第25讲化学平衡状态、化学平衡的移动(考点精讲)-高考化学一轮提分策略
- 格式:docx
- 大小:266.46 KB
- 文档页数:11
高考化学一轮复习课件—化学平衡状态、化学平衡移动主讲人:XXX备考导航1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。
3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域的重要作用。
核心素养1.变化观念与平衡思想:知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;认识化学变化有一定限度,是可以调控的。
能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素,建立模型。
能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
必备知识·梳理夯实考点一 可逆反应与化学平衡状态相同 正 逆 1.可逆反应(1)定义在_______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。
(双向性)同时 同时 小于 (2)特点——“三同一小”①三同:a.相同条件下;b.正逆反应_______进行;c.反应物与生成物_______存在。
②一小:任一组分的转化率都_______(填“大于”或“小于”)100%。
(共存性)(3)表示方法:在化学方程式中用“_________”表示。
可逆 相等 浓度 2.化学平衡状态(1)定义一定条件下的_______反应中,当正、逆反应的速率_______时,反应混合物中各组分的_______保持不变的状态。
(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。
化学平衡的建立过程可用如下v-t图像表示。
图像分析:(3)化学平衡特征第七章 化学反应速率与化学平衡特别提醒(1)可逆反应不等同于可逆过程,可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化。
(2)可逆反应体系中, 反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能完全转化为反应物。
(3)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立。
第25讲化学平衡状态化学平衡的移动一、可逆反应与化学平衡建立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。
(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。
2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态。
(2)建立(3)平衡特点3.判断化学平衡状态的两种方法(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。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。
如a A+b B c C+d D,v正(A)v逆(B)=ab时,反应达到平衡状态。
(2)静态标志:各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
题组一“极端转化”确定各物质的量1.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L -1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3 mol·L-1B.Y2为0.4 mol·L-1C.X2为0.2 mol·L-1D.Z为0.4 mol·L-1答案A2.(2019·长沙一中月考)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c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是()A.c1∶c2=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.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1答案D解析平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1。
题组二化学平衡状态的判断(不定项选择题)3.一定条件下,在密闭恒容的容器中,发生反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)ΔH<0,能表示该反应达到平衡状态的是()A.v逆(N2)=v正(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合气体密度保持不变D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6答案C解析利用化学反应速率之比等于化学方程式的计量系数之比可知A项错误;B项均表示正反应,无论反应是否处于平衡状态都成立;D项表示的浓度关系与是否平衡无关;混合气体密度不变说明容器中气体质量不变,而平衡移动则气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态。
4.(2020·衡阳高三调研)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开H—H键的数目和断开N—H键的数目比为1∶2D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2答案AC解析已知反应为放热反应,当容器内的温度不变时,平衡不再移动,达到平衡状态,A项符合题意;反应在恒压条件下进行,反应前后压强均不变,不能判断是否达到平衡状态,B 项不符合题意;当浓度为1∶3∶2时,无法证明正逆反应速率相等,即无法判定是否达到平衡状态,D项不符合题意。
5.一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。
现将1 mol N2O4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()答案AD解析ΔH是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1 mol N2O4,正反应速率应是逐渐减小直至不变,C曲线趋势不正确。
二、化学平衡移动1.化学平衡移动的过程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,不发生平衡移动。
(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(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向(2)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物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(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――――――→充入惰性气体体系总压强增大―→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――――――→充入惰性气体容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)题组一选取措施使化学平衡定向移动1.(2019·桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是()A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥答案B解析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。
恒压通入惰性气体,相当于减压。
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。
2.(2018·天津,5)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br 和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。
下列有关叙述错误的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间答案D解析D错:温度提高至60 ℃,化学反应速率虽然加快,但溴乙烷的沸点较低,会挥发出大量的溴乙烷,导致逆反应速率减小,故无法判断达到平衡的时间;A对:加入NaOH,消耗HBr,平衡左移,乙醇的物质的量增大;B对:增大HBr浓度,平衡右移,有利于生成溴乙烷;C对:原反应物按物质的量之比1∶1加入,又因二者反应的化学计量数之比为1∶1,两者的平衡转化率之比为1∶1,若将反应物均增大至2 mol,其平衡转化率之比仍为1∶1。
题组二新旧平衡的比较(不定项选择题)3.(2020·抚州高三模拟)在一密闭容器中,反应a A(g)+b B(s)c C(g)+d D(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器缩小为原来的一半,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是()A.平衡向逆反应方向移动B.a>c+dC.物质A的转化率增大D.物质D的浓度减小答案BC解析容器缩小为原来的一半,若平衡不移动,则A的浓度应变为原来的2倍,说明平衡正向移动,A的转化率增大。
4.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。
当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定减小B升高温度N2的转化率减小C充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率增大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案B解析A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,不正确;D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。
三、应用“等效平衡”判断平衡移动的结果1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应 判断方法:极值等量即等效。
例如:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO 2均为2 mol ,O 2均为1 mol ,三者建立的平衡状态完全相同。
④中a 、b 、c 三者的关系满足:c +a =2,c2+b =1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应 判断方法:极值等比即等效。
例如:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③ a mol b mol c mol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物,则①②中n (SO 2)n (O 2)=23,故互为等效平衡。
③中a 、b 、c 三者关系满足:c +a c 2+b =23,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol①②两种情况下,n (H 2)∶n (I 2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a 、b 、c 三者关系满足⎝⎛⎭⎫c 2+a ∶⎝⎛⎭⎫c2+b =1∶1或a ∶b =1∶1,c ≥0,即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。