高考化学一轮复习 7.3 化学平衡的移动 化学反应进行的方向课件.ppt

第3节化学平衡的移动化学反应进行的方向 2 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 考点一化学平衡的移动 落实基础1 化学平衡移动的过程在一定条件下 可逆反应达到平衡状态 v 正 v 逆 如果改变影响平衡的一个条件 如温度 浓度 压强等 v 正 v 逆 化学平衡状态被破坏 直至正 逆反应速率再相等 在新条件下达到新的化学平衡状态 这种现象叫做化学平衡状态的移动 简称化学平衡的移动 2 化学平衡移动与化学反应速率的关系 1 v 正 v 逆 平衡向正反应方向移动 2 v 正 v 逆 反应达到平衡状态 平衡不发生移动 3 v 正 v 逆 平衡向逆反应方向移动 3 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 3 影响化学平衡的因素若其他条件不变 改变下列条件对平衡的影响如下 4 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 5 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 4 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 1 原理内容 如果改变影响化学平衡的条件之一 如温度 压强以及参加反应的化学物质的浓度 平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动 2 原理解读 减弱这种改变 升温平衡向着吸热反应方向移动 增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动 增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动 化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变 而不能完全抵消外界条件的变化 更不能超过外界条件的变化 6 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 A 温度 容积不变时 通入SO2气体B 移走一部分NH4HS固体C 容器体积不变 充入HCl气体D 保持压强不变 充入氮气 答案 解析 7 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导 1 当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时 由于其 浓度 是恒定的 不随其量的增减而变化 故改变这些固体或液体的量 对平衡没影响 2 对于无气体或反应前后气态物质的化学计量数相等的可逆反应 压强的变化对正 逆反应速率的影响程度是等同的 故平衡不移动 8 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 9 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度二化学平衡的移动与平衡常数的关系例2 2014上海化学 只改变一个影响因素 平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是 A K值不变 平衡可能移动B K值变化 平衡一定移动C 平衡移动 K值可能不变D 平衡移动 K值一定变化 答案 解析 10 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导对于给定的可逆反应 化学平衡常数只受温度影响 温度改变 化学平衡常数改变 化学平衡一定发生移动 但化学平衡除受温度影响外 还受浓度 压强等外界因素影响 改变反应混合物的浓度或压强 化学平衡可能发生移动 但平衡常数保持不变 11 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 答案 解析 12 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导不同条件下的转化率变化规律 1 若反应物起始量之比等于化学计量数之比 达到平衡后 它们的转化率相等 2 若反应物起始量之比不等于化学计量数之比 达到平衡后 过量物质转化率较小 若只增加A的浓度 平衡向正反应方向移动 B的转化率增大 A的转化率减小 若按原比例同倍数地增加反应物A和B的浓度 反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关 若m n p q 平衡不移动 A B的转化率都不变 若m n p q 平衡向正反应方向移动 A B的转化率都增大 若m n p q 平衡向逆反应方向移动 A B的转化率都减小 13 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 2015全国 节选 甲醇既是重要的化工原料 又可作为燃料 利用合成气 主要成分为CO CO2和H2 在催化剂作用下合成甲醇 发生的主要反应如下 14 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 15 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 答案 减小升高温度时 反应 为放热反应 平衡向左移动 使得体系中CO的量增大 反应 为吸热反应 平衡向右移动 又使产生CO的量增大 总结果 随温度升高 使CO的转化率降低p3 p2 p1相同温度下 由于反应 为气体分子数减小的反应 加压有利于提升CO的转化率 而反应 为气体分子数不变的反应 产生CO的量不受压强影响 故增大压强时 有利于CO的转化率升高解析 升高温度 反应 平衡向左移动 使体系中n CO 增大 反应 为吸热反应 平衡向右移动 又使产生n CO 增大 总结果是随温度升高 CO的转化率降低 因为相同温度下 由于反应 为气体分子数减小的反应 加压有利于增大CO的转化率 反应 为气体分子数不变的反应 压强改变对平衡不产生影响 所以压强增大 CO转化率升高 在题图中 同一温度下 CO转化率高的对应压强大 则p3 p2 p1 16 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 考点二化学平衡图像 落实基础1 解题思路和方法 17 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 解题技巧 1 先拐先平 数值大 在含量 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明反应速率快 该曲线表示的温度较高或压强较大 2 定一议二 在含量 T p曲线中 图像中有三个变量 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 因平衡移动原理只适用于 单因素 的改变 即确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系 18 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 19 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 20 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 21 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 3 其他如下图所示曲线 是其他条件不变时 某反应物的最大转化率 与温度 T 的关系曲线 图中标出的1 2 3 4四个点 v 正 v 逆 的点是3 v 正 v 逆 的点是1 2 4点v 正 v 逆 22 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度一利用平衡图像判断反应特点或反应条件例1某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对化学平衡的影响 得到如下变化规律 图中p表示压强 T表示温度 n表示物质的量 23 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 根据以上规律判断 下列结论正确的是 A 反应 H 0 p2 p1B 反应 H0 T2 T1 或 HT1 答案 解析 24 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 方法指导 1 在图像题中 一定要注意看清横 纵坐标表示的意义及曲线的变化趋势 2 理解应用好 定一议二 先拐先平 定温度议压强 先拐先平 压强大 定压强 议温度 先拐先平 温度高 25 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 考查角度二平衡图像的综合应用例2 2013安徽理综 一定条件下 通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后 若仅改变图中横坐标x的值 重新达到平衡后 纵坐标y随x变化趋势合理的是 26 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 答案 解析 27 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 互动探究 1 该题中的A项 若将y轴改为平衡常数K 是否合理 答案 合理 由于该反应的 H 0为吸热反应 温度升高时 平衡常数K增大 2 该题中的C项 增加SO2的浓度 化学平衡怎样移动 CO的转化率怎样变化 答案 增加SO2的浓度 化学平衡将向左移动 使CO的转化率降低 3 该题中的D项 若将x轴改为压强 是否合理 答案 不合理 由于该反应的正反应是气体体积增大的反应 故增大压强 平衡向左移动 使CO的转化率降低 28 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 2015广东理综节选 用O2将HCl转化为Cl2 可提高效益 减少污染 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曲线如图所示 则总反应的 H0 填 或 A B两点的平衡常数K A 与K B 中较大的是 在上述实验中若压缩体积使压强增大 画出相应 HCl T曲线的示意图 并简要说明理由 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 29 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 2 一定条件下测得反应过程中n Cl2 的数据如下 计算2 0 6 0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率 以mol min 1为单位 写出计算过程 3 Cl2用途广泛 写出用Cl2制备漂白粉的化学反应方程式 30 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 31 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 高考微题组 32 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 落实基础1 自发过程 1 含义 在一定条件下 不需要借助光 电等外力作用就能自动进行的过程 2 特点 体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态 体系对外部做功或放出能量 在密闭条件下 体系有从有序转变为无序的倾向性 无序体系更加稳定 考点三化学反应进行的方向 33 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 2 熵 熵变 1 熵是量度体系混乱程度的物理量 符号为S 2 影响熵大小的因素 相同条件下 物质不同熵不同 同一物质的熵 气态 g 液态 l 固态 s 3 熵变 S 反应产物的总熵 反应物的总熵 34 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 3 化学反应方向的判据 35 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 考查角度判断化学反应方向的依据例下列说法正确的是 A 焓变和熵变都大于0的反应一定是自发的B 在恒温 恒压条件下 焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的C 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关 因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据D 在其他条件不变的情况下 使用催化剂 一定可以改变化学反应进行的方向 答案 解析 36 考点一 考点二 考点三 基础梳理 考点突破 方法指导结合反应方向的判据 H T S0的反应任何温度下都是自发反应 H 0 S0 S 0的反应高温下是自发反应 37 理论与实践的结合 化学平衡在化工生产中的应用与日常生产 生活密切相关的化学知识是高考命题的常见切入点 化学平衡知识在化工生产中有非常重要的应用 可利用平衡移动原理调控化工生产中的反应条件 使反应向我们理想的方向进行 从而提高生产效益 以具体的物质制备为依托 综合考查考生运用所学知识分析问题 解决问题的能力 此类题型在近几年高考中出现频率较高 38 一 化工生产适宜条件选择的一般原则1 从化学反应速率分析 既不能过快 又不能太慢 2 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性 又要注意二者影响的矛盾性 3 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料 提高难得高价原料的利用率 从而降低生产成本 4 从实际生产能力分析 如设备承受高温 高压能力等 5 注意催化剂的活性对温度的限制 6 工业生产中既不能片面地追求高转化率 也不能只追求高反应速率 应寻找比较高的反应速率并获得适当平衡转化率的反应条件 39 二 化工生产中需综合考虑的几个方面1 原料的来源 除杂 尤其考虑杂质对平衡及催化剂的影响 2 原料的循环利用 反应热的综合利用 3 产物的污染处理 4 产物的酸碱性对反应的影响 5 气体产物的压强对平衡造成的影响 6 改变外界条件对多平衡体系的影响 40 41 1 天然气中的H2S杂质常用氨水吸收 产物为NH4HS 一定条件下向NH4HS溶液中通入空气 得到单质硫并使吸收液再生 写出再生反应的化学方程式 2 步骤 中制氢气原理如下 对于反应 一定可以提高平衡体系中H2百分含量 又能加快反应速率的措施是 A 升高温度B 增大水蒸气浓度C 加入催化剂D 降低压强利用反应 将CO进一步转化 可提高H2产量 若1molCO和H2的混合气体 CO的体积分数为20 与H2O反应 得到1 18molCO CO2和H2的混合气体 则CO转化率为 42 3 图1表示500 60 0MPa条件下 原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系 根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数 4 依据温度对合成氨反应的影响 在图2坐标系中 画出一定条件下的密闭容器内 从通入原料气开始 随温度不断升高 NH3物质的量变化的曲线示意图 5 上述流程图中 使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是 填序号 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法 图1图2 43 44 45 46 互动探究1 一定条件下 在合成氨反应中N2和H2按何种比例加入达到平衡时反应混合物中NH3的体积分数含量最高 答案 n N2 n H2 1 3即等于计量数之比时达到平衡后NH3的体积分数最高 2 当加入的n N2 n H2 1 3时二者的平衡转化率满足什么关系 答案 按计量数之比加入反应物时 它们的平衡转化率相等 47 对点训练1 下列有关工业生产的叙述正确的是 A 合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率 缩短生产周期 故温度越高越好B 硫酸工业中 使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的转化率C 电解精炼铜时 精铜作阴极D 电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法 只能防止阳极室产生的Cl2进入阴极室 答案 解析 48 2 维持体系总压p恒定 在温度T时 物质的量为n 体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应 已知乙苯的平衡转化率为 则在该温度下反应的平衡常数K 用 等符号表示 49 3 工业上 通常在乙苯蒸气中掺水蒸气 原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1 9 控制反应温度600 并保持体系总压为常压的条件下进行反应 在不同反应温度下 乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性 指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数 示意图如下 掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率 解释说明该事实 控制反应温度为600 的理由是 50 51 答案 1 124 3 正反应方向气体分子数增加 加入水蒸气稀释 相当于起减压的效果 600 乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高 温度过低 反应速率慢 转化率低 温度过高 选择性下降 高温还可能使催化剂失活 且能耗大 4 52 解析 1 断裂反应物的化学键需要吸收的能量为 348kJ 5 412kJ 2408kJ 生成反应物的化学键需要放出的能量为 436kJ 612kJ 3 412kJ 2284kJ 故该反应为吸热反应 吸收的热量为 2408kJ 2284kJ 124kJ 因此 H 124kJ mol 1 53 3 在体积可变的容器中掺入水蒸气相当于把各反应物和产物稀释了 又由于该反应为气体体积增大的反应 因此相当于减小了压强 平衡右移 乙苯的平衡转化率增大 根据图示可知 在600 乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性都是较高的 由于该反应为吸热反应 如果温度太低则反应速率较小 且平衡转化率太低 如果温度太高 则苯乙烯的选择性降低 4 该反应消耗H2 故使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 正确 获得水蒸气需要消耗大量能源 正确 CO2与C s 发生反应生成CO g 可以减少积炭 正确 两个反应都消耗CO2 正确 54 2 1 3 4 6 7 5 考点一化学平衡的移动1 COCl2 g CO g Cl2 g H 0 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 D 答案 解析 55 2 1 3 4 6 7 5 2 一定条件下存在反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 其正反应放热 现有三个体积相同的密闭容器 按如下图所示投料 并在400 条件下开始反应 达到平衡时 下列说法正确的是 A 容器 中平衡常数相同B 容器 中正反应速率相同C 容器 中的反应达平衡时 SO3的体积分数 D 容器 中SO2的转化率与容器 中SO3的转化率之和等于1 答案 解析 56 4 3 1 2 6 7 5 考点二化学平衡图像3 可逆反应A aBC 2D a为化学计量数 已知B C D为气态物质 反应过程中 当其他条件不变时 C的质量分数 C 与温度 T 和压强 p 的关系如图所示 下列说法不正确的是 A T2 T1 p2 p1B 该反应为放热反应C 若a 2 则A为液态或固态物质D 增加B的物质的量 该反应的 H增大 答案 解析 57 4 3 1 2 6 7 5 4 在体积一定的密闭容器中给定物质A B C的量 在一定条件下发生反应建立化学平衡 aA g bB g xC g 符合下图甲所示的关系 C 表示平衡混合气体中产物C的体积分数 T表示温度 p表示压强 则图乙中y轴是指 A C的转化率B 平衡混合气中B的体积分数C 平衡混合气的平均相对分子质量D 平衡混合气的密度 答案 解析 58 6 7 5 3 1 2 4 5 在容积不变的密闭容器中存在如下反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 某研究小组研究了其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 下列分析正确的是 A 图 研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响B 图 研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响C 图 研究的是催化剂对化学平衡的影响 且甲的催化效率比乙高D 图 研究的是温度对化学平衡的影响 且乙的温度较高 答案 解析 59 6 7 5 3 1 2 4 考点三化学反应进行的方向6 下列关于 H T S说法中正确的是 A H T S可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B H T S只用于判断温度 体积一定的反应能否自发进行C H T S只用于判断温度 压强一定的反应能否自发进行D H T S 0的反应 在该条件下一定剧烈反应 答案 解析 60 6 7 5 3 1 2 4 7 下列说法中正确的是 A 能自发进行的反应一定能迅速发生B 反应NH4HCO3 s NH3 g H2O g CO2 g H 185 57kJ mol 1能自发进行 是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向C 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关 因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据D 在其他外界条件不变的情况下 使用催化剂 可以改变化学反应进行的方向 答案 解析