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第23講化學平衡的移動 1 化學平衡移動的過程2 化學平衡的移動與反應速率的關(guān)系 1 v正 v逆 平衡向正反應方向移動 2 v正 v逆 平衡不移動 3 v正 v逆 平衡向逆反應方向移動 教材研讀 3 影響平衡移動的外界條件以可逆反應mA g nB g pC g qD g 為例 4 勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件 如濃度 壓強 溫度等 平衡就向著能夠 減弱這種改變的方向移動 名師點睛 1 化學反應速率改變 平衡不一定發(fā)生移動 如反應前后氣體體積不變的反應 增大壓強或使用催化劑 化學反應速率增大 但平衡不移動 2 化學平衡發(fā)生移動 化學反應速率一定改變 因為化學平衡移動的根本原因就是v正 v逆 3 壓強對平衡的影響很復雜 關(guān)鍵看壓強的改變是否改變了反應體系中各成分的濃度 只有引起濃度改變時才會導致平衡移動 否則平衡就不移動 4 勒夏特列原理可理解為 對著干 原理 就是平衡總是和改變條件 對著干 但是只能 減弱這種改變 不能抵消和逆轉(zhuǎn)這種改變 自測1在密閉容器中進行下列反應CO2 g C s 2CO g H 0 達到平衡后 改變下列條件 則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化 1 增加C 平衡不移動 c CO 不變 2 減小密閉容器體積 保持溫度不變 則平衡向逆反應方向移動 c CO2 增大 3 通入N2 保持密閉容器體積和溫度不變 則平衡不移動 c CO2 不變 4 保持密閉容器體積不變 升高溫度 則平衡向正反應方向移動 c CO 增大 自測2對于以下三個反應 從正向開始進行達到平衡后 保持溫度 體積不變 按要求回答下列問題 1 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 再充入PCl5 g 平衡向正反應方向移動 達到平衡后 PCl5 g 的轉(zhuǎn)化率減小 PCl5 g 的百分含量增大 2 2HI g I2 g H2 g 再充入HI g 平衡向正反應方向移動 達到平衡后 HI的分解率不變 HI的百分含量不變 3 2NO2 g N2O4 g 再充入NO2 g 平衡向正反應方向移動 達到平衡后 NO2 g 的轉(zhuǎn)化率增大 NO2 g 的百分含量減小 考點突破 考點一化學平衡移動 考點二與化學平衡有關(guān)的圖像問題 1 分析化學平衡移動的一般思路2 化學平衡移動的幾種特殊情況 1 當反應混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或純液體物質(zhì)時 由于其 濃度 是恒定的 不隨其量的增減而變化 故改變這些固體或純液體的量 對平衡基本無影響 考點一化學平衡移動 2 由于壓強的變化對非氣態(tài)物質(zhì)的濃度基本無影響 因此 當反應混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時 壓強的變化對平衡無影響 3 對于反應前后氣體分子數(shù)無變化的反應 如H2 g I2 g 2HI g 壓強的變化對平衡無影響 因為在這種情況下 壓強的變化對正 逆反應速率的影響程度是等同的 故平衡不移動 4 同等程度地改變反應混合物中各物質(zhì)的濃度 應視為壓強對平衡的影響 如某平衡體系中c N2 0 1mol L 1 c H2 0 3mol L 1 c NH3 0 2mol L 1 當濃度同時增大一倍時 即c N2 0 2mol L 1 c H2 0 6mol L 1 c NH3 0 4mol L 1 此時相當于壓強增大一倍 平衡向生成NH3的方向移動 5 在恒容的容器中 當改變其中一種氣體物質(zhì)的濃度時 必然同時引起 壓強的改變 但判斷平衡移動的方向時 應以濃度的影響去考慮 6 惰性氣體 對化學平衡的影響 恒溫 恒容條件原平衡體系體系總壓強增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動 恒溫 恒壓條件原平衡體系容器容積增大 各反應氣體分壓減小體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小 相當于減壓 特別提示應用上述規(guī)律分析問題時應注意 1 不要把v正增大與平衡向正反應方向移動等同起來 只有v正 v逆時 才使平衡向正反應方向移動 2 不要把平衡向正反應方向移動與原料轉(zhuǎn)化率提高等同起來 當各反應物的量不變時 平衡向正反應方向移動 反應物轉(zhuǎn)化率提高 當增大一種反應物的濃度使平衡向正反應方向移動時 只會使其他反應物的轉(zhuǎn)化率提高 3 平衡移動的結(jié)果平衡移動只能減弱外界條件的改變 而不能消除這種改變 典例1N2O5是一種新型硝化劑 在一定溫度下可發(fā)生以下反應 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H QkJ mol 一定溫度時 向密閉容器中通入N2O5 部分實驗數(shù)據(jù)見下表 下列說法錯誤的是 A 500s時O2的濃度為0 075mol LB 平衡后 升高溫度 正反應速率先增大后減小C 平衡后 要使化學平衡常數(shù)增大 改變的條件是升高溫度D 1000s時將容器的體積縮小一半 重新達到平衡時0 25mol L c N2O5 0 50mol L D 答案DA項 在前500s內(nèi)c N2O5 減小0 15mol L 則根據(jù)反應方程式可知產(chǎn)生O2的濃度為0 15mol L 2 0 075mol L B項 升高溫度 正反應速率增大 平衡向吸熱方向移動 溫度降低 又使正反應速率減小 C項 化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 對于吸熱反應來說 溫度升高 平衡常數(shù)增大 D項 1000s時將容器的體積縮小一半 若平衡不發(fā)生移動 則c N2O5 0 50mol L 實際上平衡向氣體體積減小的方向移動 所以重新達到平衡時c N2O5 0 50mol L 1 1將等物質(zhì)的量的N2 H2充入某密閉容器中 在一定條件下 發(fā)生如下反應并達到平衡 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 當改變某個條件并維持新條件直至新的平衡時 下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是 B 答案BA項 正反應是氣體體積減小的反應 縮小容器體積相當于增大壓強 平衡向正反應方向移動 但體積改變?yōu)橹饕蛩?故氮氣的濃度比原平衡時大 B項 正反應是放熱反應 升高溫度 平衡向逆反應方向移動 氮氣的轉(zhuǎn)化率減小 C項 充入一定量的氫氣 平衡向正反應方向移動 氮氣的轉(zhuǎn)化率增大 而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小 D項 催化劑不能改變平衡狀態(tài) 1 2在一體積可變的密閉容器中 加入一定量的X Y 發(fā)生反應mX g nY g H QkJ mol 1 反應達到平衡時 Y的物質(zhì)的量濃度與溫度 氣體體積的關(guān)系如下表所示 下列說法正確的是 A m nB Q 0C 溫度不變 壓強增大 Y的質(zhì)量分數(shù)減小D 體積不變 溫度升高 平衡向逆反應方向移動 C 答案C100 時 體積是1L時 Y的物質(zhì)的量為1mol 體積為2L時 Y的物質(zhì)的量為1 5mol 體積為4L時 Y的物質(zhì)的量為2 12mol 說明增大壓強 平衡向生成X的方向移動 Y的物質(zhì)的量減小 Y的質(zhì)量分數(shù)減小 m0 B D項錯誤 一 化學平衡圖像1 濃度 時間圖像此類圖像能說明平衡體系中各組分或某一組分在反應過程中的濃度變化情況 可判斷出反應物和生成物 從而判斷出可逆反應的化學方程式 如圖所示 則該反應的化學方程式為 A g B g 3C g 此類 考點二與化學平衡有關(guān)的圖像問題 圖像要注意各物質(zhì)濃度變化曲線的折點所處時刻相同 各物質(zhì)的濃度變化量之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比 2 含量 時間 溫度 壓強 圖像常見圖像形式有如下幾種 其中C 指生成物的百分含量 B 指反應物的百分含量 其他條件不變 使用催化劑或升高溫度或增大壓強 都能加快反應速率 縮短達到平衡所需的時間 該類圖像越先出現(xiàn)折點 達到平衡所用的時間越短 說明反應速率越快 進一步可以確定溫度的高低或壓強的大小 根據(jù)平衡線的高低可判斷出平衡移動的方向 確定可逆反應的特點 3 恒溫 壓 線該類圖像的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度 c 或反應物的平衡轉(zhuǎn)化率 橫坐標為溫度 T 或壓強 p 每一條曲線均為相同溫度下不同壓強時的平衡轉(zhuǎn)化率 或平衡濃度 曲線 或相同壓強下不同溫度時的平衡轉(zhuǎn)化率 或平衡濃度 曲線 常見類型如圖 二 化學平衡圖像題解題指導 1 看圖像 一看軸 即縱 橫坐標的意義 二看點 即起點 拐點 交點 終點 三看線 即線的走向和變化趨勢 四看輔助線 即等溫線 等壓線 平衡線等 五看量的變化 如濃度變化 溫度變化 轉(zhuǎn)化率變化 物質(zhì)的量的變化等 2 依據(jù)圖像信息 利用平衡移動原理 分析可逆反應的特征 吸熱還是放熱 氣體體積增大 減小還是不變 有無固體或純液體參加或生成等 3 先拐先平數(shù)值大 在化學平衡圖像中 先出現(xiàn)拐點的先達到平衡 可能是溫度高 壓強大或使用了催化劑 4 定一議二 圖像中有三個變量時 先固定一個量 再討論另外兩個量的關(guān)系 典例2一定條件下 CH4與H2O g 發(fā)生反應 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 設起始 Z 在恒壓下 平衡時CH4的體積分數(shù) CH4 與Z和T 溫度 的關(guān)系如圖所示 下列說法正確的是 A 該反應的焓變 H 0B 圖中Z的大小為a 3 bC 圖中X點對應的平衡混合物中 3D 溫度不變時 圖中X點對應的平衡在加壓后 CH4 減小 答案AA項 根據(jù)圖像可知 溫度升高 CH4 減小 說明平衡右移 則正反應是吸熱反應 該反應的焓變 H 0 故正確 B項 溫度一定時 Z增大 平衡右移 CH4 減小 則a3 故錯誤 D項 加壓后X點對應的平衡左移 CH4 增大 故錯誤 2 1在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應 2X g Y g 溫度T1 T2下X的物質(zhì)的量濃度c X 隨時間t變化的曲線如圖所示 下列敘述正確的是 A 該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B T2下 在0 t1時間內(nèi) v Y mol L 1 min 1C M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆D M點時再加入一定量X 平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小 答案C依據(jù)題中圖示 可看出T1 T2 由于T1時X的平衡濃度大 可推出該反應為放熱反應 A項 M點與W點比較 X的轉(zhuǎn)化量前者小于后者 故進行到M點放出的熱量應小于進行到W點放出的熱量 A項錯誤 B項 2v Y v X mol L 1 min 1 B項錯誤 C項 T1 T2 溫度越高 反應速率越大 M點的正反應速率 W點的正反應速率 而W點的正反應速率 W點的逆反應速率 N點的逆反應速率 C項正確 D項 恒容時充入X 壓強增大 平衡正向移動 X的轉(zhuǎn)化率增大 D項錯誤 2 2某化學科研小組研究在其他條件不變時 改變某一條件對化學平衡的影響 得到如圖所示變化規(guī)律 根據(jù)以上規(guī)律判斷 下列結(jié)論正確的是 A 反應 H 0 p2 p1B 反應 H0 T2 T1或 HT1 C 答案CA項 反應 中溫度降低 A的平衡轉(zhuǎn)化率升高 說明平衡向正反應方向移動 故正反應是放熱反應 Hp1 B項 T1時先達到平衡 說明T1 T2 溫度降低 n C 增大 說明平衡向正反應方向移動 故正反應是放熱反應 H0 溫度升高 平衡向正反應方向移動 C的百分含量增大 則T2 T1 若 HT1 則溫度升高 A的平衡轉(zhuǎn)化率增大 說明平衡向正反應方向移動 故正反應是吸熱反應 H 0