2020高考化学总复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向课件

第七章化学反应速率和化学平衡第23讲化学平衡的移动和化学反应进行的方向微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲微解读考向微预测1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律2．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用通过对近几年高考试题的分析，本部分题目每年必考，常常借助热化学方程式考查外界条件改变对化学反应速率和化学平衡移动方向和结果的判断。伴随着平衡常数的计算以及转化率的计算等。题目难度一般中档偏上，多侧重于各知识点的综合考查，在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系。微考点•大突破A基础篇微考点1影响化学平衡移动的因素一、对平衡移动概念的理解二、影响化学平衡的外界因素1．影响化学平衡的因素2.几种特殊情况说明(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。(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。三、勒夏特列原理勒夏特列原理(平衡移动原理)：已达的可逆反应，如果改变条件，平衡就向着的方向移动。减弱：平衡移动只能减弱条件改变对平衡的影响，不能完全消除这种改变，更不能扭转这种改变。平衡影响平衡的一个减弱这种改变四、化学平衡移动原理在化工生产中的应用1．总体原则(1)化工生产适宜条件选择的一般原则(2)平衡类问题需考虑的几个方面①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。②原料的循环利用。③产物的污染处理。④产物的酸碱性对反应的影响。⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。2．典型实例——工业合成氨(1)反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1(2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。(3)反应条件的选择(4)原料气的充分利用合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法可提高原料的利用率。微助学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。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。1．温度改变，平衡一定发生移动。()2．只要v(正)增大，平衡一定正向移动。()√提示任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为吸热或放热，故温度改变，化学平衡将发生移动。×提示平衡正向移动是因为v(正)大于v(逆)，若v(正)、v(逆)都增大，则平衡不一定正向移动。3．不论恒温恒容，还是恒温恒压容器，加入稀有气体，平衡皆发生移动。()4．起始加入原料的物质的量相等，则各种原料的转化率一定相等。()5．通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动，转化率一定增大。()提示恒温恒容容器中的化学平衡，当充入稀有气体时，化学平衡不移动。×××提示只有起始原料的物质的量之比等于方程式的化学计量数比，原料的转化率才相等。提示若反应物不止一种的反应通过增大某反应物的浓度使反应正向移动，则该反应物的转化率减小。工业生产会产生大量CO2，增加了碳排放量。人们一直努力将CO2变废为宝。CO2催化加氢制取乙烯。已知：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH＝－152kJ·mol－1。(1)在体积为2L的恒容容器中，投入1molCO2和3molH2，CO2的平衡转化率和催化剂催化效率随温度的变化关系如图所示。请回答：①计算250℃时该反应的化学平衡常数K＝________(列出计算式即可)。②下列说法正确的是________(填选项字母)。a．平衡常数：MNb．当不使用催化剂时，反应物中活化分子百分数：MNc．当压强或混合气体的密度不变时，均可视为化学反应已达到平衡状态d．其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于M1点(2)下列措施一定可以提高平衡体系中C2H4的百分含量，又能加快反应速率的是________(填选项字母)。a．升高温度b．缩小体积，增大压强c．增大H2的浓度d．将产物从反应体系中分离出来【错点】平衡转化率，平衡正向移动，反应速率加快三者之间并没有必然联系。【错因】对于放热反应来说，升高温度，反应速率加快，但平衡逆向移动，但该反应的转化率反而会下降。【正解】(1)①由图可知，250℃时CO2的平衡转化率为50%，则则平衡常数K＝0.125×0.540.252×0.756。②该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，N点的温度大于M点，所以M点时反应向正方向进行的程度大，即平衡常数MN，a项正确；温度越高，反应物中活化分子百分数越大，N点的温度高，所以反应物中活化分子百分数MN，b项错误；混合气体的质量不变，体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能根据混合气体的密度来判断化学反应是否达到平衡状态，c项错误；催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡移动，无论是否使用催化剂，250℃时CO2的平衡转化率都位于M点，d项错误。(2)升高温度，化学平衡逆向移动，平衡体系中C2H4百分含量降低，a项错误；缩小体积，增大压强，反应速率加快，平衡正向移动，平衡体系中C2H4百分含量增加，b项正确；增大H2的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，有利于C2H4的生成，但是平衡体系中C2H4百分含量降低，c项错误；将产物从反应体系中分离出来，反应速率变慢，d项错误。【思收获】C2H4百分含量的提高取决于C2H4的质量与体系中物质的总质量的变化情况，理解清楚是关键点。微练一选取措施使化学平衡定向移动1．(2019·长春一测)一定条件下，将TiO2和焦炭放入真空密闭容器中，反应TiO2(s)＋C(s)Ti(s)＋CO2(g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法中一定正确的是()A．平衡常数减小B．TiO2的质量不变C．CO2的浓度不变D．Ti的质量增加解析该反应的平衡常数K＝c(CO2)，保持温度不变，缩小容器容积，平衡左移，但是K不变，故重新达到平衡时，CO2的浓度不变，A项错误，C项正确；平衡左移，Ti的质量减少，TiO2的质量增加，B、D两项错误。答案C2．在水溶液中存在反应：Ag＋＋Fe2＋Ag(s)＋Fe3＋ΔH0，达到平衡后，为使平衡体系中析出更多的银，可采取的措施是()A．升高温度B．加水稀释C．增大Fe2＋的浓度D．常温下加压解析正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A项错误；加水稀释，平衡向离子数目增多的方向移动，平衡向逆反应方向移动，B项错误；常温下加压对水溶液的平衡移动几乎无影响，D项错误。答案C微练二条件改变时化学平衡移动结果的判断3．将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，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升高温度X的转化率变小B增大压强X的浓度变小C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变小解析升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度增大，B项错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C项错误；使用适当催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D项错误。答案A4．Ⅰ.如图所示，在容器A中装有20℃的水50mL，容器B中装有1mol·L－1的盐酸50mL，试管C、D相连通，且其中装有红棕色NO2和无色N2O4的混合气体，并处于下列平衡：2NO2N2O4ΔH＝－57kJ·mol－1，当向A中加入50gNH4NO3晶体使之溶解，向B中加入2g苛性钠时：(1)C中的气体颜色________(填“变浅”或“变深”)。(2)若25℃时，起始时仅有NO2气体，达到平衡时，c(NO2)＝0.0125mol·L－1，c(N2O4)＝0.0321mol·L－1，则NO2的起始浓度为______________，NO2的转化率为________。变浅0.0767mol·L－183.7%Ⅱ.在三支容积均为30cm3针筒中分别抽入10cm3NO2气体，将针筒前端封闭。将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深。(3)推进针筒后颜色变深的原因是__________________________________________________________________。(4)一段时间后气体颜色又变浅的原因是__________________________________________________________________。(5)在此过程中，该反应的化学平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，NO2的转化率将________。气体的体积减小，NO2浓度增大，气体的颜色加深压强增大，平衡向正反应方向移动不变增大解析Ⅰ.(1)NH4NO3晶体溶解是吸热过程，所以平衡会向正反应方向移动，颜色变浅。(2)把N2O4转换为NO2，所以开始时c(NO2)＝0.0125mol·L－1＋0.0321mol·L－1×2＝0.0767mol·L－1，其转化率为(0.0767mol·L－1－0.0125mol·L－1)/0.0767mol·L－1≈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。平衡移动方向判断的思维模型微练三化学平衡移动原理在化工生产中的应用5．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：____________________________________________________。2NH4HS＋O2=====一定条件2NH3·H2O＋2S↓(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.4kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________(填选项字母)。a．升高温度b．增大水蒸气浓度c．加入催化剂d．降低压强a利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为____________。(3)图甲表示500℃、60.0MPa