高考化學復(fù)習課件：第5單元第20講化學平衡的移動

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歡迎進入化學課堂 第20講化學平衡的移動 一 影響化學平衡移動的因素1 化學平衡的移動 對一個可逆反應(yīng) 達到化學平衡狀態(tài)以后 反應(yīng)條件 如溫度 濃度 壓強等 發(fā)生改變 平衡混合物里各組分的濃度隨之改變而達到新的平衡 我們把可逆反應(yīng)中舊化學平衡的破壞 新化學平衡的建立過程 叫做平衡的移動 2 化學平衡移動的原因 條件改變 引起v 正 v 逆 速率發(fā)生相對改變 平衡才能移動 3 當改變反應(yīng)條件后 平衡移動的方向規(guī)定 v 正 v 逆 平衡向正反應(yīng)方向移動 v 正 v 逆 平衡向逆反應(yīng)方向移動 v 正 v 逆 平衡不移動 4 影響化學平衡移動的因素外界條件的改變對化學平衡的影響實質(zhì)是通過改變正 逆反應(yīng)速率來實現(xiàn)的 濃度變化對化學平衡的影響在其他條件不變的情況下 增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度 都使v 正 v 逆 平衡向正反應(yīng)方向移動 增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度 都使v 正 v 逆 平衡向逆反應(yīng)方向移動 壓強變化對化學平衡的影響對反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng) 在其他條件不變的情況下 增大壓強 會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動 減小壓強 會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動 對反應(yīng)前后氣體總體積沒有變化的可逆反應(yīng) 壓強的改變只改變反應(yīng)速率 而不會使化學平衡發(fā)生移動 對只有固體或純液體的可逆來說 壓強的改變也不會使化學平衡發(fā)生移動 溫度變化對化學平衡的影響在其他條件不變的情況下 升高溫度 會使化學平衡向放熱反應(yīng)方向移動 降低溫度 會使化學平衡向放熱反應(yīng)方向移動 特別提醒 化學平衡的移動是由正 逆反應(yīng)速率的相對大小來決定 與正 逆反應(yīng)速率的增大與減小無關(guān) 二 勒夏特列原理 亦稱平衡移動原理 勒夏特列原理 如果改變影響平衡的一個條件 如濃度 壓強或溫度 平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動 1 適應(yīng)范圍 只適用于已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng) 未達到平衡狀態(tài)的體系不能用此原理分析 2 適應(yīng)對象 由于勒夏特列原理是濃度 壓強和溫度等對平衡影響的概括和總結(jié) 它也適用于其他平衡體系 如溶解平衡 電離平衡 水解平衡 絡(luò)合平衡等 特別提醒 不能用勒夏特列原理解釋的事實 使用催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動 只能改變到達平衡的時間 提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量 對反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng) 改變壓強可以改變化學反應(yīng)速率 但不能使化學平衡發(fā)生移動 考點一化學平衡移動的判斷 例1在一體積可變的密閉容器中 加入一定量的X Y 發(fā)生反應(yīng)mX g nY g DH QkJ mol 反應(yīng)達到平衡時 Y的物質(zhì)的量濃度與溫度 氣體體積的關(guān)系如下表所示 下列說法正確的是 A m nB Q 0C 溫度不變 壓強增大 Y的質(zhì)量分數(shù)減少D 體積不變 溫度升高 平衡向逆反應(yīng)方向移動 C 解析 本題考查化學平衡移動的有關(guān)知識 固定溫度條件 比如取100 討論氣體體積變化對Y濃度的影響 當體積擴大1倍時 壓強減小 若平衡不移動則c Y 0 5mol L 而實際上為0 75mol L 大于0 5mol L 這表明平衡是向右移動的 即減小壓強平衡右移 這說明正反應(yīng)是一個體積擴大的反應(yīng) m n A錯 C正確 固定體積 如1體積 討論溫度變化對Y濃度的影響 知溫度越高 Y濃度越大 說明升高溫度平衡正移 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B D錯 方法技巧點撥 本題所給數(shù)據(jù)中 有兩個影響Y濃度的條件 分析時可固定一個條件 討論另一個條件對Y濃度的影響 定一討論法 考點二化學平衡移動的影響因素 例2汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下 NO g CO g N2 g CO2 g DH 373 4kJ mol 1在恒容的密閉容器中 反應(yīng)達到平衡后 改變某一條件 下列示意圖正確的是 解析 該反應(yīng)為氣體計量數(shù)減小的放熱反應(yīng) 升溫 平衡逆向移動 生成物濃度減小 反應(yīng)物濃度增大 平衡常數(shù)減小 同時 CO的轉(zhuǎn)化率減小 故A項 B項都錯 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 與物質(zhì)的量無關(guān) C項正確 增加氮氣的物質(zhì)的量 平衡逆向移動 NO的轉(zhuǎn)化率減小 D項錯 答案 C 方法技巧點撥 解平衡題要注意 1 催化劑對化學平衡沒有影響 催化劑能同等程度地改變正 逆反應(yīng)速率 且在速率改變的過程中 始終保持著兩者相等 只不過催化劑的使用能使平衡提早建立 2 不要將平衡的移動和速率的變化混同起來 如平衡正向移動 不一定是v 正 加快 v 逆 減慢 不要將平衡的移動和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化的提高混同起來 如平衡正向移動 并不是所有反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定提高 考點三化學平衡圖象分析 例3已知 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g DH 1025kJ mol 該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng) 若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同 下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是 解析 首先 據(jù)達平衡時間來分析 四個圖全部符合 溫度越高 壓強越大 使用催化劑 可縮短達平衡的時間 其次 由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 溫度越高 產(chǎn)率越低 即NO的含量越低 所以A項對 C項錯 最后 由于該反應(yīng)是氣體體積增大的 增大壓強 平衡左移 NO的含量降低 所以B項正確 答案 C 方法技巧點撥 化學平衡圖象題的解題思路及方法 1 一看圖象 一看面 即橫坐標 縱坐標的量 二看線 即線的斜率大小 平與陡的含義 函數(shù)的增減性 三看點 即起點 終點 拐點 交叉點 四看要不要作輔助線 等溫線 等壓線等 五看量 定量圖象中有關(guān)量的多少 2 二想規(guī)律 聯(lián)想外界條件的改變對化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響 3 三判斷 認準某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)在解題中的特定作用 全面準確地從圖中找出直接或隱含的相差知識 考點四等效平衡原理應(yīng)用 例4向某密閉容器中充入1molCO和2molH2O g 發(fā)生反應(yīng) CO H2O g CO2 H2 當反應(yīng)達到平衡時 CO的體積分數(shù)為x 若維持容器的體積和溫度不變 起始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中 達到平衡時CO的體積分數(shù)大于x的是 A 0 5molCO 2molH2O g 1molCO2 1molH2B 1molCO 1molH2O g 1molCO2 1molH2C 0 5molCO 1 5molH2O g 0 4molCO2 0 4molH2D 0 5molCO 1 5molH2O g 0 5molCO2 0 5molH2 B 解析 根據(jù) 一邊倒 的方法先把選項中的投料量統(tǒng)一折算成CO和H2O的物質(zhì)的量 A中為1 5molCO和3molH2O B中為2molCO和2molH2O C中為0 9molCO和1 9molH2O D為1molCO和2molH2O 根據(jù)等效平衡原理 A中投料比和原來相同 達到平衡時體積分數(shù)仍為x 選項B相當于原平衡達到平衡后再充入1molCO 因此CO的體積分數(shù)將大于x 選項C可看成先充入0 9molCO和1 8molH2O 達到平衡后再充入0 1molH2O 因此CO的體積分數(shù)小于x 方法技巧點撥 等效平衡原理常應(yīng)用于以下3個方面 判斷同一可逆反應(yīng)在相同的反應(yīng)條件下是否為相同的平衡狀態(tài) 求要達到等效平衡 兩種不同狀態(tài)下起始量之間的關(guān)系式 求屬于等效平衡狀態(tài)下的反應(yīng)方程式的化學計量數(shù) 考點五化學平衡移動原理 例5 恒溫 恒壓下 在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下發(fā)應(yīng) A g B g C g 1 若開始時放入1molA和1molB 到達平衡后 生成amolC 這時A的物質(zhì)的量為 mol 2 若開始時放入3molA和3molB 到達平衡后 生成C的物質(zhì)的量為 mol 1 a 3a 3 若開始時放入xmolA 2molB和1molC 到達平衡后 A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol 則x mol y mol 平衡時 B的物質(zhì)的量 選填一個編號 甲 大于2mol乙 等于2mol丙 小于2mol丁 可能大于 等于或小于2mol作出此判斷的理由是 2 3 3a 丁 若3a 1 B的物質(zhì)的量小于2mol 若3a 1 B的物質(zhì)的量等于2mol 若3a 1 B的物質(zhì)的量大于2mol 4 若在 3 的平衡混合物中再加入3molC 待再次到達平衡后 C的物質(zhì)的量分數(shù)是 若維持溫度不變 在一個與 1 反應(yīng)前起始體積相同 且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng) 5 開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成bmolC 將b與 1 小題中的a進行比較 選填一個編號 甲 a b乙 a b丙 a b丁 不能比較a和b的大小 C 作出此判斷的理由是 因為 5 小題中容器容積不變 而 1 小題中容器的容積縮小 所以 5 小題的容器中的壓力小于 1 小題容器中的壓力 有利于逆向反應(yīng) 故反應(yīng)達到平衡后a b 解析 1 A g B g C g 起始量 mol 110變化量aaa平衡后1 a1 aaA的物質(zhì)的量為 1 a mol 2 在恒溫 恒壓下 若投入3molA和3molB 則所占體積為 1 中體積的3倍 由于A B的投放比例與 1 相同 所達到的平衡狀態(tài)與 1 相同 C的物質(zhì)的量為 1 的3倍 即3amol 3 由于達到平衡時C的物質(zhì)的量為3amol 說明所達到的平衡狀態(tài)與 2 中平衡為同一平衡 則若把C的起始量完全轉(zhuǎn)化為A和B A B的物質(zhì)的量應(yīng)與 2 完全相等 A g B g C g 起始量 mol x21將C完全轉(zhuǎn)化x 130平衡后y 3 3a 3a 根據(jù)題意有 x 1 3 x 2mol y 3 3a mol 顯然平衡時 B的物質(zhì)的量也為 3 3a mol 若投入A B C三種物質(zhì)后 平衡不移動 C的物質(zhì)的量不變 即3a 1mol時 B的物質(zhì)的量為2mol 若平衡向右移動 則3a 1mol B的平衡量小于2mol 或平衡向左移動 則3a 1mol B的平衡量大于2mol 4 在 3 的平衡中 再加入3molC 所達到的平衡狀態(tài)與 1 2 3 皆為等效平衡狀態(tài) 因此C的物質(zhì)的量分數(shù)為 5 因為 5 小題中容器容積不變 而 1 小題中容器的容積縮小 所以 5 小題的容器中的壓力小于 1 小題容器中的壓力 有利于逆向反應(yīng) 故反應(yīng)達到平衡后a b 方法技巧點撥 1 小題達到的平衡是另幾小題平衡的標準和參照 由于 的反應(yīng)條件是恒溫 恒壓 所以只要A B的物質(zhì)的量的比為1 1 或任意量的C 假設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A B 其物質(zhì)的量的比也是1 1 都可以與 1 建立等同平衡 平衡時C的物質(zhì)的量與起始時A的量成正比 加入的C全部折算成A B 考點六化學平衡的有關(guān)計算 例6在5L的密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體 在一定條件下發(fā)生反應(yīng) 2A g B g 2C g 達平衡時 在相同條件下測得容器內(nèi)混合氣體的壓強是反應(yīng)前的 則A的轉(zhuǎn)化率為 A 67 B 50 C 25 D 5 B 解析 根據(jù)阿伏加德羅定律的推論 同溫同體積時 氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比 平衡時氣體的物質(zhì)的量為 2 1 mol 2 5mol 解法一 設(shè)達平衡時 B反應(yīng)了xmol 根據(jù)2A g B g 2C g 反應(yīng)前210變化量2xx2x平衡時2 2x1 x2x則 2 2x 1 x 2x 2 5 x 0 5a A 100 50 解法二 根據(jù)反應(yīng)的差量關(guān)系計算 由 2A g B g 2C g Dn2mol1mol2mol1mol分析可知 反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量的差量等于反應(yīng)掉的B的物質(zhì)的量 n B Dn 2 1 mol 2 5mol 0 5moln A 2n B 1mol 求得a A 50 方法技巧點撥 將題給條件中的壓強關(guān)系轉(zhuǎn)化成氣體物質(zhì)的量關(guān)系是解題的基礎(chǔ) 解法一是化學平衡計算的基本模式 解法二運用差量法計算可以簡化解題過程 提高解題速度 尤其適合于解選擇 填空類的計算題 1 反應(yīng)CO g H2O g CO2 g H2 g DH 0 在850 時 K 1 在一個體積可變的密閉容器中充入1 0molCO 3 0molH2O 1 0molCO2和xmolH2 下列說法不正確的是 A 900 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K 1B 850 時 若x 5 0mol 則起始時平衡向逆反應(yīng)方向移動C 850 時 若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行 則x應(yīng)滿足0 x 3D 850 時 已知x 3 則隨著x的增大 H2的轉(zhuǎn)化率一定始終增大 D 解析 本題考查了新信息條件下平衡的判斷 題給反應(yīng)的正反應(yīng)是一個放熱反應(yīng) 溫度升高 平衡向逆反應(yīng)方向移動 生成物濃度減小 反應(yīng)物濃度增大 由平衡常數(shù)的公式 可知K變小 由題850 時 若x 5 0mol 則c CO2 c H2 5 c CO c H2O 3 c CO2 c H2 c CO c H2O 平衡向逆反應(yīng)方向移動 2 已知H2 g I2 g 2HI g DH 0 有相同容積的定容密封容器甲和乙 甲中加入H2和I2各0 1mol 乙中加入HI0 2mol 相同溫度下分別達到平衡 欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度 應(yīng)采取的措施是 A 甲 乙提高相同溫度B 甲中加入0 1molHe 乙不改變C 甲降低溫度 乙不變D 甲增加0 1molH2 乙增加0 1molI2 C 解析 在相同條件下 甲 乙容器中達平衡時是等效平衡 欲使HI的平衡濃度甲 乙 能使用的方法有 變溫 若二者都變化同等溫度 必仍是等效平衡 A項錯 可讓甲降溫使平衡右移 C項對 變壓 不改變物料 壓縮甲 雖平衡不移動 但c HI 必增大 但該題是容器固定 所以此法不通 改變物料 B項中 充入惰性氣體 因容器固定 對各物的濃度沒影響 對平衡也沒影響 此法不通 若只甲中增加物料 任意一種物質(zhì) 不論平衡向哪方移動 平衡時c HI 必比原平衡大 可達目的 但D項中 甲 乙均增加物料 且二者增量相同 又因反應(yīng)中H2與I2的系數(shù)相同 所以甲與乙增量的功效相同 新平衡后的c HI 仍相同 不符題意 3 難揮發(fā)性二硫化鉭 TaS2 可采用如下裝置提純 將不純的TaS2粉末裝入石英管一端 抽真空后引入適量碘并封管 置于加熱爐中 其反應(yīng)為 TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g 下列說法正確的是 A 在不同溫度區(qū)域 TaI4的量保持不變B 在提純過程中 I2的量不斷減少C 在提純過程中 I2的作用是將TaS2從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)D 該反應(yīng)的平衡常數(shù)與TaI4和S2的濃度乘積成反比 1123K1023K C 解析 高溫區(qū) 向右反應(yīng) 生成的TaI4氣體流向低溫區(qū) 低溫區(qū) 向左反應(yīng) TaI4氣體生成TaS2固體 一段時間后 雜質(zhì)留在高溫區(qū) TaS2在低溫區(qū) 從而達到分離效果 不同溫度下反應(yīng)的方向不同 TaI4的量與溫度高低有關(guān)并非保持不變 A錯誤 因為是在同一密閉系統(tǒng)中 從質(zhì)量守恒定律可知 I2的量不可能不斷減少 而是充當一個 搬運工 的角色 將TaS2從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū) B錯誤 C正確 平衡常數(shù)與TaI4和S2的濃度乘積成正比 D錯誤 4 2011 四川 可逆反應(yīng) X g 2Y g 2Z g 2M g N g P g 分別在密閉容器的兩個反應(yīng)室中進行 反應(yīng)室之間有無摩擦 可滑動的密封隔板 反應(yīng)開始和達到平衡狀態(tài)時有關(guān)物理量的變化如圖所示 下列判斷正確的是 A 反應(yīng) 的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B 達平衡 時體系的壓強與反應(yīng)開始時體系的壓強之比為14 15C 達平衡 時 X的轉(zhuǎn)化率為D 在平衡 和平衡 中 M的體積分數(shù)相等 C 解析 溫度降低時 反應(yīng) 中氣體的物質(zhì)的量減少 說明平衡向正反應(yīng)方向移動 因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 由圖可以看出達到平衡 時體系的壓強與反應(yīng)開始時體系的壓強之比為 同理可以計算出達到平衡 時反應(yīng) 中氣體的物質(zhì)的量是 mol 即物質(zhì)的量減少了3 mol 所以達到平衡 時 X的轉(zhuǎn)化率為 由于溫度變化反應(yīng) 的平衡已經(jīng)被破壞 因此在平衡 和平衡 中M的體積分數(shù)不相等 5 一定溫度下 在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng) 2N2O5 g 4NO2 g O2 g DH 0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù) 下列敘述中正確的是 A 反應(yīng)達平衡后 若再通入一定量氮氣 則N2O5的轉(zhuǎn)化率將增大B 500s內(nèi)N2O5的分解速率為0 00296mol L s C 在T2溫度下 反應(yīng)1000s時測得NO2的濃度為4 98mol L 1 說明該條件下N2O5的轉(zhuǎn)化率增大D 在T2溫度下 反應(yīng)1000s時測得NO2的濃度為4 98mol L 1 則T2大于T1 B 解析 在恒容條件下通入不參與反應(yīng)的N2 由于反應(yīng)物和生成物的濃度均沒有發(fā)生變化 即化學反應(yīng)速率不變 化學平衡不發(fā)生移動 因此N2O5的轉(zhuǎn)化率不變 500s內(nèi)N2O5的濃度減少了1 48mol L 1 因此有v N2O5 1 48mol L 1 500s 0 00296mol L s T1溫度下反應(yīng)至1000s時c N2O5 減少了2 52mol L 1 根據(jù)化學方程式可知c NO2 增加了5 04mol L 1 現(xiàn)在T2溫度下 反應(yīng)至1000s時測得NO2的濃度為4 98mol L 1 說明該條件下N2O5的轉(zhuǎn)化率下降 考慮到該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 因此有T2 T1 6 將等物質(zhì)的量的F2和ClF混合 在密閉容器中發(fā)生反應(yīng) F2 g ClF g ClF3 g DH 0 下列敘述中 正確的是 雙選 A 恒溫恒容時 當ClF轉(zhuǎn)化40 時 容器內(nèi)的壓強為初始時的0 8倍B 若c F2 c ClF c ClF3 1 1 1 則反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)C 達到平衡后 若增大容器體積 則正反應(yīng)速率減小 逆反應(yīng)速率增大 平衡左移D 平衡后再降低溫度 保持恒容 達到新的平衡 則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大 AD 解析 經(jīng)計算A正確 B不是平衡狀態(tài)的標志 C若增大容器體積即減壓 正 逆反應(yīng)速率均減小 D降低溫度 平衡正向移動 氣體分子數(shù)減少 平均摩爾質(zhì)量增大 7 如圖所示 甲 乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動 甲中充入2molA和1molB 乙中充入2molC和1molHe 此時K停在0處 在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng) 2A g B g 2C g 反應(yīng)達到平衡后 再恢復(fù)至原溫度 回答下列問題 1 可根據(jù) 現(xiàn)象來判斷甲 乙中反應(yīng)都已達到平衡 2 達到平衡時 隔板K最終停留在0刻度左側(cè)a處 則a的取值范圍是 若一開始就將K F固定 其他條件均同 則達到平衡時 1 甲 乙中C的物質(zhì)的量的關(guān)系是甲 乙 填 或 或 2 如果測得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b 則乙中C的轉(zhuǎn)化率為 K F不再移動 0 a 2 1 b 解析 1 達到平衡時即達到了表觀靜止狀態(tài) 即裝置中的活塞K與F均不再移動 2 甲中的氣體若不轉(zhuǎn)化 則氣體的物質(zhì)的量最大為3mol 即停留在 0 刻度處 若甲中的A B氣體全部轉(zhuǎn)化為C 則氣體物質(zhì)的量變?yōu)?mol 則活塞K應(yīng)停留在 2 的位置 所以0 a 2 1 假設(shè)甲投入2molA和1molB 乙中投入2molC達平衡時兩容器內(nèi)是等效的 即平衡時C的物質(zhì)的量相等 然后再向乙容器中投入1molHe 由于是恒容容器 且He不參與反應(yīng) 故乙平衡不移動 則甲 乙兩容器中的C的物質(zhì)的量仍相等 2 若甲中A的轉(zhuǎn)化率為b 則平衡時生成C的物質(zhì)的量為2b 由于甲 乙完全等效 則乙容器中C的物質(zhì)的量也為2b 即C的轉(zhuǎn)化率 1 b 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全