高考化学大一轮复习讲义专题7化学反应速率与化学平衡第3讲苏教版.docx

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高考化学大一轮复习讲义专题7化学反应速率与化学平衡第3讲苏教版

第3讲 化学平衡的移动

[考纲要求] 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重要作用。

考点一 借助速率—时间图像,判断化学平衡移动

1.概念

可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。

这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动。

2.过程

3.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

平衡向逆反应方向移动。

4.借助图像,分析影响化学平衡的因素

(1)影响化学平衡的因素

若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:

平衡体系

条件变化

速率变化

平衡变化

速率变化曲线

任一平衡体系

增大反应物的浓度

v正、v逆均增大,且v正′>v逆′

正向移动

减小反应物的浓度

v正、v逆均减小,且v逆′>v正′

逆向移动

任一平衡体系

增大生成物的浓度

v正、v逆均增大,且v逆′>v正′

逆向移动

减小生成物的浓度

v正、v逆均减小,且v正′>v逆′

正向移动

正反应方向为气体体积增大的放热反应

增大压强或升高温度

v正、v逆均增大,且v逆′>v正′

逆向移动

减小压强或降低温度

v正、v逆均减小,且v正′>v逆′

正向移动

任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡

正催化剂或增大压强

v正、v逆同等倍数增大

平衡不移动

负催化剂或减小压强

v正、v逆同等倍数减小

(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、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

5.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,对化学平衡没影响。

(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,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。

(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

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

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

——

(4)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。

深度思考

1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”

(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动(×)

(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v放减小,v吸增大(×)

2.对于一定条件下的可逆反应

甲:

A(g)+B(g)C(g) ΔH<0

乙:

A(s)+B(g)C(g) ΔH<0

丙:

A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0

达到化学平衡后,改变条件,按要求回答下列问题:

(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右”或“不移动”)

甲________;乙________;丙________。

此时反应体系的温度均比原来____(填“大”或“小”)

混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)

甲________;乙________;丙________。

答案 向左 向左 向右 大 减小 减小 不变

(2)加压,使体系体积缩小为原来的

①平衡移动方向(填“向左”、“向右”或“不移动”)

甲________;乙________;丙________。

②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙,压缩后压强分别为p

、p

、p

,则p甲与p

,p乙与p

,p丙与p

的关系分别为

甲________;乙________;丙________。

③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)

甲________;乙________;丙________。

答案 ①向右 不移动 不移动 ②p甲<p

<2p甲 p

=2p乙 p

=2p丙 ③增大 不变 不变

3.已知一定条件下合成氨反应:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。

t1____________;t2______________;t3______________;

t4____________。

答案 增大c(N2)或c(H2) 加入催化剂 降低温度 增大压强

题组一 选取措施使化学平衡定向移动

1.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.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示:

(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。

(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。

(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。

(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。

答案 

(1)C 不 

(2)A 逆反应 (3)D 逆反应

(4)B 正反应

解析 

(1)加入催化剂,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”,且应在原平衡的反应速率之上;催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同,则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴,图像为C。

(2)升高温度,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。

因题给反应的正反应放热,升温平衡逆向移动,所以v正′

(3)增大反应容器体积即减小压强,正、逆反应速率均减小,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之下。

因减小压强平衡逆向移动,所以v正′

(4)增大O2的浓度,正反应速率会“突然增大”,图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上,但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大,图像为B。

 解析化学平衡移动题目的一般思路

题组二 条件改变时化学平衡移动结果的判断

3.对于以下三个反应,从正反开始进行达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。

(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

再充入PCl5(g)平衡向________方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率________,PCl5(g)的百分含量______。

答案 正反应 减小 增大

(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)

再充入HI(g)平衡向________方向移动,达到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。

答案 正反应 不变 不变

(3)2NO2(g)N2O4(g)

再充入NO2(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率________,NO2(g)的百分含量________。

答案 正反应 增大 减小

4.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/L

c(Y)/mol·L-1

温度/℃

1

2

4

100

1.00

0.75

0.53

200

1.20

0.90

0.63

300

1.30

1.00

0.70

下列说法正确的是(  )

A.m>n

B.Q<0

C.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

答案 C

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,m0,B、D项错误。

1.判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。

2.压强的影响实质是浓度的影响,所以只有当这些“改变”造成浓度改变时,平衡才有可能移动。

3.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。

新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。

如①增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;②若将体系温度从50℃升高到80℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50℃

4.我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时,有时我们可以给自己建立一个平台,“假设平衡不移动”,然后在此平台的基础上进行分析、比较,就容易得到正确答案。

考点二 等效平衡

1.含义

在一定条件下(等温等容或等温等压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同。

2.原理

同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态。

其中平衡混合物中各物质的含量相同。

由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。

因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。

深度思考

1.在等温等容条件下,可逆反应:

2A(g)+B(g)3C(g)+D(g) ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0),起始物质的量如下表所示:

序号

A

B

C

D

2mol

1mol

0

0

4mol

2mol

0

0

1mol

0.5mol

1.5mol

0.5mol

0

1mol

3mol

1mol

0

0

3mol

1mol

(1)上述反应达到平衡时,互为等效平衡的是哪几组?

达到平衡后,哪些量相同?

(2)达到平衡后,①放出的热量为Q2kJ,⑤吸收的热量为Q3kJ,则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________。

答案 (1

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