2024届高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡 第5讲 化学平衡移动 化学反应的方向（51张PPT）

(共51张PPT)
第5讲 化学平衡移动 化学反应的方向(基础落实课)
逐点清(一) 影响化学平衡的因素
1．化学平衡移动的过程
定义 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫化学平衡移动
过程示意图
本质 ①v正>v逆：平衡向___反应方向移动
②v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动
③v正正
逆
2．影响化学平衡的因素
(1)影响化学平衡的因素
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向___反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向___反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积_____的方向移动 减小压强 向气体体积_____的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡___移动
正
逆
减小
增大
不
温度 升高温度 向_____反应方向移动
降低温度 向_____反应方向移动
催化剂 使用催化剂 平衡____移动
吸热
放热
不
续表
[注意] 根据K与Q的相对大小判断
当Q＝K时 反应处于平衡状态
当Q当Q>K时 平衡向逆反应方向移动
(2)v t图像解释
①加催化剂对反应速率影响的图像是__ (填字母)，平衡__移动
②升高温度对反应速率影响的图像是__ (填字母)，平衡向______方向移动
③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是__ (填字母)，平衡向______方向移动
④增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__ (填字母)，平衡向_______方向移动
C
不
A
逆反应
D
逆反应
B
正反应
续表
3．平衡移动判断的两种特殊情况分析
(1)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
②恒温、恒压条件
(2)同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
减弱
＜
＜
×
×
×
×
×
×
×
答案：①③④
解析：该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正>v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确。
答案：C
2．(2023·烟台模拟)科研工作者利用无水乙醇催化脱水制备乙烯，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是 ( )
解析：升高温度，反应速率加快，故反应Ⅰ、Ⅱ的速率均加快，A错误。由温度升高，反应Ⅰ的平衡常数增大，反应Ⅱ的平衡常数减小，可知反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，若改变温度为升高温度，则可使反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动，反应Ⅰ向正反应方向移动，即抑制反应Ⅱ促进反应Ⅰ；但由于反应Ⅱ为反应前后气体分子数不变的反应，故改变压强反应Ⅱ平衡不移动，既不能促进也不能抑制反应Ⅱ，B错误。增大C2H5OH的浓度，反应Ⅰ的转化率减小，而反应Ⅱ的转化率不变，D错误。
答案：C
A．升高温度
B．增大容器体积
C．恒温恒容通入1 mol SO2、0.5 mol O2、1 mol SO3混合气体
D．恒温恒容通入1 mol 氩气
解析：升温平衡逆向移动，A错误；减小压强平衡逆向移动，B错误；恒温恒容通入1 mol SO2、0.5 mol O2、1 mol SO3相当于加压，使平衡正向移动，C正确；恒温恒容通“惰气”，平衡不移动，D错误。
答案：C
条件的改变 反应物平衡转化率(α)及气体的体积分数(φ)的变化 恒容时只增加反应物A的量 α(A)减小，α(B)增大 同等倍数增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 α(A)和α(B)均不变 恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q α(A)和α(B)均增大
m＋n＜p＋q α(A)和α(B)均减小
m＋n＝p＋q α(A)和α(B)均不变
增加反应物A的量 恒温恒压条件下 α(A)不变 恒温恒容条件下 m＞n＋p α(A)增大，φ(A)减小
m＜n＋p α(A)减小，φ(A)增大
m＝n＋p α(A)、φ(A)均不变
解析：根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；根据图像曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故升高温度平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D项错误。
答案：D
解析：由题图可知，t0～t1时，v(逆)逐渐增大，t1时刻达到平衡，说明该过程中反应正向进行，则有v(正)＞v(逆)，A正确。Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，v(逆)相等，说明过程Ⅰ和Ⅱ的平衡是等效平衡，则A的体积分数：φ(Ⅰ)＝φ(Ⅱ)，B正确。t2时刻改变条件，v(逆)瞬间增大，随后逐渐减小，再次建立的新平衡与原平衡是等效平衡，则加入的物质应是C，C错误。平衡常数K只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ过程在相同温度下达到平衡，则平衡常数：KⅠ＝KⅡ，D正确。
答案：C
[归纳拓展]
(1 )对于任何可逆反应，升高温度，v正、v逆均增大且增大的倍数不同，吸热方向增大的倍数较大。
(2 )对于非等体积气体的反应，增大压强，v正、v逆均增大，且增大的倍数不同，气体体积缩小方向增大的倍数较大；对于等体积气体反应，增大压强，v正、v逆同倍数增大。
逐点清(二) 化学反应的调控在工农业生产中的应用
1．工业合成氨的条件调控
合成氨条件的调控 压强 10～30 MPa的压强。压强越大，转化率越大，但对材料设备的要求越高，需要的动力也越大，增大了生产投资，降低了经济效益
温度 400～500 ℃的温度。温度要适宜，既要考虑速率又要考虑反应转化率，同时还要考虑催化剂的活性
合成氨条件的调控 催化剂 使用催化剂可提高反应速率，且不同的催化剂有不同的活性和选择性
浓度 迅速冷却NH3，减少c(NH3)，使平衡右移
循环操作 将分离出NH3的原料循环使用，提高原料利用率
续表
2．化工生产适宜条件选择的一般原则
条件 原则
从速率分析 既不能过快，又不能太慢
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，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 ①增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
②循环操作
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性和选择性分析 注意催化剂的活性和选择性对温度的限制
A．使用Cu Zn Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析：使用Cu Zn Fe催化剂可加快反应速率，能大大提高生产效率，A项正确；反应加热与反应是放热还是吸热没有直接的关系，如煤的燃烧放热，但需要加热，B项错误；充入大量CO2气体，平衡会正向移动，所以可提高H2的转化率，C项正确；从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O会使平衡正向移动，所以可提高CO2和H2的利用率，D项正确。
答案：B
2．苯乙烯与溴苯在一定条件下发生Heck反应：
溴苯用量/mmol 100 100 100 100 100 100 100
催化剂用量/mmol 2 2 2 2 2 2 2
反应温度/℃ 100 100 100 100 120 140 160
反应时间/h 10 12 14 16 14 14 14
产率/% 81.2 84.4 86.6 86.2 93.5 96.6 89.0
根据上表数据，下列说法正确的是 ( )
A．最佳反应温度为100 ℃
B．最佳反应时间为16 h
C．温度过高时催化剂活性可能降低
D．反应产物是顺式结构
答案：C
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是_______________。
(2)在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是__________________。
(3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是________________________。
(4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是__________________________。
(5)尾气中的SO2必须回收，原因是___________________________________。
答案：(1)低温高压
(2)保持较高反应速率和反应限度，同时使催化剂活性最高
(3)常压下SO2的转化率已很高，若再加压，对设备、动力要求较高，成本增加，不符合经济效益
(4)增大O2的浓度，提高SO2的转化率
(5)SO2污染大气
逐点清(三) 化学反应的方向
1．自发过程
含义 在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程
特点 放热过程可能自发进行
混乱度小转变为混乱度大的过程可能自发进行
2．熵和熵变
(1)熵是度量体系_____程度的物理量，符号为S。
(2)影响熵大小的因素：
①相同条件下，物质不同熵不同。
②同一物质：S(g)__ S(l)__ S(s)。
(3)熵变(ΔS)＝生成物的总熵－反应物的总熵。
混乱
>
>
3．化学反应方向的判断
焓变(ΔH)＜0 有自发进行的倾向，但有些ΔH__0的反应也可自发进行，焓变判断反应进行的方向不全面
熵变(ΔS)＞0 有自发进行的倾向，但有些ΔS__0的反应也可自发进行，熵变判断反应进行的方向不全面
自由能(ΔG)＜0 ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0的反应可自发进行，ΔG＝0，反应处于平衡状态，ΔG＞0，反应不能自发进行
＞
＜
[注意] ①ΔH＜0，ΔS＞0时反应能自发进行；②ΔH＞0，ΔS＜0时反应不能自发进行；③ΔH＞0，ΔS＞0，高温可能自发进行；④ΔH＜0，ΔS＜0，低温可能自发进行。
[题点考法·全面练通]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)自发反应一定能发生，非自发反应一定不能发生 ( )
(2)Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 ( )
(3)吸热反应不可以自发进行 ( )
(4)同种物质气态时熵值最大 ( )
×
√
×
√
√
×
√
×
2．(2022·浙江选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是 ( )
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
答案：D
解析：(1)根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH＝234 kJ·mol－1，这说明反应Ⅲ是吸热的体积增大(即ΔS＞0)的反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可自发进行可知反应Ⅲ自发进行的条件是高温；
(2)结合图像可知，600 ℃时，A、B中反应的ΔG均小于0, 反应可自发进行，C中的ΔG＞0，反应不能自发进行，根据盖斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由A＋C得到，则600 ℃时其ΔG<0，反应可自发进行，故D不符合题意。
(3)若反应能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS＜0，代入数据，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103 J·mol－1－T×198.9 J·mol－1·K－1＜0，则T＞456.5 K，转化为摄氏温度，则T＞183.5 ℃，故选C、D。
答案：(1)高温 (2)C (3)CD
谢
谢
观
看