【高考化学】2018-2019学年化学高考人教版一轮课件：7.3 化学平衡的移动化学反应进行的方向
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3 ①C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) 2
C3H3N(g)+3H2O(g)
ΔH=-515
C3H4O(g)+H2O(g)
ΔH=-353 kJ· mol-1
;有利 ;提高丙烯腈反
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 应选择性的关键因素是 。
-12基础梳理 考点突破
(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为 例,见图示):新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压 强不变,平衡不移动。
-10基础梳理 考点突破
3.平衡移动对转化率(α)的影响 以反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)为例: 影响因素 浓 增大 A 浓度 度 减小 C 浓度 温 度 升温 降温 加压 减压 平衡移动方向及转化率变化 平衡右移,α(A)减小,α(B)增大;同理可推导 B 平衡右移,α(A)、α(B)均增大;同理可推导 D ΔH<0 时,平衡左移,α(A)、α(B)均减小;ΔH>0 时则相反 ΔH<0 时,平衡右移,α(A)、α(B)均增大;ΔH>0 时则相反 a+b>c+d 时,平衡右移,α(A)、α(B)均增 大;a+b<c+d 时则相反 a+b>c+d 时,平衡左移,α(A)、α(B)均减 小;a+b<c+d 时则相反
-15基础梳理 考点突破
解析:(1)从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应,且“1 mol 反应”放出的热量大,故两个反应在热力学上的趋势很大。由于生 成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应,故要提高丙烯腈的产 率可采取的措施为降温、降压。提高丙烯腈反应选择性的关键因 素是使用合适的催化剂。 (2)图(a)中,低于460 ℃时的曲线不表示丙烯腈的产率,因为合成 丙烯腈的反应为放热反应,温度降低时,丙烯腈的产率应增大,而非 减小。高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的原因分析:催化剂活性降低, 合成丙烯腈的反应速率减小,而副反应可能更多地发生,A项符合题 意;平衡常数增大,丙烯腈的产率增大,B项不符合题意;副反应增多, 可能导致丙烯腈产率降低,C项符合题意;反应活化能增大,并不影 响平衡的移动,不会导致丙烯腈的产率变化,D项不符合题意。
-4基础梳理 考点突破
3.外界因素对化学平衡的影响 正 逆 减小 增大 不 吸热 放热 不能
-5基础梳理 考点突破
4.化学平衡移动原理——勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如 温度 、 压强 以及 参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够 减弱 这种改 变的方向移动。 特别提醒(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。
-6基础梳理 考点突破
自主巩固 (1)在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH>0, 达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化: ①增加C,平衡 不移动 ,c(CO) 不变 。 ②减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡 向逆反应方向移动 , c1(CO2)与原平衡时c(CO2)的关系是 c1(CO2)>c(CO2) ,c1(CO)与 原平衡时c(CO)的关系是 c(CO)<c1(CO) 。 ③通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡 不移动 , c(CO2) 不变 。 ④保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡 向正反应方向移动 , c(CO) 增大 。压Βιβλιοθήκη 强-11基础梳理 考点突破
例 1(2016 课标全国甲,27)丙烯腈(CH2 CHCN)是一种重要的 化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛 (CH2 CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题: (1)以丙烯、 氨、 氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N) 和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下: kJ· mol-1 ②C3H6(g)+O2(g)
-13基础梳理 考点突破
图(b) (3)丙烯腈和丙烯醛的产率与 知,最佳
������(氨) ������(丙烯) ������(氨) ������(丙烯)
的关系如图(b)所示。由图可 。 进料气 。
约为
,理由是
氨、空气、丙烯的理论体积比约为
-14基础梳理 考点突破
答案:(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂 (2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1.0 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
-7基础梳理 考点突破
(2)已知一定条件下合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据 速率的变化回答采取的措施。
t1 增大c(N2)或c(H2) ;t2 加入催化剂 降低温度 t3 ;t4 增大压强
; 。
-8基础梳理 考点突破
1.“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容条件: 原平衡体系 度不变→平衡不移动。 (2)恒温、恒压条件: 体系总压强增大→体系中各组分的浓
原平衡体系 容器容积增大,各反应气体的分压减 小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)→
-9基础梳理 考点突破
2.构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式:新平衡状态可认为是两个原平衡 状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的 温度为460 ℃。低于460 ℃时,丙烯腈的产率 (填“是”或 “不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ; 高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。
图(a) A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
第3节
化学平衡的移动 化学反应进行的方向
考纲要求: 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。
-3基础梳理 考点突破
化学平衡移动 1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v(正) > v(逆):平衡向正反应方向移动。 (2)v(正) = v(逆):反应处于平衡状态,平衡不发生移动。 (3)v(正)<v(逆):平衡向 逆反应 方向移动。
C3H3N(g)+3H2O(g)
ΔH=-515
C3H4O(g)+H2O(g)
ΔH=-353 kJ· mol-1
;有利 ;提高丙烯腈反
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 应选择性的关键因素是 。
-12基础梳理 考点突破
(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为 例,见图示):新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压 强不变,平衡不移动。
-10基础梳理 考点突破
3.平衡移动对转化率(α)的影响 以反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)为例: 影响因素 浓 增大 A 浓度 度 减小 C 浓度 温 度 升温 降温 加压 减压 平衡移动方向及转化率变化 平衡右移,α(A)减小,α(B)增大;同理可推导 B 平衡右移,α(A)、α(B)均增大;同理可推导 D ΔH<0 时,平衡左移,α(A)、α(B)均减小;ΔH>0 时则相反 ΔH<0 时,平衡右移,α(A)、α(B)均增大;ΔH>0 时则相反 a+b>c+d 时,平衡右移,α(A)、α(B)均增 大;a+b<c+d 时则相反 a+b>c+d 时,平衡左移,α(A)、α(B)均减 小;a+b<c+d 时则相反
-15基础梳理 考点突破
解析:(1)从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应,且“1 mol 反应”放出的热量大,故两个反应在热力学上的趋势很大。由于生 成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应,故要提高丙烯腈的产 率可采取的措施为降温、降压。提高丙烯腈反应选择性的关键因 素是使用合适的催化剂。 (2)图(a)中,低于460 ℃时的曲线不表示丙烯腈的产率,因为合成 丙烯腈的反应为放热反应,温度降低时,丙烯腈的产率应增大,而非 减小。高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的原因分析:催化剂活性降低, 合成丙烯腈的反应速率减小,而副反应可能更多地发生,A项符合题 意;平衡常数增大,丙烯腈的产率增大,B项不符合题意;副反应增多, 可能导致丙烯腈产率降低,C项符合题意;反应活化能增大,并不影 响平衡的移动,不会导致丙烯腈的产率变化,D项不符合题意。
-4基础梳理 考点突破
3.外界因素对化学平衡的影响 正 逆 减小 增大 不 吸热 放热 不能
-5基础梳理 考点突破
4.化学平衡移动原理——勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如 温度 、 压强 以及 参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够 减弱 这种改 变的方向移动。 特别提醒(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。
-6基础梳理 考点突破
自主巩固 (1)在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH>0, 达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化: ①增加C,平衡 不移动 ,c(CO) 不变 。 ②减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡 向逆反应方向移动 , c1(CO2)与原平衡时c(CO2)的关系是 c1(CO2)>c(CO2) ,c1(CO)与 原平衡时c(CO)的关系是 c(CO)<c1(CO) 。 ③通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡 不移动 , c(CO2) 不变 。 ④保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡 向正反应方向移动 , c(CO) 增大 。压Βιβλιοθήκη 强-11基础梳理 考点突破
例 1(2016 课标全国甲,27)丙烯腈(CH2 CHCN)是一种重要的 化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛 (CH2 CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题: (1)以丙烯、 氨、 氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N) 和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下: kJ· mol-1 ②C3H6(g)+O2(g)
-13基础梳理 考点突破
图(b) (3)丙烯腈和丙烯醛的产率与 知,最佳
������(氨) ������(丙烯) ������(氨) ������(丙烯)
的关系如图(b)所示。由图可 。 进料气 。
约为
,理由是
氨、空气、丙烯的理论体积比约为
-14基础梳理 考点突破
答案:(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂 (2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC (3)1.0 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
-7基础梳理 考点突破
(2)已知一定条件下合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据 速率的变化回答采取的措施。
t1 增大c(N2)或c(H2) ;t2 加入催化剂 降低温度 t3 ;t4 增大压强
; 。
-8基础梳理 考点突破
1.“惰性气体”对化学平衡的影响 (1)恒温、恒容条件: 原平衡体系 度不变→平衡不移动。 (2)恒温、恒压条件: 体系总压强增大→体系中各组分的浓
原平衡体系 容器容积增大,各反应气体的分压减 小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)→
-9基础梳理 考点突破
2.构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式:新平衡状态可认为是两个原平衡 状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的 温度为460 ℃。低于460 ℃时,丙烯腈的产率 (填“是”或 “不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ; 高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。
图(a) A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
第3节
化学平衡的移动 化学反应进行的方向
考纲要求: 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。
-3基础梳理 考点突破
化学平衡移动 1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v(正) > v(逆):平衡向正反应方向移动。 (2)v(正) = v(逆):反应处于平衡状态,平衡不发生移动。 (3)v(正)<v(逆):平衡向 逆反应 方向移动。