化学平衡移动原理及图像分析.ppt

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教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基构建双基构建双基正正反反应应方向方向体体积缩积缩小小体体积扩积扩大大吸吸热热反反应应放放热热反反应应减弱减弱体体验验高考高考B思考感悟思考感悟某某一一可可逆逆反反应应，，一一定定条条件件下下达达到到平平衡衡状状态态，，若若化化学学反反应应速速率率改改变变了了，，平平衡衡一一定定发发生生移移动动吗吗？？相相反反，，若若平平衡衡发发生生移移动动了了，，化化学学反反应应速率一定改速率一定改变吗变吗？？【提示】　【提示】　化学平衡移化学平衡移动动的本的本质质是由是由v(正正)＝＝v(逆逆)改改变为变为v(正正) ≠≠v(逆逆)，此，此时时平衡就会平衡就会发发生移生移动动因此速率改因此速率改变变，平衡不一定，平衡不一定移移动动，如加催化，如加催化剂剂会同等程度地改会同等程度地改变变正逆反正逆反应应速率，速率，对对于反于反应应前后气体分子数不前后气体分子数不变变的可逆反的可逆反应应，改，改变压变压强强会同等程度改会同等程度改变变正正逆反逆反应应速率等，速率等，这这些条件的改些条件的改变变只能改只能改变变反反应应速率大小，但不速率大小，但不能使平衡能使平衡发发生移生移动动;相反相反,平衡移平衡移动动,说说明反明反应应速率一定改速率一定改变变了。

了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　化学平衡移动动原理及其原理及其应应用用改改变变条条件件2．化学平衡移．化学平衡移动动与化学反与化学反应应速率的关系速率的关系(1)v正正>v逆逆：平衡向正反：平衡向正反应应方向移方向移动动2)v正正＝＝v逆逆：反：反应应达到平衡状达到平衡状态态，不，不发发生平衡移生平衡移动动3)v正正

故故分分析析时时要要抓抓住住各各阶阶段段的的主主要要矛矛盾盾，，认认真分析3)含含量量—时时间间—温温度度(压压强强)图图：：常常见见形形式式有有如如下下几几种种C%指指产产物的物的质质量分数；量分数；B%指某反指某反应应物的物的质质量分数量分数)(4)恒恒压压(温温)线线(如如图图3所所示示)：：该该类类图图的的纵纵坐坐标标为为物物质质的的平平衡衡浓浓度度(c)或或反反应应物物的的转转化化率率(α)，，横横坐坐标标为为温温度度(T)或或压压强强(p)，常，常见类见类型如下所示：型如下所示：(5)其其他他：：如如图图4所所示示曲曲线线是是其其他他条条件件不不变变时时，，某某反反应应物物的的最最大大转转化化率率(α)与与温温度度(T)的的关关系系曲曲线线，，图图中中标标出出的的1、、2、、3、、4四四个个点点，，表表示示v正正>v逆逆的的点点是是3，，表表示示v正正

等2)定一定一议议二二当当图图像像中中有有三三个个量量时时，，先先确确定定一一个个量量不不变变，，再再讨讨论论另另外外两两个个量量的关系，有的关系，有时还时还需要作需要作辅辅助助线线3)三步分析法三步分析法一一看看反反应应速速率率是是增增大大还还是是减减小小；；二二看看v正正、、v逆逆的的相相对对大大小小；；三三看化学平衡移看化学平衡移动动的方向例例1(2013·伊犁高三模伊犁高三模拟拟)下面是某化学研究小下面是某化学研究小组组探究外界探究外界条件条件对对化学反化学反应应速率和化学平衡影响的速率和化学平衡影响的图图像，其中像，其中图图像和像和实验实验结论结论表达均正确的是表达均正确的是(　　)A．．①①是是其其他他条条件件一一定定时时，，反反应应速速率率随随温温度度变变化化的的图图像像，，正正反反应应ΔH<0B．．②②是是缩缩小容小容积积体体积积后化学反后化学反应应速率随速率随时间变时间变化的化的图图像像C．．③③是是在在有有无无催催化化剂剂存存在在下下建建立立的的平平衡衡过过程程图图像像，，a是是使使用用催化催化剂时剂时的曲的曲线线D．．④④是是一一定定条条件件下下，，向向含含有有一一定定量量A的的容容器器中中逐逐渐渐加加入入B时时的的图图像，像，压压强强p1>p2C【解【解题题感悟】感悟】　解答化学平衡　解答化学平衡图图像像题题的技巧：的技巧：(1)明确明确图图像中像中纵纵、横坐、横坐标标，曲，曲线线的含的含义义；；(2)先拐先平数先拐先平数值值大：在大：在转转化率化率—时间时间曲曲线线中，先出中，先出现现拐点拐点的曲的曲线线先达到平衡，此先达到平衡，此时时平衡平衡处处于于较较高的温度或高的温度或较较大的大的压压强强下；下；(3)定定一一议议二二：：当当图图像像中中有有三三个个变变量量时时，，先先假假设设其其中中一一个个变变量量不不变变，再，再讨论讨论另外两个量的关系。

另外两个量的关系例例2A跟踪跟踪训练训练AB3.3.可可逆逆反反应应mA(s)+nB(g) mA(s)+nB(g) eC(g)+fD(g)eC(g)+fD(g)，，反反应应过过程程中中保保持持其其他他条条件件不不变变，，C C的的体体积积分分数数在在温温度度(T)(T)和和压压强强(P)(P)的的条条件件下下随随时间时间(t)(t)变变化如下化如下图图所示，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，若使用催化剂剂，，C C的体的体积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，化学平衡向逆反应应方向移方向移动动 C C．化学方程式中．化学方程式中n n＞＞e+fe+f D D．．达达到到平平衡衡后后，，增增加加A A的的质质量量有有利利于于化化学学平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动B真题集训把脉高考真题集训把脉高考题组题组1　化学反　化学反应进应进行的方向行的方向B2．．(2011·高考海南卷高考海南卷)氯氯气在气在298 K、、100 kPa时时，在，在1 L水中水中可溶解可溶解0.09 mol，，实验测实验测得溶于水的得溶于水的Cl2约约有三分之一与水反有三分之一与水反应应。

请请回答下列回答下列问题问题：：(1)该该反反应应的离子方程式的离子方程式为为____________________________________________________；；(2)估算估算该该反反应应的平衡常数的平衡常数__________________________________________(列列式式计计算算)；；(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________移移动动；；(4)如果增大如果增大氯氯气的气的压压强强，，氯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““不不变变””)，平衡将向，平衡将向________移移动动(3)加加入入少少量量NaOH固固体体，，OH－－与与H＋＋反反应应生生成成H2O，，OH－－与与HClO反反应应生生成成ClO－－和和H2O，，生生成成物物的的浓浓度度减减小小，，平平衡衡向向正正反反应应方向移方向移动动4)增大增大Cl2的的压压强强，，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，平衡向正反应应方向移方向移动动。

题组题组2　化学平衡　化学平衡图图像像题题A①①曲曲线线b对应对应的投料比是的投料比是______________②②当曲当曲线线b、、c、、d对应对应的投料比达到相同的的投料比达到相同的HCl平衡平衡转转化率化率时时，，对应对应的反的反应应温度与投料比的关系是温度与投料比的关系是___________________________________________________③③投料比投料比为为2∶∶1、温度、温度为为400 ℃℃时时，平衡混合气中，平衡混合气中Cl2的物的物质质的的量分数是量分数是______________解解析析：：(1)由由图图可可看看出出温温度度越越高高，，CO转转化化率率越越低低，，表表明明温温度度高高对对逆逆反反应应有有利利，，正正反反应应为为放放热热反反应应，，ΔH<0，，该该压压强强下下CO的的转转化化率率已已较较高高，，再再增增大大压压强强转转化化率率几几乎乎不不再再增增大大，，却却要要耗耗费费较较多多动动力2)①①根根据据O2越越多多HCl的的转转化化率率越越大大，，可可知知a、、b、、c、、d曲曲线线的的投投料料比比分分别别为为6∶∶1、、4∶∶1、、2∶∶1、、1∶∶1。

②②根根据据曲曲线线可可知知，，当当b、、c、、d曲曲线线HCl达达到到相相同同转转化化率率时时，，投投料料比比越越高高，，对对应应的的反反应应温温度度越低③③设设n(HCl)＝＝2 mol，，n(O2)＝＝1 mol，，根根据据反反应应曲曲线线可可知知，，当当温度温度为为400 ℃℃时时，，HCl的的转转化率化率为为80%，，则则有：有：答答案案：：(1)<　　在在250 ℃℃、、1.3××104 kPa下下，，CO转转化化率率已已较较高高，，再增大再增大压压强强CO转转化率提高不大，而生化率提高不大，而生产产成本增加，得不成本增加，得不偿偿失失(2)①①4∶∶1　　②②投料比越高，投料比越高，对应对应的反的反应应温度越低温度越低③③30.8%寒假作业寒假作业二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚（（（（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（组组组组成成成成为为为为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）直接制备备备备二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚，其中的主要，其中的主要，其中的主要，其中的主要过过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应应：：：：甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应应应：：：：（（（（i i））））CO(g) + 2HCO(g) + 2H2 2(g) = CH(g) = CH3 3OH(g) OH(g) △△△△HH1 1 = -90.1kJ•mol = -90.1kJ•mol-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 = -49.0kJ•mol= -49.0kJ•mol-1-1水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换变换变换反反反反应应应应：：：：（（（（iiiiii））））CO(g) + HCO(g) + H2 2O(g) = COO(g) = CO2 2(g) + H(g) + H2 2 (g) (g) △△△△HH3 3 = -41.1kJ•mol= -41.1kJ•mol-1-1二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚合成反合成反合成反合成反应应应应：：：：（（（（iViV））））2 CH2 CH3 3OH(g) = CHOH(g) = CH3 3OCHOCH3 3(g) + H(g) + H2 2O(g) O(g) △△△△HH4 4 = -24.5kJ•mol= -24.5kJ•mol-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）））） 问题问题问题问题：：：：（（（（1 1）分析二甲）分析二甲）分析二甲）分析二甲醚醚醚醚合成反合成反合成反合成反应应应应（（（（iViV））））对对对对于于于于COCO转转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备备二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚（另一（另一（另一（另一产产产产物物物物为为为为水蒸气）的水蒸气）的水蒸气）的水蒸气）的热热热热化学方程式化学方程式化学方程式化学方程式为为为为 根据化学反学反学反学反应应应应原理，分析增加原理，分析增加原理，分析增加原理，分析增加压压压压强强强强对对对对直接制直接制直接制直接制备备备备二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚反反反反应应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，促进进进进甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应应应（（（（i i）平衡右移，）平衡右移，）平衡右移，）平衡右移，COCO转转转转化率增大；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，通过过过过水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换变换变换反反反反应应应应（（（（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 = -204.7kJ•mol= -204.7kJ•mol-1-1 该该该该反反反反应应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转转转转化率增大，化率增大，化率增大，化率增大，CHCH3 3OCHOCH3 3产产产产率率率率增加压压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浓浓浓浓度增加，反度增加，反度增加，反度增加，反应应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：：：：（（（（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Cu—Zn—Cu—Zn—Al—OAl—O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）反应应应应放放放放热热热热，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（组组组组成成成成为为为为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）直接制备备备备二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚，其中的主要，其中的主要，其中的主要，其中的主要过过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应应：：：：甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反甲醇合成反应应应应：：：：（（（（i i））））CO(g) + 2HCO(g) + 2H2 2(g) = CH(g) = CH3 3OH(g) OH(g) △△△△HH1 1 = -90.1kJ•mol = -90.1kJ•mol-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 = -49.0kJ•mol= -49.0kJ•mol-1-1水煤气水煤气水煤气水煤气变换变换变换变换反反反反应应应应：：：：（（（（iiiiii））））CO(g) + HCO(g) + H2 2O(g) = COO(g) = CO2 2(g) + H(g) + H2 2 (g) (g) △△△△HH3 3 = -41.1kJ•mol= -41.1kJ•mol-1-1二甲二甲二甲二甲醚醚醚醚合成反合成反合成反合成反应应应应：：：：（（（（iViV））））2 CH2 CH3 3OH(g) = CHOH(g) = CH3 3OCHOCH3 3(g) + H(g) + H2 2O(g) O(g) △△△△HH4 4 = -24.5kJ•mol= -24.5kJ•mol-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：：：：(2013(2013年金年金年金年金华华华华二模二模二模二模) )在容在容在容在容积积积积可可可可变变变变的密的密的密的密闭闭闭闭容器中容器中容器中容器中发发发发生反生反生反生反应应应应：：：：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时时，分，分，分，分别别别别得到得到得到得到A A的物的物的物的物质质质质的量的量的量的量浓浓浓浓度如下表度如下表度如下表度如下表⑴⑴⑴⑴当当当当压压压压强强强强从从从从2×102×105 5 Pa Pa增加到增加到增加到增加到5×105×105 5 Pa Pa时时时时，平衡，平衡，平衡，平衡 移移移移动动动动（填：向左，（填：向左，（填：向左，（填：向左， 向右向右向右向右 ，不），不），不），不） ⑵⑵⑵⑵维维维维持持持持压压压压强强强强为为为为2×102×105 5 Pa Pa，当反，当反，当反，当反应应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时时，体系中气体，体系中气体，体系中气体，体系中气体总总总总物物物物质质质质的量是的量是的量是的量是 mol.mol.⑶⑶⑶⑶当当当当压压压压强强强强为为为为1×101×106 6 Pa Pa时时时时，此反，此反，此反，此反应应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： ________________ ________________ ⑷⑷⑷⑷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时时，在上述三个，在上述三个，在上述三个，在上述三个压压压压强强强强下分下分下分下分别发别发别发别发生生生生该该该该反反反反应应应应。

2×102×105 5 Pa Pa时时时时，，，，A A的的的的转转转转化率随化率随化率随化率随时间时间时间时间变变变变化如下化如下化如下化如下图图图图，，，，请请请请在在在在图图图图中中中中补补补补充画出充画出充画出充画出压压压压强强强强分分分分别为别为别为别为5×105×105 5 Pa Pa 和和和和1×101×106 6 Pa Pa时时时时，，，，A A的的的的转转转转化率随化率随化率随化率随时间时间时间时间的的的的变变变变化曲化曲化曲化曲线线线线（（（（请请请请在在在在图线图线图线图线上上上上标标标标出出出出压压压压强强强强）答案：答案：答案：答案： ⑴⑴⑴⑴不不不不 ⑵⑵⑵⑵a+ba+b ⑶⑶⑶⑶ ⑷⑷⑷⑷作业作业作业作业3 3 3 3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。