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1、第3节,化学平衡移动 化学反应进行的方向,考纲点击：1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等) 对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。2.了解化 学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,回归教材,一、化学平衡移动,1.化学平衡移动的过程,特别提醒化学平衡移动是旧平衡的破坏和新平衡的建立 过程，只有平衡破坏或平衡建立都不属于平衡移动。,3.影响化学平衡的因素 若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：,正,逆,减小,增大,不,吸热,放热,不能,4.化学平衡移动原理勒夏特列原理的理解 如果改变影响化学平衡的条件之一(如_、_以及 参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着
2、能够_这种改变,的方向移动。,温度,压强,减弱,特别提醒(1)移动方向：“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)移动结果：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。,二、化学反应进行的方向 1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进 行的过程。,(2)特点,高能,低能,有序,无序,体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外 部做功或放出热量)。 在密闭条件下，体系有从_转变为_的倾向性 (无序体系更加稳定
3、)。,2.熵、熵变,混乱或无序,S,(1) 熵是量度体系_ 程度的物理量，符号为 _。 (2)影响熵大小的因素 相同条件下，物质不同，熵不同。 同一物质：S(g)_S(l)_S(s)。 (3)熵变(S)生成物的总熵反应物的总熵。,3.化学反应方向的判据,H0,H0,S0,S0,基础测评 1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。,(2)Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进,行(,)。,(3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应(,)。,答案：(1),(2),(3),(4),(5) (6),(7),(4)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进
4、行，则该反应的H0、S0( )。,2.灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固， 可以用于制造器皿。已知在 0 、100 kPa 条件下，白锡转化为 灰锡的H2.18 kJmol1，S6.61 Jmol1K1。现把由 白锡制成的器皿在 0 、100 kPa 的室内存放，它会不会变成灰,)。,锡而不能继续使用( A.会 C.不能确定,B.不会 D.升高温度才会,解析：在 0 、100 kPa 条件下，白锡转化为灰锡的G HTS2.18 kJmol1273 K(6.61103 kJmol1 K1)0.375 kJmol10，因此在该条件下白锡会变为灰锡。,答案：A,3.有一反应：2A(g)B
5、(g),2C(g)，如图中的曲线是该,反应在不同温度下的平衡曲线，x 轴表示温度，y 轴表示 B 的转 化率，图中有 a、b、c 三点，如图所示，则下列描述正确的是,(,)。,A.该反应是放热反应 B.b 点时混合气体的平均摩尔质量 不再变化 C.T1 温度下 a 点表示若想达到平衡，可以采取增大压强 的方法 D.c 点可表示 v(正)v(逆) 答案：B,4.对可逆反应 A(s)3B(g),C(g)2D(g),H0，在,一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(,)。,增加 A 的量，平衡向正反应方向移动,升高温度，平,衡向逆反应方向移动，v(正)减小,压强增大一倍，平衡不移,动，v(正)、v
6、(逆)不变,增大 B 的浓度，v(正)v(逆),加入,催化剂，B 的转化率提高,A.,B.,C.,D.,解析：A 是固体，增大 A 的量对平衡无影响，错误； 升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但 v(逆)增大的程度更大，平 衡向逆反应方向移动，错误；压强增大平衡不移动，但 v(正)、 v(逆)都增大，错误；增大 B 的浓度，直接导致正反应速率增 大，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)，正确；催化剂同 等程度增大正、逆反应速率，化学平衡不发生移动，B 的转化 率不变，错误。,答案：B,5 .在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：,2A(？),B(g)C(s)，达到化学平衡后，升高温度
7、，容器内气,体的密度增大，则下列叙述正确的是(,)。,A.若正反应是吸热反应，则 A 为非气态 B.若正反应是放热反应，则 A 为非气态 C.在平衡体系中加入少量 C，该平衡向逆反应方向移动 D.改变压强对该平衡的移动一定无影响,解析：若正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向 移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则 A 应 为非气态才能符合，A 正确；若正反应是放热反应，升高温度 平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的 质量增大，则 A 应为气态才能符合，B 错误；对于可逆反应， 固体的量的多少对反应速率没有影响，C 错误；无论 A 为非气 态还是为气态，改变压
8、强平衡都会发生移动，D 错误。,答案：A,考点一 考向1,化学平衡移动 外界条件对化学平衡移动的影响,典例1(2018 年山东潍坊检测)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) H0,B.A2(g)3B2(g),2AB3(g) H0,C.A(s)B(g),C(g)D(g),H0,D.2A(g)B(g),C(g)D(s) H0,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
9、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。,答案：A,方法技巧,1.外界条件对化学平衡移动的影响,(续表),(续表),(续表),原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分,2.“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容条件,原平衡体系体充入惰性气体系总压强增大体系中各组,分的浓度(或分压)不变平衡不移动。,(2)恒温、恒压条件,充入惰性气体,压减小体系中各组分的浓度同倍数减小,(等效于减压),应的一个条件，下列说法不正确的是(,考向2,化学平衡移动原理的应用,典例2(2018 年山东日照检测)一氧化碳和氢气反应可生成,甲醛：CO(g)H2(g),HCHO(g),H0
10、，一定温度下，向,恒容密闭容器中充入等物质的量的 H2、CO 和 HCHO 三种气体， 测得 CO 的净反应速率(即正反应速率减去逆反应速率)随时间 的变化曲线如图所示，其中第 5 min 和第 7 min 时分别改变了反,)。,. . .,A.前 4 min 阴影部分的值为 CO 的物质的量浓度的变化量 B.前 4 min 反应向逆反应方向进行,C.第 5 min 时改变的条件可能为加入催化剂 D.第 7 min 时改变的条件可能为升高反应温度,解析：由净反应速率定义分析可知，前 4 min 时 CO 的净 反应速率为负值，所以反应向逆反应方向进行，故前 4 min 时 阴影部分的值为CO的
11、浓度增加量，A、B 正确；第 5 min 时改 变条件平衡不移动，故可能为加入催化剂，C 正确；第 7 min 时改变条件，CO的净反应速率为正值，反应向正反应方向进行， 又该反应为放热反应，所以改变的条件可能为降低温度，D 不 正确。,答案：D,方法技巧 化学平衡移动原理的应用,(1)调控反应：根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化 学平衡移动原理，可调控工业反应使之效益最大化。如合成氨 工业中加入催化剂提高反应速率，温度控制在500 左右，既 考虑了反应速率又兼顾了催化剂活性的最佳温度，充入过量N2 以提高H2 的转化率等。,(2)判断物质状态：由压强的改变，根据平衡移动的方向，,可以判断
12、反应物或生成物的状态。,(3)判断反应的化学计量数：由压强的改变，根据平衡移动 的方向，可以判断化学方程式中某气体物质的计量数或反应物 和生成物之间的计量数的大小关系。,(4)判断H：由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可,以判断正反应或逆反应是吸热反应还是放热反应。,考向3,绝热体系的平衡移动,典例3向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2，一定条件,下使反应 SO2(g)NO2(g),SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应,速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是,(,)。 A.反应在 c 点达到平衡状态 B.反应物浓度：a 点小于 b 点 C.升高温度该平衡正向移动
13、D.t1t2 时，SO2 的转化率：ab 段小于 bc 段,解析：只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时，可逆 反应才达到平衡状态，图中曲线在 c 点处没有出现水平线，A 错误；随着正反应的进行，未达到平衡状态时反应物的浓度随 时间的延长而减小，因此反应物浓度：a 点大于 b 点，B 错误； 分析曲线 ac 段，从浓度方面考虑 v正应减小，而 v正是增大的， 说明该反应是放热的，升高温度该平衡逆向移动，C 错误；若 t1t2，分析图中曲线可知：ab 段的正反应速率的平均值 小于 bc 段，所以 bc 段转化的 SO2 的量比 ab 段转化的 SO2 的量多，而 a 点浓度比 b 点大，所以 S
14、O2 的转化率：bc 段大于 ab 段，D 正确。,答案：D,思维建模 解答化学平衡移动问题的步骤,【拓展演练】 1.(2018 年新课标卷)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多 晶硅的重要原料。回答下列问题： (1)SiHCl3 在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气 时发烟生成(HSiO)2O 等，写出该反应的化学方程式： _。 (2)SiHCl3 在催化剂作用下发生反应：,2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g) H148 kJmol1 3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g) H230 kJmol1,则反应 4SiHCl3(g)=SiH4(g)
15、3SiCl4(g)的H_,kJmol1。,(3)对于反应 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔 弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 323 K 和 343 K 时 SiHCl3 的 转化率随时间变化的结果如图所示。,x为物质的量分数，计算a处,343 K 时反应的平衡转化率 _% 。平衡常数 K343 K_(保留 2 位小数)。 在 343 K 下：要提高 SiHCl3 转化率，可采取的措施是 _；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有 _、_。 比 较 a 、 b 处 反 应速率大小 ： va_vb( 填 “ 大 于”“小于”或“等于”)。反应速率 vv正v逆k
16、正x2SiHCl3 k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，,v正 v逆,_(保留 1 位小数)。,解析：(1) 根据题目表达，三氯氢硅和水蒸气反应得到 (HSiO)2O，方程式为：2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl。 (2)将第一个方程式扩大 3 倍，再与第二个方程式相加就可以得,到平衡用的时间就越少，所以上面曲线代表 343 K 的反应。从 图中读出，平衡以后反应物的转化率为 22%。设初始加入的三,kJmol1)114 kJmol1。(3)由图示，温度越高反应越快，达,氯氢硅的浓度为1 molL1，得到：,到第三个反应的焓变，所以焓变为48
17、kJmol13(30,2SiHCl3,SiH2Cl2SiCl4,起始： 反应： 平衡：,1 0.22 0.78,0 0.11 0.11,0 0.11(转化率为 22%) 0.11,所以平衡常数 K0.1120.7820.02。 温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从 体系分离(两边物质的量相等，压强不影响平衡)。缩短达到平 衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是增大压 强(增大反应物浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。,答案：(1)2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl,(2)114,(3)22,0.02,及时移去产物,改进催化剂,提高反应物压强(浓度),大
18、于,1.3,2.(2018 年北京卷)近年来，研究人员提出利用含硫物质热 化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：,(1)反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H1551 kJmol1 反应：S(s)O2(g)=SO2(g) H3297 kJmol1 反应的热化学方程式：_。,(2)对反应，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4 在平 衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。,p2_p1( 填“”或“”) ，得出该结论的理由是 _。,(3)I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将补充完整。 .SO24I4H=S2I22H2O .I22
19、H2O_=_2I (4)探究、反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中),B 是 A 的对比实验，则 a_。,比较 A、B、C，可得出的结论是_ _。 实验表明，SO2 的歧化反应速率 DA，结合、反应,速率解释原因：_。,解析：(1)根据过程，反应为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO22H2O=2H2SO4S。应用盖斯定律，反应 反应得2H2SO4(l)S(s)=3SO2(g)2H2O(g) HH1 H3(551 kJmol1)(297 kJmol1)254 kJmol
20、， 反应的热化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H254 kJmol1。(2)在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时； 反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向 移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物 质的量分数增大；则p2p1。(3)反应的总反应为3SO22H2O,=2H2SO4S，I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，(总反应反应)2得反应的离子方程式为I22H2OSO2=4HSO 2I。(4)B是A的对比实验，采用控制变量法，
21、B比A多加了0.2 molL1 H2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a0.4。对比A与B，加入H可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H不能催化SO2的歧化反应。比较A、B、C，可得出的结论是：I是SO2歧化反应的催化剂，H单独存在时不具有催化作用，但H可以加快歧化反应速率。对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应消耗H和I， 反应中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应比反应速率快，反应产生H使c(H)增大，从而反应加快。,考点二,化学反应进行的方向,解析：反应能自发进行的前提条件是反应的HTS0， S0，即
22、任何温度下，反应 都不能自发进行；对于 B 项，H0， S0，若使反应自发进行，即HTS0， 在任何温度下，都有HTS0，即在任何温度下反应均能自 发进行。 答案：D,【拓展演练】,3.(2018 年山东青岛模拟)某反应 2AB(g),C(g)3D(g),在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反,)。,应的H、S 应为( A.H0 B.H0、S0 D.H0、S0 答案：C,4.(2018 年江苏南京模拟)有 A、B、C、D 四个反应： (1)在任何温度下都能自发进行的反应是_。 (2)在任何温度下都不能自发进行的反应是_。 (3)在余下的反应中： 温度高于_时可自发进行的反应是_
23、。 温度低于_时可自发进行的反应是_。,答案：(1)C (2)B (3)77 A,161.6,D,“速率、平衡”原理在物质制备中的应用,在考试大纲中明确提出：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。所以“化学 反应速率”和“化学平衡”在全国新课标卷以及各省市高考卷 中均有所涉及，且具有一定的难度，属于难点拉分型题目，做 该类题目应注意以下两个方面：,1.化工生产适宜条件选择的一般原则,(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。 (2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡,影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。,(3)从原料的利用率分析，增
24、加易得廉价原料，提高难得高,价原料的利用率，从而降低生产成本。,(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。 (5)注意催化剂的活性对温度的限制。,2.平衡类问题需综合考虑的几个方面,(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。 (2)原料的循环利用。 (3)产物的污染处理。,(4)产物的酸碱性对反应的影响。,(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。 (6)改变外界条件对多平衡体系的影响。,3.化工生产中反应条件的选择方法(以合成氨为例) (1)反应原理,N2(g)3H2(g),2NH3(g),H92.4 kJmol1,(2)反应特点：反应为可逆反应；正反应为放热反应； 反应物、
25、生成物均为气态，且正反应为气体物质的量减小的 反应。,(3)反应条件的选择,(4)原料气的充分利用,合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析， 工业生产中可采用循环操作的方法来提高原料的利用率。,典例(2018 年山东济南模拟)合成氨工业中，原料气(N2、 H2 及少量 CO、NH3 的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合 铜()溶液来吸收原料气中的 CO，其反应是 Cu(NH3)2AcCO,NH3,Cu(NH3)3AcCO,H0。,(1)必须除去原料气中 CO 的原因是_。 (2) 醋酸二氨 合 铜 () 吸 收 CO 的 生 产 适 宜 条 件 应 是 _。 (3)吸收 CO 后的
26、醋酸二氨合铜()溶液经过适当处理又可 再生，恢复其吸收 CO 的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜() 溶液再生的生产适宜条件应是_。,解析：根据题意，在合成氨的过程中必须除去 CO，因此 CO 是属于使催化剂中毒的物质。从吸收 CO 的化学方程式可得： 吸收 CO 的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为 了使 CO 最大可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡 正向移动；要使醋酸二氨合铜()溶液再生，应使平衡逆向移 动，故必须采取低压、高温的办法。 答案：(1)防止CO使催化剂中毒,(2)低温、高压,(3)高温、低压,演练工业生产以 NH3 和 CO2 为原料合成尿素CO(NH2)2，
27、 反应的化学方程式为：,2NH3(g)CO2(g),CO(NH2)2(l)H2O(l),(1)在密闭容器中充入 NH3 和 CO2 ，一定条件能自发进行 的原因是_。 (2)T1 时，在 2 L 的密闭容器中充入 NH3 和 CO2 模拟工业,生产，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),n(NH3) n(CO2),x，下图是CO2 平衡转化率()与氨碳比(x)的关系。其他条件 不变时，随着 x 增大而增大的原因是_。,(3)上图中的 B 点处，NH3 的平衡转化率为_。 答案：(1)S0，H0，低温下反应能自发进行,(2)x 增大，相当于 c(NH3)增大，平衡正向移动，CO2 转化,率增大,(3)32%,