高考化学一轮复习 7.3 化学平衡的移动 化学反应进行的方向课件

反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图
所示。下列推断正确的是 ( A )
点时,Y的转化率最大 点的正反应速率等于M点的正反应速率 C.升高温度,平衡常数增大 D.温度一定,平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
[解析]由图可知,Q点X的体积分数φ(X)最小,则最低点Q为平衡点,Q点后升高 温度,φ(X)增大,平衡逆向移动,Y的转化率降低,故Q点时Y的转化率最大,A正确; W、M两点的φ(X)相同,但M点的温度高于W点的温度,故M点的正反应速率较 大,B错误; 升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误; 该反应前后气体分子数不变,温度一定,平衡时充入Z, 达到的新平衡与原平衡是等效的,故达到平衡时 平衡移动图像分析
1.对于可逆反应:2A(g)+B(g) ⇌ 2C(g) ΔH<0,下列图像不正确的是 ( B )
A
B
C
D
当压强相同时,温度较高时,A的平衡转化率较小,且压强增大,平衡正向移动,A
的平衡转化逐渐增大,故C正确;
两曲线交点表示该条件下的平衡状态,继续增大压强,正逆反应速率都增大,平
(3)“惰”性气体对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系
体系总压强增大 →体系中各组分的浓度不变 →
平衡不移动
②恒温、恒压条件
原平衡体系
容器容积增大,各反应气体的分压减小 →体系中
各组分的浓度同等倍数减小
(等效于减压)
(4)同等程度地改变反应混合气体中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
由图像可知反应在60 s及80 s时总反应都是正向进行,这两个时刻都是正反 应速率大于逆反应速率,又由于t=80 s时比t=60 s,生成物浓度大,反应温度升 高,所以NO2速率:v正(t=80 s时)>v逆(t=80 s时)>v逆(t=60 s时),C项正确; 该反应的正反应是放热反应,降低温度,化学平衡向放热的正反应方向移动, 根据图像可知:在绝热恒容条件下反应达到平衡时SO3的浓度为0.33 mol·L-1, 所以反应若在恒温恒容的容器内进行,反应达到 平衡后SO3的浓度大于0.33 mol·L-1,D项正确。

28 反应产物 总熵与□ 29 反应物 总熵 (4)反应的熵变 ΔS 为□ 30 正值 ， 31 增加 反应， 32 之差。 熵变的数值通常是□ 为熵□ 熵□
增加 有利于反应自发进行，而有些熵减小的反应在一定条件
下也可以自发进行。因此熵变是与反应能否自发进行有关的 又一个因素，但也不是唯一因素。
33 温度、压强 (5)在□
20 混乱度 的一个物理量，符号为 (3)熵是用来描述体系□ 21 S ，熵值越大，体系□ 22 混乱度 越大，在同一条件下，不 □ 23 不同 ，而同一物质的熵与其 □ 24 聚集 状态及 同物质的熵□ 25 外界 条件有关，如对同一物质来说，S(g)□ 26 □
＞ S(s)。
27 ＞ S(l)□
一定的条件下，化学反应的方向
34 焓变 和□ 35 熵变 共同影响的结果，反应方向的 是反应的□ 36 ΔH－TΔS 判据为□ 37 ΔH－TΔS＜0 □ 。 ，反应能自发进行；
38 □ 39 □
ΔH－TΔS＝0 ，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS＞0
，反应不能自发进行。
40 温度、压强 一定的条件 这个判据用文字表述为：在□ 41 ΔH－TΔS＜0 的方向进行，直至达 下，自发反应总是向□ 42 平衡 状态。此判据指出的是在 □ 43 温度、压强 一定的 到□ 44 趋势 ，即反应发生的可能性， 条件下，反应自动发生的 □ 它并不说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。
2．影响化学平衡移动的因素 (1)浓度。 其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物 1 正反应 方向移动，此时 v 正□ 2 ＞ v 逆； 浓度，平衡向□ 3 减小反应物浓度或增大生成物浓度 反之，如果□ 4 逆反应 方向移动，此时 v 正□ 5 ＜ 化学平衡向□ ，可使 v 逆。

左上方(E 点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的 A%，E 点必须向正反
应方向移动才能达到平衡状态，所以，E 点 v 正＞v 逆；则右下方(F 点)v 正＜v 逆。
[对点训练]
2．[双选]用 CO 和 H2 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的 反应如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在体积一定的 密闭容器中按物质的量之比 1∶2 充入 CO 和 H2，测得 平衡混合物中 CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度 的变化如图所示。下列说法正确的是
(3)氢碳比：X________2.0(填“＞”“＜”或“＝”)。 (4)在氢碳比为 2.0 时，Q 点 v(逆)________P 点的 v(逆)(填“＞”“＜”或 “＝”)。
[解析] (2)随温度升高，α(CO2)减小，说明为放热反应，ΔH＜0；(3)在相 同温度下，X 越大，n(H2)相对越多，α(CO2)越大，故 X＞2.0；(4)Q 点为非平 衡点，该温度下，Q 点到 P 点时 α(CO2)增大，反应正向进行，Q 点的 v 正＞v 逆，Q 点到 P 点的过程中 v 正减小，v 逆增大，故 Q 点的 v 逆＜P 点的 v 逆。
2
c V 寄志言不燕 立雀，莫如相无唣舵，这自舟有，云无霄衔万之里马高，。漂荡2奔逸，终亦何所底乎。
鹰鸭爱仔高 无飞娘，也鸦长栖大一，枝几。多白手也成家。
项，恒容充氩气，不影响平衡状态和速率，错误；D 项，b 曲线先平衡，说明 远志大坚的 者希，望功造名就之伟柱大也的。人登物山。不以艰险而止，则必臻乎峻岭。
设向密闭容器中充入了 1 mol CO 和 2 mol H2，CO 的转化率为 x，则
CO(g) ＋ 2H2(g)
CH3OH(g)
起始/mol 1

第3节 化学平衡移动 化学反应进行的方向
[目标导读]
课标要求
核心素养
1.能用焓变和熵变说明化 学反应的方向。
1.平衡思想——从动态平衡的观点 考察、分析化学反应达到平衡的标
2.通过实验探究温度、浓度 志及条件改变平衡的移动方向。 和压强对化学平衡的影 2.模型认知——利用 Qc 与 K 的关系
进行平衡移动的定量判断，同时会
所以开始时 c(NO2)＝0.012 5 mol·L－1＋0.032 1 mol·L－1×2＝
0.076
7
mol·L－1，其转化率为0.076
7
mol·L－1－0.012 5 0.076 7 mol·L－1
mol·L－1
×100%≈83.7%。
Ⅱ.(3)推动活塞，气体的体积减小，NO2 浓度增大，气体的 颜色加深。(4)推动活塞，减小气体的体积，增大压强，平衡向 正反应方向移动，颜色会变浅。(5)此过程中温度无变化，平衡 常数不变，但平衡向正反应方向移动，所以 NO2 的转化率增大。
(续表)
平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线
增大压强
正反应方 或升高温 v正、v逆均增大，逆向移动
向为气体 度
且 v′逆>v′正
体积增大
减小压强
的放热反 或降低温 v正、v逆均减小，正向移动
应
度
且 v′正>v′逆
(续表) 平衡体系 条件变化
速率变化 平衡变化 速率变化曲线
任一平衡 正催化剂或 v正、v逆同等 或反应前 增大压强 倍数增大
(等效于减压)
考向 3 绝热体系的平衡移动 5.(2019 年名校联考)某绝热恒容容器中充入 2 mol·L－1NO2， 发生反应 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1，下列分 析不．正．确．的是( )。 A.5 s 时 NO2 的转化率为 75% B.0～3 s 内 v(NO2)增大是因为体系温 度升高

________。
(2)在恒压容器中进行，达到平衡状态的标志是________。
①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 ②单位 时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO ③用 NO2、NO、 O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为 2∶2∶1 的状 态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度
考素点养深优度化
⑥中，由⑤中的分析可知，混合气体的总物质的量不再变化， 说明反应已达到平衡；⑦中，消耗A的量与生成B的量之比与 它们在化学方程式中的计量数之比相等，也就是反应正向进 行和逆向进行的速率相等，说明反应已达到平衡；⑧中，A、 B、C的分子数之比为1∶3∶2只是反应进程中的某一时刻的 状态，不能说明反应已达到平衡。 答案 A
考素点养深优度化
解析 (1)由图可知 10 min 时反应达到平衡，所以 v(CO)＝0.03 mol·L－1/10 min＝0.003 mol·L－1·min－1，方程式的化 学计量数之比等于反应时物质转化的浓度之比，所以反应达平衡 时，c(H2)＝c(CO2)＝0.03 mol·L－1。(2)反应达到平衡的标志是反应 体系组成不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO 减少的化学 反应速率是正反应速率，CO2 减少的化学反应速率是逆反应速率。 所以选①③。 答案 (1)0.003 mol·L－1·min－1 0.03 mol·L－1 (2)①③
1．可逆反应 (1)定义 在 同一条件下既可以向 正 反应方向进行，同时又可以向 逆 反应方向进行的化学反应。
考素点养深优度化
(2)特点 ①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。 ②一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都 小于 (填 “大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“ ”表示。

因素,但也不是唯一因素。 3.反应的自发性只能用于判断反应的方向进行的可能
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第7单元 第3节
性,不能确定过程是否一定会发生。 ★互动探究3 体系总是向降低自身能量的方向进行
变化,那么ΔH<0的反应为何不能全部自发进行?
答案:体系的能量变化并不只有焓变一种形式,焓变只 是影响反应能否自发进行的因素之一,但并不是唯一
过程,叫做化学平衡的移动。
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第7单元 第3节
特别提醒:
①研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应。 ②只适用于改变影响平衡的一个条件。
③平衡的移动结果只能“减弱”而不能“消除”这种
改变。 2.过程:
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3.平衡移动方向与反应速率的关系 (1)v正⑨>v逆,平衡向正反应方向移动。 (2)v正⑩=v逆,平衡不移动。
3
mol
4 mol B,与原来投料的A∶B=1∶1比较,相当于多 A和
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第7单元 第3节
加了B,故A的体积分数小于a%;D项中若按2 mol A、 3 mol B和3 mol C投料相当于4 mol A和4 mol B,与原 平衡等效,A的体积分数等于a%。 【答案】A 技能归纳 任何一个可逆反应体系,在相同条件下从不同的状态 开始,只要达到平衡的条件(温度、压强、浓度)完全 相同,就可以建立等效平衡。而等效平衡思想是解决
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第7单元 第3节
技能归纳
1.分析化学平衡移动的一般思路
速率不变 : 如容积不变, 充入惰性气体, 平衡不移动 使用催化剂 改变条件 程度相同 v v 平衡不移动 正 逆 气体体积无变化的反应 , 改变压强 速率改变 浓度 程度不同v v 压强 平衡移动 正 逆 温度

增大压强，平衡正向移动，X的体积分数减小，但X的 浓度增大，C项正确；升高温度，正、逆反应速率都增 大，D项错误。
3.(2016·广州模拟)已知：反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1，反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2，不同温度下K1、 K2的值如下表所示：
【解析】选C。实验①中，若5 min时测得n(M)= 0.050 mol，浓度是0.005 0 mol·L-1，则根据反 应的化学方程式可知，同时生成N的浓度也是 0.005 0 mol·L-1，因此0至5 min时间内，用N表 示的平均反应速率为v(N)=1.0×10-3mol·L-1·min-1， A错误；实验②中，平衡时M和N的浓度都是 0.008 0 mol·L-1，消耗X与Y的浓度均是
2.化学平衡的计算方法——“三段式法” “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥 匙”。解题时，要注意清楚有条理地列出起始量、转 化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意 单位的统一。
(1)计算步骤：
(2)注意事项： ①注意反应物和生成物的浓度关系：反应物： c(平)=c(始)-c(变)；生成物：c(平)=c(始)+c(变)。
(2)分析表中数据可知，随着温度的升高，K值逐渐增
大，说明正反应是吸热反应。
(3)某温度下，由3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)
得出 ccCCOO2ccHH =2O20.6=53K，查表知K=0.6时对
应温度是700℃。
(4)只要温度不变，K数值就不变，故830℃条件下，K
的数值是1.0。
第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向

[答案] (1)> (2)> 由图像知，A 点未达平衡，B 点已达平衡，A 点 v 正(CO2)>B 点 v 正(CO2)＝B 点 v 逆(CO2)＝B 点 v 逆(H2O)，故 A 点 v 正(CO2)>B 点 v 逆(H2O) (3)v 正(CO2)＝12v 逆(NH3) (4)A 点 v 逆 (CO2)<B 点 v 正(CO2) (5)是
cHClO·cH＋·cCl－ K＝__________c__C_l_2_ ________。
2．熵与熵变 (1)熵：描述体系___混__乱__程__度___的物理量，符号为S。熵值越大，体 系__混__乱__度___越大。 (2)熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。 (3)常见的熵增过程 ①同一种物质由固态到液态再到气态：S(s)<S(l)<S(g)。 ②反应后气体物质的量__增_加___的反应。
可逆反应判定的实验设计 1．某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限 度。取 5 mL 0.1 mol/L KI 溶液于试管中，滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液 2 mL，发生如下反应：2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2。为证明该反应具有 可逆性且具有限度，他们设计了如下实验： ①取少量反应液，滴加 AgNO3 溶液，发现有少量黄色沉淀(AgI)，证 明反应物没有反应完全；
②再取少量反应液，加入少量CCl4，振荡，发现CCl4层显浅紫色， 证明萃取到I2，即有I2生成。综合①②的结论，他们得出该反应具 有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。
(1)老师指出他们上述实验中①不合理，你认为是_______________ _______________________________________________________； 在不改变反应物用量的前提下，改进的方法是__________________ ________________________________________________________。 (2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简便方法 可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是____________________ _______________________________________________________。

空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答:
(1)水煤气反应:C(s)+H2O(g) ===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131 kJ·mol-1。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水
蒸气与煤炭反应,其理由是
。
(2)一氧化碳变换反应:CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。
理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
易错辨析
(1)反应 2H2+O2
2H2O 和 2H2O
2H2↑+O2↑是可逆反应。(
× )
(2)在一定条件下,向密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应,最终生
成2 mol SO3。(
×
)
(3)可逆反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均保持不变且相等。
(2)由“减弱”可知,只能减弱改变,而不能消除改变。
6.化学反应进行的方向
(1)自发反应
在一定条件下,无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)熵和熵变
①熵(S)描述体系混乱程度的物理量,熵值越大,体系的混乱度越大。
②同一条件下,不同物质的熵值不同;同一物质在不同状态下的熵值不同,
一般规律:S(g)>S(l)>S(s)。
)
答案 D
解析 由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3,转化浓度也为1∶3,故
c1∶c2=1∶3,A、C均错误;平衡时Y的生成速率表示v(逆),Z的生成速率表示
v(正),且v逆(Y)∶v正(Z)应为3∶2,B错误;由可逆反应的特点可知,c1的取值范
围为0<c1<0.14 mol·L-1,D正确。