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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 化学反应的方向课件PPT
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这是一份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 化学反应的方向课件PPT，共51页。PPT课件主要包含了2vt图像解释，逆反应，正反应，答案①③④，答案C，答案D等内容，欢迎下载使用。
逐点清(一) 影响化学平衡的因素1．化学平衡移动的过程
2．影响化学平衡的因素(1)影响化学平衡的因素
[注意] 根据K与Q的相对大小判断
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。
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 ml SO2、0.5 ml O2、1 ml SO3混合气体D．恒温恒容通入1 ml 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 ml SO2、0.5 ml O2、1 ml 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
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
2．化工生产适宜条件选择的一般原则
A．使用CuZnFe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CuZnFe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：
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 hC．温度过高时催化剂活性可能降低D．反应产物是顺式结构
(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
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。
3．化学反应方向的判断
[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
解析：(1)根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH＝234 kJ·ml－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·ml－1－T×198.9 J·ml－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
逐点清(一) 影响化学平衡的因素1．化学平衡移动的过程
2．影响化学平衡的因素(1)影响化学平衡的因素
[注意] 根据K与Q的相对大小判断
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。
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 ml SO2、0.5 ml O2、1 ml SO3混合气体D．恒温恒容通入1 ml 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 ml SO2、0.5 ml O2、1 ml 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
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
2．化工生产适宜条件选择的一般原则
A．使用CuZnFe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CuZnFe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：
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 hC．温度过高时催化剂活性可能降低D．反应产物是顺式结构
(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
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。
3．化学反应方向的判断
[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
解析：(1)根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH＝234 kJ·ml－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·ml－1－T×198.9 J·ml－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
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