苏教版备战高考化学复习必修讲义化学平衡的移动化学反应进行的方向

苏教版备战高考化学复习必修讲义化学平衡的移动化学反应进行的方向

‎2012届高考化学第一轮复习必修部分讲义 第六单元第3讲化学平衡的移动 化学反应进行的方向 解读与阐释 考纲要求 权威解读 ‎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，认识其一般规律。‎ ‎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。‎ ‎　　常见的考查形式：①外界条件对化学平衡的影响以及化学平衡移动中相关量的变化分析；②以图像题综合考查化学反应速率与化学平衡移动的关系；③结合工农业生产、环保等社会热点问题考查化学平衡理论的应用；④利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。‎ 梳理与整合 一、化学平衡状态的影响因素 导学诱思 对于N2＋3H22NH3　ΔH＜0，改变下列条件，判断平衡移动的方向：增大N2浓度：____________；升高温度：__________；加入催化剂：__________；减小H2浓度：____________。‎ 教材回归 ‎1．浓度 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着________方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着________方向移动。‎ 注意：增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡不移动。‎ ‎2．压强 对于有气体参加的可逆反应：其他条件不变时，缩小反应容器容积、增大压强，会使平衡向着气体体积________的方向移动；增大反应容器容积、减小压强，会使平衡向着气体体积________的方向移动。‎ ‎3．温度 在其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向着________反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向着________反应的方向移动。‎ ‎4．催化剂 由于催化剂对正、逆反应速率的影响程度是________的，始终保持____________________，所以化学平衡____移动，但能________反应达到平衡状态所需的时间。‎ ‎5．平衡移动原理 ‎(1)内容 如果________影响平衡的一个条件，平衡就向着能够________这种改变的方向移动。‎ ‎(2)注意点 ‎①影响平衡的因素，只讨论______、______、______三种。‎ ‎②平衡移动的结果只能________，不可能________外界条件的变化。‎ 二、化学反应进行的方向 导学诱思 ‎(1)凡是自发进行的反应都是放热反应，对吗？答：______________________；(2)怎样判断一个反应能否自发进行？答：__________________。‎ 教材回归 ‎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动进行的过程。‎ ‎(2)特点 ‎①体系趋向于从__________状态转变为__________状态(体系对外部________或________热量)。‎ ‎②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)。‎ ‎2．化学反应方向的判据 ‎(1)焓判据 放热过程中体系能量________，ΔH____0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。‎ ‎(2)熵判据 ‎①熵：量度体系________程度的物理量，符号为______。‎ ‎②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的顺序为__________________。‎ ‎③熵判据：体系的混乱度________，ΔS____0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。‎ ‎3．焓变、熵变与反应方向 在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的________和________共同影响的结果，反应方向的判据为________________。‎ 当其值 即在温度、压强一定的条件下，反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。‎ 理解与深化 一、化学平衡的移动 ‎1．分析化学平衡移动的一般思路 ‎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：反应达到平衡状态。‎ ‎(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。‎ ‎3．特殊情况 ‎(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。‎ ‎(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。‎ ‎(3)“惰性气体”对化学平衡的影响。‎ ‎①恒温、恒容条件 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。‎ ‎②恒温、恒压条件 原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→ ‎—— ‎(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。‎ ‎4.注意点 移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；同理，若改变的是温度、压强等，其变化也相似。‎ ‎【例1】 (改编自2011·浙江嘉兴测试)将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是(　　)。‎ A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应 B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅 C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅 我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时，有时我们可以给自己建一个平台，如本题中“假设平衡不移动”，然后在此平台的基础上进行分析、比较就容易得到正确答案。‎ 二、化学平衡的图像 ‎1．常见类型 对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH＜0，m＋n＞p＋q。‎ ‎(1)v－t图像 ‎(2)c(或百分含量)－t图像 ‎(3)其他图像 ‎2．解题步骤 ‎3．技巧 ‎(1)先拐先平 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等，如上述常见类型(2)中的p2、T1。‎ ‎(2)定一议二 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。‎ ‎【例2】 反应aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　‎ 平衡时M的体积分数与反应条件的关系图 A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加 B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加 C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加 D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加 实验与探究 化学平衡中的实验探究 化学是一门以实验为基础的科学，一切理论均来源于实验，所以在基本理论中融合探究实验的考查，是今后高考命题的趋势，做这种类型的题时，一定要按题设要求及信息结合基本理论进行解题。‎ 实验典例 有同学为了探究压强对化学平衡的影响，设计了如下实验：‎ 一、实验用品 ‎100 mL注射器2支，NO2与N2O4的混合气体一瓶，U形管一支，四氯化碳碘溶液一小瓶。(说明：空气、NO2、N2O4均不溶于CCl4)‎ 二、实验装置 将注射器的两个拉栓固定在一体，构成连动装置，如图所示。‎ 三、实验步骤 ‎1．连接好装置，并按要求充入液体及气体。‎ ‎　　‎ ‎2．向内推动连杆，使空气和NO2、N2O4的混合气体受到相同的压强，观察U形管内a、b支管内的压强变化。‎ ‎3．向外拉动连杆，使空气和NO2、N2O4混合气体减小相同的压强，再观察U形管内压力变化。‎ 根据上述操作回答下列问题：‎ ‎(1)步骤2中观察到的现象为：a管内液面______，原因：a管内的压力______于b管内的压力，a管内分子数______，b管内分子数______。结论：____________________。‎ ‎(2)步骤3中观察到的现象为：a管内液面______，原因：a管内的压力____于b管内的压力，a管内分子数______，b管内分子数______。结论：____________________。‎ ‎(3)能否把四氯化碳碘溶液换成品红溶液？______，原因：____________________。‎ 答案与解析 梳理与整合 一、‎ 导学诱思 正反应方向　逆反应方向　不移动　逆反应方向 教材回归 ‎1．正反应　逆反应 ‎2．减小　增大 ‎3．吸热　放热 ‎4．相同　v正＝v逆　不　缩短 ‎5．(1)改变　减弱　(2)①浓度　压强　温度　②减弱　抵消 二、‎ 导学诱思 不对，有的吸热反应也可自发进行　要从焓变和熵变两个方面综合考虑 教材回归 ‎1．高能量　低能量　做功　放出　有序　无序 ‎2．(1)降低　＜　(2)混乱　S　S(g)＞S(l)＞S(s)　增大　＞‎ ‎3．焓变　熵变　ΔH－TΔS　能够　平衡　不能 理解与深化 ‎【例1】C　解析：颜色加深平衡向左移动，所以正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C选项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡2倍的基础上减小，正确；D选项体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，错误。‎ ‎【例2】B　解析：催化剂对平衡无影响，A错误；升高温度，M的体积分数降低，平衡右移，Q的体积分数增大，B正确；650 ℃，z＝2.0时，观察图(1)和图(2)，图(2)压强较大，平衡时M的体积分数大， Q的体积分数小，C错误；z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比，所以增加z相当于增大N的量，平衡右移aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)，但Q的体积分数不一定增大(如无限制地加入N，最后M的量很小)，D错误。‎ 实验与探究 答案：(1)下降　大　不变　减少　加压平衡向生成N2O4的方向移动 ‎(2)上升　小　不变　增大　减压平衡向生成NO2的方向移动 ‎(3)不能　NO2与水反应 解析：加压或减压后2NO2N2O4反应平衡会随着压强变化而移动。‎