資源簡介 (共94張PPT)基礎(chǔ)課時(shí)14 化學(xué)平衡的移動(dòng)專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng)學(xué)習(xí)任務(wù) 1.通過從變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的移動(dòng),即可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑改變,平衡將會(huì)發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過從Qc與K的關(guān)系及濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對(duì)可逆反應(yīng)速率的影響,分析理解化學(xué)平衡的移動(dòng),構(gòu)建分析判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向的思維模型(勒夏特列原理),培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.通過實(shí)驗(yàn)論證說明濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的改變對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。必備知識(shí) 自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備一、化學(xué)平衡狀態(tài)的移動(dòng)1.化學(xué)平衡移動(dòng)的概念與實(shí)質(zhì)(1)概念:當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,如果____、____、溫度等反應(yīng)條件改變,原來的平衡狀態(tài)被破壞,化學(xué)平衡會(huì)移動(dòng),在一段時(shí)間后會(huì)達(dá)到________________。(2)實(shí)質(zhì):改變條件后,①v正≠v逆,②各組分的百分含量發(fā)生改變。濃度壓強(qiáng)新的化學(xué)平衡狀態(tài)2.化學(xué)平衡移動(dòng)的過程分析【特別提醒】 新平衡與原平衡相比,平衡混合物中各組分的濃度(或質(zhì)量)發(fā)生相應(yīng)的變化。3.化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷判一判 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)改變條件使v正增大了,則化學(xué)平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 ( )(2)化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v逆一定比v正小。 ( )(3)平衡與原平衡相比,平衡混合物中各組分的濃度(或質(zhì)量)發(fā)生相應(yīng)的變化。 ( )不正反應(yīng)逆反應(yīng)×√√實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄與實(shí)驗(yàn)分析 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論實(shí)驗(yàn)Ⅰ 滴加HNO3溶液后,溶液____變淺,逐漸變?yōu)開___ 平衡向______方向移動(dòng)實(shí)驗(yàn)Ⅱ 滴加NaOH溶液后,溶液____變淺,逐漸變?yōu)開___ 平衡向______方向移動(dòng)黃色橙色正反應(yīng)橙色黃色逆反應(yīng)2.結(jié)論及應(yīng)用適當(dāng)____相對(duì)廉價(jià)的反應(yīng)物或__________生成物,從而提高產(chǎn)物產(chǎn)量、降低成本。【特別提醒】 固體或純液體濃度可視為定值,改變固體或純液體用量,其濃度保持不變,化學(xué)平衡不移動(dòng)。正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)正反應(yīng)增加及時(shí)分離出判一判 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)合成氨反應(yīng)中,增加N2的濃度,可使平衡正向移動(dòng),提高H2的轉(zhuǎn)化率,降低成本。 ( )(2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在某溫度下達(dá)到平衡后,增加一部分C(s),v正增大,平衡正向移動(dòng)。 ( )(3)改變固體或純液體用量,化學(xué)平衡不移動(dòng)。 ( )√×√Qc【特別提醒】 濃度商Qc與平衡常數(shù)K的表達(dá)式在形式上相同,但含義不同。計(jì)算平衡常數(shù)K必須代入各物質(zhì)在平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量濃度,計(jì)算濃度商Qc只需代入各物質(zhì)在某一時(shí)刻(可以不處于平衡狀態(tài))的物質(zhì)的量濃度。3.應(yīng)用判斷一定溫度下、任意狀態(tài)時(shí)反應(yīng)體系平衡移動(dòng)的情況若Qc若Qc=K,體系處于________,平衡不移動(dòng);若Qc>K,平衡向__________移動(dòng)。【特別提醒】 用濃度商預(yù)測(cè)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向,必須知道某溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K,并以此為標(biāo)準(zhǔn),與同溫度下、同一化學(xué)反應(yīng)的濃度商Qc進(jìn)行比較,由兩者的相對(duì)大小即可判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。正反應(yīng)方向平衡狀態(tài)逆反應(yīng)方向練一練 鎳具有較好的耐腐蝕,耐高溫,防銹等性能,被廣泛應(yīng)用到不銹鋼和合金鋼等鋼鐵領(lǐng)域。在1 000 K時(shí),鎳可以發(fā)生反應(yīng)Ni(s)+H2O(g) NiO(s)+H2(g),已知反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.059,當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí),此反應(yīng)是否平衡?如果不平衡反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行?提示:當(dāng)水蒸氣和氫氣濃度相等時(shí),Qc=1,K=0.059,Qc>K,反應(yīng)逆向進(jìn)行。四、壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響1.壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響的實(shí)例探討可逆反應(yīng) 平衡常數(shù)表達(dá)式 改變壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響增大壓強(qiáng) 減小壓強(qiáng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) __向移動(dòng) __向移動(dòng)N2O4(g) 2NO2(g) __向移動(dòng) __向移動(dòng)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) __移動(dòng) __移動(dòng)正逆逆正不不【特別提醒】 對(duì)于只有固體或液體參加的反應(yīng),反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動(dòng)。 正向不逆向判一判 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)有氣體參與的反應(yīng),改變壓強(qiáng),平衡一定發(fā)生移動(dòng)。 ( )(2)增大壓強(qiáng)可使2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),原因是增大壓強(qiáng),v正增大,v逆減小。 ( )(3)對(duì)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),在其他條件不變時(shí),改變壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)。 ( )(4)對(duì)2HI(g) H2(g)+I(xiàn)2(g),其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),體系的顏色加深,平衡正向移動(dòng)。 ( )××√×五、溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響1.實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)原理 [Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2-+6H2O ΔH>0 (粉紅色) (藍(lán)色) 實(shí)驗(yàn)步驟2.結(jié)論(其他條件不變化時(shí))升高溫度,化學(xué)平衡向____反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,化學(xué)平衡向____反應(yīng)方向移動(dòng)。【特別提醒】 溫度變化,化學(xué)平衡一定會(huì)發(fā)生移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 溶液由粉紅色變?yōu)開___ 溶液不變色 溶液由藍(lán)色變?yōu)開_____實(shí)驗(yàn)結(jié)論 升高溫度,平衡向______方向移動(dòng);降低溫度,平衡向______方向移動(dòng)藍(lán)色粉紅色正反應(yīng)逆反應(yīng)吸熱放熱判一判 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)溫度可以影響任意可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)。 ( )(2)升高溫度,反應(yīng)速率加快,化學(xué)平衡正向移動(dòng)。 ( )(3)升高溫度,反應(yīng)速率加快,但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能降低。 ( )(4)升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)增大。 ( )√×√×六、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響加入催化劑可以大大地加快反應(yīng)速率,是因?yàn)樗梢越档头磻?yīng)所需______,從而提高活化分子________,從而增大反應(yīng)速率,但是由于催化劑能夠________地改變正、逆反應(yīng)速率,因此它對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)___影響。【特別提醒】 催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物的組成,但是使用催化劑能同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。活化能百分含量同等程度無七、勒夏特列原理1.概念如果改變影響平衡的一個(gè)因素(如濃度、壓強(qiáng)或溫度),平衡將向能夠____這種改變的方向移動(dòng),也稱化學(xué)平衡移動(dòng)原理。減弱措施 原因加入過量的N2 促進(jìn)平衡____移向,提高_(dá)__的轉(zhuǎn)化率采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?加快反應(yīng)速率采用高壓 有利于平衡向__________移動(dòng)采用較高溫度 ____________同時(shí)提高催化劑的活性將氨液化并及時(shí)分離 有利于平衡向__________移動(dòng)正向H2正反應(yīng)方向加快反應(yīng)速率正反應(yīng)方向2.應(yīng)用工業(yè)合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。3.正確理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理(1)勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”,更不是“扭轉(zhuǎn)”,具體可理解如下:①若將體系溫度從50 ℃升高到80 ℃,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50 ℃②若對(duì)體系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)加壓,例如從30 MPa加壓到60 MPa,化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)30 MPa③若增大平衡體系Fe3+(aq)+3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq)中Fe3+的濃度,例如由0.01 mol·L-1增至0.02 mol·L-1 ,平衡正向移動(dòng),則在新平衡狀態(tài)下,0.01 mol·L-1(2)勒夏特列原理僅適用于已達(dá)平衡的反應(yīng)體系,對(duì)不可逆過程或未達(dá)平衡的可逆過程均不能使用勒夏特列原理。此外勒夏特列原理對(duì)所有的動(dòng)態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等)都適用。判一判 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)勒夏特列原理適用于所有的動(dòng)態(tài)平衡。 ( )(2)光照時(shí),氯水顏色變淺,可用勒夏特列原理解釋。 ( )(3)勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”。 ( )√√√關(guān)鍵能力 情境探究達(dá)成影響化學(xué)平衡的因素(一)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響[情境素材]實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)原理 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(紅色)步驟1 向盛有5 mL 0.05 mol·L-1 FeCl3溶液的試管中加入5 mL 0.15 mol·L-1KSCN溶液,將混合均勻的溶液平均注入三支試管中現(xiàn)象 溶液顯紅色步驟2 向其中一支試管中加入鐵粉 向另一支試管中滴入1 mol·L-1 KSCN溶液4滴現(xiàn)象 溶液紅色變淺 溶液紅色加深實(shí)驗(yàn)結(jié)論 對(duì)Fe3++3SCN- Fe(SCN)3的化學(xué)平衡,減少c(Fe3+)后,化學(xué)平衡逆向移動(dòng);增大c(SCN-)后,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)[問題2] 反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在密閉容器中進(jìn)行,已達(dá)平衡狀態(tài)。現(xiàn)向容器中加入炭粉,化學(xué)平衡如何移動(dòng)?提示:化學(xué)平衡不移動(dòng)。固體和純液體的改變對(duì)平衡移動(dòng)無影響。提示:(1)當(dāng)Qc=K時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài),v正=v逆;(2)當(dāng)Qcv逆;(3)當(dāng)Qc>K時(shí),反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,v正(二)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響[情境素材]實(shí)驗(yàn)探究壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。實(shí)驗(yàn)原理 2NO2(g) N2O4(g)(紅棕色) (無色)實(shí)驗(yàn)步驟活塞由Ⅱ處→Ⅰ處,壓強(qiáng)增大 活塞由Ⅰ處→Ⅱ處,壓強(qiáng)減小實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 混合氣體的顏色先變深又逐漸變淺 混合氣體的顏色先變淺又逐漸變深實(shí)驗(yàn)結(jié)論 活塞往里推,體積減小,壓強(qiáng)增大,c(NO2)增大,顏色先變深,但之后顏色又逐漸變淺,說明c(NO2)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)活塞往外拉,體積增大,壓強(qiáng)減小,c(NO2)減小,顏色先變淺,但之后氣體顏色又逐漸變深,說明c(NO2)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)[問題探究][問題1] 對(duì)于可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g),在恒溫、恒容的密閉容器中,充入“惰性氣體”,原平衡怎樣移動(dòng)?提示:充入“惰性氣體”,由于容器體積不變,引起壓強(qiáng)增大,但各組分的濃度不變,平衡不移動(dòng)。[問題2] 對(duì)于可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g),在恒溫、恒壓的密閉容器中,充入“惰性氣體”,原平衡怎樣移動(dòng)?提示:充入“惰性氣體”,引起容器體積增大,引起各反應(yīng)組分濃度減小,平衡向氣體總體積增大的方向移動(dòng),即該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(三)溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響[情境素材]實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。實(shí)驗(yàn)原理 2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1實(shí)驗(yàn)步驟(紅棕色)(無色)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 熱水中混合氣體顏色加深;冰水中混合氣體顏色變淺實(shí)驗(yàn)結(jié)論 混合氣體受熱顏色加深,說明NO2濃度增大,即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);混合氣體被冷卻時(shí)顏色變淺,說明NO2濃度減小,即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)[問題探究][問題1] 對(duì)一定條件下的化學(xué)平衡狀態(tài):(1)若改變物質(zhì)的濃度,化學(xué)平衡是否一定發(fā)生移動(dòng)?(2)若改變體系的溫度,化學(xué)平衡是否一定發(fā)生移動(dòng)?提示:(1)不一定。改變濃度化學(xué)平衡不定發(fā)生移動(dòng),如H2(g)+I(xiàn)2(g) 2HI(g),其他條件不變,把容器體積縮小,濃度增大,但平衡不移動(dòng)。(2)一定。若改變溫度,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。[問題2] 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),對(duì)于可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1,升高溫度,平衡常數(shù)如何變化?提示:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),該可逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此升高溫度該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的濃度增大,生成物的濃度減小,故平衡常數(shù)減小。[歸納總結(jié)]1.濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律及解釋(1)濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律化學(xué)平衡 aA+bB cC+dD(A、B、C、D為非固體)體系濃度變化 增大反應(yīng)物濃度 增大生成物濃度 減小生成物濃度 減小反應(yīng)物濃度速率變化 v正瞬間增大,v逆瞬間不變,v′正>v′逆 v逆瞬間增大,v正瞬間不變,v′逆>v′正 v逆瞬間減小,v正瞬間不變,v′正>v′逆 v正瞬間減小,v逆瞬間不變,v′逆>v′正平衡移動(dòng)方向 正向移動(dòng) 逆向移動(dòng) 正向移動(dòng) 逆向移動(dòng)速率與時(shí)間的圖像規(guī)律總結(jié) 在其他條件不變的情況下,增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,都可以使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(1)“濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響”中的“濃度”是指與反應(yīng)有關(guān)的氣體或溶液中參加反應(yīng)的離子的濃度。(2)對(duì)于離子平衡體系,注意離子濃度的改變方式,排除不參與反應(yīng)的離子的干擾。(3)固體或純液體的濃度是常數(shù),改變固體或純液體的量并不影響v正、v逆的大小,平衡不移動(dòng)。2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律及解釋(1)在其他條件不變時(shí):化學(xué)平衡 aA+bB cC+dD(A、B、C、D均為氣體,a+b>c+d) aA+bB cC+dD(A、B、C、D均為氣體,a+b<c+d)體系壓強(qiáng)變化 增壓 減壓 增壓 減壓速率變化 v正、v逆同時(shí)增大,v′正>v′逆 v正、v逆同時(shí)減小,v′逆>v′正 v正、v逆同時(shí)增大,v′逆>v′正 v正、v逆同時(shí)減小,v′正>v′逆平衡移動(dòng)方向 正向移動(dòng) 逆向移動(dòng) 逆向移動(dòng) 正向移動(dòng)速率與時(shí)間的圖像規(guī)律總結(jié) 在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)(2)利用平衡常數(shù)分析壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響化學(xué)方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)的變化 壓強(qiáng)變化 Qc值變化 Qc與K的關(guān)系 平衡移動(dòng)方向增大 增大 增大 Qc>K 逆向移動(dòng)減小 減小 Qc<K 正向移動(dòng)減小 增大 減小 Qc<K 正向移動(dòng)減小 增大 Qc>K 逆向移動(dòng)不變 增大 不變 Qc=K 不移動(dòng)3.溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律化學(xué)平衡 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH>0 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH<0體系溫度的變化 升溫 降溫 降溫 升溫速率的變化 v正、v逆同時(shí)增大,且v′正>v′逆 v正、v逆同時(shí)減小,且v′逆>v′正 v正、v逆同時(shí)減小,且v′正>v′逆 v正、v逆同時(shí)增大,且v′逆>v′正平衡移動(dòng)的方向 正向移動(dòng) 逆向移動(dòng) 正向移動(dòng) 逆向移動(dòng)速率與時(shí)間的圖像4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律化學(xué)平衡 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH>0使用催化劑 升溫速率的變化 v正、v逆同時(shí)增大,且v′正=v′逆平衡移動(dòng)的方向 不移動(dòng)速率與時(shí)間的圖像(1)加入催化劑可以大大地加快反應(yīng)速率,是因?yàn)樗梢越档头磻?yīng)所需活化能,從而提高活化分子百分?jǐn)?shù),從而增大反應(yīng)速率,但是由于催化劑能夠同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,因此它對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無影響。(2)催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的反應(yīng)混合物中的組成含量,但是使用催化劑能改變反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間。[能力達(dá)成]1.已知反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g),把NO2、N2O4的混合氣體盛裝在兩個(gè)連通的燒瓶里,然后用彈簧夾夾住橡皮管,把燒瓶A放入熱水里,把燒瓶B放入冰水里,如圖所示。與常溫時(shí)燒瓶內(nèi)氣體的顏色進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),A燒瓶內(nèi)氣體顏色變深,B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺。下列說法錯(cuò)誤的是( )A.題述過程中,A燒瓶內(nèi)正、逆反應(yīng)速率均加快B.題述過程中,B燒瓶內(nèi)c(NO2)減小,c(N2O4)增大C.題述過程中,A、B燒瓶內(nèi)氣體密度均保持不變D.反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)熱水 冰水 常溫√D [升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,A項(xiàng)正確;B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺,說明平衡向生成N2O4的方向移動(dòng),B燒瓶內(nèi)c(NO2)減小,c(N2O4)增大,B項(xiàng)正確;容器的容積不變,混合氣體的質(zhì)量不變,A、B燒瓶內(nèi)氣體密度都不變,C項(xiàng)正確;放在熱水中的A燒瓶內(nèi)氣體顏色變深,放在冰水中的B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺,說明升高溫度平衡向生成NO2的方向移動(dòng),降低溫度平衡向生成N2O4的方向移動(dòng),故反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2.利用反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8 kJ·mol-1,可凈化汽車尾氣,如果要同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的措施是( )A.降低溫度B.增大壓強(qiáng)同時(shí)加催化劑C.升高溫度同時(shí)充入N2D.及時(shí)將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走√B [A項(xiàng),降溫,平衡右移,NO的轉(zhuǎn)化率提高,但反應(yīng)速率降低,A錯(cuò);B項(xiàng),增大壓強(qiáng),平衡右移,NO的轉(zhuǎn)化率提高,加入催化劑,可大幅度加快反應(yīng)速率,B對(duì);C項(xiàng),升溫,充入N2,平衡左移,NO的轉(zhuǎn)化率降低,C錯(cuò);D項(xiàng),移走CO2和N2,平衡右移,但反應(yīng)速率降低,D錯(cuò)。]3.已知反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變壓強(qiáng),其反應(yīng)速率的變化曲線分別如圖所示。① ② ③回答下列問題:(1)①表示改變壓強(qiáng)的方式是________壓強(qiáng),化學(xué)平衡____________移動(dòng),m+n________p+q。(2)②表示改變壓強(qiáng)的方式是_________壓強(qiáng),化學(xué)平衡__________移動(dòng),m+n__________p+q。(3)③表示改變壓強(qiáng)的方式是_________壓強(qiáng),化學(xué)平衡__________移動(dòng),m+n__________p+q。增大逆向<減小正向<減小不=[解析] (1)圖像①改變壓強(qiáng)后,v′正、v′逆都增大,故改變壓強(qiáng)的方式是增大壓強(qiáng);v′正小于v′逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),故逆反應(yīng)方向是氣體體積減小的方向,即m+n<p+q。(2)圖像②改變壓強(qiáng)后,v′正、v′逆都減小,故改變壓強(qiáng)的方式是減小壓強(qiáng);v′正大于v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng),故正反應(yīng)方向是氣體體積增加的方向,即m+n<p+q。(3)圖像③改變壓強(qiáng)后,v′正、v′逆都減小,故改變壓強(qiáng)的方式是減小壓強(qiáng);v′正、v′逆同等倍數(shù)的減小,化學(xué)平衡不移動(dòng),氣體體積反應(yīng)前后相等,即m+n=p+q。[情境素材]工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,該反應(yīng)在“高溫、高壓、催化劑”的條件下進(jìn)行。勒夏特列原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[問題探究][問題1] 該反應(yīng)在“高溫、高壓、催化劑”的條件下進(jìn)行。如何用勒夏特列原理解釋?不能用勒夏特列原理解釋的是什么?為什么?提示:該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向(逆反應(yīng)方向)移動(dòng);該反應(yīng)為反應(yīng)后氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向減弱壓強(qiáng)增大的方向(正反應(yīng)方向)移動(dòng)。催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能用勒夏特列原理解釋。[問題2] 哪些情況不能用勒夏特列原理解釋?舉例說明。提示:(1)若同時(shí)改變影響平衡移動(dòng)的幾個(gè)條件,不能簡單根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動(dòng)的方向,只有在改變的條件對(duì)平衡移動(dòng)的方向影響一致時(shí),才能根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動(dòng)的方向。如A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0,對(duì)該反應(yīng)同時(shí)加壓、升溫,平衡移動(dòng)的方向無法確定;若加壓的同時(shí)降溫,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)對(duì)于不可逆過程或未達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)及反應(yīng)速率進(jìn)行的快慢、催化劑的催化作用等問題,均不能用勒夏特列原理解釋。[歸納總結(jié)]對(duì)勒夏特列原理中“減弱這種改變”的正確理解(1)定性角度:用于判斷平衡移動(dòng)的方向。(2)定量角度:“減弱”不等于“消除”,更不是“扭轉(zhuǎn)”。[能力達(dá)成]1.下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是( )A.加入催化劑有利于合成氨的反應(yīng)B.壓縮氫氣與碘蒸氣反應(yīng)的平衡混合氣體,顏色變深C.500 ℃時(shí)比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D.將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)√D [A、B兩項(xiàng),改變條件平衡均不移動(dòng),不能用勒夏特列原理解釋;C項(xiàng),根據(jù)勒夏特列原理,溫度越低,NH3百分含量越高,采取500 ℃,主要考慮催化劑的活性和反應(yīng)速率問題;D項(xiàng),將混合氣體中的氨液化,相當(dāng)于減小了生成物的濃度,平衡正向移動(dòng),有利于合成氨反應(yīng)。]2.(1)在合成氨工業(yè)生產(chǎn)中,通常通過以下途徑來提高合成氨的產(chǎn)量或產(chǎn)率。請(qǐng)分析采取這些措施的原因。①在反應(yīng)器中注入過量N2 _______________________________。②采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎__________________________。③在高壓下進(jìn)行反應(yīng)____________________________________。④在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)_________________________________________________。為了提高H2的轉(zhuǎn)化率,提高產(chǎn)率使反應(yīng)具有較快的反應(yīng)速率 為了提高N2和H2的轉(zhuǎn)化率,提高產(chǎn)率 為了加快反應(yīng)速率,且使催化劑(鐵觸媒)的活性最佳(2)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:則工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的合成塔中應(yīng)選擇的適宜溫度是________,適宜壓強(qiáng)是____________。壓強(qiáng)/(×105 Pa) 1.01 5.05 10.1 50.5 101SO2的轉(zhuǎn)化率(450 ℃) 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7SO2的轉(zhuǎn)化率(550 ℃) 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3450 ℃ 1.01×105 Pa[解析] (1)根據(jù)合成氨的反應(yīng)特點(diǎn),從反應(yīng)的限度來考慮,使用過量的N2和高壓可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高原料轉(zhuǎn)化率、氨的產(chǎn)率;從反應(yīng)的速率來考慮,采用催化劑和較高溫度能保證反應(yīng)較快地進(jìn)行,且使催化劑的活性最佳。(2)從化學(xué)方程式和表中數(shù)據(jù)可以看出,溫度越高,SO2的轉(zhuǎn)化率越低;壓強(qiáng)越大,SO2的轉(zhuǎn)化率越高。但在1.01×105 Pa即常壓條件下,SO2已經(jīng)有較高的轉(zhuǎn)化率,并且考慮到成本、設(shè)備等方面的情況,故采用常壓;450 ℃時(shí)反應(yīng)雖然比550 ℃時(shí)反應(yīng)慢一些,但其轉(zhuǎn)化率很理想(且催化劑活性最佳),故選擇450 ℃、1.01×105 Pa。學(xué)習(xí)效果 隨堂評(píng)估自測(cè)243題號(hào)1√1.對(duì)處于化學(xué)平衡的體系,以化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系可知,下列說法正確的是( )A.正反應(yīng)進(jìn)行的程度大,正反應(yīng)速率一定大B.由于某一條件的改變,使正、逆反應(yīng)速率不再相等,平衡一定發(fā)生移動(dòng)C.當(dāng)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.增大體系壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快,化學(xué)平衡一定正向移動(dòng)243題號(hào)1B [反應(yīng)進(jìn)行的程度與反應(yīng)速率沒有直接的關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)v正>v逆時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),對(duì)有氣體參加的反應(yīng)來說,化學(xué)反應(yīng)速率加快,但平衡向氣體總體積減小的方向移動(dòng),若反應(yīng)前后氣體總體積不變,平衡則不發(fā)生移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]23題號(hào)14√23題號(hào)41√3.如圖是可逆反應(yīng)A+2B 2C+3D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷下列說法正確的是( )A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.D可能是氣體C.逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.A、B、C、D均為氣體A [降溫后v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),說明正反應(yīng)放熱;加壓后v″正>v″逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),說明正反應(yīng)氣體體積減小,則D不可能是氣體。]243題號(hào)1 b243題號(hào)1(3)研究溫度對(duì)于甲醇產(chǎn)率的影響。在210~290℃,保持原料氣中CO2和H2的投料比不變,按一定流速通過催化劑,得到甲醇的平衡產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)焓變?chǔ)____0(填“>”“=”或“<”),其依據(jù)是_____________________________。<溫度升高甲醇的平衡產(chǎn)率減小243題號(hào)1題號(hào)基礎(chǔ)課時(shí)固基練(14) 化學(xué)平衡的移動(dòng)135246879101112√1.下列敘述中說明某化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)的是( )A.混合體系中氣體密度發(fā)生變化B.正、逆反應(yīng)速率改變C.混合物中各組分的濃度改變D.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率改變題號(hào)135246879101112D [對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng),氣體的密度增大,平衡不移動(dòng),A錯(cuò)誤;對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率增大,但平衡不發(fā)生變化,B錯(cuò)誤;對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)來說,增大體系的體積,體系各組分的物質(zhì)的量濃度減小,平衡不移動(dòng),C錯(cuò)誤;反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率發(fā)生變化,說明物質(zhì)的量一定在變化,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng),D正確。]題號(hào)2134568791011122.下列事實(shí)中,能用勒夏特列原理來解釋的是( )A.燃燒粉碎的黃鐵礦礦石有利于SO2的生成B.鼓入過量空氣有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3C.工業(yè)上大多數(shù)反應(yīng)使用了催化劑D.500 ℃左右比室溫更利于合成氨的反應(yīng)√題號(hào)213456879101112B [A項(xiàng)是從增大反應(yīng)物接觸面積加快反應(yīng)速率考慮的,與平衡無關(guān),不符合題意;B項(xiàng)是從增大反應(yīng)物濃度有利于平衡向右移動(dòng)考慮的,符合題意;C項(xiàng)是從使用催化劑一般能加快反應(yīng)速率考慮的,與平衡無關(guān),不符合題意;D項(xiàng)是從高溫能加快反應(yīng)速率考慮的,但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率下降,不利于合成氨反應(yīng),不符合題意。]題號(hào)324568791011121√3.在一定條件下,工業(yè)制取SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,下列能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是( )A.加入催化劑 B.升溫C.減小壓強(qiáng) D.加入一定量的O2D [催化劑僅能改變反應(yīng)速率,不能引起平衡移動(dòng);升溫或減小壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大O2的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。]題號(hào)423568791011121√4.在水溶液中存在反應(yīng):Ag+(aq)+Fe2+(aq) Ag(s)+Fe3+(aq) ΔH<0,達(dá)到平衡后,為使平衡體系中析出更多的銀,可采取的措施是( )A.升高溫度 B.加水稀釋C.增大Fe2+的濃度 D.常溫下加壓C [正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A錯(cuò)誤;加水稀釋,平衡向離子數(shù)目增多的方向移動(dòng),即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),B錯(cuò)誤;增大Fe2+的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),C正確;常溫下加壓對(duì)水溶液中的平衡移動(dòng)幾乎無影響,D錯(cuò)誤。]題號(hào)245368791011121√C [因?yàn)棣>0,升高溫度,平衡常數(shù)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。]題號(hào)245368791011121√6.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:①升溫、②恒容通入惰性氣體、③增加CO濃度、④減壓、⑤加催化劑、⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是( )A.①②④ B.①④⑥C.②③⑤ D.③⑤⑥題號(hào)245368791011121B [本題考查外界因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,從不同層面考查勒夏特列原理的應(yīng)用。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫則平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,①正確;恒容時(shí),通入惰性氣體,反應(yīng)物與生成物濃度不變,平衡不移動(dòng),②錯(cuò)誤;增加CO濃度,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低,③錯(cuò)誤;該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),減壓時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,④正確;催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能改變平衡狀態(tài),⑤錯(cuò)誤;恒壓時(shí),通入惰性氣體,容器體積增大,反應(yīng)物與生成物濃度降低,平衡向氣體增加的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,⑥正確。]題號(hào)245376891011121√題號(hào)245376891011121C [由表知,體積不變升高溫度,c(Y)增大,平衡右移,因升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),Q>0,B、D錯(cuò);溫度不變,容器體積增大,即由1 L變?yōu)? L,若平衡不移動(dòng),此時(shí)c(Y)應(yīng)減小為原來一半,現(xiàn)c(Y)比原來的一半大,即減壓,平衡向右移動(dòng),向氣體體積增大的方向移動(dòng),所以m題號(hào)2453867910111218.已知接觸法制備硫酸中涉及可逆反應(yīng)2SO2+O2 2SO3,工業(yè)上往往采用催化劑V2O5。下列關(guān)于催化劑V2O5的說法中,正確的是( )A.使用催化劑可以降低反應(yīng)所需的活化能,從而提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率B.使用催化劑可以促進(jìn)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.使用催化劑可以縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但不影響SO2的轉(zhuǎn)化率D.使用催化劑會(huì)改變?cè)摲磻?yīng)的焓變√題號(hào)245386791011121C [催化劑可以降低反應(yīng)所需的活化能,從而提高反應(yīng)速率,但不影響SO2的轉(zhuǎn)化率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑的使用不影響化學(xué)平衡,但能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;對(duì)于給定的反應(yīng)而言,焓變與催化劑無關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]題號(hào)924538671011121√9.對(duì)于合成氨的反應(yīng)來說,使用催化劑和施加高壓,下列敘述中正確的是( )A.都能提高反應(yīng)速率,都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無影響B.都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響,都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間C.都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間,只有壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響D.催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間,而壓強(qiáng)無此作用題號(hào)924538671011121C [對(duì)化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),催化劑只能提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短,不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。高壓能提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短,也能使化學(xué)平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。]題號(hào)924538671011121√10.目前工業(yè)上利用甲烷催化裂解生產(chǎn)不含一氧化碳和二氧化碳的清潔氫氣。該過程多用鐵、鈷和鎳等過渡金屬納米催化劑,其反應(yīng)為CH4(g) C(s)+2H2(g)。已知溫度升高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大。下列有關(guān)說法不正確的是( )A.甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)B.在反應(yīng)體系中加催化劑,反應(yīng)速率增大C.增大體系壓強(qiáng),不能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率D.在1 500 ℃以上時(shí),甲烷的轉(zhuǎn)化率很高,但幾乎得不到炭黑,是因?yàn)樵诟邷叵略摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)題號(hào)924538671011121D [根據(jù)溫度升高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大,知甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng),A項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤;在體系中加入合適的催化劑,能使反應(yīng)速率增大,B項(xiàng)正確;甲烷發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大,故增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),C項(xiàng)正確。]題號(hào)924538671011121√11.(易錯(cuò)題)合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在反應(yīng)過程中,正反應(yīng)速率的變化如圖所示:下列說法正確的是( )A.t1時(shí)升高了溫度B.t2時(shí)使用了催化劑C.t3時(shí)增大了壓強(qiáng)D.t4時(shí)降低了溫度B [升溫,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)增大,但由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),v逆比v正增加得大,A錯(cuò)誤;加壓、正、逆反應(yīng)速率同時(shí)增加,C錯(cuò)誤;降溫,正、逆反應(yīng)速率瞬間減小,D錯(cuò)誤。]題號(hào)92453867101112112.某工廠利用CO2和H2合成CH3OH,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。(1)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度,平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移動(dòng)。(2)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________________。已知某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如表:CO2 H2 CH3OH H2O0.75 mol·L-1 0.5 mol·L-1 0.3 mol·L-1 0.3 mol·L-1逆向 題號(hào)924538671011121則此時(shí)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系是______(填字母)。A.v(正)>v(逆)B.v(正)C.v(正)=v(逆)D.無法確定A題號(hào)924538671011121(3)為研究不同條件下反應(yīng)中H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系,進(jìn)行了兩次不同的實(shí)驗(yàn)。兩次實(shí)驗(yàn)起始時(shí)均分別向相同體積的恒容密閉容器中加入3 mol CO2和7 mol H2,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得H2的物質(zhì)的量(mol)隨時(shí)間變化的值見表: 1 min 3 min 5 min 7 min 9 min 11 min實(shí)驗(yàn)1 5.7 3.5 2.5 2.1 2.0 2.0實(shí)驗(yàn)2 5.2 2.6 2.0 2.0 2.0 2.0題號(hào)924538671011121①若容器的體積為2 L,則實(shí)驗(yàn)1中,前5 min內(nèi)CO2的反應(yīng)速率為_____________________。②與實(shí)驗(yàn)1相比,若僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件,則實(shí)驗(yàn)2改變的條件是________________。0.15 mol·L-1·min-1使用了催化劑題號(hào)924538671011121 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫