2012届高考化学一轮复习学案课件人教版第7章化学反应速率和化学平衡第3节化学平衡的移动

第三节化学平衡的移动化学反应进行的方向一、影响化学平衡的外界条件在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)ΔH0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：【温馨提示】固体及纯液体的浓度是一定值，所以增加或减少固体及纯液体的量，不会影响平衡状态。二、勒夏特列原理1.概念：如果改变影响平衡的一个条件(如______、______、或参加反应的物质的______)，平衡向能够减弱这种改变的方向移动。2.适用范围：该原理适用于化学平衡、______平衡、______平衡、______平衡等各种动态平衡。【想一想】改变外界条件能引起化学平衡移动，化学平衡的移动对条件的改变有什么影响？【答案】①平衡移动的结果只能减弱外界条件的变化(定性理解，判断平衡移动方向)。如升高温度时，平衡向着吸热方向移动，从而减弱了温度的升高程度。②这种“减弱”不能抵消外界条件的变化，如原平衡体系的压强为P，若其他条件不变，将体系压强增大到2P，平衡向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时体系的压强介于P～2P之间(定量理解)。三、化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义：在一定条件下，________就可以自动进行的过程。(2)特点：①体系趋向于从______状态转变为______状态(体系对外部做功或者______热量)。②在密闭条件下，体系有从______自发地转变为______的倾向(无序体系更加稳定)。2.化学反应方向的判据(1)焓判据放热反应过程中体系能量______，ΔH____0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行。(2)熵判据①熵：量度体系____________的物理量，符号____，同一种物质，______时熵值最大，______时次之，固态时最小。②熵判据：体系的混乱度______，ΔS____0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过程也能自发进行。(3)复合判据只根据焓变或熵变来判断反应进行的方向不全面，应根据综合考虑焓判据和熵判据的复合判据来判断。【温馨提示】过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率(与外界条件有关)。【答案】一、正反应逆反应气体体积减小气体体积增大平衡不移动吸热反应放热反应平衡不移动二、1.温度压强浓度2.溶解电离水解三、1.(1)不用借助外力(2)①高能低能释放②有序无序2.(1)降低(2)①混乱(或无序)程度S气态液态②增大化学平衡的移动【例1】(2010高考·重庆卷，10)COCl2(g)(g)＋Cl2(g)；ΔH0。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的浓度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.②③⑥D.③⑤⑥【解析】该反应的特点：气体体积增大的吸热反应。升温平衡向正反应方向移动；恒容通入惰性气体，平衡体系中各物质的浓度不变，平衡不移动；增加CO的浓度，使平衡向逆反应方向移动；加催化剂对平衡无影响；恒压通入惰性气体(相当于平衡体系减压)和减压均使平衡向正反应方向移动。因此B项符合题目要求。【答案】B1.化学平衡移动的实质与方向(1)实质：化学平衡移动的实质是外界条件(如浓度、温度、压强)破坏了原平衡状态，使正、逆反应速率不再相等，然后在新的条件下正、逆反应速率再次相等，建立新的平衡。(2)方向：当v(正)＞v(逆)时，平衡向正反应方向移动；当v(正)＜v(逆)时，平衡向逆反应方向移动；当v(正)＝v(逆)时，平衡不发生移动。2.外界条件对平衡的影响对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ΔH3.特殊情况压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的体系压强变化。如“惰性气体”对化学平衡的影响如下：(1)恒温、恒容时，向原平衡体系中加入“惰性气体”，体系总压强增大了，但平衡混合物中各成分的浓度仍不变，速率不变，平衡不移动。(2)恒温、恒压时，向原平衡体系中加入“惰性气体”，体系体积增大了，体系的分压减小了，混合物中各成分的浓度同倍减小，平衡向气体体积增大的方向移动。①不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来；②不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率提高等同起来。当反应物总量不变即温度或压强(容器体积)改变导致平衡向正反应方向移动，则反应物转化率提高；当增大一种反应物浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高。③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。【知识关联】化学平衡的移动与化学反应速率、化学方程式的确定、化学平衡的计算、等效平衡、化学平衡图像等联系。1.(2010高考·福建卷，23(4))氮的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。(1)在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______________________________。(2)一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(ΔH0)并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是________(选填序号)。选项abcdx温度温度加入H2的物质的量加入甲的物质的量y甲的物质的量平衡常数K甲的转化率生成物物质的量总和【解析】氮的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则甲为氨气。(1)H2O2是一种绿色氧化剂，它与氨水反应的产物不污染环境，因此二者发生的氧化还原反应为：2NH3·H2O＋3H2O2===N2↑＋8H2O。(2)NH3在固定体积的密闭容器中发生分解反应：2NH3N2＋3H2ΔH0，升高温度，平衡向正反应方向移动，NH3物质的量减少，平衡常数K增大；增加H2的物质的量即增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小；增加NH3的物质的量，平衡向正反应方向移动，生成物物质的量总和增加。【答案】(1)2NH3·H2O＋3H2O2===N2↑＋8H2O(2)ac化学平衡图像【例2】(2010·山东潍坊模拟)现有下列两个图像：下列反应中符合上述图像的是()A.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0B.2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＞0C.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＜0D.H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)ΔH＞0【解析】由Ⅰ知升高温度，生成物浓度增加，平衡向正反应方向移动，正反应吸热；由Ⅱ知，增大压强，逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，则该反应为气体体积增大的反应，故B项符合。【答案】B1.常见图像(1)物质的量(或物质的量浓度)－时间(n－t或c－t)图像此类图像能说明平衡体系中各组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻)，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况，如2A3B＋C的反应情况如下图所示。(2)速率－时间(v－t)图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向，如N2＋3H22NH3ΔH0，建立平衡后，改变外界条件对速率的影响如图：(3)含量－时间－温度(压强)图像这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度(压强)下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。如反应aA＋bBcC＋dD(4)转化率(或质量分数等)－压强、温度图像该类图像的纵坐标为物质的质量分数或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。对于反应aA＋bBcC＋dD2.解题思路步骤：①看图像。一看面，即看清横坐标与纵坐标的意义；二看线，即线的走向和变化趋势；三看点，即起点、终点、交点、拐点；四看辅助线，如等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度、温度、压强等。②想规律。联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。③作判断。根据图像中体现的关系与所学规律对比，作出符合题目要求的判断。【温馨提示】分析化学平衡的有关图像问题时要注意：①弄清反应特点。看清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。②先拐先平。例如，在转化率－时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡。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。【知识关联】化学平衡图像与影响化学反应速率的因素、化学反应特点、化学平衡的移动及有关计算联系。2.(2010·安徽师大附中模拟)在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)；ΔH＜0，达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是()A.图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况C.图Ⅲ是增大压强的变化情况D.图Ⅲ是升高温度的变化情况【解析】使用催化剂不影响化学平衡，A错；该反应是气体物质的量不变的反应，改变压强不影响化学平衡，C错；扩大容器体积(即减小压强)使v(正)和v(逆)同倍减小，但平衡不移动，B错；升高温度，反应速率加快，达平衡的时间缩短，平衡向逆反应方向移动，XY%减小，D正确。【答案】D等效平衡及其应用【例3】(2010高考·江苏卷，14)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1)容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度(mol·L－1)c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)P1P2P3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是()A.2c1c3B.a＋b＝92.4C.2P2P3D.α1＋α31【解析】首先明确①外界条件是恒温、恒容；②反应特点是气体物质的量减少的放热反应。采用“一边倒”的方法知，甲和乙实际上为等效平衡，不同的是反应的起始方向不同，达平衡时甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的物质的量和为2mol，α1＋α2＝1，则B正确。丙中加入的NH3是乙的2倍，开始时，2c2＝c3、2P2＝P3，但丙中的压强大于乙，平衡正移，所以2c1＝2c2c3,2P1＝2P2P3，α2α3，则α1＋α31，A、C均错，D正确。【答案】BD1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时物质加入的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。2.等效平衡的分类3.判断方法使用极限转化的方法将各种情况下的起始物质换算成相同的反应物或生成物，然后观察有关物质的“量”是否相等或相当。【温馨提示】解答有关“等效平衡”的题目需要注意的问题：①分析建立平衡的条件，是恒温、恒压还是等恒温、恒容。②分析反应的特点，反应前后气体的物质的量是不变、增大、还是减小。③分析平衡等效的要求，是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。【知识关联】等效平衡与化学平衡的移动、化学平衡的计算等联系。3.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)＋B(g)C(g)(1)若开始时放入1molA＋1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为________mol。(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为________mol。(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别为ymol和3amol，则x＝________，y＝________。平衡时，B的物质的量________(选填一个编号)。(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol【解析】根据题意知这是恒温恒压下的等效平衡问题，又因反应前后气体的物质的量发生改变，故只要起始物质的物质的量之比相等即可。(1)由反应A(g)＋B(g)C(g)知，反应达平衡后，若有amolC生成，则必有