高三化学第一轮复习课件24讲-影响化学反应速率及化学平衡的条件

第24讲│影响化学平衡的因素化学反应进行的方向第24讲影响化学平衡的因素化学反应进行的方向考纲导学第24讲│考纲导学考纲要求命题预测1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1.平衡图象分析。以填空、简答、计算的形式出现在第Ⅱ卷中，往往结合化学反应速率、化学平衡计算等一起考查，试题难度中等。2.影响化学平衡的因素。该考点一般为综合考查，将影响化学反应速率、化学平衡移动的因素进行对比考查，难度较大。要点探究►探究点一影响化学平衡的因素第24讲│要点探究【知识梳理】1．化学平衡的移动(1)在一定条件下，可逆反应达到平衡状态，如果改变影响平衡的条件(如浓度、温度、压强等)，化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等)，直至正、逆反应速率再次相等，在新条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作化学平衡状态的移动，简称化学平衡移动。第24讲│要点探究2．图示表示第24讲│要点探究3．注意①新平衡时，v′正＝v′逆，但与原平衡速率________。②新平衡时，各成分的百分含量不再变化，但与原平衡________。③通过比较速率，可判断平衡移动方向。当v正v逆时，平衡向________反应方向移动；当v正v逆时，平衡向________反应方向移动；当v正＝v逆时，平衡________发生移动。不等不同正逆不第24讲│要点探究2．影响化学平衡的因素(1)其他条件不变的情况下，______反应物浓度或_______生成物浓度，平衡向正反应方向移动，反之逆向移动。(2)其他条件不变的情况下，升温平衡向________________移动；降温平衡向________________移动。(3)对于有气体参加的反应，其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向________________的方向移动；减小压强，平衡向________________的方向移动。增大减小吸热反应方向放热反应方向气体体积减小气体体积增大第24讲│要点探究(4)对于可逆反应，催化剂能__________地改变正、逆反应速率。使用催化剂只能改变反应途径，不能改变反应进行的程度，故催化剂只能加快反应达到平衡的时间，而不能改变__________，反应的热效应也和催化剂的存在与否________，也不能改变化学反应的热效应和化学平衡常数。同等程度平衡状态无关【要点深化】化学平衡移动原理——勒夏特列原理(1)原理内容：外界条件对化学平衡的影响可概括为一句话：若改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)原理解读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变化，更不能超过外界条件的变化。第24讲│要点探究（3）惰性气体对化学平衡的影响第24讲│要点探究例1[2010·重庆卷]COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH0，当反应达到平衡时，下列措施①升温②恒容通入惰性气体③增加CO的浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥【典例精析】B第24讲│要点探究B该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。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。[点评]所谓“惰性气体”，在此并非专指稀有气体，凡不与本反应体系中的任何物质发生反应的气体都可称之为“惰性气体”。下面的变式题则从工业实际上分析外界条件对化学平衡的影响。第24讲│要点探究[2010·上海卷]1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是()BA．①②③B．②④⑤C．①③⑤D．②③④第24讲│要点探究B合成NH3的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，提高原料的利用率就是使平衡向正方向移动，所以加压、减小生成物的浓度(分离出NH3)以及循环再利用均可以提高原料转化率。►探究点二等效平衡第24讲│要点探究【知识梳理】等效平衡的含义相同条件下，同一可逆反应体系，不管反应从________开始，还是从________开始，达到化学平衡时，任何相同物质的__________(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。正反应逆反应百分含量第24讲│要点探究【要点深化】等效平衡的类型及处理方法等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方式、方法。(1)对于恒温恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物质的浓度、百分含量均相同。第24讲│要点探究例如，恒温恒容下的可逆反应：2SO2＋O22SO3①2mol1mol0mol②0mol0mol2mol③0.5mol0.25mol1.5mol上述②和③中配比充料，按方程式的化学计量数关系均可转化为①中配比充料，三者建立的平衡状态完全相同。(2)对于恒温、恒容条件下的反应前后气体体积不变的可逆反应以及恒温、恒压条件下的可逆反应(无论体积可变或不变)如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物质百分含量均相同。第24讲│要点探究例如，恒温恒容条件下，对于可逆反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)①1mol1mol0mol②2mol2mol1mol上述两种配比，按方程式中的化学计量数关系均转化为反应物，两种情况下H2与I2(g)的物质的量之比均为1∶1，因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。又如，恒温、恒压条件下，对于可逆反应：N2＋3H22NH3①1mol3mol0mol②2mol6mol1mol③0mol0mol0.1mol上述三种配比，按方程式中的化学计量数关系均转化为反应物，三种情况下，N2与H2的物质的量之比均为1∶3，因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。第24讲│要点探究[注意]上述两种情况下所达到的等效平衡的区别：(1)中所达到的等效平衡状态，反应混合物中各组分的百分含量、浓度、物质的量均相同，类似于几何学上的全等三角形，这种等效平衡状态可称之为全等平衡。(2)中所达到的等效平衡状态，反应混合物中各组分的百分含量相同，但各成分的物质的量与原平衡成比例，类似于几何学上的相似三角形，这种等效平衡状态可称之为等比平衡。第24讲│要点探究例2【典例精析】B向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是()A．0.5molCO＋2molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2B．1molCO＋1molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2C．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.4molCO2＋0.4molH2D．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.5molCO2＋0.5molH2第24讲│要点探究BA项，相对于向容器中充入1.5molCO和3molH2O(g)，与原始比例1∶2相同，构成等效平衡，CO体积分数不变；B项，相对于向容器中充入1molCO和2molH2O(g)，再充入1molCO，故前一步旨在建立等效平衡，再充入1molCO，虽使平衡正向移动，但移动是由CO的浓度增加引起的，CO的体积分数增大；C项，相当于向容器中充入0.9molCO和1.8molH2O(两者比值1∶2)，再充入0.1molH2O，加入H2O会使平衡正向移动，CO的体积分数减小；D项，相当于向容器中充入1molCO和2molH2O，与原平衡等效，CO体积分数不变。第24讲│要点探究[点评]分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平衡，利用等效平衡方法解化学平衡有关问题时常采用“虚拟法”。任何一个可逆反应体系，在相同条件下从不同的状态开始，只要达到平衡的条件(温度、压强、浓度)完全相同，则可以形成等效平衡。在解题时若遇到将两个状态进行比较这类问题时，可以“虚拟”一个中间过程，如一个容器、一个隔板等，然后再进行比较。下面的变式题就是对“虚拟法”很好的练习。第24讲│要点探究在一真空密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃时发生如下反应：PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)，反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为m%。若在同一温度和同一容器中，最初投入的是2molPCl5，反应平衡时，PCl5所占体积分数为n%，则m和n的关系是()A．m＞nB．m＜nC．m＝nD．无法比较BB可建立虚拟路径如下：►探究点三化学反应速率与化学平衡图象的分析【知识梳理】1．速率与时间的图象此类图象揭示了正逆反应速率随时间(包括条件的改变)的变化规律，体现了化学平衡移动的方向等。如N2＋3H22NH3ΔH0，建立平衡后(填改变的条件)________对反应速率的影响如图24－2所示。加热第24讲│要点探究2．物质的量浓度与时间图象由这类图象可判断化学方程式由图24－3可知，反应的方程式为_______________。2A＋3B第24讲│要点探究3．转化率或百分含量与时间、压强、温度的图象第24讲│要点探究对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)个例分析：(以下填“”或“”)(1)由①可知，T1温度先达到平衡，故T1______T2，升高温度C%增加，ΔH______0。(2)由②可知，T2温度先达到平衡，故T1______T2，升高温度C%减小，ΔH______0。(3)由③可知，p1压强先达到平衡，故p1______p2，加压，C%增加，m＋n______p＋q。(4)由④可知，p2压强先达到平衡，故p1______p2，加压，C%减小，m＋n______p＋q。(5)由⑤可知，p1______p2，m＋n＝p＋q或条件为加入了催化剂。(6)由⑥中(A)、(B)两线可知，p1______p2，m＋n______p＋q，由(B)、(C)两线可知，两线可知，T1______T2，ΔH______0。＞＞＜＜＞＞＜＜＞＜＜＜＜第24讲│要点探究4．转化率或百分含量与压强、温度的图象对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(s)第24讲│要点探究(1)由①可知，加压，C%减小，m＋n______p；由(A)线可知，升温，C%增加，ΔH______0。(2)由②可知，升温，C%减小，ΔH______0；由(A)线可知，加压，C%增加，m＋n______p。＜＞＜＞第24讲│要点探究【要点深化】解决化学反应速率和化学平衡图象题的一般思路和方法：第24讲│要点探究例3【典例精析】反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如图24－6所示，下述判断正确的是()CA．T1＜T2，p1＜p2B．T1＜T2，p1＞p2C．T1＞T2，p1＞p2D．T1＞T2，p1＜p2第24讲│要点探究C本题的解题思路为定一议二—定温度、议压强先拐先平压强大定压强，议温度先拐先平温度高T相同时(上面2条曲线)，p越大反应速率v越快，达到化学平衡的时间t越短，故p1＞p2；同理，压强相同时(下面2条曲线)，温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，故T1＞T2。第24讲│要点探究[点评]解答图象题要注意以下几点：①看懂图象：一看面(即看