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浙江省高三化學(xué) 第5單元19講 化學(xué)平衡的移動課件

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1、 1化學(xué)平衡移動:一定條件下的可逆反應(yīng)達(dá)到_以后,反應(yīng)_改變,平衡混合物中各組分的濃度也隨之發(fā)生_而達(dá)到新的_,這種由一個平衡達(dá)到新的平衡的過程稱為化學(xué)平衡移動。 化學(xué)平衡移動過程平衡狀態(tài)改變平衡狀態(tài)條件 2.反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響 (1)通過比較平衡破壞瞬時的正逆反應(yīng)速率的相對大小來判斷平衡移動方向。若外界條件改變,引起v(正)v(逆),此時正反應(yīng)占優(yōu)勢,則稱化學(xué)平衡向_ (或向_)反應(yīng)方向移動;若外界條件改變,引起v(正)v(逆),此時逆反應(yīng)占優(yōu)勢,則稱化學(xué)平衡向 _(或向_)反應(yīng)方向移動。若外界條件改變,雖能引起原v(正)和v(逆)的變化,但變化后新的v(正)和v(逆) _ ,則稱化學(xué)

2、平衡沒有發(fā)生移動。仍保持相等左逆右正 在實際中更多的是借助平衡移動后的效果,如體系壓強(qiáng)、密度和氣體平均相對分子質(zhì)量等改變情況來判斷平衡移動方向。但它們并不是在任何情況都可作為平衡移動方向的判據(jù)。 (2)外界條件對平衡移動的影響 溫度的影響升高溫度,化學(xué)平衡向_方向移動。降低溫度,化學(xué)平衡向_方向移動。深化理解:對正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響趨勢相同,但對于吸熱或放熱反應(yīng)影響的程度不同,對吸熱反應(yīng)影響的效果顯著(升時增得多,降時減得多)。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) 例如:對于反應(yīng):反應(yīng):2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0,在一密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)。注意點(diǎn):對任何一個平衡體系,溫度改變都會使平衡發(fā)生移動

3、。 濃度的影響_反應(yīng)物濃度或_生成物濃度,化學(xué)平衡向正方向移動移動。_反應(yīng)物濃度或_生成物濃度,化學(xué)平衡向逆方向移動。增大減小減小增大 例如:對于反應(yīng):2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0,在一密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)。特別說明:固體物質(zhì)濃度為常數(shù),增加或減少固體物質(zhì)的用量不會影響平衡的移動。 壓強(qiáng)的影響增大壓強(qiáng)會使平衡向著氣體體積_的方向移動;減小壓強(qiáng)會使平衡向著氣體體積_的方向移動。擴(kuò)大縮小 注意點(diǎn):因壓強(qiáng)的影響實質(zhì)是濃度的影響,所以只有當(dāng)這些“改變”能造成濃度改變時,平衡才有可能移動。若平衡體系中無氣體物質(zhì),則壓強(qiáng)的改變不影響正逆反應(yīng)速率,自然不會影響平衡的移動;若有氣體參與反應(yīng),

4、但反應(yīng)前后氣體的體積相同,則改變壓強(qiáng)會同等程度地加快(增大壓強(qiáng))或減慢(減小壓強(qiáng))正逆反應(yīng)速率,但平衡不會發(fā)生移動。恒溫恒容下,向容器中充入惰性氣體,平衡不發(fā)生移動。因壓強(qiáng)雖增加,但各反應(yīng)物和生成物的濃度都不改變。恒溫恒壓下,向容器中充入惰性氣體,平衡會向氣體體積增大的反應(yīng)方向移動。因容器體積要增加,各反應(yīng)物和生成物的濃度都降低引起平衡移動。例如:對于反應(yīng)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0對于反應(yīng):H2(g)I2(g) 2HI(g)H0。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,下列措施:升溫;恒容通入惰性氣體;增加CO的濃度;減壓;加催化劑;恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是() A B C D

5、B【解釋】本題考查化學(xué)平衡的移動。該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng),所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動。恒壓通入惰性氣體,相當(dāng)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(dǎo)致平衡逆向移動?!具w移訓(xùn)練1】對平衡CO2(g)CO2(aq)H19.75 kJ/mol,為增大二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度,應(yīng)采用的方法是( ) A升溫增壓 B降溫減壓 C升溫減壓 D降溫增壓【解釋】增大二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度,即使平衡正向移動,而正向氣體體積減小同時放熱,因此可以降低溫度,同時還可增大壓強(qiáng)。D 化學(xué)平衡的圖像問題 【例2】(2009全國)下圖表示反應(yīng)X(g) 4Y(g)Z(g);H0

6、,在某溫度時X的濃度隨時間變化的曲線: 下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是() A第6 min后,反應(yīng)就終止了 BX的平衡轉(zhuǎn)化率為85% C若升高溫度,X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85% D若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小【解釋】A項,6 min時反應(yīng)達(dá)平衡,但反應(yīng)未停止,故錯;B項,X的平衡轉(zhuǎn)化率為:(10.15)/10.85,正確;C項,H0,正反應(yīng)放熱,升溫,平衡逆向移動,X的轉(zhuǎn)化率減小,故C項錯;D項,溫度變化對正、逆反應(yīng)速率的影響不是同等倍數(shù)變化,故錯。B 【遷移訓(xùn)練2】在可逆反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)Hp。分析下列各圖,在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度t 、壓強(qiáng)關(guān)系正確的是( )B

7、【解釋】本題比較綜合地考查“勒夏特列原理”。當(dāng)壓強(qiáng)一定時,隨著溫度的升高,平衡向逆方向移動,A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,C、D選項錯;當(dāng)溫度一定時,隨著壓強(qiáng)的增大,平衡向正方向移動,A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,A錯。 等效平衡規(guī)律【例3】在一個固定體積的密閉容器中,保持一定溫度,進(jìn)行以下反應(yīng):H2(g)Br2(g) 2HBr(g),已知加入1 mol H2和2 mol Br2時,達(dá)到平衡后生成a mol HBr。在相同條件下,起始時加入H2、Br2、HBr的物質(zhì)的量分別為x、y、z(均不為零),如果仍保持平衡時各組分的百分含量不變,以下推斷正確的是() Ax、y應(yīng)滿足的關(guān)系是y2x Bx、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系是4x

8、z2y C達(dá)平衡時HBr的物質(zhì)的量為 mol D達(dá)平衡時HBr的物質(zhì)的量一定仍為a molB【解釋】這是一個關(guān)于等效平衡的問題,而本反應(yīng)又是一個等體反應(yīng),所以有兩種情況要考慮:把HBr的量z mol換算成氫氣和溴蒸氣的量后,氫氣的總量為xz/2,溴蒸氣的總量為yz/2。一種情況是:xz/21,yz/22,這樣發(fā)現(xiàn)無正確選項;另一情況是:(xz/2) (yz/2)1 2,計算得4xz2y,選項B正確;達(dá)平衡時,HBr的物質(zhì)的量應(yīng)為(xz/2)a mol,C、D錯?!具w移訓(xùn)練3】在相同溫度和壓強(qiáng)下,對反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實驗,實驗起始時放入容器內(nèi)各

9、組分的物質(zhì)的量見下表。上述四種情況達(dá)到平衡后,n(CO)的大小順序是( )A乙丁丙甲 B乙丁甲丙C丁乙丙甲 D丁丙乙甲A物質(zhì)物質(zhì)的量實驗CO2H2COH2O甲a mola mol0 mol0 mol乙2a mola mol0 mol0 mol丙0 mol0 mola mola mol丁a mol0 mola mola mol【解釋】從等效平衡的方法和影響化學(xué)平衡的因素來分析 CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)甲: a mol a mol 0 mol 0 mol乙: 2amol a mol 0 mol 0 mol等效后的丙: a mol a mol 0 mol 0 mol等效后的?。?/p>

10、 2a mol a mol 0 mol 0 mol 化學(xué)平衡的有關(guān)計算【例4】(2009寧夏)在一定溫度下,反應(yīng)H2(g)X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX(g)通入體積為1.0 L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于() A5% B17% C25% D33%B【解釋】1/2H2(g)1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)K1為10,那么HX(g) 1/2H2(g)1/2X2(g)的平衡常數(shù)K2為1/10,2HX(g)H2(g)X2(g)的平衡常數(shù)K3為(1/10)20.01。設(shè)HX(g)分解x mol/L,有 2HX(g)H2(g)X2(g)起始

11、量(mol/L) 1 0 0起始量(mol/L) x x/2 x/2平衡量(mol/L) 1x x/2 x/2 ,得到x0.17,所以,該溫度時HX(g)的最大分解率接近于17%。322 20.011x xKx【遷移訓(xùn)練4】在一定溫度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器里,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2O2 2SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?,F(xiàn)在該容器中維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(mol),如a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達(dá)到平衡時完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?(

12、1)若a0,b0,則c_。 (2)若a0.5,則b_和c_。 (3)a、b、c必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示 , 其 中 一 個 只 含 a 和 c , 另 一 個 只 含 b 和 c ) _(ac)2,bc/211.5 mol0.25 mol2 mol催化劑【解釋】因為要“保證達(dá)到平衡時完全相同”,所以必須是:ac2,bc/21。 (1)把a(bǔ)0,b0代入上式,得c2 mol。 (2)a0.5,則c1.5,b0.25。1.在密閉容器中,對于反應(yīng)2SO2O22SO3(g),SO2和O2起始時分別為20 mol和10 mol,達(dá)到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為80%,若從SO3開始進(jìn)行反應(yīng),在

13、相同的條件下,欲使平衡時各成分的體積分?jǐn)?shù)與前者相同,則起始時SO3的物質(zhì)的量及SO3的轉(zhuǎn)化率為( ) A10 mol和10% B20 mol和20% C20 mol和40% D30 mol和80% B 【解釋】因為在相同的條件下,一個可逆反應(yīng)無論是從反應(yīng)物開始還是從生成物開始,達(dá)平衡狀態(tài)時,結(jié)果是完全一樣的。所以本題中只要將SO2和O2的量完全轉(zhuǎn)換為SO3的量即可,即SO3的物質(zhì)的量為20 mol,達(dá)平衡時還剩余SO316 mol,即轉(zhuǎn)化率為(2016)/2020%。2.(2009天津)人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與O2結(jié)合生成HbO2,因此具有輸氧能力。CO吸入肺中發(fā)生反應(yīng):COHbO2O

14、2HbCO,37時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K220。HbCO的濃度達(dá)到HbO2濃度的0.02倍,會使人智力受損。據(jù)此,下列結(jié)論錯誤的是( ) ACO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)K B人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結(jié)合的O2越少 C當(dāng)吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時,人的智力才會受損 D把CO中毒的病人放入高壓氧艙中解毒,其原理是使上述平衡向左移動 C 【解釋】由反應(yīng)方程式知,K的表達(dá)式正確,A對;CO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)達(dá)220,可見其正向進(jìn)行的程度很大,B正確; ,由題意知,K220, 0.02時,人智力受損,則c(CO)/c(O2)9105,C項錯;D項,當(dāng)O2濃度很大時,題中平衡將

15、逆向移動,從而解救人,正確。 3.對于平衡體系mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)H0。下列結(jié)論中不正確的是( ) A若溫度不變,將容器的體積縮小到原來的一半,此時A的濃度為原來的2.1倍,則mnpq B若平衡時,A、B的轉(zhuǎn)化率相等,說明反應(yīng)開始時,A、B的物質(zhì)的量之比為m n C若mnpq,則往含有a mol氣體的平衡體系中再加入a mol的B,達(dá)到新平衡時,氣體的總物質(zhì)的量等于2a D若溫度不變時,壓強(qiáng)增大到原來的2倍,達(dá)到新平衡時,總體積一定比原來的1/2要小 D 【解釋】若溫度不變,將容器的體積縮小到原來的一半,首先各物質(zhì)的濃度本來就要增大到原來的兩倍,另外平衡的移動對濃度又有影

16、響,現(xiàn)A的濃度為原來的2.1倍,說明增大壓強(qiáng)平衡是向逆方向移動的,所以mnpq,A正確;據(jù)轉(zhuǎn)化率的計算公式即可推測B選項正確;因為mnpq,則反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變,C正確;溫度不變時,壓強(qiáng)增大到原來的2倍,達(dá)到新平衡時,總體積的大小還要考慮mn與pq的大小關(guān)系,若兩者相等,則總體積就是原來的一半,D錯。4.(2009廣東)取5等份NO2,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g)H0。反應(yīng)相同時間后,分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中,可能與實驗結(jié)果相符的是( )BD 【解釋】在恒容狀態(tài)

17、下,在五個相同的容器中同時通入等量的NO2,反應(yīng)相同時間。那么則有兩種可能,一是已達(dá)到平衡狀態(tài),二是還沒有達(dá)到平衡狀態(tài),仍然在向正反應(yīng)移動。若5個容器在反應(yīng)相同時間下,均已達(dá)到平衡,因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以B正確。 若5個容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的,那么溫度越高,反應(yīng)速率越大,會出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快,導(dǎo)致NO2的百分含量降低的情況,在D圖中轉(zhuǎn)折點(diǎn)為平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點(diǎn)左側(cè)為未平衡狀態(tài),右側(cè)為平衡狀態(tài),D正確。5.2 mol X和1 mol Y的混合氣體置于等壓密閉容器中,此時容器的體積為120 L,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):2X(

18、g)Y(g)2Z(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時,測得氣體的密度變?yōu)榉磻?yīng)前的1.2倍。請回答下列問題: (1)達(dá)平衡狀態(tài)A時,Y的轉(zhuǎn)化率為_,容器的體積為_;在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中通入少量Y,體系中X的體積分?jǐn)?shù)將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。減小100 L50% (2)若在同一容器中起始加入X、Y、Z分別為a、b、c mol,達(dá)到平衡后Y的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同,則起始時a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系為_。 (3)若反應(yīng)在一體積為120 L的等容密閉容器中進(jìn)行,要使平衡后各氣體體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同,則起始時應(yīng)加入X:_mol,Y:_mol,Z:0 mol。1.2 2.4 a2b、c0 【

19、解釋】(1)設(shè)平衡A時容器的體積為V L,則據(jù)題意:120/V1.2,V100 L。2X(g)Y(g) 2Z(g) 始 2 1 0 變 x x/2 x 終 2x 1x/2 x所以 3 120(3x/2) 100 x1 Y的轉(zhuǎn)化率為1/250% 在達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中通入少量Y,則由于氣體總量的增加,X的體積分?jǐn)?shù)將減少。 (2)這是一個在等壓條件下的等效平衡,所以只要使a b2 1即可,c值無所謂,因為將c完全轉(zhuǎn)換為X、Y的值,仍符合X Y2 1的結(jié)果。 (3)本題可以這樣想:12010020,即在(1)(反應(yīng)后體積為100 L)的基礎(chǔ)上再加20 L,則再加入的物質(zhì)的量為原來的1/5,所以X:22/52.4;11/51.2。

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