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第七章化学反应速率和化学平衡 10分钟识记 一举双得的课前预案 5分钟体会 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 考点一一突破

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2 第七章化学反应速率和化学平衡 10分钟识记 一举双得的课前预案 5分钟体会 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 考点一一突破
第三讲 化学平衡的移动化学反应进行的方向 10分钟识记 一举双得的课前预案 5分钟体会 一气贯通的课堂学案 考点一一突破 要点一网打尽 一卷冲关的课后练案

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4 一、化学平衡的移动 1.外界条件对化学平衡的影响 在一定条件下,aA(g)+bB(g)mC(g) ΔH<0达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:

5 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 正反应 逆反应

6 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向 压强(对有气体存在的反应)) a+b>m 增大压强 向 方向移动 减小压强 a+b=m 改变压强 正反应 逆反应 不移动

7 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向 温度 升高温度 向 方向移动 降低温度 向 方向移动 催化剂 使用催化剂 逆反应 正反应 不移动

8 2.勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够 的方向移动。 减弱这种改变

9 [思考·感悟] 1.某一可逆反应,一定条件下达到了平衡状态,若化 学反应速率发生了改变,平衡一定发生移动吗? [提示] 不一定;如反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,或使用催化剂化学反应速率发生变化,但平衡不发生移动。

10 二、化学反应进行的方向 1.自发过程 (1)含义: 在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点: ①体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或放出热量)。 ②在密闭条件下,体系有从 转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。 高能量 低能量 有序 无序

11 2.化学反应方向的判据 (1)焓判据: 放热过程中体系能量 ,ΔH ,具有自发进行的倾向,但有些吸热反应也可以自发进行,故只用焓变判断反应方向不全面。 降低 <

12 (2)熵判据: ①熵:量度体系 程度的物理量,符号为 ,熵值越大,体系混乱度 。 ②常见的熵增过程: a.气体的扩散。 b.不同状态的同一种物质:S(g) S(l) S(s)。 c.反应前无气体,反应后有产生气体的过程。 d.反应前后都有气体,但气体的物质的量增加的反应。 混乱 S 越大 > >

13 ③熵判据:体系的混乱度 ,ΔS>0,反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行,故只用熵变来判断反应方向也不全面。
增大

14 3.焓变、熵变与反应方向 在温度、压强一定的条件下,化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果,反应方向的判据为 ΔH-TΔS

15 能够 平衡 不能

16 [思考·感悟] 2.放热反应(ΔH<0)一定能自发进行吗?吸热反应 (ΔH>0)一定不能自发进行吗? [提示] 有些放热反应不能自发进行,如碳的燃烧;而有些吸热反应却能自发进行,如NH4Cl与Ba(OH)2的反应在常温下能自发进行。

17 1.下列反应过程中,ΔH>0且ΔS>0的是 (  )
A.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) B.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) C.4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) D.HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) 解析: A、C是熵减的放热反应;D是放热反应。 答案: B

18 2. 对于反应2X+Y2Z(正反应为放热反应),若升高
温度则能使 (  ) A.反应速率不变,Z的产量减少 B.反应速率增大,Z的产量减少 C.反应速率减小,Y的转化率降低 D.反应速率增大,Z的产量增大 解析:升高温度,反应速率增大,化学平衡向逆反应方向移动。 答案: B

19 3.判断下列描述的正误。 (1)在其他条件不变时,增大压强,化学平衡一定发生移动。 (  ) (2)对于熵值增大的反应,任何温度下都能自发进行。 (  ) (3)化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大。 (  )

20 (4)其他条件不变时,升高温度,化学平衡一定发生移动。 (  )
(5)对于反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,从能量角度和熵变角度看,该反应都是自发进行的。 (  )

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22 (3)增大一种反应物的浓度,可提高另一反应物的转化率,而本身的转化率降低。
(4)任何化学反应都有一定的热效应,升高温度、平衡一定向吸热反应方向移动。 (5)该反应ΔH<0、ΔS<0,该反应能否自发进行与温度有关,低温下能自发进行。 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×

23 4.在密闭容器中进行如下反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),
在温度T1和T2时,产物的量与时间的关系如图所示, 符合图像的正确判断是 (  ) A.T1>T2,ΔH>0      B.T1>T2,ΔH<0 C.T1<T2,ΔH>0 D.T1<T2,ΔH<0

24 解析:观察曲线,T2先达平衡,则T2>T1,再看平衡时HI的量,温度高时HI的量少,说明正反应放热,D选项符合题意。

25 5.一定温度下,密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0反应达平衡后,改变下列条件, 判断平衡移动的方向。(填“向左”“向右”“不”。) (1)增大N2的浓度,平衡________移动。 (2)升高温度,平衡________移动。 (3)加入催化剂,平衡________移动。 (4)减少H2的浓度,平衡________移动。

26 解析:(1)增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动。
(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动。 (3)加入催化剂,能同等程度地改变正、逆反应的反应速率,平衡不移动。 (4)减少反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。 答案: (1)向右 (2)向左 (3)不 (4)向左

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28 考纲展示 考点关注 (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 (1)外界条件对化学平衡的影响 (2)化学平衡的图像分析 (3)结合化工生产、环保等社会热点问题考查化学平衡理论的应用 (4)利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向

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30 1.一般思路

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33 [特别提醒] 平衡体系中加入的“惰性气体”并非专指稀有气体,凡不与本反应体系中的物质发生反应的气体都可称之为“惰性气体”。

34 [例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的浓度 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.①②④         B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

35 [解析] 该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使化学平衡正向移动;恒压通入惰性气体,相当于减压,也可使平衡正向移动;恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响;而增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。 [答案]  B

36 误区警示   判断平衡移动方向时应注意以下问题: (1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,平衡才向正反应方向移动。 (2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使其他反应物的转化率提高。 (3)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。

37 1-1.如要提高例题COCl2的转化率,还有什么措施?

38 解析:使该平衡向正反应方向移动的措施,除升温、降压外,还可以降低生成物的浓度。
答案:及时移走生成物

39 1-2.已知KSCN溶液与FeCl3溶液发生如下反应:
FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl 往上述平衡体系中加入KCl溶液,平衡向哪个方向移动?若改为加入KCl固体呢?

40 解析:FeCl3溶液与KSCN溶液的反应,实质上是:
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 加入KCl溶液,相当于加水稀释,上述平衡逆移;而加入KCl固体时,平衡体系中各组分的浓度不变,平衡不发生移动。 答案:向逆反应方向移动 不移动

41 1-3.(2011·海南高考)氯气在298 K、100 kPa时,在1 L
水中可溶解0.09 mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题: (1)该反应的离子方程式为___________________________________________;

42 (2)估算该反应的平衡常数(列式计算); (3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向________移动; (4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡将向________移动。

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44 (3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,溶液中的氢离子与氢氧根离子反应,氢离子浓度减小,平衡向正反应方向移动。
(4)增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度增大,平衡向正反应方向移动。

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46 1.常见的图像 对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g), 若m+n>p+q且ΔH>0。

47 (1)v-t图像:

48 (2)c或w-t图像: a是在b的基础上加入正催化剂

49 (3)c或α-p(T)图像:

50 2.解题思路

51 [特别提醒] 解答化学平衡图像问题应注意:曲线上的点是不是表示平衡状态。横坐标是时间的曲线,曲线上的点不一定都表示平衡状态;横坐标是温度或压强的曲线上的点一般表示平衡状态,这些点之间的关系反映了化学平衡的移动情况。

52 [例2] (2011·重庆高考)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 (  )

53 A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);
B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);ΔH>0 C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g);ΔH>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+ 2H2O(g);ΔH<0

54 [解析] 本题考查化学平衡知识,通过分析图像确定可能对应的反应。观察图像可知,达到平衡用的时间短反应速率快,T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低,说明平衡逆向移动,正反应放热,ΔH<0;增大压强水蒸气的百分含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数减少,综合分析A选项中反应符合要求。 [答案] A

55 探规寻律   解答有关化学平衡的图像题时,比较快而准的方法是抓好以下“三看”: 一看可逆反应的特征:该反应是吸热反应还是放热反应,是气体总体积扩大、缩小还是不变的反应; 二看外界条件的变化:横坐标是时间、浓度、压强还是温度,纵坐标是浓度、转化率还是物质的百分含量等; 三看曲线变化的趋势:每条曲线的变化趋势是上升还是下降,曲线有无拐点、极值点。 由以上“三看”,再结合勒夏特列原理,不难解答有关化学平衡的图像题。

56 2-1.例2中B项反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势
如何呢?请仿照例2画出。

57 解析: B项反应为气体体积不变的吸热反应,升温,平衡正移,水蒸气含量增大,增大压强,平衡不移动,但达到平衡的时间缩短,据此可画出图像。
答案:

58 2-2.现有下列两个图像:

59 下列反应中符合上述图像的是 (  ) A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0 B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0 C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0 D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0

60 解析:由Ⅰ知升高温度,生成物浓度增加,平衡向正反应方向移动,正反应吸热;由Ⅱ知,增大压强,逆反应速率大于正反应速率,则该反应为气体体积增大的反应,故B项符合。

61 2-3.(2011·山东高考,节选)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是_______________________________________________。

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63 解析:本题考查反应热、化学平衡等,意在考查考生综合运用化学反应原理的能力。根据图示,当压强相同时,降低温度,CO的平衡转化率升高,说明降温平衡向正反应方向移动,因此正反应为放热反应,ΔH<0。
答案: < 在1.3×104 kPa下,CO转化率已较高,再增大压强,CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失

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65 一、命题常设误角度诊断 1 病例:一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS<0(2011·江苏高考) 诊断:熵值增大、减小的判断错误 2 病例:处理废气中氮氧化物发生的化学反应为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) N2(g)+3H2O(l) ΔH<0,其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大(2010·安徽高考) 诊断:催化剂能加快化学反应速率,但不能使平衡移动

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67 5 病例:某溶液中存在下列平衡Sn(s)+Pb2+(aq) Sn2+(aq) +Pb(s),在平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小(2011·福建高考) 诊断:不明确浓度对平衡的影响

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69 2.掌握影响平衡移动的3个规律: ①增大反应物浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动。增大生成物浓度或减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动。 ②增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动。减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。 ③升高温度,平衡向吸热反应方向移动,降低温度,平衡向放热反应方向移动。

70 点 击 下 图 进 入


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