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备战2025届新高考化学一轮总复习第7章化学反应速率与化学平衡第35讲化学平衡状态及平衡移动课件
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这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习第7章化学反应速率与化学平衡第35讲化学平衡状态及平衡移动课件，共43页。PPT课件主要包含了课标指引，目录索引，素养发展进阶，必备知识•梳理，可逆反应，正反应，逆反应，3特点，浓度或百分含量，关键能力•提升等内容，欢迎下载使用。
1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。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。
考点一 化学平衡状态及判断
考点二 化学平衡的移动
2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率________时,反应物和生成物的浓度均保持________,即体系的组成不随时间而改变的状态。(2)建立
正向开始、逆向开始、双向同时开始, 均可建立平衡
3.化学平衡状态的判断方法(1)判断化学平衡状态的方法——“正、逆相等,变量不变”
(2)常见的“变量”①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度、转化率或颜色(某组分有颜色)不变。④压强、总物质的量(化学方程式两边气体体积不相等)不变。
解析 当Z完全转化为X2、Y2时,X2、Y2分别为0.2 ml·L-1、0.4 ml·L-1;当0.1 ml·L-1 X2完全转化为Z时,Y2为0.2 ml·L-1,Z为0.4 ml·L-1,则0
[对点训练] 若上述[例2]中的(1)~(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?(1) ________________________________________________。 (2) ________________________________________________。 (3) ________________________________________________。 (4) ________________________________________________。
②③④⑦ ⑤⑦ ②③④⑤⑦ ②③④⑦
2.化学平衡移动的过程
由上图可推知:(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
3.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v(正)>v(逆):平衡向________方向移动。 (2)v(正)=v(逆):反应达到平衡状态,________平衡移动。 (3)v(正)
5.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________________的方向移动。
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平衡正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压;恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响;增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
A.ΔH>0B.温度升高,S8分解率增大,S2体积分数增大C.向平衡体系中充入稀有气体,平衡向右移动D.其他条件相同,S2体积分数越大,CH4平衡转化率越小
思维建模(1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并 压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。
考向2 化学平衡中物质转化率或气体体积分数的变化
B.a点对应的平衡常数比c点的大C.b点对应的NH3的体积分数为26%D.不改变投料比,增加n(N2)时,NH3体积分数增大
解析 升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A项正确;增大压强,平衡正向移动,但容器的容积减小,X的浓度变大,B项错误;充入一定量Y,X的转化率增大,而Y的转化率减小,C项错误;使用适当的催化剂,只能加快反应速率,不能改变平衡,X的体积分数不变,D项错误。
归纳总结平衡转化率和气体体积分数的分析
A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙C.图2达平衡时,所需时间t:丙<丁D.图2达平衡时,体积分数φ(SO3):丙>丁
解析 甲和乙若都是恒温恒压,则两者等效,但乙为绝热恒压,又该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,c(SO2):甲<乙,平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者等效,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高平衡向逆反应方向移动,体积分数φ(SO3):丙>丁,D项正确。
A.平衡时CO2的转化率为75%B.平衡后充入惰性气体,平衡正向移动C.该条件下,第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)D.混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
4.(2024·广西北海模拟)乙醇水蒸气重整释氢过程中主要反应的热化学方程式为:反应Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)═2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.5 kJ·ml-1反应Ⅱ:C2H5OH(g)═CH4(g)+CO(g)+H2(g) ΔH=+49.7 kJ·ml-1反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.4 kJ·ml-1
以H2O和C2H5OH为原料气,通过装有催化剂的反应器,反应相同时间,乙醇转化率、CH4、CO、CO2选择性随温度变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( )A.向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量O2,可以为重整反应提供热量B.其他条件不变,升高温度乙醇的平衡转化率增大C.300~450 ℃时,随温度升高,H2的产率增大D.增加原料气中水的比例,可以增大CO的选择性
解析 向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量O2,乙醇可以和氧气反应放出热量,从而为重整反应提供热量,A正确;根据题给信息可知,乙醇水蒸气重整释氢过程中涉及的反应为吸热反应,故升温后平衡正向移动,平衡转化率增大,B正确;由图可知,300~450 ℃时,随温度升高一氧化碳和甲烷的选择性降低,此时主要发生反应Ⅰ,H2的产率增大,C正确;增加原料气中水的比例,则反应Ⅰ进行得较多,不利于生成一氧化碳,D错误。
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
解析 由图可知,使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,均存在四个能垒,故反应历程都分为4步进行,A正确;由图可知,该反应是放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动, R的浓度增大,B正确;使用Ⅱ时,R→M转化的活化能更大,反应速率比使用Ⅰ更慢,故反应体系达到平衡所需时间更长,C错误;使用Ⅰ时,中间产物M转化为P的活化能更大,反应比使用Ⅱ慢,故反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。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。
考点一 化学平衡状态及判断
考点二 化学平衡的移动
2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率________时,反应物和生成物的浓度均保持________,即体系的组成不随时间而改变的状态。(2)建立
正向开始、逆向开始、双向同时开始, 均可建立平衡
3.化学平衡状态的判断方法(1)判断化学平衡状态的方法——“正、逆相等,变量不变”
(2)常见的“变量”①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度、转化率或颜色(某组分有颜色)不变。④压强、总物质的量(化学方程式两边气体体积不相等)不变。
解析 当Z完全转化为X2、Y2时,X2、Y2分别为0.2 ml·L-1、0.4 ml·L-1;当0.1 ml·L-1 X2完全转化为Z时,Y2为0.2 ml·L-1,Z为0.4 ml·L-1,则0
[对点训练] 若上述[例2]中的(1)~(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?(1) ________________________________________________。 (2) ________________________________________________。 (3) ________________________________________________。 (4) ________________________________________________。
②③④⑦ ⑤⑦ ②③④⑤⑦ ②③④⑦
2.化学平衡移动的过程
由上图可推知:(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
3.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系(1)v(正)>v(逆):平衡向________方向移动。 (2)v(正)=v(逆):反应达到平衡状态,________平衡移动。 (3)v(正)
5.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________________的方向移动。
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平衡正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压;恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响;增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
A.ΔH>0B.温度升高,S8分解率增大,S2体积分数增大C.向平衡体系中充入稀有气体,平衡向右移动D.其他条件相同,S2体积分数越大,CH4平衡转化率越小
思维建模(1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并 压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。
考向2 化学平衡中物质转化率或气体体积分数的变化
B.a点对应的平衡常数比c点的大C.b点对应的NH3的体积分数为26%D.不改变投料比,增加n(N2)时,NH3体积分数增大
解析 升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A项正确;增大压强,平衡正向移动,但容器的容积减小,X的浓度变大,B项错误;充入一定量Y,X的转化率增大,而Y的转化率减小,C项错误;使用适当的催化剂,只能加快反应速率,不能改变平衡,X的体积分数不变,D项错误。
归纳总结平衡转化率和气体体积分数的分析
A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙C.图2达平衡时,所需时间t:丙<丁D.图2达平衡时,体积分数φ(SO3):丙>丁
解析 甲和乙若都是恒温恒压,则两者等效,但乙为绝热恒压,又该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,c(SO2):甲<乙,平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者等效,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高平衡向逆反应方向移动,体积分数φ(SO3):丙>丁,D项正确。
A.平衡时CO2的转化率为75%B.平衡后充入惰性气体,平衡正向移动C.该条件下,第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)D.混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
4.(2024·广西北海模拟)乙醇水蒸气重整释氢过程中主要反应的热化学方程式为:反应Ⅰ:C2H5OH(g)+3H2O(g)═2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.5 kJ·ml-1反应Ⅱ:C2H5OH(g)═CH4(g)+CO(g)+H2(g) ΔH=+49.7 kJ·ml-1反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.4 kJ·ml-1
以H2O和C2H5OH为原料气,通过装有催化剂的反应器,反应相同时间,乙醇转化率、CH4、CO、CO2选择性随温度变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( )A.向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量O2,可以为重整反应提供热量B.其他条件不变,升高温度乙醇的平衡转化率增大C.300~450 ℃时,随温度升高,H2的产率增大D.增加原料气中水的比例,可以增大CO的选择性
解析 向乙醇水蒸气重整反应体系中通入适量O2,乙醇可以和氧气反应放出热量,从而为重整反应提供热量,A正确;根据题给信息可知,乙醇水蒸气重整释氢过程中涉及的反应为吸热反应,故升温后平衡正向移动,平衡转化率增大,B正确;由图可知,300~450 ℃时,随温度升高一氧化碳和甲烷的选择性降低,此时主要发生反应Ⅰ,H2的产率增大,C正确;增加原料气中水的比例,则反应Ⅰ进行得较多,不利于生成一氧化碳,D错误。
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
解析 由图可知,使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,均存在四个能垒,故反应历程都分为4步进行,A正确;由图可知,该反应是放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动, R的浓度增大,B正确;使用Ⅱ时,R→M转化的活化能更大,反应速率比使用Ⅰ更慢,故反应体系达到平衡所需时间更长,C错误;使用Ⅰ时,中间产物M转化为P的活化能更大,反应比使用Ⅱ慢,故反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
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