2023届一轮复习人教版 第24讲　化学平衡移动　反应进行的方向 学案（浙江专用）

1、第24讲化学平衡移动反应进行的方向内容要求1.知道化学反应是有方向的,化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。2.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。3.学生必做实验:探究影响化学平衡移动的因素。4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要应用。5.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。知识点1化学平衡移动一、化学平衡移动的过程二、化学平衡移动与化学反应速率的关系1.v正v逆:平衡向正反应方向移动。2.v正=v逆:平衡不发生移动。3.v正v逆:平衡向逆反应方向移动。三、影响化学平衡的外界因素1.若其他条件不变,改变下列条件对化学

2、平衡的影响如下:条件的改变(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参与的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体分子数不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂使用催化剂同等程度改变v正、v逆,但平衡不移动2.“惰性气体”对化学平衡的影响(1)恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。(2)恒温、恒压条件3.勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的一个因素(如温度

3、、压强、浓度等),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。1.化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动。()2.升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v放减小,v吸增大。()3.对于反应I2(g)+H2(g)2HI(g),若使体系颜色变浅,则平衡一定正向移动。()4.往平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固体,平衡将向逆反应方向移动,溶液颜色将变浅。()5.对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g),恒温恒容下再充入一定量的NH3,NH3的转化率增大。()答案:1.2.3.4.5.题点一平衡移动方向的判断1.下列叙述及解

4、释正确的是(D)A.2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)H0,在达到平衡后,升高平衡体系温度,因为平衡正向进行,故体系颜色变浅B.H2(g)+I2(g)2HI(g)HT2,升高温度,C的质量分数减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应。(2)达到平衡后,增大容器内压强,C的质量分数减小,说明平衡逆向移动,则反应物的气体化学计量数之和小于生成物的气体化学计量数之和,若A、B、C均为气体,则m小于2。(3)该反应的反应物的气体化学计量数之和小于生成物的气体化学计量数之和,若m=2,则说明A为固态或液态。(4)温度和容积不变时,如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体,反应

5、物和生成物的浓度均不发生改变,正、逆反应速率依然相等,平衡不移动。答案:(1)吸热(2)小于(3)固态或液态(4)不移动 解答化学平衡移动类试题的一般思路题点二平衡移动引起“量”的变化3.在某密闭容器中,反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡时,B的浓度为0.6 molL-1,若保持温度不变,将容器的容积扩大为原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为0.3 molL-1。下列判断正确的是(C)A.a+bc+d,错误;B.据上述分析可知,平衡逆向移动,错误;C.平衡逆向移动,D的体积分数减小,正确;D.因容器的容积增大,则达到新平衡时,A、B、C、D的浓度都比原平衡时的小,错误。4

6、.(2021宁波九校联考)某温度下,在1 L恒容密闭容器中投入2 mol CO,进行反应:2CO(g)CO2(g)+C(s)H0,n(CO2)随时间的变化图像如图所示,t1后,若改变下列条件,下列说法正确的是(D)A.其他条件不变,增大CO的浓度,平衡正向移动,再次平衡时CO转化率减小B.其他条件不变,缩小反应容器的容积,平衡正向移动,再次平衡时CO浓度减小C.其他条件不变,升高温度,平衡正向移动,再次平衡时CO转化率增大D.其他条件不变,增加1 mol CO和1 mol CO2,平衡正向移动解析:A.增大CO的浓度,平衡正向移动,但由于反应物只有CO,相当于在原平衡基础上增大压强,平衡正向移

7、动,CO的转化率增大,错误;B.缩小反应容器的容积,即增大压强,平衡正向移动,但由于容器容积缩小,所以CO的浓度会比原平衡时要大,错误;C.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,错误;D.据题图可知,平衡时n(CO2)=0.5 mol,则n(CO)=1.0 mol,容器容积为1 L,所以K=0.51.02,增加1 mol CO和1 mol CO2,则Q=1.52.020.51.02,所以平衡正向移动,正确。知识点2化学反应进行的方向一、自发过程和自发反应的比较自发过程自发反应含义在一定条件下,不需借助外部力量就能自发进行的过程在给定的条件下,可以自发进行到显著程度的化学反

8、应特征具有方向性,即过程的某个方向在一定条件下自发进行,而该过程另一个方向在该条件下肯定不自发应用可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池非自发过程要想发生,必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2二、判断化学反应进行方向的依据1.可自发进行的反应一定能应用于工业生产。()2.放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行。()3.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H0。()4.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应。()5.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0。()6.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的过程。()答案:1.

9、2.3.4.5.6.1.下列说法正确的是(D)A.反应2NO2(g)N2O4(l)的S0B.H0的反应在温度低时不能自发进行C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.反应NH4HCO3(g)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJ/mol能自发进行,原因是熵增效应大于焓增效应解析:A.由气体转化为液体,体系混乱程度减小,S0,错误;B.H0的反应在任何温度下均可自发进行,错误;C.分别用焓判据、熵判据判定同一个反应的自发性,可能会出现相反的判断结果,两者均不能单独作为反应的自发性判据,错误;D.该反应是吸热反应,S0,根据焓

10、判据不能判断反应是自发进行的,说明该反应之所以能够自发进行是由于熵增效应,并且熵增效应大于焓增效应,正确。2.下列对化学反应预测不正确的是(C)选项化学方程式已知条件预测AW(s)+G(g)2Q(g)任何温度都自发进行H0C3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g)只有高温能自发进行H0解析:A.W(s)+G(g)2Q(g)的S0,当H0时,H-TS0,反应能够自发进行,正确;B.4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)的S0时,H-TS0,一定不能自发进行,正确;C.3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g)的S0,只有在高温下能自发进行,则表明反应吸热,即说明该反应的H0

11、,错误;D.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的S0,常温不能自发进行,则表明反应吸热,即该反应的H0,正确。3.(2021浙江6月选考节选)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2:Cu(s)+2H2SO4(l)CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)H=-11.9 kJmol-1判断该反应的自发性并说明理由:。解析:Cu和浓硫酸的反应有气体生成,为熵增的放热反应,即S0、H0,根据H-TS0可知,该反应在不同温度下都能自发进行。答案:不同温度下都能自发,是因为H0 数学象限法判断化学反应的自发性知识点3化学反应的调控一、工业合成氨条件的选择反应条件对反应速率的影响对平衡体系中氨含量

12、的影响合成氨条件的选择与分析增大压强利于增大反应速率利于提高平衡体系中氨的含量压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,工业上一般选择10 MPa30 MPa 的压强升高温度利于增大反应速率不利于提高平衡体系中氨的含量升温,反应速率加快,但不利于提高氨的产率,因此温度要适宜,工业上一般选择400500 的温度,该温度下催化剂活性最大使用催化剂利于增大反应速率没有影响工业选择铁触媒作催化剂,能使反应在较低温度下较快进行二、化学反应的调控1.影响化学反应的因素(1)反应物本身因素:如反应物的组成、结构和性质等。(2)反应条件:如温度、压强、浓度、催化剂等。2.化学反应的调控(1

13、)概念:通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。(2)影响因素:综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素。选择恰当的催化剂,并控制温度使催化剂活性达到最大。考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。考虑环境保护和社会综合效益等。1.合成氨工业中,温度越高、压强越大,氨的产率越高。()2.合成氨工业中,使用催化剂既能加快反应速率,又能提高氨的产率。()3.合成氨工业中,原料气必须经过净化,否则可能导致催化剂“中毒”。()4.合成氨工业中,所控制的温度要尽量使催化剂活性最大。()5.化学反应调控中只考虑设备条件、安全操作、经济成本等即可。()答案:1.2.3.4.5.1.接触法制硫酸,

14、接触室中的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0B.MgCl22H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl气流可抑制反应进行C.MgCl2H2O(s)Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高温度,反应更易发生D.MgCl24H2O(s)MgCl22H2O(s)+2H2O(g),HCl气流可抑制反应进行解析:A项,MgCl2nH2O的失水反应是吸热反应,焓变H0,正确;B项,在HCl气流中,能使MgCl22H2O的水解平衡向逆反应方向移动,抑制反应进行,正确;C项,MgCl2H2O的水解反应是吸热反应,升高温度,水解平衡向正反应方向移动,促进反应进行,正确;D项,Mg

15、Cl24H2O的失水反应没有氯化氢生成,HCl气流对反应没有影响,不正确。2.已知反应:NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)能自发进行,下列分析正确的是(C)A.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是一个熵增的过程B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可能为吸热反应C.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在低温下可以自发进行D.反应NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)一定不能自发进行解析:反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是气体物质的量减小的反应,即S0,并且该反应能自发进行,则H-TS0,可知H0,其逆反应NH4Cl(s)NH3(g)+

16、HCl(g)是熵增的吸热反应。A.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是熵减的反应,错误;B.由分析知,反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的H0,反应放热,错误;C.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是S0、H0、H0,反应在高温下能自发进行,错误。3.(2021湖南卷节选)在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。(1)若保持容器容积不变,t1 min时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0t1 min时间内的反应速率v(H2)= molL-1min-1(用含t1的代数式表示)。(2)t2 min时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是(用图中a、b、c、d表示),理由是。解析:(1)设0t1 min时间内生成的氮气为x mol,列三段式2NH3N2+3H2起始/mol 0.1 00变化/mol 2x x3x平衡/mol 0.1-2x x3x由题图可知t1 min时,氨气和氢气的平衡分压相等,根据压强之比等于物质的量之比,所以n(NH3)=n(H2),则3x=0.1-2x,解得