2019高考化学大一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第25讲 化学平衡状态及化学平衡移动课件 鲁科版.ppt

第25讲化学平衡状态及化学平衡移动 1 了解化学反应的可逆性 2 了解化学平衡建立的过程 3 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学平衡的影响 认识并能用相关理论解释其一般规律 4 了解化学平衡的调控在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 考点一 考点二 探究高考 提升考能 微课25 考点一电解原理 返回 1 2 题号 返回 1 2 题号 返回 2 向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2 O22SO3 充分反应后生成SO3的物质的量 2mol 填 或 下同 SO2的物质的量 0mol 转化率 100 1 2 题号 返回 题组一化学平衡状态的判定1 可逆反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 的正 逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 A 3v正 N2 v正 H2 B v正 N2 v逆 NH3 C 2v正 H2 3v逆 NH3 D v正 N2 3v逆 H2 C 1 2 3 题号 4 5 返回 1 2 3 题号 4 5 返回 2 在一定温度下的定容容器中 当下列物理量不再发生变化时 混合气体的压强 混合气体的密度 混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的颜色 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 某种气体的百分含量 1 能说明2SO2 g O2 g 2SO3 g 达到平衡状态的是 2 能说明I2 g H2 g 2HI g 达到平衡状态的是 3 能说明2NO2 g N2O4 g 达到平衡状态的是 1 2 3 题号 4 5 返回 4 能说明C s CO2 g 2CO g 达到平衡状态的是 5 能说明NH2COONH4 s 2NH3 g CO2 g 达到平衡状态的是 6 能说明5CO g I2O5 s 5CO2 g I2 s 达到平衡状态的是 1 2 3 题号 4 5 返回 3 若上述题目中的 1 4 改成一定温度下的恒压密闭容器 结果又如何 4 能说明C s CO2 g 2CO g 达到平衡状态的是 1 能说明2SO2 g O2 g 2SO3 g 达到平衡状态的是 2 能说明I2 g H2 g 2HI g 达到平衡状态的是 3 能说明2NO2 g N2O4 g 达到平衡状态的是 1 2 3 题号 4 5 返回 判断平衡状态的方法 逆向相等 变量不变 1 逆向相等 反应速率必须一个是正反应的速率 一个是逆反应的速率 且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等 2 变量不变 如果一个量是随反应进行而改变的 当其不变时为平衡状态 一个随反应的进行而保持不变的量 不能作为是否是平衡状态的判断依据 1 2 3 题号 4 5 返回 题组二极端假设 界定范围 突破判断4 一定条件下 对于可逆反应X g 3Y g 2Z g 若X Y Z的起始浓度分别为c1 c2 c3 均不为零 达到平衡时 X Y Z的浓度分别为0 1mol L 1 0 3mol L 1 0 08mol L 1 则下列判断正确的是 A c1 c2 3 1B 平衡时 Y和Z的生成速率之比为2 3C X Y的转化率不相等D c1的取值范围为0 c1 0 14mol L 1 D 1 2 3 题号 4 5 返回 解析 平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 A C不正确 平衡时Y生成表示逆反应速率 Z生成表示正反应速率且v生成 Y v生成 Z 应为3 2 B不正确 由可逆反应的特点可知0 c1 0 14mol L 1 1 2 3 题号 4 5 返回 5 在密闭容器中进行反应 X2 g Y2 g 2Z g 已知X2 Y2 Z的起始浓度分别为0 1mol L 1 0 3mol L 1 0 2mol L 1 在一定条件下 当反应达到平衡时 各物质的浓度有可能是 A Z为0 3mol L 1B Y2为0 4mol L 1C X2为0 2mol L 1D Z为0 4mol L 1 A 1 2 3 题号 4 5 返回 极端假设法确定各物质浓度范围 1 若已知反应X2 g Y2 g 2Z g 达平衡时三组分的浓度依次为0 2mol L 1 0 3mol L 1 0 2mol L 1 确定三组分起始浓度的取值范围的解题模型如下 假设正向进行到底 X2 g Y2 g 2Z g 平衡浓度 mol L 0 20 30 2变化浓度 mol L 0 20 20 4起始浓度 mol L 00 10 6 1 2 3 题号 4 5 返回 平衡浓度 mol L 0 20 30 2变化浓度 mol L 0 10 10 2起始浓度 mol L 0 30 40起始浓度取值范围依次为 X2 0 0 3 Y2 0 1 0 4 Z2 0 0 6 2 若已知反应X2 g Y2 g 2Z2 g 起始浓度三组分依次为0 2mol L 1 0 3mol L 1 0 2mol L 1 则反应进行到某一时刻时三组分的取值范围依次为 X2 0 0 3 Y2 0 1 0 4 Z2 0 0 6 假设逆向进行到底 X2 g Y2 g 2Z g 1 2 3 题号 4 5 返回 考点二化学平衡移动 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 对于反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 若断裂2molH H键 同时形成1molNN键 则平衡正向移动 2 对于反应2SO2 g O2 g 2SO3 g 若每消耗1molO2 同时生成2molSO2 则平衡正向移动 3 对于反应I2 g H2 g 2HI g 若使体系颜色变浅 则平衡一定正向移动 4 对于反应2A g B g 2C g 当v A 正 v B 逆时 平衡不移动 1 2 3 题号 返回 5 合成氨反应需使用催化剂 说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动 6 平衡时 其他条件不变 分离出固体生成物 v正加快 7 向平衡体系FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl中加入KCl固体 平衡将向逆反应方向移动 溶液颜色将变浅 8 二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系 加压后颜色加深 1 2 3 题号 返回 2 在密闭容器中进行下列反应CO2 g C s 2CO g H 0 达到平衡后 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 CO 2 减小密闭容器体积 保持温度不变 则平衡 c CO2 3 通入N2 保持密闭容器体积和温度不变 则平衡 c CO2 4 保持密闭容器体积不变 升高温度 则平衡 c CO 不移动 不变 向逆反应方向移动 增大 不移动 不变 向正反应方向移动 增大 1 2 3 题号 返回 t1 t2 t3 t4 3 已知一定条件下合成氨反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 在反应过程中 反应速率的变化如图所示 请根据速率的变化回答采取的措施 t3时刻降低温度 t1时刻增大c N2 或c H2 t2时刻加入催化剂 t4时刻增大压强 1 2 3 题号 返回 题组一选取措施使化学平衡定向移动1 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得 其中的一步反应为 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0反应达到平衡后 为提高CO的转化率 下列措施中正确的是 A 增加压强B 降低温度C 增大CO的浓度D 更换催化剂 1 2 3 题号 B 4 解析 该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应 增加压强 平衡不移动 CO的转化率不变 A项错误 该可逆反应的正反应是放热反应 降温可使平衡正向移动 CO的转化率提高 B项正确 增大CO的浓度 H2O g 的转化率提高 CO的转化率降低 C项错误 催化剂不影响化学平衡 对反应物的转化率不产生影响 D项错误 返回 2 2017 长春质检 用O2将HCl转化为Cl2 可提高效益 减少污染 新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性 1 实验测得在一定压强下 总反应的HCl平衡转化率随温度变化的 HCl T曲线如下图 则总反应的 H 0 填 或 A B两点的平衡常数K A 与K B 中较大的是 K A 1 2 3 题号 4 返回 3 下列措施中 有利于提高 HCl的有 A 增大n HCl B 增大n O2 C 使用更好的催化剂D 移去H2O BD 2 在上述实验中若压缩体积使压强增大 请在上图画出相应 HCl T曲线的示意图 并简要说明理由 答案 见右图 温度相同的条件下 增大压强 平衡右移 HCl增大 因此曲线应在原曲线上方 1 2 3 题号 4 返回 题组二条件改变时对化学平衡移动结果的判断3 将等物质的量的N2 H2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 N2 g 3H2 g 2NH3 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 B 1 2 3 题号 4 返回 4 在压强为0 1MPa 温度为300 条件下 amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇 CO g 2H2 g CH3OH g H 0 1 平衡后将容器的容积压缩到原来的一半 其他条件不变 对平衡体系产生的影响是 填字母 A c H2 减小B 正反应速率加快 逆反应速率减慢C 反应物转化率增大D 重新平衡减小 2 若容器容积不变 下列措施可增大甲醇产率的是 填字母 A 升高温度B 将CH3OH从体系中分离C 充入He 使体系总压强增大 CD B 1 2 3 题号 4 返回 微课25 等效平衡 及其应用 返回 1 等效平衡的含义在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 下 同一可逆反应体系 不管是从正反应开始 还是从逆反应开始 还是正 逆反应同时投料 达到化学平衡状态时 任何相同组分的百分含量 质量分数 物质的量分数 体积分数等 均相同 1 2 3 要点 返回 2 等效平衡的判断方法 1 恒温 恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法 极值等量即等效 例如 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2mol1mol0 002mol 0 5mol0 25mol1 5mol amolbmolcmol上述 三种配比 按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物 则SO2均为2mol O2均为1mol 三者建立的平衡状态完全相同 中a b c三者的关系满足 c a 2 b 1 即与上述平衡等效 1 2 3 要点 返回 2 恒温 恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法 极值等比即等效 例如 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2mol3mol0 1mol3 5mol2mol amolbmolcmol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物 则 中 故互为等效平衡 中a b c三者关系满足 即与 平衡等效 1 2 3 要点 返回 3 恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法 无论是恒温 恒容 还是恒温 恒压 只要极值等比即等效 因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响 例如 H2 g I2 g 2HI g 1mol1mol0 2mol2mol1mol amolbmolcmol 两种情况下 n H2 n I2 1 1 故互为等效平衡 中a b c三者关系满足 a b 1 1或a b 1 1 c 0 即与 平衡等效 1 2 3 要点 返回 3 利用 等效平衡 虚拟 第三方 比较两个平衡状态 1 构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成 相当于增大压强 1 2 3 要点 返回 2 构建恒温恒压平衡思维模式 以气体物质的量增加的反应为例 见图示 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加 压强不变 平衡不移动 1 2 3 要点 返回 集训一 等效平衡 的判断1 在体积恒定的密闭容器中 充入3molA和1molB发生反应3A g B g xC g 达到平衡后 C在平衡混合气体中的体积分数为 若维持温度不变 按1 2molA 0 4molB 0 6molC为起始物质 1 若达到平衡后C的体积分数仍为 则x的值是 填字母序号 下同 A 1B 2C 3D 4 2 若达到平衡后压强不变 C的体积分数仍为 则x的值是 A 1B 2C 3D 4 AD A 1 2 3 题号 4 返回 1 2 3 题号 4 返回 2 已知N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 3kJ mol 1 在一定温度和催化剂的条件下 向一密闭容器中 通入1molN2和3molH2 达到平衡状态 相同条件下 向另一体积相同的密闭容器中通入0 9molN2 2 7molH2和0 2molNH3 达到平衡状态 则下列说法正确的是 A 两个平衡状态的平衡常数的关系 K K B H2的百分含量相同C N2的转化率 平衡 平衡 D 反应放出的热量 Q Q 92 3kJ B 1 2 3 题号 4 返回 解析 两平衡的温度相同 故平衡常数K K 两容器中的反应物都可以转化为1molN2和3molH2 故两个平衡是等效平衡 且两平衡中H2的百分含量相同 但反应是可逆反应不能进行彻底 平衡 反应物中已经有一部分NH3 反应放出的热量 Q Q 且都小于92 3kJ N2的转化率 平衡 平衡 1 2 3 题号 4 返回 3 在温度 容积相同的3个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的有关数据如下 已知N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 B 1 2 3 题号 4 返回 甲 乙达到的平衡是同一平衡 所以a b 92 4 1 2 1 3p3 答案 B 解析 1 2 3 题号 4 返回 4 对于以下三个反应 从正反应开始进行达到平衡后 保持温度 体积不变 按要求回答下列问题 1 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 再充入PCl5 g 平衡向 方向移动 达到平衡后 PCl5 g 的转化率 PCl5 g 的百分含量 2 2HI g I2 g H2 g 再充入HI g 平衡向 方向移动 达到平衡后 HI的分解率 HI的百分含量 3 2NO2 g N2O4 g 再充入NO2 g 平衡向 方向移动 达到平衡后 NO2 g 的转化率 NO2 g 的百分含量 正反应 减小 增大 正反应 不变 不变 正反应 增大 减小 1 2 3 题号 4 返回 平衡转化率的分析与判断方法 1 2 3 题号 4 返回 1 2 3 题号 4 返回 1 2 3 题号 4 返回 返回 1 2016 海南 11改编 由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示 下列说法正确的是 A 由X Y反应的 H E5 E2B 由X Z反应的 H 0C 降低压强有利于提高Y的产率D 升高温度有利于提高Z的产率 C 1 2 3 题号 返回 解析 化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 由图可知 X Y反应的 H E3 E2 X Z反应的 H E1 E2 0 反应放热 A B项错误 由X生成Y的反应 即2X g 3Y g 是气体物质的量增大的反应 降低压强 平衡正向移动 有利于提高Y的产率 C正确 X Z的反应是放热反应 升高温度平衡逆向移动 不利于提高Z的产率 D错误 1 2 3 题号 返回 2 2017 江苏化学 15 温度为T1时 在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应 2NO2 g 2NO g O2 g 正反应吸热 实验测得 v正 v NO2 消耗 k正c2 NO2 v逆 v NO 消耗 2v O2 消耗 k逆c2 NO c O2 k正 k逆为速率常数 受温度影响 下列说法正确的是 双选 1 2 3 题号 返回 A 达平衡时 容器 与容器 中的总压强之比为4 5B 达平衡时 容器 中比容器 中的大C 达平衡时 容器 中NO的体积分数小于50 D 当温度改变为T2时 若k正 k逆 则T2 T1 1 2 3 题号 返回 解析 容器 中平衡时 c NO2 0 2mol L 1 c NO 0 4mol L c O2 0 2mol L 1 容器容积为1L 气体总物质的量为 0 2 0 4 0 2 mol 0 8mol 容器 中投入量为 0 3 0 5 0 2 mol 1mol 若容器 中投入量与平衡量相等 则两容器内压强之比为0 8 1 4 5 根据容器 中的相关数据 知该反应的平衡常数 说明容器 中反应未达到平衡 反应向右进行 则达到平衡时两容器中压强之比小于4 5 A项错误 1 2 3 题号 返回 容器 中反应相当于起始加入0 7mol L 1NO2和0 1mol L 1NO 达到平衡时 相对容器 平衡逆向移动 则容器 中的值小 B项错误 容器 中达到平衡时NO的体积分数为 100 50 容器 中相当于起始加入0 5mol L 1NO2和0 1mol L 1O2 达到平衡时 相对容器 平衡逆向移动 则容器 中NO的体积分数小于50 C项正确 1 2 3 题号 返回 容器 中 T1时 平衡常数 K 0 8mol L 1 T2时 k正 k逆 反应达平衡时 v正 v逆 即k正c2 NO2 k逆c2 NO c O2 c2 NO2 c2 NO c O2 K c2 NO c O2 c2 NO2 1 平衡常数增大 反应正向移动 该反应为吸热反应 则应升高温度 即T2 T1 D项正确 答案 CD 1 2 3 题号 返回 3 2014 新课标全国卷 28 3 乙醇是重要的有机化工原料 可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产 下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度 压强的关系 其中n H2O n C2H4 1 1 1 2 3 题号 返回 1 图中压强 p1 p2 p3 p4 的大小顺序为 理由是 2 气相直接水合法常用的工艺条件为 磷酸 硅藻土为催化剂 反应温度290 压强6 9MPa n H2O n C2H4 0 6 1 乙烯的转化率为5 若要进一步提高乙烯转化率 除了可以适当改变反应温度和压强外 还可以采取的措施有 增加n H2O n C2H4 的比 p1 p2 p3 p4 反应分子数减少 相同温度下 压强升高 乙烯转化率提高 将产物乙醇液化移去 1 2 3 题号 返回 1 由方程式C2H4 g H2O g C2H5OH g 可知该反应的正反应是气体体积减小的反应 所以增大压强 平衡正向移动 乙烯的转化率提高 因此压强关系是 p1 p2 p3 p4 2 若要进一步提高乙烯的转化率 除了可以适当改变反应温度和压强外 还可以采取的措施有改变物质的浓度 如从平衡体系中将产物乙醇分离出去 或增大水蒸气的浓度 改变二者的物质的量的比等等 解析 1 2 3 题号 返回 4 2017 全国卷 27稍改动 丁烯是一种重要的化工原料 可由丁烷催化脱氢制备 回答下列问题 1 正丁烷 C4H10 脱氢制1 丁烯 C4H8 的热化学方程式如下 C4H10 g C4H8 g H2 g H 123kJ mol 1图 a 是平衡转化率与反应温度及压强的关系图 x 0 1 填 大于 或 小于 欲使丁烯的平衡产率提高 应采取的措施是 填标号 A 升高温度B 降低温度C 增大压强D 降低压强 AD 小于 1 2 3 题号 返回 2 丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器 氢气的作用是活化催化剂 出口气中含有丁烯 丁烷 氢气等 图 b 为丁烯产率与进料气中n 氢气 n 丁烷 的关系 图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势 其降低的原因是 3 图 c 为反应产率和反应温度的关系曲线 副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物 丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是 590 之后 丁烯产率快速降低的主要原因可能是 丁烯高温裂解生成短链烃类 氢气是产物之一 随着n 氢气 n 丁烷 增大 逆反应速率增大 升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 1 2 3 题号 返回 返回 本讲结束 谢谢