课时3 化学平衡的移动
[2018备考·最新考纲]
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡建立的过程。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。3.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 可逆反应与化学平衡状态 (考点层次A→自学、识记、辨析)
1.可逆反应
2.化学平衡状态 (1)概念
一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。 (2)建立过程
在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:
以上过程可用下图表示:
(3)平衡特点
1
提醒:①化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立。 ②化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等。
③化学反应达平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但不一定相等。
教材
VS
高考
1.(RJ必修2·P51“思考与交流”改编)向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2催化剂
+O2加热2SO3,充分反应后生成SO3的物质的量<2 mol(填“<”、“>”或“=”,下同),SO2的物质的量>0 mol,转化率<100%。
2.(SJ选修4·P512改编)一定温度下,对可逆反应A(g)+能说明反应已达到平衡的是( )
A.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C B.容器内B的浓度不再变化 C.混合气体的物质的量不再变化 1
D.A的消耗速率等于C的生成速率的倍
2答案 B
3.(溯源题)(海南高考)可逆反应A(g)+达到平衡的是③。 ①压强不随时间改变 ②气体的密度不随时间改变 ③c(A)不随时间改变
④单位时间里生成C和D的物质的量相等
探源:本考题源于教材SJ选修4 P46“化学平衡状态”,对化学平衡状态的特征及其判断依据进行了考查。
[诊断性题组]
1.基础知识判断,正确的划“√”,错误的划“×”
+D(g)。下列依据能判断该反应已
的下列叙述中,
2
电解
(1)2H2O点燃2H2↑+O2↑为可逆反应(×) (2)二次电池的充、放电为可逆反应(×)
(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化(√)
(4)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等(√)
(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度(√) (6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变(√) (7)对NO2(g)+SO2
3
(g)+NO(g)反应,当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
时,说明反应达到平衡状态(×) (8)对于反应A(g)+
+D(g),当密度保持不变,在恒温恒容或恒压条件下,
均不能作为达到化学平衡状态的标志(×) (9)恒温恒容下进行的可逆反应:2SO2(g)+O2耗速率相等时,反应达到平衡(×)
(10)在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2保持不变时能说明该反应已达到平衡状态(√)
2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4学平衡的是( ) A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
解析 该反应是有固体参与的非等体反应,且容器体积不变,所以压强、密度不变均可作为平衡的标志,该题应特别注意D项,因为该反应为固体的分解反应,所以NH3、CO2的体积21??分数始终为定值?NH3为,CO2为?。 33??答案 C
3.(2017·湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得:
3
2
3
(g),当SO3的生成速率与SO2的消
(g)体系中,当该容器内颜色
(g)+CO2(g)。判断该分解反应已经达到化
(g)+CO2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH。
在温度为T1时,此反应的平衡常数K=0.5。在2 L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2,反应到
3
某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol,请回答下列问题: (1)该时刻的化学反应________(填“已达到”或“未达到”)平衡状态。
(2)下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是________(填字母)。 a.v正(CO2)=v逆(CO2) b.c(CO2)=c(CO)=0.5 mol/L c.混合气体的密度不变 d.CO2的体积分数保持不变
(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡状态时,则乙苯的物质的量浓度________(填字母)。 a.大于0.5 mol/L c.等于0.5 mol/L 解析 (1)各组分的浓度均为
b.小于0.5 mol/L d.无法确定
1.0 mol0.5×0.5×0.5
=0.5 mol/L,Q==0.5=K,则该时刻2 L0.5×0.5
反应达到平衡状态。(2)a项,对同一物质来说,正、逆反应速率相等,说明反应已达到平衡状态;b项,结合(1)可知是平衡状态;c项,在恒容容器中,混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化,即密度始终没有变化,与是否达到平衡状态无关;d项,随着反应进行,CO2的体积分数逐渐减小,当CO2的体积分数保持不变时,即达到平衡状态。(3)该反应为正向吸热、气体分子数增大的反应,若维持恒压绝热,相当于在原平衡的基础上降温,同时增大容器的容积,二者对乙苯浓度的影响无法确定。 答案 (1)已达到 (2)abd (3)d 【方法总结】
判断化学平衡状态的两方法和两标志 1.两方法——逆向相等、变量不变
(1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。 2.两标志——本质标志、等价标志
(1)本质标志:v(正)=v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。 (2)等价标志
①全部是气体参加的非等体积反应,体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如,N2(g)+3H2
3
(g)。
②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。
4
③对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。
④对于有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。例如,2NO2(g)
N2O4(g)。
⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。 ⑥绝热体系的温度不变,说明反应处于平衡状态。 拓展 在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比,⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)+O2(2)能说明I2(g)+H2(3)能说明
(4)能说明C(s)+CO2(5)能说明A(s)+(6)能说明NH2COONH4(7)能说明5CO(g)+I2O5
3
24
3
(g)达到平衡状态的是①③④⑦。 达到平衡状态的是⑤⑦。
O(g)达到平衡状态的是①③④⑤⑦。
达到平衡状态的是①②③④⑦。 +D(g)达到平衡状态的是②④⑦。 (g)+CO2(g)达到平衡状态的是①②③。
2
(g)+I2(s)达到平衡状态的是②④⑦。
考点二 化学平衡移动 (考点层次B→共研、理解、整合)
1.化学平衡的移动
平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示:
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
v正>v逆,平衡向正反应方向移动;
v正=v逆,反应达到平衡状态,不发生平衡移动 ; v正 3.外界因素对化学平衡移动的影响 5 4.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。 提醒:①化学平衡发生移动的实质是正逆反应速率不相等。正逆反应速率发生变化,平衡不一定移动。例如使用催化剂,正逆反应速率均增加,但是同等程度地增加,正逆反应速率仍然相等,所以平衡不发生移动。 ②不能认为平衡正向移动时反应物的浓度一定减小,生成物的浓度一定增大。 ③v(正)增大或v(逆)减小,平衡不一定向正反应方向移动。只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。 ④外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的改变,但不能“消除”条件的改变。 教材 1.(SJ选修4·P561改编)反应2SO2+O2确的是( ) A.增大压强,平衡向右移动,O2的浓度一定减小 B.增加O2的浓度,平衡向右移动,SO2的转化率增大 C.此时一定满足c(SO2)=2c(O2) D.平衡向右移动时反应物的浓度减小,生成物的浓度增大 答案 B 2.(溯源题)[2016·天津理综,10(3)]在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+ VS 高考 2SO3在一定温度下达到平衡,下列说法正 yH2 x+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。 a.容器内气体压强保持不变 b.吸收y mol H2只需1 mol MHx c.若降温,该反应的平衡常数增大 d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢) 6 4.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。 提醒:①化学平衡发生移动的实质是正逆反应速率不相等。正逆反应速率发生变化,平衡不一定移动。例如使用催化剂,正逆反应速率均增加,但是同等程度地增加,正逆反应速率仍然相等,所以平衡不发生移动。 ②不能认为平衡正向移动时反应物的浓度一定减小,生成物的浓度一定增大。 ③v(正)增大或v(逆)减小,平衡不一定向正反应方向移动。只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。 ④外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的改变,但不能“消除”条件的改变。 教材 1.(SJ选修4·P561改编)反应2SO2+O2确的是( ) A.增大压强,平衡向右移动,O2的浓度一定减小 B.增加O2的浓度,平衡向右移动,SO2的转化率增大 C.此时一定满足c(SO2)=2c(O2) D.平衡向右移动时反应物的浓度减小,生成物的浓度增大 答案 B 2.(溯源题)[2016·天津理综,10(3)]在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+ VS 高考 2SO3在一定温度下达到平衡,下列说法正 yH2 x+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。 a.容器内气体压强保持不变 b.吸收y mol H2只需1 mol MHx c.若降温,该反应的平衡常数增大 d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢) 6 百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,70教育网,提供经典综合文库版高考化学总复习专题七化学平衡的移动教学案苏教版070419在线全文阅读。
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