高考化學新一輪總復習（考點突破+題型透析+實驗探究+學科方法）72 化學平衡狀態(tài)課件.ppt

第2講化學平衡狀態(tài) 第七章化學反應速率和化學平衡 1 可逆反應 2 化學平衡 化學反應的限度 1 建立過程 以為例 向密閉容器中充入一定量的n2和h2 使其反應 反應剛開始時 反應物濃度最大 正反應速率最 生成物濃度為0 逆反應速率為 反應進行中 反應物濃度逐漸減小 正反應速率逐漸 生成物濃度逐漸增大 逆反應速率逐漸 達到平衡時 正反應速率與逆反應速率 此時反應物 生成物的濃度均保持 大 0 減小 增大 相等 不變 2 v t圖描述建立過程如圖 3 概念一定條件下的可逆反應中 正反應速率與逆反應速率 反應體系中所有反應物和生成物的 保持不變的狀態(tài) 相等 濃度 4 平衡狀態(tài)的特征 2 向含有2mol的so2的容器中通入過量氧氣發(fā)生反應 2so2 o22so3 充分反應后 生成so3的物質的量 2mol 填 或 下同 剩余so2的物質的量 0mol 轉化率 100 1 反應2h2o2h2 o2 是否為可逆反應 不是可逆反應 因為兩個方向的反應條件不同 3 對于 1 若n2 h2 nh3的濃度不再隨時間的改變而改變 是否達到平衡狀態(tài) 平衡狀態(tài)的達到是否意味反應停止了 2 若某一時刻 v正 n2 v逆 nh3 此時是否達到平衡狀態(tài) 若3v正 n2 v正 h2 呢 1 是達到平衡狀態(tài) 達到平衡狀態(tài)反應并未停止 2 v正 n2 v逆 nh3 時未達到平衡狀態(tài) 因為對于同一反應用不同反應物表示反應速率時 反應速率與方程式中的各物質的化學計量數(shù)成正比 v正 n2 v逆 nh3 時 正 逆反應速率并不相等 而是正反應速率大于逆反應速率 平衡時應為2v正 n2 v逆 nh3 3v正 n2 v正 h2 時也未達到平衡狀態(tài) 因為n2和h2都是反應物 在反應的任何時段都會有3v正 n2 v正 h2 若3v正 n2 v逆 h2 才是平衡狀態(tài) 1 2014 唐山模擬 一定條件下 對于可逆反應x g 3y g 2z g 若x y z的起始濃度分別為c1 c2 c3 均不為零 達到平衡時 x y z的濃度分別為0 1mol l 1 0 3mol l 1 0 08mol l 1 則下列判斷正確的是 a c1 c2 3 1b 平衡時 y和z的生成速率之比為2 3c x y的轉化率不相等d c1的取值范圍為0mol l 1 c1 0 14mol l 1 平衡濃度之比為1 3 轉化濃度亦為1 3 故c1 c2 1 3 a c不正確 平衡時y生成表示逆反應 z生成表示正反應且vy 生成 vz 生成 應為3 2 b不正確 由可逆反應的特點可知0 c1 0 14mol l 1 題組一極端假設法解化學平衡狀態(tài)題的應用 d 2 在密閉容器中進行反應 x2 g y2 g 2z g 已知x2 y2 z的起始濃度分別為0 1mol l 1 0 3mol l 1 0 2mol l 1 在一定條件下 當反應達到平衡時 各物質的濃度有可能是 a z為0 3mol l 1b y2為0 4mol l 1c x2為0 2mol l 1d z為0 4mol l 1 a 題組一極端假設法解化學平衡狀態(tài)題的應用 上述題目2可根據(jù)極端假設法判斷 假設反應正向或逆向進行到底 求出各物質濃度的最大值和最小值 從而確定它們的濃度范圍 假設反應正向進行到底 x2 g y2 g 2z g 起始濃度 mol l 1 0 10 30 2改變濃度 mol l 1 0 10 10 2終態(tài)濃度 mol l 1 00 20 4 極端假設法確定各物質濃度范圍 假設反應逆向進行到底 x2 g y2 g 2z g 起始濃度 mol l 1 0 10 30 2改變濃度 mol l 1 0 10 10 2終態(tài)濃度 mol l 1 0 20 40平衡體系中各物質的濃度范圍為x2 0 0 2 y2 0 2 0 4 z 0 0 4 極端假設法確定各物質濃度范圍 3 下列說法可以證明h2 g i2 g 2hi g 已達平衡狀態(tài)的是 填序號 單位時間內(nèi)生成nmolh2的同時 生成nmolhi 一個h h鍵斷裂的同時有兩個h i鍵斷裂 百分含量w hi w i2 反應速率v h2 v i2 1 2v hi c hi c h2 c i2 2 1 1 溫度和體積一定時 某一生成物濃度不再變化 溫度和體積一定時 容器內(nèi)壓強不再變化 條件一定 混合氣體的平均相對分子質量不再變化 溫度和體積一定時 混合氣體顏色不再變化 溫度和壓強一定時 混合氣體的密度不再變化 題組二化學平衡狀態(tài)標志的判斷 4 雙選 2012 高考上海卷改編 一定條件下 在密閉恒容的容器中 發(fā)生反應 3sicl4 g 2n2 g 6h2 g si3n4 s 12hcl g h 0 能表示該反應達到平衡狀態(tài)的是 a 3v逆 n2 v正 h2 b v正 hcl 4v正 sicl4 c 混合氣體密度保持不變d c n2 c h2 c hcl 1 3 6 題組二化學平衡狀態(tài)標志的判斷 題組二化學平衡狀態(tài)標志的判斷 解析 選ac利用化學反應速率之比等于化學方程式計量系數(shù)比可知a項敘述表示v 正 v 逆 表示反應達到平衡態(tài) b項均表示正反應 無論反應是否處于平衡態(tài) 都成立 d項表示的濃度關系與是否平衡無關 混合氣體密度不變說明溶液中氣體質量不變 而平衡移動則氣體質量改變 所以c項表示達到平衡態(tài) 5 雙選 2012 高考山東卷改編 已知n2o4 g 2no2 g h 0 現(xiàn)將1moln2o4充入一恒壓密閉容器中 下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 題組二化學平衡狀態(tài)標志的判斷 解析 b項 對于一個特定反應 h固定不變 不能作為判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù) c項 隨著反應的進行 n2o4分解速率逐漸降低 ad 1 兩審 一審題干條件 是恒溫恒容還是恒溫恒壓 二審反應特點 全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應 有固體參與的等體積反應還是非等體積反應 2 兩標志 1 本質標志 v 正 v 逆 0 對于某一可逆反應來說 正反應消耗掉的反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率 2 等價標志 全部是氣體參加的氣體體積可變的反應 體系的壓強 平均相對分子質量不再隨時間而變化 例如 1 概念可逆反應達到平衡狀態(tài)以后 若反應條件 如 等 發(fā)生了變化 平衡混合物中各組分的濃度也會隨之 從而在一段時間后達到 這種由 向 的變化過程 叫做化學平衡的移動 2 過程 溫度 壓強 濃度 改變 新的平衡狀態(tài) 原平衡狀態(tài) 新平衡狀態(tài) 3 化學平衡移動與化學反應速率的關系 1 v正 v逆 平衡向正反應方向移動 2 v正 v逆 反應達到平衡狀態(tài) 不發(fā)生平衡移動 3 v正 v逆 平衡向逆反應方向移動 4 影響化學平衡的外界因素 1 影響化學平衡的外界因素在一定條件下aa g bb g mc g nd g h 0達到了平衡狀態(tài) 若其他條件不變 改變下列條件對平衡的影響如下 正反應 逆反應 減小 不移動 2 勒夏特列原理如果改變影響化學平衡的條件之一 如溫度 壓強 以及參加反應的化學物質的濃度 平衡將向著能夠 的方向移動 吸熱 不移動 減弱這種改變 1 正誤判斷 1 若化學反應速率改變 平衡一定發(fā)生移動 2 若平衡發(fā)生移動 則v正和v逆一定改變 3 若化學平衡向正向移動 反應物的轉化率一定增大 4 若改變體系的壓強 化學平衡不一定發(fā)生移動 2 填一填 對于n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 下列措施能提高h2轉化率的是 1 向反應器中注入過量n2 2 采用適當催化劑 3 在高壓下進行反應 4 在高溫下進行反應 5 不斷將nh3液化分離出來 6 采取循環(huán)操作 1 3 5 6 3 對于n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0平衡體系 升高溫度和增大n2的濃度對應的v t圖分別為 1 cocl2 g co g cl2 g h 0 當反應達到平衡時 下列措施 升溫 恒容通入惰性氣體 增加co濃度 減壓 加催化劑 恒壓通入惰性氣體 能提高cocl2轉化率的是 a b c d 該反應為體積增大的吸熱反應 所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動 恒壓通入惰性氣體 相當于減壓 恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響 增加co的濃度 將導致平衡逆向移動 題組一選取措施使化學平衡定向移動 b 2 2014 德州市月考 高溫下 反應2hbr g h2 g br2 g 正反應為吸熱反應 達到化學平衡時 要使混合氣體的顏色加深 可采取的方法是 a 減小壓強b 縮小體積c 降低溫度d 增大氫氣的濃度 a項減小壓強平衡不移動 br2的濃度不會增加 b項縮小體積 br2 g 的濃度增加 混合氣體顏色加深 c項降溫 平衡逆向移動 br2 g 濃度減小 顏色變淺 d項增大h2 g 的濃度 平衡逆向移動 br2 g 濃度減小 顏色變淺 題組一選取措施使化學平衡定向移動 b 3 某溫度下 在密閉容器中so2 o2 so3三種氣態(tài)物質建立化學平衡后 改變條件對反應 2so2 g o2 g 2so3 g h 0 的正 逆反應速率的影響如圖所示 題組一選取措施使化學平衡定向移動 1 加催化劑對反應速率影響的圖像是 填序號 下同 平衡 移動 2 升高溫度對反應速率影響的圖像是 平衡向 方向移動 3 增大反應容器體積對反應速率影響的圖像是 平衡向 方向移動 4 增大o2的濃度對反應速率影響的圖像是 平衡向 方向移動 題組一選取措施使化學平衡定向移動 解析 1 加入催化劑 正 逆反應速率均增大 圖像上應該出現(xiàn) 斷點 且應在原平衡的反應速率之上 催化劑使正 逆反應速率增大的倍數(shù)相同 則改變條件后的速率線應該平行于橫坐標軸 圖像為c 2 升高溫度 正 逆反應速率均增大 圖像上應該出現(xiàn) 斷點 且應在原平衡的反應速率之上 因題給反應的正反應放熱 升溫平衡逆向移動 所以v正 v逆 圖像為a 題組一選取措施使化學平衡定向移動 解析 3 增大反應容器體積即減小壓強 正 逆反應速率均減小 圖像上應該出現(xiàn) 斷點 且應在原平衡的反應速率之下 因減小壓強平衡逆向移動 所以v正 v逆 圖像為d 4 增大o2的濃度 正反應速率會 突然增大 圖像上出現(xiàn) 斷點 且應在原平衡的反應速率之上 但逆反應速率應該在原來的基礎上逐漸增大 圖像為b 題組一選取措施使化學平衡定向移動 答案 1 c不 2 a逆反應 3 d逆反應 4 b正反應 改變條件 4 2014 黑龍江期末 某溫度下 反應2a g b g 正反應為吸熱反應 在密閉容器中達到平衡 平衡后c a c b a 若改變某一條件 足夠時間后反應再次達到平衡狀態(tài) 此時c a c b b 下列敘述正確的是 a 在該溫度下 保持容積固定不變 向容器內(nèi)補充了b氣體 則ab 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 解析 選b a項中增加b氣體 相當于壓強增大 平衡正向移動 所以b a a錯誤 升高溫度 平衡正向移動 則b a c錯誤 若保持溫度 壓強不變 充入惰性氣體 則體積增大 平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動 即逆向移動 則a b d錯誤 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 5 2012 高考上海卷節(jié)選 用氮化硅 sin4 陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件 能大幅度提高發(fā)動機的熱效率 工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅 其反應如下 3sicl4 g 2n2 g 6h2 g si3n4 s 12hcl g h qkj mol 1 q 0 完成下列填空 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 1 上述反應達到平衡后 下列說法正確的是 a 其他條件不變 壓強增大 平衡常數(shù)k減小b 其他條件不變 溫度升高 平衡常數(shù)k減小c 其他條件不變 增大si3n4物質的量平衡向左移動d 其他條件不變 增大hcl物質的量平衡向左移動 2 若平衡時h2和hcl的物質的量之比為m n 保持其他條件不變 降低溫度后達到新的平衡時 h2和hcl的物質的量之比 m n 填 或 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 解析 1 因反應為放熱反應 故反應達到平衡后 升高溫度 平衡逆向移動 平衡常數(shù)k減小 b正確 溫度不變 加壓或改變反應物的濃度等平衡常數(shù)不變 a錯誤 其他條件不變 增加固體si3n4平衡不移動 c錯誤 其他條件不變 增大hcl的物質的量 平衡向消耗hcl的逆反應方向移動 d正確 2 降低溫度 化學平衡向放熱方向移動 即正向移動n h2 減小 n hcl 增大 故減小 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 答案 1 bd 2 6 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mx g ny g h qkj mol 1 反應達到平衡時 y的物質的量濃度與溫度 氣體體積的關系如下表所示 題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷 下列說法正確的是 a m nb q 0c 溫度不變 壓強增大 y的質量分數(shù)減少d 體積不變 溫度升高 平衡向逆反應方向移動 解析 溫度不變時 假設100 條件下 體積是1l時 y的物質的量為1mol 體積為2l時 y的物質的量為0 75mol l 1 2l 1 5mol 體積為4l時 y的物質的量為0 53mol l 1 4l 2 12mol 說明體積越小 壓強越大 y的物質的量越小 y的質量分數(shù)越小 平衡向生成x的方向進行 m0 b d項錯誤 c 幾種特殊情況 1 含義 在一定條件下 等溫等容或等溫等壓 對同一可逆反應體系 時加入物質的物質的量不同 而達到化學平衡時 同種物質的百分含量 2 原理 同一可逆反應 當外界條件一定時 反應無論從正反應開始 還是從逆反應開始 最后都能達到平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質的含量 由于化學平衡狀態(tài)與 有關 而與建立平衡的 無關 因此 同一可逆反應 從不同的狀態(tài)開始 只要達到平衡時條件 溫度 濃度 壓強等 完全相同 則可形成等效平衡 起始 相同 相同 條件 途徑 在等溫等容條件下 可逆反應 2a g b g 3c g d g h q1kj mol 1 q1 0 起始物質的量如下表所示 解析 等溫 等容條件下 對于左右氣相物質的化學計量數(shù)不等的可逆反應 改變起始時加入物質的物質的量 若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質 一邊倒 其物質的量對應相同 則它們互為等效平衡 1 上述反應達到平衡時 互為等效平衡的是哪幾組 達到平衡后 哪些量相同 2 達到平衡后 放出的熱量為q2kj 吸收的熱量為q3kj 則q1 q2 q3的定量關系為 互為等效平衡 表現(xiàn)在達到平衡后物質的量 質量 體積 物質的量濃度 組分百分含量 物質的量分數(shù) 質量分數(shù) 體積分數(shù) 相同 q2 q3 q1 1 2014 湖北聯(lián)考 相同溫度下 體積均為0 25l的兩個恒容容器中發(fā)生可逆反應 x2 g 3y2 2xy3 g h 92 6kj mol 1 實驗測得反應在起始 達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表所示 題組一等溫 等容條件下等效平衡的應用 下列敘述不正確的是 a 容器 中反應平衡時xy3的平衡濃度相同b 容器 中達到平衡時各物質的百分含量相同c 達平衡時 兩個容器中xy3的物質的量濃度均為2mol l 1d 若容器 體積為0 20l 則達平衡時放出熱量大于46 3kj 題組一等溫 等容條件下等效平衡的應用 解析 由化學方程式判斷這兩個反應屬于等效平衡 即達到平衡時各物質的量全部相同 濃度也相同 因此a b項正確 當容器體積減小時 平衡向氣體物質的量減小的方向即正向移動 因此會繼續(xù)放出熱量 則d項正確 達平衡時 xy3的物質的量濃度為1 6mol l 1 c項錯誤 c 2 2014 雅禮高三檢測 某溫度下 在一容積可變的容器中 反應2a g b g 2c g 達到平衡時 a b和c的物質的量分別為4mol 2mol和4mol 保持溫度和壓強不變 對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整 可使平衡右移的是 a 均減半b 均加倍c 均增加1mold 均減少1mol 題組二等溫 等壓條件下等效平衡的應用 題組二等溫 等壓條件下等效平衡的應用 解析 選c 由于反應是在恒溫 恒壓的可變活塞式容器中進行 故對平衡量進行加倍或減半的操作 相當于等效平衡 平衡狀態(tài)不變 平衡不移動 但都增加1mol相當于在各增加1mol 0 5mol 1mol的基礎上再增加0 5molb 前者增加屬于等效平衡 從而導致平衡正向移動 都減少1mol 相當于在各減少1mol 0 5mol 1mol的基礎上再減少0 5molb 前者屬于等效平衡 從而平衡應該逆向移動 3 2014 廣州模擬 在恒溫時 向某密閉容器中通入2molx和1moly氣體 發(fā)生如下反應 2x g y g 2z g 壓強一定時 測得在平衡時z的體積分數(shù)為0 4 1 與上述平衡保持同溫 同壓 若向密閉容器中通入4molx g 和2moly g 達到平衡 則z的體積分數(shù)為 平衡時 氣體的總物質的量是 2 與上述平衡保持同溫 同壓 若向密閉容器中通入x g 和y g 的物質的量分別記為n x n y 并滿足平衡時z的體積分數(shù)為0 4 則的取值范圍為 題組三等效平衡的綜合應用與比較 題組三等效平衡的綜合應用與比較 題組三等效平衡的綜合應用與比較 第一步 看 觀察可逆反應特點 物質狀態(tài) 氣體分子數(shù) 判斷反應是前后等氣體分子數(shù)的可逆反應還是反應前后不等氣體分子數(shù)的可逆反應 第二步 挖 挖掘題目條件 區(qū)分恒溫恒容和恒溫恒壓 注意密閉容器不等于恒容容器 第三步 倒 采用一邊倒法 將起始物質轉化成一邊的物質 第四步 聯(lián) 聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù) 結合題目條件判斷是否達到等效平衡 等效平衡判斷 四步曲 1 記住判斷平衡狀態(tài)的2個標志 1 v正 v逆 0 2 反應體系中各物質質量或濃度保持不變 2 理解化學平衡狀態(tài)的5個特征 逆 動 等 定 變 3 掌握1個原理 勒夏特列原理 即如果改變影響化學平衡的條件之一 如溫度 壓強以及參加反應的化學物質的濃度 平衡就向著減弱這種改變的方向移動 虛擬法解決化學平衡問題 1 優(yōu)點虛擬法是指在分析或解決問題時 根據(jù)需要和可能 虛擬出能方便解題的對象 并以此為中介 實現(xiàn)由條件向結論轉化的思維方法 通過設置虛擬對象 可以把比較模糊的問題具體化 明確化 使很多問題的解決更明確 易理解 為解決問題提供捷徑 2 解題關鍵虛擬法的解題關鍵是對比較復雜且有相互關聯(lián)的問題 認真分析它們的內(nèi)在聯(lián)系 虛擬出一個合理的 中間狀態(tài) 構建一個解決問題的橋梁 3 常見類型解決化學平衡問題時 合理使用虛擬法可以事半功倍 常見有以下三種類型 1 極端虛擬虛擬一個 極端狀態(tài) 即把相關的化學平衡問題推到極端狀態(tài) 假定可逆反應可以向一個方向完全進行到底 找出符合題意的可能的最大值或最小值 將事物變化的規(guī)律迅速暴露出來 使因果關系變得非常明顯 從而使問題順利解決 因該方法無法確定實際值 所以較適用于解答選擇題和半定量型的填空題 虛擬法解決化學平衡問題 3 常見類型 2 等效虛擬即虛擬一個 中間狀態(tài) 化學平衡的特點之一是 同 即條件不變時 無論反應從正反應方向開始 還是從逆反應方向開始 或是從中間某一狀態(tài)開始 均可以達到同一平衡狀態(tài)即等效平衡狀態(tài) 因此 合理設置 中間狀態(tài) 可以使問題順利解決 虛擬法解決化學平衡問題 3 常見類型 3 過程虛擬即對于一些較為復雜 抽象的過程往往難以作出明確的判斷 如果將其虛擬為若干個簡單 具體的過程 會使問題變得簡單明了 從而得以解決 在解題時若遇到比較條件改變后的新 舊平衡間某量的關系有困難時 可以考慮構建一個與舊平衡等效的 虛擬的第三平衡 然后通過壓縮或擴大體積等手段 再與新平衡溝通 以形成有利于問題解決的新結構 促使條件向結論轉化 虛擬法解決化學平衡問題 如右圖所示為裝有活塞的密閉容器 內(nèi)盛22 4mlno 若通入11 2ml氧氣 氣體體積均在標準狀況下測定 保持溫度 壓強不變 則容器內(nèi)混合氣體的密度為 a 等于1 369g lb 等于2 054g lc 在1 369g l和2 054g l之間d 大于2 054g l 虛擬法解決