
2020届高考化学二轮复习十九化学平衡ppt课件.ppt
54页化学平衡移动化学平衡移动考法:1、化学平衡状态及平衡移动2、化学平衡图像分析3、化学平衡常数、转化率的相关计算4、等效平衡5、化学反应进行的方向考情:考情:化学平衡是高考常考内容,化学平衡是高考常考内容,化学反应速率与化学平衡图化学反应速率与化学平衡图象题是高考中的重点象题是高考中的重点题型主要为非选择题题型主要为非选择题考法考法1 1 化学平衡状态及平衡移动化学平衡状态及平衡移动1化学平衡状态的概念化学平衡状态的概念化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各成分的浓度保持不变的状态2化学平衡的特征化学平衡的特征化学平衡状态的标志“正逆相等,变量不变”(1)动态标志(正逆相等)v(正)v(逆)0同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率,如有m mol A消耗同时有m mol A生成不同物质:必须表明是“异向”的速率关系,且两种物质的速率之比等于化学方程式中物质前的化学计量数之比2)静态标志(变量不变)随反应进行而改变的物理量保持不变时说明达到平衡状态各物质的质量、物质的量或浓度不变各物质的百分含量(质量分数、体积分数)不变体系的温度、压强(对化学方程式两边气体体积不相等的反应)不变。
对于有有色物质参加的可逆反应,体系的颜色不变例如:2NO2(g)2NO(g)O2(g)、2HI(g)H2(g)I2(g)等反应体系的颜色不变,则表明有色气体NO2、I2的浓度不变,反应达到平衡规律总结规律总结(3)综合分析综合分析3.化学平衡移动化学平衡移动1实验探究(1)实验原理:适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物,从而提高产物产量、降低成本微点拨:固体或纯液体浓度可视为定值,改变固体或纯液体用量,其浓度保持不变,化学平衡不移动1)过程过程(2)化学平衡移动与反应速率的关系化学平衡移动与反应速率的关系(3)影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素浓度对化学平衡的影响规律浓度对化学平衡的影响规律 增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响规律规律 其他条件不变时,若为体积不等的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动其他条件不变时,若为等体积反应,增大压强时,v正、v逆同等程度地增大;减小压强时,v正、v逆同等程度地减小,平衡均不发生移动。
温度对化学平衡的影响规律温度对化学平衡的影响规律升高温度,平衡向吸热方向移动降低温度,平衡向放热方向移动催化剂对化学平衡的影响规律催化剂对化学平衡的影响规律催化剂对化学平衡无影响,原因是催化剂同等程度地改变正、逆反应速率但是使用催化剂,能改变反应到达平衡所需的时间4.勒夏特列原理勒夏特列原理(1)定义:如果改变影响平衡的条件之一(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)勒夏特列原理的适用条件勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等名师提醒:名师提醒:I.改变固体或纯液体的量,对平衡无影响II.当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变对平衡无影响III.对于反应前后气体分子数无变化的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的改变对平衡无影响,但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或浅)IV.恒容时,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响,增大(或减小)浓度相当于增大(或减小)压强。
V.在恒容容器中,当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改变,在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时,应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响典例典例1、在一定条件下的定容密闭容器中,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列哪种情况能表明反应达到平衡状态()A.SO3的体积百分含量保持不变B.SO2反应速率是O2反应速率的2倍C.SO3的浓度是O2浓度的2倍D.单位时间内SO2消耗的浓度等于SO3生成的浓度答案:答案:A解析:解析:SO3的体积百分含量保持不变符合化学平衡的特征,A项正确;B项没有指明反应的方向,无法判断是否达到平衡状态,B项错误;成分浓度之间的关系与是否达到了平衡状态无关,C项错误;D中的反应速率均为正反应消耗,无法判断正逆反应速率是否相等,D项错误典例典例2、可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在容积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.B.C.D.全部答案:答案:A解析:解析:从平衡状态的两个重要特征上判断:(1)v(正)=v(逆),(2)混合物中各组成成分的百分含量不变。
单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,v(正)=v(逆),正确;单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,二者均为正反应速率,不能作平衡标志,错误;用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态,没有明确正、逆反应速率,不能作平衡标志,错误;混合气体的颜色不再改变时,二氧化氮的浓度不再改变,达到平衡状态,正确;该反应在体积固定的密闭容器中混合气体的密度不随反应的进行而变化,密度不变不能作为平衡标志,错误;该反应前后气体物质的量不等,混合气体的压强不再改变的状态为平衡状态,正确;该反应前后气体物质的量不等,混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态为平衡状态,正确典例典例3、下列不能用勒夏特列原理解释的是()A.棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅B.Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深C.氯水宜保存在低温、避光条件下D.加催化剂,使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气答案:答案:D考法考法2 2 化学平衡图像分析化学平衡图像分析一、化学平衡图像题思维模型 从从vt图像认识浓度对平衡的影响图像认识浓度对平衡的影响化学平化学平衡衡aAbB cCdD(A、B、C、D为非固体为非固体)体系浓度变化增大反应物浓度 增大生成物浓度减小生成物浓度减小反应物浓度速率变化 v(正)瞬间增大,v(逆)瞬间不变,v(正)v(逆)v(逆)瞬间增大,v(正)瞬间不变,v(逆)v(正)v(逆)瞬间减小,v(正)瞬间不变,v(正)v(逆)v(正)瞬间减小,v(逆)瞬间不变,v(逆)v(正)平衡移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动vt图像规律在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应方向移动。
二、速率二、速率时间图像时间图像从从vt图像认识压强对平衡的影响图像认识压强对平衡的影响化学化学平衡平衡aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)abcdabv逆v正、v逆同时减小,且v逆v正v正、v逆同时增大,且v逆v正v正、v逆同时减小,且v正v逆v正、v逆同时增大,且v正v逆v正、v逆同时减小,且v正v逆平衡移动正向移动逆向移动逆向移动正向移动不移动不移动速率与时间的图像从从vt图像认识温度对化学平衡的影响图像认识温度对化学平衡的影响化学平衡化学平衡aAbB cCdDH0温度改变升温降温速率变化v(正)、v(逆)同时增大,且v(正)v(逆)v(正)、v(逆)同时减小,且v(逆)v(正)移动方向正向移动逆向移动vt图像规律在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动从从vt图像认识催化剂对化学平衡的影响图像认识催化剂对化学平衡的影响平衡不移动二、百分含量二、百分含量(或转化率或转化率)时间时间 解题原则“先拐先平数值大先拐先平数值大”在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图中T2T1)、压强较大(如图中p2p1)或使用了催化剂(如图中a使用了催化剂)。
表示T2T1,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动表示p2p1,A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率ab,故a使用了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)温度(或压强)图像解题原则“定一议二定一议二”在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa,则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;再确定温度T不变,作横坐标的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,压强增大,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应压强温度图像典例典例4、T 时,在2L的密闭容器中X(g)与Y(g)可以反应生成Z(g),X、Y、Z的物质的量变化如图甲;若其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积百分含量与时间关系如图乙,则下列结论正确的是()A.该反应可表示为2X(g)+Y(g)2Z(g)B.若其他条件不变,升高温度,平衡将向逆反应方向移动C.若其他条件不变,开始时将该容器压缩为1L,则反应将按图丙进行D.若其他条件不变,使用适当的催化剂,则反应可以按图丙进行答案:答案:D解析:解析:根据图象可求得X、Y、Z在相同时间内的物质的量变化分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol,A项错误;图乙中,由拐点之前判断T2温度下的速率较快,则说明T2T1,由拐点后可知,升高温度,Y的含量减小,即平衡向正反应方向移动,B项错误;若减小容器体积,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,即Z的物质的量比图甲中的多,C项错误;加入催化剂,化学反应速率加快,平衡不移动,D项正确。
典例典例5、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的化学平衡:aA(g)+bB(g)xC(g),符合如图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量,T表示温度,p表示压强)在图中,Y轴是指()A.反应物A的百分含量B.平衡混合气体中物质B的百分含量C.平衡混合气体的密度D.平衡混合气体的平均摩尔质量答案:答案:D解析:解析:由C的百分含量时间变化曲线可知:在相同温度线,增大压强(p2p1),C的百分含量增大,说明增大压强平衡向正反应方向移动,则有a+bx在相同压强下升高温度(T1T2),C的百分含量降低,则说明升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应由C的百分含量时间变化曲线可知,增大压强平衡向正反应方向移动,A的百分含量减小,与图像不符,故A错误;由C的百分含量时间变化曲线可知,增大压强平衡向正反应方向移动,B的百分含量减小,与图像不符,故B错误;由于反应容器的体积不变,气体的质量不变,则温度变化,平衡混合气体的密度不变,故C错误;升高温度,平衡向逆反应方向移动,则混合气体的物质的量增多,质量不变,则平衡混合气体的平均摩尔质量减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的总物质的量减小,则平衡混合气体的平均摩尔质量增大,与图像相符合,故D正确,故选D。
考法考法3 3 化学平衡常数、转化率的相关计算化学平衡常数、转化率的相关计算一、表达式对于可逆反应aAbB cCdD在一定温度下达到平衡K值只受值只受温度温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关影响,与反应物或生成物的浓度变化无关K值越大平衡体系中生成物所占的比例越大越。
