2011屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)課件狀元之路系列：28 化學(xué)平衡的移動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向.ppt

1、學(xué)案28 化學(xué)平衡的移動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,輕松學(xué)教材,一影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素,1.對(duì)平衡移動(dòng)概念的理解,2.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素(1)濃度其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),此時(shí)v正v逆;反之,如果減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度,可使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),此時(shí)v正v逆,(2)壓強(qiáng)對(duì)有氣體參加的可逆反應(yīng),反應(yīng)前后體積發(fā)生變化時(shí),若其他條件不變,增大壓強(qiáng)會(huì)使平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng),反之向氣體體積擴(kuò)大的方向移動(dòng)氣體體積在反應(yīng)前后保持不變的反應(yīng),則改變壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響(3)溫度其他條件不變時(shí),升溫使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降溫使平衡向放熱反應(yīng)方

2、向移動(dòng)對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng),如果正反應(yīng)放熱,則逆反應(yīng)一定吸熱,3.勒夏特列原理勒夏特列原理(平衡移動(dòng)原理):已達(dá)平衡的可逆反應(yīng),如果改變影響平衡的一個(gè)條件,平衡就向著減弱這種改變的方向移動(dòng)減弱:平衡移動(dòng)只能減弱條件改變對(duì)平衡的影響,不能完全消除這種改變,更不能扭轉(zhuǎn)這種改變,二焓焓變及熵熵變1.在一定條件下,不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程稱(chēng)為自發(fā)過(guò)程2.焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素,多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,還有些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行,但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行,因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素,但不是唯一因素,3.熵是

3、用來(lái)描述體系混亂度的一個(gè)物理量,符號(hào)為S,熵值越大,體系混亂度越大,在同一條件下,不同物質(zhì)的熵不同,而同一物質(zhì)的熵與其24聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān),如對(duì)同一物質(zhì)來(lái)說(shuō),S(g)S(l)S(s)4.反應(yīng)的熵變S為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差熵變的數(shù)值通常是正值,為熵增加反應(yīng),熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,而有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行因此熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一個(gè)因素,但也不是唯一因素,5.在溫度壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果,反應(yīng)方向的判據(jù)為H-TSH-TS0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行這個(gè)判據(jù)用文字表述為:在溫度壓強(qiáng)一定的條件下,自發(fā)反應(yīng)總是向H-TS

4、0的方向進(jìn)行,直至達(dá)到平衡狀態(tài)此判據(jù)指出的是在溫度壓強(qiáng)一定的條件下,反應(yīng)自動(dòng)發(fā)生的趨勢(shì),即反應(yīng)發(fā)生的可能性,它并不說(shuō)明在該條件下可能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)能否實(shí)際發(fā)生,體驗(yàn)熱身,1.(2009海口一模)將CoCl2溶解于鹽酸中可以形成 粉紅色 藍(lán)色,下列說(shuō)法正確的是( ) A.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 B.該反應(yīng)的平衡常數(shù) C.將盛有CoCl2和鹽酸混合液的試管置于熱水中,試管內(nèi)溶液為紅色 D.增大Cl-濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),Co2+ Cl-濃度都減小,答案:B 解析:升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,A錯(cuò);該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以在熱水中平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溶液為藍(lán)色,C錯(cuò)

5、;增大Cl-濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),Co2+濃度減小,而Cl-濃度增大,D錯(cuò),2.對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是( ) A.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),若兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等,則起始投入的n(NH3)n(O2)=45 B.反應(yīng)達(dá)到平衡后,對(duì)體系一直進(jìn)行加壓,平衡總是向逆向移動(dòng) C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),若向壓強(qiáng)固定的密閉容器中充入稀有氣體,平衡不移動(dòng) D.當(dāng)v正(NH3)v正(NO)=11時(shí),說(shuō)明該化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,答案:A 解析:平衡時(shí),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等,則起始投入量之比應(yīng)該等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故A正確;當(dāng)加壓到一定壓強(qiáng)時(shí),氣態(tài)水變?yōu)榉菤鈶B(tài)水

6、,平衡向正向移動(dòng),故B錯(cuò);充入稀有氣體而壓強(qiáng)不變,相當(dāng)于增大容積,平衡向體積增大的方向移動(dòng),C錯(cuò);無(wú)論是否平衡,NH3NO的正反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故D錯(cuò),3.某溫度下在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2M(g)+N(g) 2E(g),若開(kāi)始時(shí)只充入2 mol E(g),達(dá)到平衡時(shí),混合氣體的壓強(qiáng)比起始時(shí)增大了20%;若開(kāi)始時(shí)只充入2 mol M和1 mol N的混合氣體,達(dá)到平衡時(shí)M的轉(zhuǎn)化率為( ) A.20% B.40% C.60% D.80%,答案:C,解析:該反應(yīng)從逆反應(yīng)開(kāi)始建立平衡,由于是一密閉容器,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,壓強(qiáng)增大20%,即混合氣體的總物質(zhì)的量增大20%,則達(dá)到平衡時(shí)混

7、合氣體的總物質(zhì)的量為2 mol(1+20%)=2.4 mol,而反應(yīng)中ME的化學(xué)計(jì)量數(shù)又相等,說(shuō)明生成N的物質(zhì)的量為0.4 mol若充入2 mol M,1 mol N與直接充入2 mol E屬等效,達(dá)到平衡時(shí)N也為0.4 mol,則M為0.8 mol,故M的轉(zhuǎn)化率為,4.一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),根據(jù)題意完成下列各題: (1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K=_,升高溫度,K值_(填“增大”“減小”或“不變”) (2)在500 ,從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_,

8、減小,(3)在其他條件不變的情況下,對(duì)處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的1/2,下列有關(guān)該體系的說(shuō)法正確的是_ a.氫氣的濃度減小 b.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率也加快 c.甲醇的物質(zhì)的量增加 d.重新平衡時(shí),n(H2)/n(CH3OH)增大,bc,(4)據(jù)研究,反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是_(用化學(xué)方程式表示),解析:(1)由圖像可知,達(dá)到平衡后,升高溫度,甲醇的物質(zhì)的量減小,平衡向左移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 升溫平衡左移,K減小 (2)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(H2)=2v(CH3OH)= (3)對(duì)于CO(g)+2H

9、2(g) CH3OH(g),增大壓強(qiáng),壓縮體積,正逆反應(yīng)速率都增大,平衡向右移動(dòng),甲醇的物質(zhì)的量增大,H2的物質(zhì)的量減小,但是體積縮小,H2的濃度增大,bc正確,(4)Cu2O+CO 2Cu+CO2,因?yàn)镃O還原Cu2O,使Cu2O減少,為了維持Cu2O的量不變,加入少量CO2抑制Cu2O與CO的反應(yīng),5.(2008江蘇)將一定量的SO2和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中,550 時(shí),在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng): (正反應(yīng)放熱)反應(yīng)達(dá)到平衡后,將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過(guò)焦性沒(méi)食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的

10、體積又減少了5.6 L(以上氣體體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_(填字母) a.SO2和SO3濃度相等 b.SO2含量保持不變 c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變 d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等 e.容器中混合氣體的密度保持不變,bc,(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是_(填字母) a.向裝置中再充入N2 b.向裝置中再充入O2 c.改變反應(yīng)的催化劑 d.升高溫度,b,(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示,寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程),(4)若將平衡混合氣體的5%通入過(guò)量的BaCl2溶液中,生成沉淀多少克?(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))

11、,10.5 g,解析:本題主要考查化學(xué)平衡的標(biāo)志平衡移動(dòng)化學(xué)平衡計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)(1)平衡的本質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相等,但d不對(duì),SO3的生成速率與SO2的消耗速率是同一方向的反應(yīng)速率,是指正反應(yīng)的反應(yīng)速率a只能說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中某個(gè)瞬間可能出現(xiàn)的濃度,但可能下一個(gè)瞬間又變化了,所以不能作為平衡的標(biāo)志e由于體積不變,質(zhì)量不變,反應(yīng)過(guò)程中氣體的密度一直不變,所以在體積固定的容器中,密度不能作為平衡的標(biāo)志而bc能體現(xiàn)出物質(zhì)的量不再變化,可以作為平衡的標(biāo)志,(2)向體積固定的密閉容器中充入N2,總壓強(qiáng)雖然增大,但對(duì)濃度沒(méi)有影響,所以平衡不移動(dòng)加入催化劑,也不會(huì)對(duì)平衡產(chǎn)生影響,不會(huì)提高轉(zhuǎn)化率由于反應(yīng)是放熱反應(yīng),升

12、高溫度反應(yīng)逆向進(jìn)行,SO2的轉(zhuǎn)化率降低充入O2,使平衡右移,SO2的轉(zhuǎn)化率提高,選b,(3)根據(jù)題意可以分析出平衡后硫的氧化物共0.95 mol,根據(jù)硫守恒可以分析出反應(yīng)前二氧化硫?yàn)?.95 mol,平衡時(shí)O2的物質(zhì)的量為0.25 mol,即反應(yīng)消耗O2為0.7 mol-0.25 mol=0.45 mol,很快得出消耗SO2為0.9 mol,所以SO2的轉(zhuǎn)化率為94.7% (4)由于SO2不跟氯化鋇溶液反應(yīng)生成沉淀,所以沉淀只有硫酸鋇,重點(diǎn)探究,對(duì)勒夏特列原理的理解 1.平衡的移動(dòng)只是減弱這種改變,而不是抵消這種改變 2.該原理存在于各個(gè)體系中,不只局限于化學(xué)平衡,其他如溶解平衡電離平衡水解平

13、衡等該原理均可適用 (1)氣體的溶解平衡 如: 當(dāng)加入NaClCaCO3時(shí),平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng) 當(dāng)收集Cl2SO2CO2H2S時(shí)往往分別通過(guò)飽和的NaClNaHSO3NaHCO3NaHS溶液以除去可能有的酸性氣體,且抑制要收集氣體的溶解,【例1】對(duì)可逆反應(yīng)2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) Hv(逆) 加入催化劑,B的轉(zhuǎn)化率提高,A.B. C.D. 解析:A是固體,其量的變化對(duì)平衡無(wú)影響;而增大B的濃度,正反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)v(逆);升溫v(正)v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);壓強(qiáng)增大平衡不移動(dòng),但v(正)v(逆)都增大;催化劑不能

14、使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率不變 答案:B,【方法歸納】 (1)在分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合題目時(shí),一定要把外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響區(qū)分開(kāi)即拋開(kāi)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素,只考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來(lái)分析速率的變化而化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷則要依據(jù)形成平衡可逆反應(yīng)的特點(diǎn)來(lái)確定(2)分析化學(xué)平衡移動(dòng)問(wèn)題通常分三步:第一,總結(jié)可逆反應(yīng)特點(diǎn): 是否是有氣體參加的反應(yīng)?氣體總體積在反應(yīng)前后如何變化?哪個(gè)方向是吸熱方向?第二,判斷反應(yīng)容器:是恒容容器還是恒壓容器?是固定容器還是有變化的容器?第三,應(yīng)用勒夏特列原理作出判斷,類(lèi)比遷移,1.已知C(s)+CO2(g) 2CO(g) H0該反

15、應(yīng)達(dá)到平衡后,下列條件有利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的是( ) A.升高溫度和減小壓強(qiáng) B.降低溫度和減小壓強(qiáng) C.降低溫度和增大壓強(qiáng) D.升高溫度和增大壓強(qiáng),答案:A 解析:先分析該反應(yīng)的特點(diǎn):正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);再根據(jù)平衡移動(dòng)原理判斷改變條件時(shí)對(duì)化學(xué)平衡的影響,對(duì)照選項(xiàng)得出答案該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)升高溫度減小壓強(qiáng)均有利于平衡正向移動(dòng)降低溫度和增大壓強(qiáng)則有利于平衡逆向移動(dòng)故A項(xiàng)正確,難點(diǎn)探究,化學(xué)平衡相關(guān)圖像 1.速率時(shí)間圖 此類(lèi)圖像定性揭示了v正v逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)等定變”的基本特征,以及平衡移動(dòng)的方向等如N2+

16、3H2 2NH3 H0,建立平衡后加熱對(duì)速率的影響如下圖所示:,2.濃度時(shí)間圖 此類(lèi)圖像能說(shuō)明各平衡體系組分(或某一成分)在反應(yīng)過(guò)程中的變化情況如A(g)+B(g) 3C(g)的反應(yīng)情況如下圖所示,此類(lèi)圖像注意各物質(zhì)曲線(xiàn)的折點(diǎn)(達(dá)平衡)時(shí)刻相同,各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及其比例符合化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系,3.全程速率時(shí)間圖 如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況如右圖所示,解釋原因:AB段(v漸增),因反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度漸增,導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸增;BC段(v漸小),則主要因?yàn)殡S反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)漸小,導(dǎo)致反應(yīng)速率的減小故分析時(shí)要抓住各階段的主要矛盾,認(rèn)真分

17、析,4.含量時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖 常見(jiàn)形式有如下圖所示的幾種(C%指某產(chǎn)物的含量,B%指某反應(yīng)物的含量),在其他條件不變時(shí),改變?nèi)我粭l件,如使用催化劑或升高溫度或增大壓強(qiáng),都能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間這種圖像的折點(diǎn)表示達(dá)到平衡的時(shí)間,反映了速率的大小,可以確定T(p)的高低(大小),水平線(xiàn)高低對(duì)應(yīng)平衡移動(dòng)方向,(a用催化劑,b不用) (T1T1,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) (p1p2,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)) (p2p1,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)),5.恒壓(溫)線(xiàn) 該類(lèi)圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(),橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見(jiàn)類(lèi)型如下圖所示:,【例2】(2008全國(guó)理綜

18、)已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H=-1 025 kJ/mol,該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同,下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是( ),解析:正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率增大,平衡左移,NO含量降低,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡左移,NO含量降低,B項(xiàng)正確;加入催化劑可加快反應(yīng)速率,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,D項(xiàng)正確 答案:C,【方法歸納】 改變外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響,可用各種圖像來(lái)表示解答圖像題的方法與思路如下: (1)看懂圖像:一看“面”(即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo));二看“線(xiàn)”(即看線(xiàn)的走向變化的趨

19、勢(shì));三看“點(diǎn)”(即看線(xiàn)是否通過(guò)原點(diǎn),兩條線(xiàn)的交點(diǎn)及線(xiàn)的拐點(diǎn));四看要不要作輔助線(xiàn)(如等溫線(xiàn)等壓線(xiàn));五看定量圖像中有關(guān)量的多少(2)聯(lián)想規(guī)律:即聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律(3)作出判斷:依題意仔細(xì)分析,作出正確判斷特別值得注意的是:圖像中有三個(gè)量時(shí),應(yīng)確定一個(gè)量不變,再討論另兩個(gè)量的關(guān)系,可謂“定一議二”,曲線(xiàn)中先出現(xiàn)拐點(diǎn)的,該曲線(xiàn)在所示條件下先出現(xiàn)平衡,該曲線(xiàn)所示的溫度或壓強(qiáng)較高,可謂“先拐先平”如果曲線(xiàn)反映為達(dá)到平衡的時(shí)間不同但平衡狀態(tài)相同,則可能是加入催化劑或?qū)怏w體積不變的反應(yīng)改變壓強(qiáng)使其速率發(fā)生變化但平衡不移動(dòng),或是幾種等效平衡的曲線(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率在平衡圖像中往往隱含

20、出現(xiàn),曲線(xiàn)斜率大的表示速率快,相應(yīng)的條件可能是溫度高或壓強(qiáng)大或使用了催化劑,類(lèi)比遷移,2.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,得到如下變化規(guī)律(圖中p表示壓強(qiáng),T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):,根據(jù)以上規(guī)律判斷,下列結(jié)論正確的是( ) A.反應(yīng):H0,p2p1 B.反應(yīng):HT2 C.反應(yīng):H0,T2T1或HT1 答案:BC,解析:反應(yīng),溫度升高,A的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),Hp1,A項(xiàng)不正確;由題給反應(yīng)的圖示可知T1T2,溫度升高時(shí)n(C)減少,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)放熱,HT2,D項(xiàng)不正確,實(shí)驗(yàn)探究,課本實(shí)驗(yàn)回顧

21、1.濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物的濃度可使化學(xué)平衡移動(dòng) (2)實(shí)驗(yàn)原理 FeCl3+3KSCN 3KCl+Fe(SCN)3(血紅色溶液) Fe3+3SCN- Fe(SCN)3(血紅色溶液)(離子方程式),(3)實(shí)驗(yàn)步驟 在一小燒杯里混合10 mL 0.01 mol/LFeCl3溶液和10 mL 0.01 mol/L硫氰化鉀溶液,溶液變紅色將此溶液分裝于三支試管ABC中,向A中加入少量1 mol/L FeCl3溶液,向B中加少量硫氰化鉀溶液觀(guān)察可知AB試管的顏色加深,(4)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)評(píng):本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是開(kāi)始混合的溶液一定要稀(0.01 mol/L),

22、后來(lái)加入的溶液一定要濃(1 mol/L),即濃度差要大;若第一步所配溶液顏色過(guò)濃,則不便顏色的對(duì)比觀(guān)察,應(yīng)加水稀釋至淺紅色,2.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和初步掌握在其他條件不變的情況下,溫度升高,會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng);溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動(dòng) (2)實(shí)驗(yàn)原理:2NO2(紅棕色氣體) N2O4(無(wú)色氣體) H=-57 kJ/mol,(3)實(shí)驗(yàn)步驟:將盛有NO2和N2O4平衡混合氣體的兩瓶用橡膠管連通,一段時(shí)間后用夾子夾住橡皮管,將A瓶置于熱水中,B瓶置于冰水中(如下圖),觀(guān)察現(xiàn)象,【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】 如下圖所示,三個(gè)燒瓶中分別充滿(mǎn)NO2氣體并分別放置在

23、盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(1)中加入無(wú)水CaCl2,在(3)中加入NH4Cl晶體,(2)中不加其他任何物質(zhì),發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深,(3)中紅棕色變淺,下列敘述正確的是( ),A.CaCl2溶于水時(shí)放出熱量 B.燒瓶(1)中氣體的壓強(qiáng)不變 C.NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量 D.燒瓶(3)中氣體的壓強(qiáng)增大 答案:A,走出誤區(qū),濃度與體積分?jǐn)?shù)的概念混淆在分析平衡移動(dòng)的過(guò)程中由于誤認(rèn)為氣體的濃度與體積分?jǐn)?shù)相同而導(dǎo)致誤解其實(shí)氣體的體積分?jǐn)?shù)就是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),與體積無(wú)關(guān),平衡移動(dòng)過(guò)程中必伴隨體積分?jǐn)?shù)的變化而濃度除與物質(zhì)的量有關(guān)外,還與體積有關(guān)對(duì)濃度定量判斷時(shí)要注意到勒夏特列原理中的“減弱”二字

24、,未抓住可逆反應(yīng)的特點(diǎn)分析問(wèn)題而導(dǎo)致錯(cuò)誤在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng)因此化學(xué)平衡的建立既可以從正向開(kāi)始,也可以從逆向開(kāi)始,若不能抓住此特點(diǎn)則很容易導(dǎo)致漏解同時(shí)要注意在化學(xué)平衡的計(jì)算中對(duì)可逆反應(yīng)中的可逆性即“不為0”原則的應(yīng)用,因材施教,平衡正向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 平衡正向移動(dòng)時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率如何變化,這要根據(jù)具體反應(yīng)引起平衡移動(dòng)的具體原因而定,不能一概而論 (1)由于溫度或壓強(qiáng)改變而引起平衡正向移動(dòng)時(shí),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必定增大 (2)由于增加反應(yīng)物濃度而引起平衡正向移動(dòng)時(shí),有以下幾種情況: 對(duì)于反應(yīng)物不止一種(不考慮固體反應(yīng)物)的可逆反應(yīng)

25、,如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡時(shí)增加N2的濃度,平衡正向移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率增大,而N2的轉(zhuǎn)化率減小,對(duì)于反應(yīng)物只有一種的可逆反應(yīng)(并規(guī)定起始時(shí)只有反應(yīng)物),若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,如2HI(g) H2(g)+I2(g),則無(wú)論增大還是減小HI的濃度,HI的轉(zhuǎn)化率都不改變;若反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,如2NO2(g) N2O4(g),則增大NO2的濃度,NO2的轉(zhuǎn)化率增大;若反應(yīng)后氣體分子數(shù)增多,如2NH3(g) N2(g)+3H2(g),則增大NH3的濃度,NH3的轉(zhuǎn)化率減小,備用選題,1.下列反應(yīng)中,在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行的是( ) B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2

26、(g) C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g),答案:A 解析:ABCD都是分解反應(yīng),都是吸熱反應(yīng),BCD三個(gè)反應(yīng)又都是熵增的反應(yīng),所以能自發(fā)進(jìn)行;A是熵減小的反應(yīng),在高溫下也不能自發(fā)進(jìn)行,2.25和1.01105Pa時(shí),反應(yīng):2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g) H=+56.76 kJ/mol自發(fā)進(jìn)行的原因是( ) A.是吸熱反應(yīng) B.是放熱反應(yīng) C.是熵減小的反應(yīng) D.熵增加效應(yīng)大于能量效應(yīng) 答案:D 解析:由于反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則H-TS0,則S0,所以選D,3.在某溫度時(shí)將2 mol A和1 mol B

27、兩種氣體通入容積為2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) xC(g),2 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),經(jīng)測(cè)定B的物質(zhì)的量為0.4 mol,C的反應(yīng)速率為0.45 mol/(Lmin)下列各項(xiàng)能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是( ) A.vA(正)vB(逆)=21 B.混合氣體密度不再變化 C.混合氣體壓強(qiáng)不再變化 D.A的轉(zhuǎn)化率不再變化,答案:AD,解析:由題意知,平衡時(shí)n(C)=0.45 mol/(Lmin)2 L2 min=1.8 mol 根據(jù)2A(g)+ B(g) xC(g)知: 開(kāi)始 2 mol 1 mol 0 mol 平衡 0.4 mol 1.8 mol 變化 0.6 mol 1

28、.8 mol 由變化量與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比可知x=3 A說(shuō)明反應(yīng)2 mol A同時(shí)生成1 mol B,達(dá)平衡狀態(tài);B密度始終不變;C壓強(qiáng)始終不變(V=0);D可作為判據(jù),4.一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),達(dá)到平衡后改變下列條件,SO3氣體平衡濃度不改變的是( )A.保持溫度和容器體積不變,充入1 mol SO3(g) B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1 mol SO3(g) C.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1 mol O2(g) D.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1 mol Ar(g),答

29、案:B 解析:充入1 mol SO3相當(dāng)于充入1 mol的SO2和0.5 mol的O2,即在恒溫恒壓下,由于新充入的SO3轉(zhuǎn)化成的SO2和O2的量之比與起始充入的SO2和O2的物質(zhì)的量之比相同,故平衡等效,因此c(SO3)平不變,5.已知2CO(g) CO2(g)+C(s),T=980 K時(shí),H-TS=0,當(dāng)體系溫度低于980 K時(shí),估計(jì)H-TS_0(填“”“”或“=”);此時(shí)反應(yīng)_自發(fā)進(jìn)行(填“能”或“不能”);當(dāng)體系溫度高于980 K時(shí),H-TS_0在冶金工業(yè)中,以C作為還原劑,溫度高于980 K時(shí)以生成_為主,低于980 K時(shí)以_為主,能,CO,CO2C,解析:當(dāng)溫度T=980 K時(shí),H

30、-TS=0,則該反應(yīng)處于平衡狀態(tài),由方程式分析可知該反應(yīng)為熵減反應(yīng),S980 K時(shí),H-TS0,正反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,逆向能自發(fā)進(jìn)行,所以T980 K時(shí),反應(yīng)逆向進(jìn)行,以生成CO為主;當(dāng)T980 K時(shí),反應(yīng)正向進(jìn)行,以生成CO2C為主,6.在密閉容器中,給CO和H2O(g)的混合物加熱時(shí),達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),在800 時(shí),該反應(yīng)平衡常數(shù)等于1,若用2 mol CO和10 mol H2O(g)相互混合,并加熱到800 ,求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率,答案:83.3%,解析: CO(g)+H2O(g)FY=CO2(g)+H2(g) 開(kāi)始/mol 2 10

31、0 0 轉(zhuǎn)化/mol x x x x 平衡/mol 2-x 10-x x x 由于反應(yīng)在800 時(shí)進(jìn)行,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1,則 ,即x2=(10-x)(2-x),則x= 故CO的轉(zhuǎn)化率為 100%=83.3%,高效作業(yè),一選擇題 1.(2010南京市金陵中學(xué)高三學(xué)情分析樣題)氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ),在某催化劑作用下只發(fā)生主反應(yīng)和副反應(yīng),有關(guān)物質(zhì)產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.工業(yè)上氨催化氧化生成NO時(shí),溫度應(yīng)控制在780840 之間 B.工業(yè)上采用物料比n(O2)/n(NH3)在1.72.0,主要是為了提高反應(yīng)速率 C.加壓可提高NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率 D.N2氧化為

32、NO的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=+181.5 kJ/mol,答案:AD 解析:在780840 之間NO的產(chǎn)率最高,A選項(xiàng)正確增大O2的用量主要是提高NH3的轉(zhuǎn)化率,B選項(xiàng)不正確加壓對(duì)于反應(yīng)或有利于平衡逆向移動(dòng),降低NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率,C選項(xiàng)不正確 由方程式-得2O2(g)+2N2(g)=4NO(g) H=+363 kJ/mol,化簡(jiǎn)得N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+181.5 kJ/mol,故選項(xiàng)D正確,2.(2009安徽理綜)汽車(chē)尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g);H=-373.4 kJ/mol 在恒容的

33、密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是( ),答案:C 解析:H=-373.4 kJ/mol,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),K減小,CO轉(zhuǎn)化率降低,故AB兩項(xiàng)錯(cuò);K只與溫度有關(guān),C項(xiàng)正確;D項(xiàng)增大N2的物質(zhì)的量,平衡左移,則NO轉(zhuǎn)化率降低,所以D項(xiàng)錯(cuò),3.(2009廣東單科)取五等份NO2,分別加入溫度不同容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng): 2NO2(g) N2O4(g) H0 反應(yīng)相同時(shí)間后,分別測(cè)定體系中NO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(NO2),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖下列示意圖中,可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的是( ),答案:BD 解析:B項(xiàng),反應(yīng)達(dá)平衡后,升高溫度平衡左移

34、,w(NO2)增大;D項(xiàng),反應(yīng)未達(dá)平衡時(shí),升高溫度反應(yīng)向右進(jìn)行趨于平衡,w(NO2)減小,達(dá)平衡后升高溫度,平衡左移,w(NO2)增大,故選BD,4.(2009北京理綜)已知:H2(g)+I2(g)2HI(g) H0有相同容積的定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI0.2 mol,相同溫度下分別達(dá)到平衡欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度,應(yīng)采取的措施是( ) A.甲乙提高相同溫度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不變 C.甲降低溫度,乙不變 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,答案:C 解析:0.2 mol HI相當(dāng)于H2I2

35、各0.1 mol,所以甲乙在題述情況下達(dá)到的平衡是等效的A項(xiàng),甲乙提高相同溫度,仍等效;B項(xiàng),甲中加入0.1 mol He對(duì)反應(yīng)無(wú)影響;C項(xiàng),甲降低溫度,平衡右移,HI的濃度增大;D項(xiàng),甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2,平衡都向右移動(dòng),HI的濃度都增大并保持相等,5.(2009重慶理綜)各可逆反應(yīng)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)條件,其變化趨勢(shì)正確的是( ),答案:D 解析:A項(xiàng),加入CH3COONa使CH3COOH的電離平衡逆向移動(dòng),c(H+)減小,pH增大;B項(xiàng),加入KCl,對(duì)平衡沒(méi)有影響,c(Fe3+)不變;C項(xiàng),加入氬氣,原平衡分壓減小(因平衡為恒壓過(guò)程),平衡左移,H2轉(zhuǎn)化率

36、減小,6.(2009四川理綜)在一體積可變的密閉容器中加入一定量的XY,發(fā)生反應(yīng)mX(g) nY(g) H=Q kJ/mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),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(shuō)法正確的是( ) A.mn B.Q0 C.溫度不變,壓強(qiáng)增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 答案:C,解析:升溫,c(Y)增大,平衡右移,所以,Q0,BD錯(cuò)誤;氣體體積增大1倍,若平衡不移動(dòng),c(Y)應(yīng)減小為原來(lái)的一半,現(xiàn)c(Y)比一半大,即減壓平衡向右移動(dòng),mn,A錯(cuò),C對(duì),答案:B,解析:選項(xiàng)B中氣體轉(zhuǎn)化為液體,混亂度減小,8.在常溫下,下列可逆反應(yīng)的平衡移動(dòng)伴隨

37、有顏色的變化,但顏色變化不受壓強(qiáng)變化影響的是( ),答案:D,解析:壓強(qiáng)對(duì)液態(tài)固態(tài)反應(yīng)體系影響甚微,9.化學(xué)平衡常數(shù)(K)是表示化學(xué)反應(yīng)限度的一個(gè)重要參數(shù),該常數(shù)表示的意義是可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度,K值越大,表示的意義錯(cuò)誤的是( ) A.溫度越高 B.反應(yīng)物濃度越小 C.反應(yīng)進(jìn)行得越完全 D.生成物濃度越大,答案:A,解析:應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)的前提是一定溫度下,故A是錯(cuò)誤的,化學(xué)平衡常數(shù)的大小表示的意義就是反應(yīng)限度,即可逆反應(yīng)可能進(jìn)行的程度,所以化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值越大,可逆反應(yīng)進(jìn)行得就越完全,反應(yīng)物的濃度越小,生成物的濃度越大,所以BCD三個(gè)選項(xiàng)的意義都是正確的,10.下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的敘述,錯(cuò)誤的

38、是( ) A.任何可逆反應(yīng)都有一定的限度 B.化學(xué)反應(yīng)都有一定的限度 C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān) D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的 答案:D 解析:通過(guò)改變影響化學(xué)平衡的條件就可以改變化學(xué)反應(yīng)的限度,11.可逆反應(yīng)A(g)+B C(g)+D達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法不正確的是( ) A.若增大A的濃度,平衡體系顏色加深,D不一定是具有顏色的氣體 B.增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),說(shuō)明BD必是氣體 C.升高溫度,C的體積分?jǐn)?shù)減小,說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng) D.若B是氣體,增大A的濃度會(huì)使B的轉(zhuǎn)化率增大,答案:B 解析:增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),BD既可以均是氣體,也可以均不是氣體,12.如下圖所示是在恒溫密閉容

39、器中進(jìn)行的某化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖,下列說(shuō)法不符合該示意圖的是( ) A.達(dá)到平衡時(shí),正逆反應(yīng)速率相等 B.增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)由平衡移動(dòng)到 C.反應(yīng)達(dá)到平衡以后,減小反應(yīng)物濃度,平衡移動(dòng)到 D.平衡中反應(yīng)速率比平衡中的反應(yīng)速率快,答案:C 解析:反應(yīng)達(dá)到平衡以后,減小反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率降低,(2)AC是氣體,增加B的量,平衡不移動(dòng),則B為_(kāi)態(tài) (3)AC是氣體,而且m+n=p,增大壓強(qiáng)可使平衡發(fā)生移動(dòng),則平衡移動(dòng)的方向是_ (4)加熱后,可使C的質(zhì)量增加,則正反應(yīng)是_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),m+np,固或液,逆反應(yīng)方向,吸熱,解析:(1)減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向移

40、動(dòng)(2)增加某物質(zhì)的量平衡不移動(dòng)則說(shuō)明未改變其濃度,所以該物質(zhì)為固體或液體(3)增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)(4)升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),回答下列問(wèn)題: (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_,該反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”) (2)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_ A.容器中壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(CO)不變 C.v生成(H2)=v消耗(H2) D.c(CO2)=c(CO),放熱,BC,(3)830 時(shí),容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡在其他條件不變的情況下,縮小容器的體積,平衡_移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”),不,解析:(1)根據(jù)化學(xué)平

41、衡常數(shù)的定義,即可寫(xiě)出K的表達(dá)式由化學(xué)平衡數(shù)K和溫度T的關(guān)系可以看出溫度越高平衡常數(shù)越小,說(shuō)明反應(yīng)混合物中CO2和H2的濃度越小,即升高溫度有利于逆反應(yīng)進(jìn)行,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) (2)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是v正=v逆,各組分的濃度保持不變,而該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,因此容器內(nèi)壓強(qiáng)不變不能作為依據(jù) (3)其他條件不變的情況下,縮小容器的體積相當(dāng)于增大容器內(nèi)壓強(qiáng),則該平衡不移動(dòng),15.一定溫度下,分別往容積為5 L的甲(恒壓容器)乙(恒容容器)中加入0.5 mol無(wú)色的N2O4氣體,立即出現(xiàn)紅棕色當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行2 s時(shí),測(cè)得乙容器中N2O4的濃度為0.09 mol/L經(jīng)過(guò)60 s,乙容器中的反

42、應(yīng)達(dá)到平衡(反應(yīng)過(guò)程中兩個(gè)容器的溫度均保持恒定),(1)容器中氣體出現(xiàn)紅棕色的原因(用化學(xué)方程式表示)是_ (2)前2 s內(nèi)乙容器中以N2O4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為_(kāi) (3)達(dá)到平衡時(shí),甲容器中反應(yīng)所需的時(shí)間_(填“大于”“小于”或“等于”,下同)60 s;容器內(nèi)N2O4的濃度甲_乙;反應(yīng)過(guò)程中吸收的能量甲_乙,0.005 mol/(Ls),大于,小于,大于,(4)若要使甲乙中N2O4的平衡濃度相等,不能采取的措施是_ A.保持溫度不變,適當(dāng)壓縮甲容器體積 B.保持容器體積不變,使甲容器升溫 C.保持容器壓強(qiáng)和溫度不變,向甲容器加入適量N2O4 D.保持容器體積不變,使甲容器降溫,B,(3)由于反應(yīng)N2O4 2NO2是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,p乙p甲,壓強(qiáng)大,化學(xué)反應(yīng)速率快,故乙容器先達(dá)平衡,所以甲容器中反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間大于60 s甲中壓強(qiáng)不變,乙可視為甲達(dá)平衡后壓縮體積,據(jù)勒夏特列原理,甲中四氧化二氮的濃度小于乙中四氧化二氮的濃度由于反應(yīng)N2O4 2NO2是一個(gè)吸熱反應(yīng),而增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故反應(yīng)過(guò)程中吸收的熱量甲大于乙,(4)因甲中四氧化二氮的濃度小于乙中的四氧化二氮濃度,若使兩者濃度相等,則應(yīng)使甲中N2O4濃度增大或