B D不正确 4 有一处于平衡状态的反应X s 3Y g 2Z g 正反应是放热反应 为了使平衡向生成Z的方向移动 应选择的条件是 升高温度 降低温度 增大压强 降低压强 加入正催化剂 分离出ZA B C D 解析 选C 对于正反应为放热反应 气体分子总数减小的可逆反应来说 降温 加压均能使平衡向正反应方向移动 分离出Z 就是减小生成物的浓度 平衡向正反应方向移动 答案为C 5 在200 将amolH2 g 和bmolI2 g 充入到体积为VL的密闭容器中 发生反应 I2 g H2 g 2HI g 1 反应刚开始时 由于c H2 c I2 而c HI 所以化学反应速率 最大 而 最小 为零 2 随着反应的进行 反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c H2 c I2 而c HI 从而化学反应速率v 正 而v 逆 3 当反应进行到v 正 与v 逆 时 此可逆反应就达到了平衡 若保持外界条件不变时 反应混合物中各组分的物质的量 物质的量浓度 质量分数 体积分数 反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强 或各组分的分压 都将 解析 由题意可知 反应刚开始时 c H2 和c I2 最大 分别为 而c HI 为0 故v 正 最大 v 逆 0 随着反应的进行 H2和I2不断消耗 其浓度逐渐减小 故v 正 减小 而HI的浓度逐渐增大 v 逆 增大 当v 正 v 逆 时即达平衡状态 外界条件不变 则平衡不移动 题中各种量都将保持不变 答案 1 0v 正 v 逆 2 减小减小增大减小增大 3 相等保持不变 知识点三 化学平衡图像分析6 反应2X g Y g 2Z g 在不同温度下 T1和T2 产物Z的物质的量n Z 与反应时间t的关系如图所示 下列判断正确的是 A T1T2 正反应为吸热反应C T1 T2 逆反应为吸热反应D T1 T2 逆反应为放热反应 解析 选C 由题中图示可知 T1时先达到平衡 而无论正反应是放热反应还是吸热反应 升高温度都会增大反应速率 因此T1 T2 产物Z的物质的量在高温T1时比低温T2时小 说明降低温度平衡向正反应方向移动 即正反应为放热反应 则逆反应为吸热反应 一 选择题 本题包括5小题 每小题4分 共20分 1 下列说法中错误的是 A 可逆反应在一定条件下可建立化学平衡状态B 处于化学平衡状态的可逆反应 v 正 v 逆 0C 可逆反应建立平衡状态时 与反应起始方向无关D 一定温度下 可逆反应达到平衡时 其反应物和生成物的总量相等 解析 选D 可逆反应达到平衡时 反应物和生成物的浓度及物质的量分数保持不变 2 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A 使用催化剂有利于合成氨的反应B 由H2 g I2 g 和HI g 气体组成的平衡体系加压后颜色变深C 500 时比室温更有利于合成氨的反应D 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 解析 选D 催化剂对化学平衡无影响 选项B中体系颜色加深是因为I2的浓度增大 而平衡并未移动 由于合成氨反应的正反应是放热反应 故如从平衡移动分析低温比高温更有利于合成氨 而采用500 是考虑到反应速率和催化剂的活性问题 将混合气体中的氨液化相当于减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 有利于氨的合成 3 可逆反应mA g nB g xC g yD g 能够改变反应速率 同时能使平衡一定发生移动的条件是 A 浓度B 催化剂C 压强D 温度 解析 选D 本题考查外界因素的改变对反应速率和平衡的影响 由于方程式的计量数未知 所以不知该反应是否为等体积反应 如果是等体积反应 浓度的改变 压强的改变影响速率的变化 但不一定影响平衡的变化 催化剂改变速率 不改变平衡 任何反应都伴随能量变化 所以只要温度变化 速率就变化 同时平衡移动 所以只有D正确 4 已知反应A2 g 2B3 g 2AB3 g H 0 下列说法正确的是 A 升高温度 正向反应速率增加 逆向反应速率减小B 升高温度有利于反应速率增加 从而缩短达到平衡的时间C 达到平衡后 升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D 达到平衡后 降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动 解析 选B 从反应方程式分析 正反应是气体体积减小的放热反应 升高温度 正 逆反应速率均增大 A错误 温度升高反应速率增加 达到平衡的时间缩短 B正确 增大压强 平衡正向移动 温度升高 平衡向逆反应方向进行 C错误 降低温度平衡向右移动 而减小压强平衡向逆反应方向移动 D错误 5 2010 上海高考 据报道 在300 70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实 2CO2 g 6H2 g CH3CH2OH g 3H2O g 下列叙述错误的是 A 使用Cu Zn Fe催化剂可大大提高生产效率B 反应需在300 下进行可推测该反应是吸热反应C 充入大量CO2气体可提高H2的转化率D 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 解析 选B A项 多数催化剂能提高化学反应速率 B项 判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化 C项 充入大量CO2气体 平衡正向移动 H2的转化率提高 D项 平衡正向移动 可提高CO2和H2的利用率 二 非选择题 本题包括1小题 共10分 6 在密闭容器中进行如下反应 CO2 g C s 2CO g H 0 达到平衡后 若改变下列条件 则指定物质的浓度及平衡如何变化 1 增加C 平衡 c CO2 2 缩小反应容器的容积 保持温度不变 则平衡 c CO2 3 保持反应容器的容积和温度不变 通入N2 则平衡 c CO2 高温 4 保持反应容器的容积不变 升高温度 则平衡 c CO 解析 1 C为固体 增加C 其浓度不变 平衡不移动 c CO2 不变 2 缩小反应容器的容积 即增大压强 平衡向气体总体积减小的方向移动 即向左移动 c CO2 比原来增大 3 T V不变 通入惰性气体N2 各物质的浓度未变 平衡不移动 c CO2 不变 4 V不变 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 即平衡正移 c CO 增大 答案 1 不移动不变 2 向左移动增大 3 不移动不变 4 向右移动增大 1 5分 2010 龙岩高二检测 如图所示是温度和压强对X Y2Z反应影响的示意图 图中横坐标表示温度 纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数 下列叙述正确的是 A 上述可逆反应的逆反应是吸热反应B X Y Z均为气态 C X和Y中只有一种为气态 Z为气态D 上述反应的 H0 故A D错 其他条件不变 当增大压强时 Z的体积分数减小 平衡逆向移动 即向气体体积减小的方向移动 说明Z为气态 X和Y中只有一种为气态 故C正确 B错误 2 15分 2010 中山高二检测 将2molSO2和1molO2混合置于体积可变 压强恒定的密闭容器中 在一定温度下发生如下反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0当反应进行到时间t1时达到平衡状态 测得混合气体总物质的量为2 1mol 试回答下列问题 1 反应进行到t1时 SO2的体积分数为 2 若在t1时充入一定量的氩气 Ar SO2的物质的量将 填 增大 减小 或 不变 催化剂 3 若在t1时升温 重新达到平衡状态 新平衡混合物中气体的总物质的量 2 1mol 填 或 并简单说明原因 解析 1 2SO2 g O2 g 2SO3 g 起始 mol 210转化 mol 2xx2x平衡 mol 2 2x1 x2x即 2 2x 1 x 2x 2 1所以 x 0 9 催化剂 平衡时n SO2 2mol 0 9 2mol 0 2mol所以SO2的物质的量分数为 2 t1时充入氩气 由于保持压强不变 容器扩张 等效于减压 平衡逆向移动 n SO2 增大 3 t1时升温 平衡逆向移动 因此新平衡体系中气体总物质的量大于2 1mol 答案 1 9 5 2 增大 3 t1时升温 平衡逆向移动 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全