高三化学一轮(梳理 通解 集训)第七章 化学反应速率和化学平衡 第三讲 化学平衡移动课件

1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。2．了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。第三讲化学平衡移动1．外界条件对化学平衡的影响规律。2．利用化学平衡移动原理解释生产、生活中的实际问题。3．化学平衡图像的分析与应用一、化学平衡移动1．概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如、、等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之，从而在一段时间后达到_________________。这种由向的变化过程，叫做化学平衡的移动。温度压强浓度改变新的平衡状态原平衡状态新平衡状态2．平衡移动方向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，平衡不移动。(3)v正v逆，平衡向逆反应方向移动。＝某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，①若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？②若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？提示(1)①不一定，如反应前后气体分子数不变的反应，增大压强或使用催化剂，正逆反应速率同等程度发生变化，但平衡不移动。②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使v正≠v逆才发生移动的。二、外界条件对化学平衡的影响1．温度的影响(假设正反应为吸热反应)(1)T升高→K→QcK→化学平衡向方向移动(2)T降低→K→QcK→化学平衡向方向移动增大吸热反应减小放热反应2．浓度的影响(1)反应物浓度增大或生成物浓度减小时，QcK平衡_____移动；(2)反应物浓度减小或生成物浓度增大时，QcK平衡_____移动。正向逆向3．压强的影响(1)(2)ΔV＝0的反应：改变压强，平衡。不移动4．催化剂的影响使用催化剂，v正和v逆同等程度增大，化学平衡不发生移动，但能改变达到平衡的。5．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，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够______________的方向移动。时间减弱这种改变升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？提示不会。因为升高温度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸v放，原平衡被破坏，平衡向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。一个实质化学平衡移动的实质是外界条件影响了化学反应速率，使得v正≠v逆，平衡将发生移动。两个注意应用勒夏特列原理分析问题时应注意：①不要把v正增大与化学平衡向正反应方向移动等同，只有v正v逆时，才使化学平衡向正反应方向移动。②不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同，当反应物总量不变时，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率降低。我的警示化学平衡移动方向与物质百分含量的变化关系分解型可逆反应[mA(g)qC(g)＋pD(g)或mA(g)nN(g)]，改变A或N的用量时平衡移动方向与新平衡时物质百分含量的变化关系：(1)恒容条件下：若增大(减小)A或N的浓度，平衡将向减少(增加)A或N的方向移动，新平衡时百分含量的变化按增大(减小)压强进行分析判断。(2)恒压条件下，平衡移动方向与恒容时分析方法相同，但新平衡状态与原平衡状态相同。问题征解改变物质的浓度，化学平衡是否一定移动？提示不一定；对于FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl达平衡状态后，改变KCl的浓度，化学平衡不移动，因为反应的实质是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，而KCl不参与反应。必考点57化学平衡移动方向的判断浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡基本无影响。(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。(3)对于反应前后气体分子数无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，压强的变化对其平衡无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某合成氨平衡体系中，c(N2)＝0.1mol·L－1、c(H2)＝0.3mol·L－1、c(NH3)＝0.2mol·L－1，当浓度同时增大一倍时，即让c(N2)＝0.2mol·L－1、c(H2)＝0.6mol·L－1、c(NH3)＝0.4mol·L－1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。(5)“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）【典例1】(2011·四川卷，13)可逆反应①X(g)＋2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)＋P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是()。A．反应①的正反应是吸热反应B．达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14∶15C．达平衡(Ⅰ)时，X的转化率为511D．在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的体积分数相等解析根据降温后平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ)反应①的物质的量减少，说明降低温度使反应①的平衡向着气体体积减少的方向移动了，则反应①的正反应是放热反应；由于隔板右边的总物质量始终为2mol，故压强之比与气体体积成反比，达到平衡(Ⅰ)时的压强与开始时的压强之比为2∶2.2＝10∶11；由于反应②是一个气体体积不变的反应，因此反应②的体系中气体的物质的量始终是2mol，又由于左、右两室中的压强始终是相等的，平衡(Ⅰ)时右室中气体的物质的量为2mol，体积是2.2V，则左室中气体的体积是2.8V，物质的量为2811mol，故反应掉的X的物质的量为3mol－2811mol＝511mol，因此达到平衡(Ⅰ)时X的转化率为511；由于平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ)是不同温度下的平衡，因此两者M的体积分数不可能相等。答案C——化学平衡移动方向判断的思维模型【应用1】在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)ΔH＝QkJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：气体体积/Lc(Y)/(mol·L－1)温度/℃1241001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列说法正确的是()。A．mnB．Q0C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动解析温度不变时(假设100℃条件下)，体积是1L时，Y的物质的量为1mol，体积为2L时，Y的物质的量为0.75mol·L－1×2L＝1.5mol，体积为4L时，Y的物质的量为0.53mol·L－1×4L＝2.12mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，mn，A项错误，C项正确；体积不变时，温度越高，Y的物质的量浓度越大，说明升高温度，平衡向生成Y的方向移动，则Q0，B、D项错误。答案C必考点58化学平衡及其移动图像中的数形思想化学平衡图像题的解题步骤【典例2】一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()。A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH0B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH0C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)ΔH0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)ΔH0解析本题考查化学平衡知识，通过分析图像确定可能符合的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2T1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，ΔH0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。答案A(1)紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。(2)先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(3)定一议二,当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(4)三步分析法,一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。——化学平衡图像题的解题技巧【应用2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()。A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高解析这是一道把图像、反应速率的影响因素等结合在一起的逆向考查综合题。图Ⅰ中t0时刻的v′(正)、v′(逆)都高于原平衡化学反应速率且v′(正)v′(逆)，应是增大体系的压强所致，A项错；图Ⅱ中图像显示v′(正)＝v′(逆)都高于原平衡体系，而体系中通入氦气只能增大体系的总压，并未改变各组分的分压，故不影响v′(正)、v′(逆)，B项错；催化剂只能改变化学反应速率，对化学平衡无影响，因而加入催化剂后，甲、乙能达到同一平衡状态，C项错；图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需时间短，其他条件不变时，T(乙)T(甲)，且此反应是ΔH0，温度由T(乙)―→T(甲)降低，α(SO2)升高，符合曲线变化，D项正确。答案D有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法。第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。当场指导对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。下列图像正确的是()。【规范解答】A【错因分析】本题易错选B或C，错因是化学平衡移动原理与图像不对应，或看不懂图像。Hold住考向考向1化学平衡移动的方向5年5考考向2化学平衡移动的图像分析5年4考名师揭秘高考围绕勒夏特列原理的理解，通过实验、判断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查，是化学反应速率和化学(平衡)状态的综合应用体现，平时加强针对性强化训练，注重规律和方法技能的总结，提高解题能力。化学平衡移动的判断1．(2012·全国，8)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：CO(g)＋H2O(g)催化剂CO2(g)＋H2(g)ΔH0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是()。A．增加压强B．降低温度C．增大CO的浓度D．更换催化剂解析该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应，增加压强，平