高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 7.2 化学平衡状态 化学平衡的移动课件.ppt

第二节化学平衡状态化学平衡的移动 考点一可逆反应与化学平衡状态 基础回顾 1 可逆反应 1 定义 在同一条件下既可以向 反应方向进行 同时又可以向 反应方向进行的化学反应 正 逆 2 特点 同一 同时 2 化学平衡状态 1 概念 在一定条件下的可逆反应中 正反应速率和逆反应速率 反应体系中所有参加反应的物质的 或质量保持不变的状态 相等 浓度 2 建立过程 在一定条件下 把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中 反应过程如下 反应开始 v 正 最大 v 逆 为零 反应过程 v 正 逐渐 v 逆 逐渐 达到平衡 v 正 v 逆 反应物 生成物的浓度 减小 增大 保持不变 3 化学平衡状态的特征 可逆 浓度或百分含量 思维诊断 正确的打 错误的打 1 反应2nahco3na2co3 co2 h2o na2co3 co2 h2o 2nahco3互为可逆反应 提示 两个反应的反应条件不同 也不是同时进行 2 化学反应达平衡后 反应物和生成物的浓度或百分含量相等 提示 化学反应达平衡后各组分的物质的量浓度或百分含量保持不变 不一定相等 3 化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变 提示 当外界条件改变时 化学平衡状态被破坏 平衡发生移动 可以建立新的平衡状态 4 在1l的密闭容器中发生反应 2no g o2 g 2no2 g 当容器中气体的颜色保持不变时 说明反应已达到平衡状态 提示 气体的颜色保持不变 说明c no2 恒定 即反应达到平衡状态 5 对于反应前后气体的物质的量不变的可逆反应 只要压强保持不变则说明达到了平衡状态 提示 不一定 在恒压的容器中压强始终不变 压强不发生变化不能说明达到平衡状态 6 可逆反应ch4 g h2o g co g 3h2 g 若单位时间内减少amolch4 同时生成3amolh2 说明达到平衡状态 提示 不一定 减少ch4和生成h2表示的都是正反应方向 在同一时间段内变化的物质的量之比一定等于化学计量数之比 反应不一定达到平衡状态 方法点拨 两审 两标志 突破化学平衡状态的判断 1 两审 2 两标志 题组过关 1 在一定温度下的定容密闭容器中 发生反应 2no2 g n2o4 g 当下列所给有关量不再变化时 不能表明该反应已达到平衡状态的是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度 c 混合气体的平均相对分子质量d 解析 选b 该反应正向为气体分子数减小的反应 反应过程中气体总物质的量减小 压强减小 当压强不变时 说明反应达到平衡状态 a项不符合题意 该反应在恒温 恒容条件下进行 气体物质的质量不变 密度始终保持不变 与反应是否达到平衡状态无关 b项符合题意 反应过程中气体总质量不变 气体总物质的量减小 混合气体的平均相对分子质量增大 当混合气体 的平均相对分子质量不变时 说明反应达到平衡状态 c项不符合题意 qc qc表示浓度商 当浓度商保持不变时 说明反应达到平衡状态 d项不符合题意 2 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c0 x c0 y c0 z 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导学号79100105 a c0 x c0 y 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 c0 x 的取值范围为0mol l 1 c0 x 0 14mol l 1 解析 选d 列出 三段式 浓度变化 x g 3y g 2z g 起始 mol l 1c0 x c0 y c0 z 转化 mol l 1a3a2a平衡 mol l 10 10 30 08 a项 c0 x c0 y a 0 1 3a 0 3 1 3 故错误 b项 平衡时 v逆 y v正 z 3 2 故b错误 c项 x y的转化率之比为 1 1 故c错误 3 rj选修4 p32改编题 在一恒温 恒容的密闭容器中发生反应 a s 2b g c g d g 当下列物理量不再变化时 能够表明该反应已达到平衡状态的是 a 混合气体的压强b 混合气体的平均相对分子质量c a的物质的量浓度d 气体的总物质的量 解析 选b 因反应前后气体分子总数不变 故无论反应是否达到平衡状态 混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变 a为固体 不能用来判断是否达到平衡状态 若反应正向移动 混合气体的质量增加 则混合气体的平均相对分子质量变大 反之变小 故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态 4 2018 聊城模拟 一定温度下 反应n2o4 g 2no2 g 的焓变为 h 现将1moln2o4充入一恒压密闭容器中 下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 a b c d 解析 选d 因反应容器保持恒压 所以容器体积随反应进行而不断变化 结合 气 可知 气体密度不再变化 说明容器体积不再变化 即气体的物质的量不再变化 反应达到平衡状态 符合题意 无论是否平衡 反应的 h都不变 不符合题意 反应开始时 加入1moln2o4 随着反应的进行 n2o4的浓度逐渐变小 故v正 n2o4 逐渐变小 直至达到平衡 不符合题意 n2o4的转化率不再变化 说明n2o4的浓度不再变化 反应达到平衡状态 符合题意 故选d 加固训练 在固定体积的密闭容器中进行如下反应 2so2 g o2 g 2so3 g 已知反应过程某一时刻so2 o2 so3浓度 mol l 1 分别为0 2 0 1 0 2 达到平衡时 浓度可能正确的是 a so2 o2分别为0 4mol l 1 0 2mol l 1b so2为0 25mol l 1c so2 so3均为0 15mol l 1d so3为0 4mol l 1 解析 选b 根据题意 假设将反应物全部转化为生成物 或将生成物全部转化为反应物 则有2so2 g o2 g 2so3 g 某时刻量 mol l 1 0 20 10 2初始量 mol l 1 0 40 20 或2so2 g o2 g 2so3 g 某时刻量 mol l 1 0 20 10 2初始量 mol l 1 000 4 故so2 o2 so3浓度 mol l 1 的变化范围分别是0 0 4 0 0 2 0 0 4 但不可能是极限值 a d错误 b正确 当so2浓度减小时 则so3浓度增大 故二者不可能均为0 15mol l 1 c错误 考点二化学平衡的移动 基础回顾 1 化学平衡移动的过程 具体变化情况如下所示 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 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 正反应 逆反应 减小 增多 不 吸热 放热 4 勒夏特列原理 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 思维诊断 正确的打 错误的打 1 化学平衡向正向移动 说明正反应速率一定增大 提示 化学平衡向正向移动的原因是v 正 v 逆 v 正 不一定增大 2 增加反应物的量平衡一定会正向移动 提示 不一定 如果增加固体反应物的量平衡不移动 3 增大某一反应物a的浓度 平衡正向移动时 反应物的浓度一定小于原来的浓度 生成物的浓度一定大于原来的浓度 提示 增大反应物的浓度 平衡正向移动 生成物的浓度一定大于原来的浓度 而a的浓度一定大于原来的浓度 其他反应物的浓度一定小于原来的浓度 4 增大压强平衡正向移动 反应物的浓度会减小 生成物的浓度会增大 提示 增大压强减小体积 反应物和生成物的浓度都增大 5 恒容条件下 增加气体反应物的量 平衡正向移动 反应物的转化率一定增大 提示 反应物气体是两种以上 增加一种气体反应物的量 该气体的转化率减小 另一种气体反应物的转化率会增大 题组过关 1 rj选修4 p32改编题 一定量的混合气体在密闭容器中发生反应 ma g nb g pc g 达到平衡时 维持温度不变 将气体体积缩小到原来的时 当达到新的平衡时 气体c的浓度变为原平衡时的1 9倍 则下列说法正确的是 a m n pb m n pc 平衡向正反应方向移动d c g 的质量分数增加 解析 选b 当气体体积缩小到原来的时 假设平衡未发生移动 则c g 的浓度为原平衡时的2倍 而事实上平衡发生了移动 平衡移动的结果是c g 的浓度变为原平衡时的1 9倍 则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动 2 2018 邢台模拟 cocl2 g co g cl2 g h 0 当反应达到平衡时 下列措施能提高cocl2转化率的是 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a b c d 解析 选b 该反应为气体体积增大的吸热反应 所以升温和减压均可以促使反应正向移动 提高cocl2的转化率 恒压通入惰性气体 相当于减压 故 符合题意 恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响 增加co的浓度 将导致平衡逆向移动 3 2018 淄博模拟 如图是关于反应a2 g 3b2 g 2c g h 0的平衡移动图象 影响平衡移动的原因是 导学号79100106a 升高温度 同时加压b 降低温度 同时减压 c 增大反应物浓度 同时使用催化剂d 恒压条件下 增加反应物的物质的量 使反应物浓度增大 解析 选d a项 升高温度 同时加压 正 逆反应速率都增大 逆反应速率应在原速率的上方 故a错误 b项 降低温度 同时减压 正 逆反应速率都降低 正反应速率应在原速率的下方 故b错误 c项 增大反应物浓度 同时使用催化剂 正 逆反应速率都增大 逆反应速率应在原速率的上方 但正反应速率增大更多 平衡向正反应方向移动 故c错误 d项 恒压条件下 增加反应物的物质的量 增大反应物浓度 容器的体积增大 生成物浓度减小 瞬间正反应速率增大 逆反应速率减小 平衡向正反应方向移动 图象符合 d正确 加固训练 1 对已建立化学平衡的某可逆反应 当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时 下列有关叙述正确的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物的浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了适宜的催化剂a b c d 解析 选a 以合成氨反应 n2 3h22nh3 为例 若加入大量n2使平衡右移 nh3产量一定增加 但nh3的百分含量不一定增大 h2的转化率会增大 但n2的转化率减小 h2的浓度降低 但n2浓度增加 故 不正确 正确 2 在一恒温恒压的密闭容器中发生如下反应 a g b g 2c g h 0 t1时刻达到平衡后 在t2时刻改变某一条件 其反应过程如图所示 下列说法不正确的是 a 0 t2时 始终存在v 正 v 逆 b 两过程达到平衡时 a的体积分数 c t2时刻改变的条件是向密闭容器中加c g d 两过程达到平衡时 a的转化率 解析 选a 过程 中 逆反应速率增大 反应正向进行 则v 正 v 逆 逆反应速率不变时 反应达到平衡 则v 正 v 逆 a错误 t2时刻改变条件增加c的量 重新达平衡时 各组分的含量与原平衡相同 即a的体积分数 b正确 密闭容器中加c g 逆反应速率瞬间增大 恒温恒压下相当于等效平衡 c正确 由图知t2时通入c g 反应向逆向进行 反应物a的转化率减小 d正确 考点三化学平衡图象 基础回顾 1 常见平衡图象类型 以可逆反应aa g bb g cc g h qkj mol 1为例 m n 大于 2 化学平衡中的特殊图象 以aa g bb g cc g h qkj mol 1为例 3 1 逆向 典题探究 角度一根据 拐点 突破化学平衡图象 典题1 如图甲 乙 丙分别表示在不同条件下可逆反应a g b g xc g 的生成物c在反应混合物中的体积分数 c 或c的浓度 c c 和反应时间 t 的关系 1 若图甲中两条曲线分别表示在有催化剂和无催化剂时的反应 则 曲线表示无催化剂时的反应 原因是 2 若图乙表示反应达到平衡后分别在恒温恒压和恒温恒容条件下充入氦气后的情况 则 曲线表示恒温恒容条件下的情况 原因是 3 根据图丙可以判断该可逆反应的正反应是 填 吸热 或 放热 反应 化学计量数x的值 填 大于 等于 或 小于 2 4 图丁表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度 t 的变化情况 则图丁的纵坐标可以是 原因是 探微题眼 1 先拐先平条件高 反应条件越高 化学反应速率越快 达到平衡所需要的时间越短 2 催化剂只影响化学反应速率及达到平衡的时间 对化学平衡及反应物的转化率无影响 3 温度 压强对化学平衡的影响规律 解析 1 催化剂能加快反应速率 缩短到达平衡所需的时间 所以a曲线表示有催化剂 b曲线表示无催化剂 2 恒温恒容条件下 向平衡体系中充入氦气 各物质浓度不变 平衡不移动 恒温恒压条件下充入氦气 相当于减压 则平衡向气体体积增大的方向移动 3 由图丙可知 恒压下升温 平衡正向移动 所以正反应为吸热反应 恒温下加压 平衡逆向移动 所以正反应为体积增大的反应 x 2 4 升温 平衡向正反应方向移动 c的浓度增大 c 增大 反应物的转化率也增大 平衡常数k也增大 答案 1 bb达到平衡所用时间长 说明b的反应速率小于a 2 b恒温恒容条件下充入氦气 平衡不移动 c c 不变 3 吸热大于 4 c 或c的浓度或反应物的转化率或平衡常数k温度升高 平衡向吸热反应方向移动 即向正反应方向移动 角度二根据曲线的变化趋势突破平衡图象 典题2 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对反应 可用aa g bb g cc g 表示 的化学平衡的影响 得到如下图象 图中p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 表示平衡转化率 表示体积分数 根据图象 下列判断正确的是 导学号79100107 a 反应 若p1 p2 则a b0且t2 t1或 h 0且t2 t1d 反应 t1 t2 则该反应不易自发进行 解析 选b a项 p1 p2 由图象知 增大压强 a 升高 则a b c c项 若 h 0 则升高温度 c 应该升高 即t1 t2 同理 ht1 d项 若t1 t2 即升高温度 a 降低 平衡向左移动 则 h 0 又由图象知 增大压强 平衡不移动 则a b c 故该反应易于自发进行 母题变式 1 上题反应 的 h 0 提示 由图可知随温度升高 a 降低 则 h 0 2 上题反应 的图象中 最后阶段 c 减小的原因是 提示 随着n b 的增大 反应向正向进行的程度逐渐增大 a的转化率逐渐增大 当a接近完全转化时 n c 几乎不再增加 但气体的总物质的量继续在增加 故 c 减小 归纳提升 平衡图象题的解题技巧 1 看图象 一看轴 即纵 横坐标的意义 二看点 即起点 拐点 交点 终点 三看线 即线的走向和变化趋势 四看辅助线 即等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化 转化率变化 物质的量的变化等 2 依据图象信息 利用平衡移动原理 分析可逆反应的特征 吸热还是放热 气体的化学计量数增大 减小还是不变 有无固体或纯液体参加或生成等 3 先拐先平 在化学平衡图象中 先出现拐点的反应先达到平衡 可能是该反应的温度高 浓度大 压强大或使用了催化剂 4 定一议二 勒夏特列原理只适用于一个条件的改变 所以图象中有三个变量 先固定一个量 再讨论另外两个量的关系 题组过关 1 rj选修4 p28改编题 已知反应 2no2 g n2o4 g h 56 9kj mol 1 将no2球进行如下操作 下列图象正确的是 解析 选b 该反应为放热反应 升高温度平衡向逆向移动 c no2 no2 增大 气体颜色加深 n2o4 减小 故a d错误 b正确 该反应正向气体体积减小 增大压强平衡向正向移动 no2 减小 由 先拐先平条件高 知p1 p2 c错误 2 2018 合肥模拟 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变密闭容器中某一条件对a2 g 3b2 g 2ab3 g 化学平衡状态的影响 得到如图所示的曲线 图中t表示温度 n表示物质的量 下列判断正确的是导学号79100108 a 若t2 t1 则正反应一定是放热反应b 达到平衡时 a2的转化率大小为b a cc 若t2 t1 达到平衡时b d点的反应速率为vd vbd 在t2和n a2 不变时达到平衡 ab3的物质的量大小为c b a 解析 选d 若t2 t1 由图象可知 温度升高 生成物的物质的量增大 说明升高温度平衡向正反应方向移动 则正反应为吸热反应 a错误 根据图象可知 a b c各点中b的起始物质的量依次增大 对于可逆反应来说 增大一种反应物的物质的量或浓度 有利于平衡向正反应方向移动 另一种反应物的转化率增大 则达到平衡时a2的转化率大小为a b c b错误 温度越高 反应速率越快 若温度t2 t1 达到平衡时b d点的反应速率为vdb a d正确 3 反应am g bn g cp g dq g 达到平衡时 m的体积分数y m 与反应条件的关系如图所示 其中z表示反应开始时n的物质的量与m的物质的量之比 下列说法正确的是 a 同温同压同z时 加入催化剂 平衡时q的体积分数增加b 同压同z时 升高温度 平衡时q的体积分数增加c 同温同z时 增加压强 平衡时q的体积分数增加d 同温同压时 增加z 平衡时q的体积分数增加 解析 选b 可逆反应中 催化剂只能改变化学反应速率 a错误 由两个图象可知 m的体积分数随着温度升高而降低 即温度升高 平衡右移 故平衡时生成物q的体积分数增加 b正确 同为650 z 2 0 压强为1 4mpa时 y m 30 而压强为2 1mpa时 y m 35 即增大压强 平衡左移 故平衡时q的体积分数减小 c 错误 由图象可知 同温 同压时 若n的物质的量增加 而m的物质的量不变 则尽管z越大 y m 减小 平衡右移 但q增加的物质的量远小于加入的n的物质的量 此时q的体积分数减小 d错误 加固训练 1 在容