化学平衡移动原理及图像分析课件

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第二讲化学平衡移动原理及图像分析高二化学网络课堂

第二讲化学平衡移动原理及图像分1教材回顾夯实双基构建双基教材回顾夯实双基构建双基2正反应方向体积缩小体积扩大吸热反应放热反应减弱正反应方向体积缩小体积扩大吸热反应放热反应减弱3体验高考B体验高考B4思考感悟某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率改变了，平衡一定发生移动吗？相反，若平衡发生移动了，化学反应速率一定改变吗？【提示】化学平衡移动的本质是由v(正)＝v(逆)改变为v(正)≠v(逆)，此时平衡就会发生移动。因此速率改变，平衡不一定移动，如加催化剂会同等程度地改变正逆反应速率，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变压强会同等程度改变正逆反应速率等，这些条件的改变只能改变反应速率大小，但不能使平衡发生移动;相反,平衡移动,说明反应速率一定改变了。思考感悟某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率5考点串讲深度剖析考点化学平衡移动原理及其应用改变条件考点串讲深度剖析考点化学平衡移动原理及其应用改62．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：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正<v逆：平衡向逆反应方向移动。3．几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。2．化学平衡移动与化学反应速率的关系7化学平衡移动原理及图像分析课件8化学平衡移动原理及图像分析课件9即时应用A即时应用A10DD11化学平衡移动原理及图像分析课件12(2)速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v减小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。(3)含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)(2)速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的13化学平衡移动原理及图像分析课件14化学平衡移动原理及图像分析课件15(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：(5)其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的点是3，表示v正<v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡162．解题步骤2．解题步骤173．技巧(1)先拐先平在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。3．技巧18例1 (2013·伊犁高三模拟)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是(

)例1 (2013·伊犁高三模拟)下面是某化学研究小组探究外界19A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．②是缩小容积体积后化学反应速率随时间变化的图像C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2CA．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH20【解题感悟】解答化学平衡图像题的技巧：(1)明确图像中纵、横坐标，曲线的含义；(2)先拐先平数值大：在转化率—时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时平衡处于较高的温度或较大的压强下；(3)定一议二：当图像中有三个变量时，先假设其中一个变量不变，再讨论另外两个量的关系。【解题感悟】解答化学平衡图像题的技巧：21例2A例2A22跟踪训练A跟踪训练A23BB243.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)，反应过程中保持其他条件不变，C的体积分数在温度(T)和压强(P)的条件下随时间(t)变化如下图所示，下列叙述正确的是()A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大B．达到平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动C．化学方程式中n＞e+fD．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动B3.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD25真题集训把脉高考题组1化学反应进行的方向B真题集训把脉高考题组1化学反应进行的方向B262．(2011·高考海南卷)氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，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____________________________________________________；(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。2．(2011·高考海南卷)氯气在298K、100kPa27化学平衡移动原理及图像分析课件28(3)加入少量NaOH固体，OH－与H＋反应生成H2O，OH－与HClO反应生成ClO－和H2O，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动。(4)增大Cl2的压强，Cl2在水中的溶解度增大，溶液中c(Cl2)增大，平衡向正反应方向移动。(3)加入少量NaOH固体，OH－与H＋反应生成H2O，OH29题组2化学平衡图像题A题组2化学平衡图像题A30化学平衡移动原理及图像分析课件31化学平衡移动原理及图像分析课件32①曲线b对应的投料比是______________。②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是___________________________________________________。③投料比为2∶1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是______________。①曲线b对应的投料比是______________。33解析：(1)由图可看出温度越高，CO转化率越低，表明温度高对逆反应有利，正反应为放热反应，ΔH<0，该压强下CO的转化率已较高，再增大压强转化率几乎不再增大，却要耗费较多动力。(2)①根据O2越多HCl的转化率越大，可知a、b、c、d曲线的投料比分别为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。②根据曲线可知，当b、c、d曲线HCl达到相同转化率时，投料比越高，对应的反应温度越低。③设n(HCl)＝2mol，n(O2)＝1mol，根据反应曲线可知，当温度为400℃时，HCl的转化率为80%，则有：解析：(1)由图可看出温度越高，CO转化率越低，表明温度高对34化学平衡移动原理及图像分析课件35答案：(1)<在250℃、1.3×104kPa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(2)①4∶1

②投料比越高，对应的反应温度越低③30.8%答案：(1)<在250℃、1.3×104kPa下，CO36寒假作业寒假作业37寒假作业寒假作业38二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：（i）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1（ii）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1水煤气变换反应：（iii）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ•mol-1二甲醚合成反应：（iV）2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1（2013全国新课标卷1）问题：（1）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响

。（2）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为

。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响

。答案：（1）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（i）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（iii）消耗部分CO。（2）2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3

(g)+H2O(g)△H

=-204.7kJ•mol-1

该反应气体分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大。作业1：二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合39（3）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是

。答案：（3）反应放热，温度升高，平衡左移。二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：（i）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1（ii）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1水煤气变换反应：（iii）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ•mol-1二甲醚合成反应：（iV）2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1（2013全国新课标卷1）作业2：（3）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）40(2013年金华二模)在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g)+nB(g)pC(g),在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表⑴当压强从2×105Pa增加到5×105Pa时，平衡

移动（填：向左，向右，不）⑵维持压强为2×105Pa，当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是

mol.⑶当压强为1×106Pa时，此反应的平衡常数表达式：________________⑷其他条件相同时，在上述三个压强下分别发生该反应。2×105Pa时，A的转化率随时间变化如下图，请在图中补充画出压强分别为5×105Pa和1×106Pa时，A的转化率随时间的变化曲线（请在图线上标出压强）。答案：⑴不⑵a+b⑶⑷作业3(2013年金华二模)在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(41小结：解决平衡移动的一般思维方法顺思与逆推分析与综合类比与等效替代小结：顺思与逆推分析与综合类比与等效替代42高二化学网络课堂

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第二讲化学平衡移动原理及图像分43教材回顾夯实双基构建双基教材回顾夯实双基构建双基44正反应方向体积缩小体积扩大吸热反应放热反应减弱正反应方向体积缩小体积扩大吸热反应放热反应减弱45体验高考B体验高考B46思考感悟某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率改变了，平衡一定发生移动吗？相反，若平衡发生移动了，化学反应速率一定改变吗？【提示】化学平衡移动的本质是由v(正)＝v(逆)改变为v(正)≠v(逆)，此时平衡就会发生移动。因此速率改变，平衡不一定移动，如加催化剂会同等程度地改变正逆反应速率，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变压强会同等程度改变正逆反应速率等，这些条件的改变只能改变反应速率大小，但不能使平衡发生移动;相反,平衡移动,说明反应速率一定改变了。思考感悟某一可逆反应，一定条件下达到平衡状态，若化学反应速率47考点串讲深度剖析考点化学平衡移动原理及其应用改变条件考点串讲深度剖析考点化学平衡移动原理及其应用改482．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：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正<v逆：平衡向逆反应方向移动。3．几种特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。2．化学平衡移动与化学反应速率的关系49化学平衡移动原理及图像分析课件50化学平衡移动原理及图像分析课件51即时应用A即时应用A52DD53化学平衡移动原理及图像分析课件54(2)速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v减小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。(3)含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)(2)速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的55化学平衡移动原理及图像分析课件56化学平衡移动原理及图像分析课件57(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：(5)其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的点是3，表示v正<v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。(4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡582．解题步骤2．解题步骤593．技巧(1)先拐先平在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。3．技巧60例1 (2013·伊犁高三模拟)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是(

)例1 (2013·伊犁高三模拟)下面是某化学研究小组探究外界61A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．②是缩小容积体积后化学反应速率随时间变化的图像C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2CA．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH62【解题感悟】解答化学平衡图像题的技巧：(1)明确图像中纵、横坐标，曲线的含义；(2)先拐先平数值大：在转化率—时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时平衡处于较高的温度或较大的压强下；(3)定一议二：当图像中有三个变量时，先假设其中一个变量不变，再讨论另外两个量的关系。【解题感悟】解答化学平衡图像题的技巧：63例2A例2A64跟踪训练A跟踪训练A65BB663.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)，反应过程中保持其他条件不变，C的体积分数在温度(T)和压强(P)的条件下随时间(t)变化如下图所示，下列叙述正确的是()A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大B．达到平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动C．化学方程式中n＞e+fD．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动B3.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD67真题集训把脉高考题组1化学反应进行的方向B真题集训把脉高考题组1化学反应进行的方向B682．(2011·高考海南卷)氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，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____________________________________________________；(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。2．(2011·高考海南卷)氯气在298K、100kPa69化学平衡移动原理及图像分析课件70(3)加入少量NaOH固体，OH－与H＋反应生成H2O，OH－与HClO反应生成ClO－和H2O，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动。(4)增大Cl2的压强，Cl2在水中的溶解度增大，溶液中c(Cl2)增大，平衡向正反应方向移动。(3)加入少量NaOH固体，OH－与H＋反应生成H2O，OH71题组2化学平衡图像题A题组2化学平衡图像题A72化学平衡移动原理及图像分析课件73化学平衡移动原理及图像分析课件74①曲线b对应的投料比是______________。②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是___________________________________________________。③投料比为2∶1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是______________。①曲线b对应的投料比是______________。75解析：(1)由图可看出温度越高，CO转化率越低，表明温度高对逆反应有利，正反应为放热反应，ΔH<0，该压强下CO的转化率已较高，再增大压强转化率几乎不再增大，却要耗费较多动力。(2)①根据O2越多HCl的转化率越大，可知a、b、c、d曲线的投料比分别为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。②根据曲线可知，当b、c、d曲线HCl达到相同转化率时，投料比越高，对应的反应温度越低。③设n(HCl)＝2mol，n(O2)＝1mol，根据反应曲线可知，当温度为400℃时，HCl的转化率为80%，则有：解析：(1)由图可看出温度越高，CO转化率越低，表明温度高对76化学平衡移动原理及图像分析课件77答案：(1)<在250℃、1.3×104kPa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(2)①4∶1

②投料比越高，对应的反应温度越低③30.8%答案：(1)<在250℃、1.3×104kPa下，CO78寒假作业寒假作业79寒假作业寒假作业80二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：（i）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1（ii）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1水煤气变换反应：（iii）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ•mol-1二甲醚合成反应：（iV）2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1（2013全国新课标卷1）问题：（1）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响

。（2）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为

。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响

。答案：（1）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（i）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（iii）消耗部分CO。（2）2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3

(g)+H2O(g)△H

=-204.7kJ•mol-1

该反应气体分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度