高考化学一轮复习 第七章 第21讲 化学平衡移动和化学反应的方向
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化学平衡与化学反应方向化学平衡是指在一个封闭系统中,化学反应前后,各种物质的摩尔浓度达到一定的比例,反应速率相等,反应物和生成物的摩尔浓度保持不变的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物之间存在着动态的平衡,即正反应和逆反应同时进行,同时速率相等。
当外界条件改变时,平衡会发生移动,使得化学反应方向发生变化。
化学反应方向是指在一个化学反应过程中,反应物转变为生成物的方向。
根据利用化学反应物质平衡常数的定义可以判断反应的方向,平衡常数K是一个无量纲比值的数值,它描述了反应物和生成物的浓度之间的关系。
在化学反应中,如果K大于1,则生成物的浓度较大,反应向生成物方向进行,反之,如果K小于1,则反应物的浓度较大,反应向反应物方向进行。
当反应达到平衡后,根据化学平衡原理,系统中的物质的浓度保持不变,但是当外界条件改变时(如温度、压强、浓度等),平衡会被打破,反应会重新进行,以寻找新的平衡。
根据Le Chatelier原理,当系统达到平衡时受到外界的扰动,系统会产生一种作用以减弱这种扰动,以恢复平衡。
根据这个原理,我们可以预测化学反应在受到不同外界条件的影响下,它们的方向会如何变化。
1. 温度对反应方向的影响在化学反应中,温度的改变可以改变反应的方向。
一般来说,当反应为放热反应时,增加温度会使得反应向右移动,即生成物的浓度增加;而当反应为吸热反应时,增加温度会使得反应向左移动,即反应物的浓度增加。
这是因为放热反应吸收较少的能量,当温度升高时,系统会向吸热反应的方向进行以吸收多余的能量,反之亦然。
2. 压力/体积对反应方向的影响对于涉及气体的化学反应,改变压力或体积也会改变反应的方向。
当反应物和生成物的摩尔数不同,改变压力或体积会导致系统向摩尔较少的一方移动以达到平衡。
例如,当压力增加时,系统会向摩尔较少的一方移动,以减少压力;当压力减小时,系统会向摩尔较多的一方移动,以增加压力。
这是因为摩尔数较多的一方所占的空间较大,压力下降时会更有利。
课时规范练25 化学平衡常数化学反应的方向与调控一、选择题:本题共4小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(江苏徐州考前模拟)NO2与N2O4能相互转化,热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1,下列有关说法正确的是( )A.升高体系温度正反应速率增大,逆反应速率也增大B.若容器容积不变,气体密度不变说明该反应建立化学平衡C.其他条件不变,向平衡后的容器中再加入少量N2O4,c 2(NO2)c(N2O4)的值变大D.增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和转化率2.(江苏七市三模)氯化氢和氯气在生产生活中具有广泛应用。
舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气,该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一。
Deacon曾提出在催化剂作用下,氧气直接氧化氯化氢制备氯气,该反应为可逆反应,热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·mol-1。
关于Deacon提出的制备Cl2的反应,下列说法正确的是( )A.该反应一定能自发进行B.每生成22.4 L Cl2,放出58 kJ的热量C.增大起始时n(O2)n(HCl)的值,可提高HCl的平衡转化率D.断裂4 mol H—Cl的同时,有4 mol H—O生成,说明该反应达到平衡状态3.(广东四校联考)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-m kJ·mol-1。
在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2,测得不同温度下,NH3的物质的量分数随时间变化如图所示。
下列有关说法正确的是( )A.ΔH>0,T2>T1B.达到平衡时,T1温度对应反应放出热量为m kJC.平衡时,通入氩气平衡正向移动D.K a<K c4.(江苏扬州考前调研)Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。
Cl2的制备方法有:方法Ⅰ:NaClO+2HCl(浓)NaCl+Cl2↑+H2O;方法Ⅱ:4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=a kJ·mol-1上述两种方法涉及的反应在一定条件下均能自发进行。
课时3 化学平衡常数化学反应进行的方向[2018备考·最新考纲]1.了解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。
2.能正确计算化学反应的转化率。
3。
了解化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
考点一化学平衡常数转化率(考点层次B→共研、理解、整合)1.化学平衡常数(1)概念:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。
(2)表达式:对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),K=错误!.实例:化学方程式平衡常数关系式N2(g)+3H2(g)K1=错误!K2=错误!2NH3(g)错误!N2(g)+错误!H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)①K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大.②K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
提醒:①计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度,而不是任意时刻浓度,也不能用物质的量。
②催化剂能加快化学反应速率,但对化学平衡无影响,也不会改变平衡常数的大小。
③化学反应方向改变或化学计量数改变,化学平衡常数均发生改变.2.平衡转化率对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为:α(A)=错误!×100%{c0(A)代表A的初始浓度,c平(A)代表A 的平衡浓度}.教材错误!高考1.(RJ选修4·P322改编)已知反应A(g)+3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡,该反应的平衡常数表达式为K=c3Cc A·c3B。
若各物质的平衡浓度分别为c(A)=2。
0 mol·L-1、c(B)=2。
0 mol·L-1、c(C)=1.0 mol·L-1,则K=0.062_5。
2.(LK选修4·P523改编)在一密闭容器中,等物质的量的A 和B发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g),反应达到平衡时,若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A 的转化率为( )A.40%B.50% C.60%D.70%答案A3.(溯源题)(2016·上海化学,29、30)(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g)+4H2(g)错误!CH4(g)+2H2O(g)已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
化学平衡的移动化学反应进行的方向(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列说法正确的是()。
A。
食物在常温下腐败是自发进行的B。
凡是放热反应都是自发的C。
自发反应都是熵增大的反应D.电解池的反应属于自发反应,A项正确;放热反应不一定都是自发进行的,如煤炭燃烧要加热到一定温度才能自发进行,B项错误;自发反应由焓变和熵变两个方面决定,熵变增大的反应不一定能自发进行,如H2O通电生成H2和O2的反应不能自发进行,C项错误;电解池的反应属于非自发反应,D项错误. 2。
某温度下,在容积为2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。
在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。
下列叙述不正确的是().A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D。
第二次平衡时,Z的浓度为0。
4 mol·L-1m。
设转化的X的物质的量为n mol。
X(g)+m Y(g)3Z(g)起始(mol) 12 0转化(mol) nmn3n平衡(mol)(1—n)(2-mn) 3n据(1—n)∶(2—mn)∶3n=30%∶60%∶10%求得:n=0.1,m=2。
由m=2知,A项正确;由第二次平衡时,X、Y、Z的体积分数不变可知两次平衡的平衡常数相同,则B项正确;由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%,C项正确;=0.2mol·L—1,D项错误.第二次平衡时,c(Z)=4mol×10%2L3.在不同温度下,向容积为V L的密闭容器中加入0.5 mol NO 和0.5 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)ΔH〈0,达到平衡时的数据如下:下列有关说法正确的是()。
第21讲化学平衡状态化学平衡的移动目录第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆第三部分:典型例题剖析高频考点1、考查可逆反应的特点高频考点2、考查化学平衡状态的判断高频考点3、考查化学平衡的移动方向的判断高频考点4、考查等效平衡的应用高频考点5、考查勒夏特列原理的应用高频考点6、考查化学平衡图像分析高频考点7、考查化学平衡原理在工农业生产中的应用正文第一部分:网络构建(总览全局)第二部分:知识点精准记忆知识点一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应(1)概念: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。
(2)特点:三同一小①相同条件下;②同时进行;③反应物与生成物同时存在;④任一组分的转化率都小于100%。
(3)表示:在方程式中用“”表示。
2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
(2)建立:对于只加入反应物从正向建立的平衡:以上过程可以用速率-时间图像表示如下(3)化学平衡的特点3.化学平衡状态的判断 化学反应 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否平衡 混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系①单位时间内消耗了m mol A ,同时也生成了m mol A平衡 ②单位时间内消耗了n mol B ,同时也消耗了p mol C 平衡 ③v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=m ∶n ∶p ∶q不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B ,同时也消耗了q mol D不一定平衡 压强①其他条件一定、总压强一定,且m +n ≠p +q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定,且m +n =p +q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定,且m +n ≠p +q平衡②平均相对分子质量一定,且m +n =p +q 不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)不一定平衡 ②m +n ≠p +q 时,密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m +n =p +q 时,密度保持不变(恒压容器中)不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)平衡【归纳总结】(1)动态标志:v 正=v 逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
练案[21]第21讲化学平衡状态化学平衡的移动一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023·河北衡水检测)合成氨是工业上的重要反应:N2(g)+3H2(g)催化剂高温高压2NH3(g),下列说法错误的是( A )A.反应达平衡状态后,各物质浓度不变,反应停止B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1 mol N2的同时消耗3 mol H2C.在上述条件下,N2不可能100%转化为NH3D.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率[解析]反应达到平衡状态,是一个动态平衡,正、逆反应速率相等,各物质浓度不变。
反应仍在进行,故A错误。
2.(2023·山东日照模拟)在一个恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1,当反应达到最大限度时,可能出现的数据是( D )A.c(SO3)=1.5 mol·L-1B.c(O2)=c(SO3)=0.75 mol·L-1C.c(O2)=1.25 mol·L-1D.c(SO2)+c(SO3)=1.5 mol·L-1[解析]该反应为可逆反应,不能完全转化,则c(SO3)<1.5 mol·L-1,故A 错误;某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1,SO3的浓度增大0.25 mol·L-1变为0.75 mol·L-1,此时转化的氧气为0.125 mol·L-1,此时c(O2)=1.0 mol·L-1-0.125 mol·L-1=0.875 mol·L-1,故B 错误;该反应为可逆反应,不能完全转化,结合上述分析可知,c(O2)<1.25 mol·L -1,故C错误;由S原子守恒可知,c(SO2)+c(SO3)=1.5 mol·L-1,故D正确。