2023屆一輪復習人教版 第24講　化學平衡移動　反應進行的方向 學案（浙江專用）

1、第24講化學平衡移動反應進行的方向內(nèi)容要求1.知道化學反應是有方向的,化學反應的方向與反應的焓變和熵變有關。2.通過實驗探究,了解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態(tài)的影響。3.學生必做實驗:探究影響化學平衡移動的因素。4.認識化學反應速率和化學平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學研究中的重要應用。5.知道催化劑可以改變反應歷程,對調(diào)控化學反應速率具有重要意義。知識點1化學平衡移動一、化學平衡移動的過程二、化學平衡移動與化學反應速率的關系1.v正v逆:平衡向正反應方向移動。2.v正=v逆:平衡不發(fā)生移動。3.v正v逆:平衡向逆反應方向移動。三、影響化學平衡的外界因素1.若其他條件不變,改變下列條件對化學

2、平衡的影響如下:條件的改變(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參與的反應)反應前后氣體分子數(shù)改變增大壓強向氣體體積減小的方向移動減小壓強向氣體體積增大的方向移動反應前后氣體分子數(shù)不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑使用催化劑同等程度改變v正、v逆,但平衡不移動2.“惰性氣體”對化學平衡的影響(1)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。(2)恒溫、恒壓條件3.勒夏特列原理如果改變影響化學平衡的一個因素(如溫度

3、、壓強、濃度等),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。1.化學平衡發(fā)生移動,化學反應速率一定改變;化學反應速率改變,化學平衡也一定發(fā)生移動。()2.升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,此時v放減小,v吸增大。()3.對于反應I2(g)+H2(g)2HI(g),若使體系顏色變淺,則平衡一定正向移動。()4.往平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固體,平衡將向逆反應方向移動,溶液顏色將變淺。()5.對于反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g),恒溫恒容下再充入一定量的NH3,NH3的轉(zhuǎn)化率增大。()答案:1.2.3.4.5.題點一平衡移動方向的判斷1.下列敘述及解

4、釋正確的是(D)A.2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色)H0,在達到平衡后,升高平衡體系溫度,因為平衡正向進行,故體系顏色變淺B.H2(g)+I2(g)2HI(g)HT2,升高溫度,C的質(zhì)量分數(shù)減小,說明平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,逆反應為吸熱反應。(2)達到平衡后,增大容器內(nèi)壓強,C的質(zhì)量分數(shù)減小,說明平衡逆向移動,則反應物的氣體化學計量數(shù)之和小于生成物的氣體化學計量數(shù)之和,若A、B、C均為氣體,則m小于2。(3)該反應的反應物的氣體化學計量數(shù)之和小于生成物的氣體化學計量數(shù)之和,若m=2,則說明A為固態(tài)或液態(tài)。(4)溫度和容積不變時,如向平衡體系中加入一定量的某稀有氣體,反應

5、物和生成物的濃度均不發(fā)生改變,正、逆反應速率依然相等,平衡不移動。答案:(1)吸熱(2)小于(3)固態(tài)或液態(tài)(4)不移動 解答化學平衡移動類試題的一般思路題點二平衡移動引起“量”的變化3.在某密閉容器中,反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)達到平衡時,B的濃度為0.6 molL-1,若保持溫度不變,將容器的容積擴大為原來的3倍,達到新平衡時B的濃度降為0.3 molL-1。下列判斷正確的是(C)A.a+bc+d,錯誤;B.據(jù)上述分析可知,平衡逆向移動,錯誤;C.平衡逆向移動,D的體積分數(shù)減小,正確;D.因容器的容積增大,則達到新平衡時,A、B、C、D的濃度都比原平衡時的小,錯誤。4

6、.(2021寧波九校聯(lián)考)某溫度下,在1 L恒容密閉容器中投入2 mol CO,進行反應:2CO(g)CO2(g)+C(s)H0,n(CO2)隨時間的變化圖像如圖所示,t1后,若改變下列條件,下列說法正確的是(D)A.其他條件不變,增大CO的濃度,平衡正向移動,再次平衡時CO轉(zhuǎn)化率減小B.其他條件不變,縮小反應容器的容積,平衡正向移動,再次平衡時CO濃度減小C.其他條件不變,升高溫度,平衡正向移動,再次平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大D.其他條件不變,增加1 mol CO和1 mol CO2,平衡正向移動解析:A.增大CO的濃度,平衡正向移動,但由于反應物只有CO,相當于在原平衡基礎上增大壓強,平衡正向移

7、動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,錯誤;B.縮小反應容器的容積,即增大壓強,平衡正向移動,但由于容器容積縮小,所以CO的濃度會比原平衡時要大,錯誤;C.該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小,錯誤;D.據(jù)題圖可知,平衡時n(CO2)=0.5 mol,則n(CO)=1.0 mol,容器容積為1 L,所以K=0.51.02,增加1 mol CO和1 mol CO2,則Q=1.52.020.51.02,所以平衡正向移動,正確。知識點2化學反應進行的方向一、自發(fā)過程和自發(fā)反應的比較自發(fā)過程自發(fā)反應含義在一定條件下,不需借助外部力量就能自發(fā)進行的過程在給定的條件下,可以自發(fā)進行到顯著程度的化學反

8、應特征具有方向性,即過程的某個方向在一定條件下自發(fā)進行,而該過程另一個方向在該條件下肯定不自發(fā)應用可被用來完成有用功。如H2燃燒可設計成原電池非自發(fā)過程要想發(fā)生,必須對它做功。如通電將水分解為H2和O2二、判斷化學反應進行方向的依據(jù)1.可自發(fā)進行的反應一定能應用于工業(yè)生產(chǎn)。()2.放熱過程有自發(fā)進行的傾向性,但并不一定能自發(fā)進行。()3.反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H0。()4.某吸熱反應能自發(fā)進行,因此該反應是熵增反應。()5.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行,則該反應的H0。()6.冰在室溫下自動融化成水,這是熵增的過程。()答案:1.

9、2.3.4.5.6.1.下列說法正確的是(D)A.反應2NO2(g)N2O4(l)的S0B.H0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行C.因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關,因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)D.反應NH4HCO3(g)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJ/mol能自發(fā)進行,原因是熵增效應大于焓增效應解析:A.由氣體轉(zhuǎn)化為液體,體系混亂程度減小,S0,錯誤;B.H0的反應在任何溫度下均可自發(fā)進行,錯誤;C.分別用焓判據(jù)、熵判據(jù)判定同一個反應的自發(fā)性,可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果,兩者均不能單獨作為反應的自發(fā)性判據(jù),錯誤;D.該反應是吸熱反應,S0,根據(jù)焓

10、判據(jù)不能判斷反應是自發(fā)進行的,說明該反應之所以能夠自發(fā)進行是由于熵增效應,并且熵增效應大于焓增效應,正確。2.下列對化學反應預測不正確的是(C)選項化學方程式已知條件預測AW(s)+G(g)2Q(g)任何溫度都自發(fā)進行H0C3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g)只有高溫能自發(fā)進行H0解析:A.W(s)+G(g)2Q(g)的S0,當H0時,H-TS0,反應能夠自發(fā)進行,正確;B.4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)的S0時,H-TS0,一定不能自發(fā)進行,正確;C.3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g)的S0,只有在高溫下能自發(fā)進行,則表明反應吸熱,即說明該反應的H0

11、,錯誤;D.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的S0,常溫不能自發(fā)進行,則表明反應吸熱,即該反應的H0,正確。3.(2021浙江6月選考節(jié)選)實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量SO2:Cu(s)+2H2SO4(l)CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)H=-11.9 kJmol-1判斷該反應的自發(fā)性并說明理由:。解析:Cu和濃硫酸的反應有氣體生成,為熵增的放熱反應,即S0、H0,根據(jù)H-TS0可知,該反應在不同溫度下都能自發(fā)進行。答案:不同溫度下都能自發(fā),是因為H0 數(shù)學象限法判斷化學反應的自發(fā)性知識點3化學反應的調(diào)控一、工業(yè)合成氨條件的選擇反應條件對反應速率的影響對平衡體系中氨含量

12、的影響合成氨條件的選擇與分析增大壓強利于增大反應速率利于提高平衡體系中氨的含量壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,工業(yè)上一般選擇10 MPa30 MPa 的壓強升高溫度利于增大反應速率不利于提高平衡體系中氨的含量升溫,反應速率加快,但不利于提高氨的產(chǎn)率,因此溫度要適宜,工業(yè)上一般選擇400500 的溫度,該溫度下催化劑活性最大使用催化劑利于增大反應速率沒有影響工業(yè)選擇鐵觸媒作催化劑,能使反應在較低溫度下較快進行二、化學反應的調(diào)控1.影響化學反應的因素(1)反應物本身因素:如反應物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等。(2)反應條件:如溫度、壓強、濃度、催化劑等。2.化學反應的調(diào)控(1

13、)概念:通過改變反應條件使一個可能發(fā)生的反應按照某一方向進行。(2)影響因素:綜合考慮影響化學反應速率和化學平衡的因素。選擇恰當?shù)拇呋瘎?并控制溫度使催化劑活性達到最大。考慮設備條件、安全操作、經(jīng)濟成本等情況?？紤]環(huán)境保護和社會綜合效益等。1.合成氨工業(yè)中,溫度越高、壓強越大,氨的產(chǎn)率越高。()2.合成氨工業(yè)中,使用催化劑既能加快反應速率,又能提高氨的產(chǎn)率。()3.合成氨工業(yè)中,原料氣必須經(jīng)過凈化,否則可能導致催化劑“中毒”。()4.合成氨工業(yè)中,所控制的溫度要盡量使催化劑活性最大。()5.化學反應調(diào)控中只考慮設備條件、安全操作、經(jīng)濟成本等即可。()答案:1.2.3.4.5.1.接觸法制硫酸,

14、接觸室中的反應為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0B.MgCl22H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl氣流可抑制反應進行C.MgCl2H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高溫度,反應更易發(fā)生D.MgCl24H2O(s)MgCl22H2O(s)+2H2O(g),HCl氣流可抑制反應進行解析:A項,MgCl2nH2O的失水反應是吸熱反應,焓變H0,正確;B項,在HCl氣流中,能使MgCl22H2O的水解平衡向逆反應方向移動,抑制反應進行,正確;C項,MgCl2H2O的水解反應是吸熱反應,升高溫度,水解平衡向正反應方向移動,促進反應進行,正確;D項,Mg

15、Cl24H2O的失水反應沒有氯化氫生成,HCl氣流對反應沒有影響,不正確。2.已知反應:NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)能自發(fā)進行,下列分析正確的是(C)A.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是一個熵增的過程B.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可能為吸熱反應C.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在低溫下可以自發(fā)進行D.反應NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)一定不能自發(fā)進行解析:反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是氣體物質(zhì)的量減小的反應,即S0,并且該反應能自發(fā)進行,則H-TS0,可知H0,其逆反應NH4Cl(s)NH3(g)+

16、HCl(g)是熵增的吸熱反應。A.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是熵減的反應,錯誤;B.由分析知,反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的H0,反應放熱,錯誤;C.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是S0、H0、H0,反應在高溫下能自發(fā)進行,錯誤。3.(2021湖南卷節(jié)選)在一定溫度和催化劑的條件下,將0.1 mol NH3通入3 L的密閉容器中進行反應(此時容器內(nèi)總壓為200 kPa),各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。(1)若保持容器容積不變,t1 min時反應達到平衡,用H2的濃度變化表示0t1 min時間內(nèi)的反應速率v(H2)= molL-1min-1(用含t1的代數(shù)式表示)。(2)t2 min時將容器容積迅速縮小至原來的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是(用圖中a、b、c、d表示),理由是。解析:(1)設0t1 min時間內(nèi)生成的氮氣為x mol,列三段式2NH3N2+3H2起始/mol 0.1 00變化/mol 2x x3x平衡/mol 0.1-2x x3x由題圖可知t1 min時,氨氣和氫氣的平衡分壓相等,根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比,所以n(NH3)=n(H2),則3x=0.1-2x,解得