鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度教学课件ppt

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素养新目标1.通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。2．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。
一、化学平衡的移动1．化学平衡的移动(1)内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种________变为另一种________的过程。(2)图示表示
二、反应条件对化学平衡的影响
状元随笔　平衡移动原理中“减弱”的含义(1)“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。(2)化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的改变，更不能超过外界条件的变化。
【即学即练】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)一定条件下，使用催化剂加快反应速率并提高反应物的平衡转化率。(　　)(2)增大反应物的用量，化学平衡一定向正反应方向移动。(　　)(3)对于2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅。(　　)(4)C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。(　　)(5)化学平衡发生移动时，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变时，化学平衡也一定发生移动。(　　)(6)反应条件改变，化学平衡一定发生移动。(　　)
2．下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是(　　)A．2AB(g)⇌A2(g)＋B2(g)　ΔH>0B．A2(g)＋3B2(g)⇌2AB3(g)　ΔH<0C．A(s)＋B(g)⇌C(g)＋D(g)　ΔH>0D．2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋D(s)　ΔH<0
解析：A项，增大压强平衡不移动，升高温度平衡向右移动，故正确；B项，增大压强平衡向右移动，升高温度平衡向左移动，最后结果不确定；C项，增大压强平衡向左移动，升高温度平衡向右移动，结果也不确定；D项，增大压强平衡不移动，升高温度平衡向左移动，故不正确。
3．下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是(　　)A．混合物中各组分的浓度改变B．正、逆反应速率改变C．混合物中各组分的含量改变D．混合体系的压强发生改变
解析：对于反应前后气体总物质的量不变的反应，缩小容器的容积，混合物中各组分浓度改变，但平衡不发生移动，A项不符合题意；使用合适的催化剂，正、逆反应速率都改变，但平衡不移动，B项不符合题意；如果反应前后气体总物质的量不变，则压强的变化对平衡无影响，D项不符合题意。
4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)A．对NO2加压后，气体颜色先变深后变浅B．Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后，溶液颜色变深C．氯水宜保存在低温、避光条件下D．加催化剂，使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气
解析：A项，存在平衡：2NO2(g)⇌N2O4(g)，加压条件下气体体积减小，浓度增大，混合气体颜色变深，但压强增大平衡正向移动，向新平衡移动的过程中，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释；B项，存在平衡：Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3，加入固体KSCN，SCN－的浓度增大，平衡正向移动，溶液颜色加深，能用勒夏特列原理解释；C项，存在平衡：Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO，生成的HClO见光易分解，平衡正向移动，氯水保存在低温、避光条件下，抑制平衡的移动，避免氯水变质，能用勒夏特列原理解释；D项，存在平衡：N2＋3H2⇌2NH3，催化剂能加快反应速率，但对化学平衡移动没有影响，不能用勒夏特列原理解释。
5．(双选)制取水煤气的反应为C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)，欲使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是(　　)A．增大水蒸气的浓度 B．增大C(s)的量C．减小CO(g)的浓度 D．增大压强
解析：增大反应物浓度促使平衡正向移动；增大固体反应物的量对平衡无影响；减小反应产物CO(g)的浓度，平衡正向移动；增大压强平衡逆向(气体系数减小的方向)移动。
6．如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1 L的密闭容器中，充入1 ml CO2和3 ml H2。在500 ℃下发生反应，CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图1所示：
(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝______________。(2)500 ℃时该反应的平衡常数为________(结果保留一位小数)，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，若提高温度到800 ℃进行，达平衡时，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是________。A．在原容器中再充入1 ml H2B．在原容器中再充入1 ml CO2C．缩小容器的容积D．使用更有效的催化剂E．将水蒸气从体系中分离出(4)500 ℃条件下，测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 ml·L－1，则此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
0.225 ml·L－1·min－1
解析：碘易溶于苯，加入苯，碘进入到苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A项正确；如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3＋，加入KSCN，溶液不会呈血红色，溶液呈血红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B项正确；加入FeSO4，二价铁离子浓度增大，平衡逆向移动，C项正确；该反应的平衡常数K＝c2(Fe2＋)·c(I2)/[c2(Fe3＋)·c2(I－)]，D项错误。
状元随笔　(1)浓度的改变导致浓度商的改变，但K不变，使Q≠K，从而导致平衡移动。(2)浓度的改变不一定会使化学平衡移动。(3)对于离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度对平衡才有影响，例如FeCl3＋3KSCN⇌Fe(SCN)3＋3KCl，增加KCl固体的量，平衡不移动，因为KCl不参与离子反应。(4)增加固态物质的用量，化学平衡不移动。
[提升1]　(双选)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)⇌COS(g)＋H2(g)　K＝0.1反应前CO物质的量为10 ml，平衡后CO物质的量为8 ml，下列说法正确的是(　　)A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mlD．CO的平衡转化率为20%
解析：升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，A错误；通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，B错误；根据　　 　 CO(g) ＋ H2S(g) ⇌ COS(g) ＋ H2(g)起始物质的量/ml 10 n 0 0变化物质的量/ml 2 2 2 2平衡物质的量/ml 8 n－2 2 2设该容器的体积为V，根据K＝0.1，列关系式得(2×2)÷[8×(n－2)]＝0.1，解得n＝7，C正确；根据上述数据CO的平衡转化率为2 ml÷10 ml×100%＝20%，D正确。
状元随笔　(1)温度改变使化学平衡常数改变。(2)化学平衡移动，化学平衡常数不一定改变；化学平衡常数改变，平衡一定移动。
【关键能力】1.温度对化学平衡的影响
2．浓度对化学平衡的影响
3.压强对化学平衡的影响对于反应体系中有气体参与的反应
4.“惰性”气体对化学平衡的影响(1)对于反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH<0。①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的)时，充入氦气，由于体系内压强恒定，体积必增大，使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小，平衡向左移动(相当于减压)。②在恒温、恒容下，充入氦气时，平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体，虽平衡体系内的总压强增加，但因容器的体积不变，c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变，所以平衡不发生移动。(2)对于反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH<0；充入“惰性”气体，虽然压强或浓度发生变化，但平衡不移动。
目标二　化学平衡图像题的分析方法例2 可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌xC(g)　ΔH＝Q kJ·ml－1在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况如图所示。下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C的系数的判断中，正确的是(　　)A．Q>0，m＋n>x B．Q>0，m＋nx
解析：由左图可知，压强为p1时达到平衡所用的时间比较短，即p1>p2，选择两压强下的平衡状态，由p2、p1的大小比较和A的转化率可知，增大压强，平衡正向移动，故m＋n>x；由右图可知，升高温度，A的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热，Q<0。
状元随笔　平衡图像问题的解题策略解决平衡图像问题，首先分析题意，明确如下两点：(1)图像中纵、横坐标的含义及曲线的变化趋势；(2)题给化学方程式的特点：各物质的状态、气态物质反应前后化学计量数之间的关系及吸、放热情况。然后将图像语言转化为反应条件对化学平衡的影响，逐一分析，作出判断。
[提升2]　反应N2O4(g)⇌2NO2(g)　ΔH＝57 kJ·ml－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．由状态B到状态A，可以用加热的方法B．A、C两点气体的颜色：A深、C浅C．A、C两点的反应速率：A>CD．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
状元随笔　化学平衡图像题的解答“两原则”(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。例如：反应2A(g)＋B(g)⇌2C(g)达到平衡，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图。定压看温度变化，升温，曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向左移动，正反应是放热反应。定温看压强变化，因为此反应是反应前后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向右移动，A的转化率增大，故p2>p1。
(2)“先拐先平，数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲所示，表示反应物的转化率)或表示的压强较大[如图乙所示，φ(A)表示反应物的体积分数]。甲表示：T2>T1；正反应放热。乙表示：p1【关键能力】化学平衡图像题的解题“三步骤”(1)看图像一看面(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、拐点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。(2)想规律联想反应条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。
1．下列说法正确的是(　　)A．可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等B．在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态C．在其他条件不变时，升高温度可以使平衡向放热反应方向移动D．在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
2．(双选)在一定温度下，改变反应物中n(SO2)，对反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是(　　)A.反应b、c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行B．a、b、c三点的平衡常数Kb＝Kc＝KaC．上图可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高D．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高
3．对于CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 ml，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量(　　)A．大于1 ml B．小于1 mlC．等于1 ml D．无法确定
4．下列图像能正确地表达可逆反应3A(g)＋B(g)⇌2C(g)(ΔH<0)的是(　　)
解析：A项，升高温度c(NO)减小，说明平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，ΔH<0，错误；B项，增大体系压强就是缩小容器体积，平衡虽然不移动，但物质浓度均增大，气体颜色加深，正确；C项，增大SO2的量会提高NO2的转化率即SO2的转化率会降低，正确；D项，使用催化剂可加快化学反应速率，但平衡常数不变，错误。
6．已知在一恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH＝－196.0 kJ·ml－1。SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：根据图示回答下列问题：(1)压强：p1________(填“>”“＝”或“<”)p2。(2)升高温度，平衡向________(填“左”或“右”)移动。
解析：(1)由图可知：温度一定时，如200 ℃时，B点SO2的转化率大于A点SO2的转化率，增大压强，平衡向气体化学计量数减小的方向移动，故p1>p2。(2)由图可知：压强一定时，升高温度，SO2转化率减小，平衡向左移动。
(3)200 ℃下，将一定量的SO2和O2充入体积为2 L的密闭容器中，经10 min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示：①该反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母)。a．SO2和O2的体积比保持不变b．混合气体的密度保持不变c．体系的压强保持不变d．SO2和SO3物质的量之和保持不变②当反应放出98.0 kJ热量时，测得该反应达平衡状态，该温度下SO2的转化率为________。
(4)400 ℃时，将等量的SO2和O2在两个容积相等的容器中反应，并达到平衡。在该过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的百分含量为p%，则乙容器中SO2的百分含量________(填字母)。a．等于p% b．大于p%c．小于p% d．无法判断
解析：平衡后乙容器体积小于甲容器，压强大于甲容器，乙容器平衡相当于甲容器平衡增大压强(或缩小容器体积)得到，所以乙容器中SO2的百分含量小于p%。