高中化学 2.3《化学平衡的移动》课件1 苏教版选修4.ppt

专题2化学反应速率与化学平衡 第三单元化学平衡的移动 一 化学平衡的移动 1 概念 改变外界条件 破坏原有的平衡状态 建立起新的平衡状态的过程 2 移动的原因 外界条件发生变化 3 移动的方向 若v正 v逆 平衡向正反应方向移动 平衡不移动 若v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 若v正 v逆 1 浓度变化对化学平衡的影响 教材p53活动与探究 二 影响化学平衡的因素 橙色变黄色 减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 黄色变橙色 增大生成物浓度 平衡向逆反应方向移动 橙色 黄色 平衡正向移动 平衡逆向移动 思考 增大反应物的浓度或减小反应物的浓度呢 注意增加固体或纯液体的量 由于浓度不变 正逆反应速率都不变 所以化学平衡不移动 平衡正向移动 平衡逆向移动 练习 在密闭容器中进行下列反应 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 不移动 不变 2 增加碳 平衡 c co 1 增加co2 平衡 co 正向移动 增大 2 压强变化对化学平衡的影响 p54交流与讨论 压强的变化对化学平衡有何影响 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 不移动 不移动 提醒 若没有特殊说明 压强的改变就默认为改变容器容积的方法来实现 如增大压强 就默认为压缩气体体积使压强增大 若m n p q 反应前后气体分子数不变的反应 若m n p q 反应前后气体分子数变化的反应 增大压强 平衡往气体分子数减少的方向移动减小压强 平衡往气体分子数增加的方向移动 压强改变 平衡不发生移动 结论 增大压强 平衡往气体分子数减小的方向移动 m n p q 减小压强 平衡往气体分子数增大的方向移动 m n p q 减小体系的压强 平衡不移动 但正逆反应速率都减小 增大体系的压强 平衡不移动 但浓度增大 颜色加深 正逆反应速率都加快 2 密闭容器充入 惰性气体 a 恒压 当成 减压 b 恒容 速率不变 平衡不移动 注意 练习 在密闭容器中进行下列反应 达平衡后 改变条件 指定物的浓度及平衡如何变化 1 减小密闭容器体积 保持温度不变 则平衡 c co2 2 通入n2 保持密闭容器体积和温度不变 则平衡 c co2 3 通入n2 保持密闭容器压强和温度不变 则平衡 c co2 逆向移动 增大 不移动 不变 正向移动 减小 温度升高 平衡向吸热方向移动 温度降低 平衡向放热方向移动 3 温度变化对化学平衡的影响 活动与探究 把no2和n2o4的混合气体放在两个连通的烧瓶中 然后把一个烧瓶依次放入热水中和冷水中 观察气体颜色的变化 加深 平衡逆向移动 变浅 平衡正向移动 红棕色 无色 升高温度 平衡往吸热方向移动 降低温度 思考 为什么说正反应是吸热反应 升高温度 平衡常数增大 正反应是放热反应 升高温度 平衡常数减小 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 若正反应吸热 则平衡正向移动 往正反应方向进行程度增大 值增大 若正反应放热 平衡逆向移动 往正反应方向的进行程度减小 则 值减小 平衡往放热方向移动 4 催化剂对化学平衡的影响 使用催化剂 影响化学平衡的条件 小结 影响化学平衡的条件 化学平衡移动方向 浓度 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向逆反应方向移动 向正反应方向移动 压强 增大体系压强 向气体分子数减少的方向移动 减小体系压强 向气体分子数增多的方向移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 加入催化剂 平衡不移动 改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强 温度 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 这就是勒夏特列原理 三 化学平衡移动原理 勒夏特列原理 概念的理解 影响平衡的因素只有浓度 压强 温度三种 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况 温度或压强或一种物质的浓度 当多项条件同时发生变化时 情况比较复杂 定性角度 平衡移动的方向为减弱外界改变的方向 定量角度 平衡移动的结果只能减弱 不可能抵消 外界条件的变化 练习1 在密闭容器中进行下列反应 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co2 平衡 co c co2 2 减少co 平衡 c co c co2 正向移动 增大 增大 正向移动 减小 减小 练习2 在密闭容器中进行下列反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 达到平衡后 加入n2 达到新平衡后 n2 h2的转化率将怎么变化 h2的转化率增大 n2的转化率减小 四 化学平衡移动原理的应用 合成氨工艺 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0在常温常压下反应极其缓慢且产生少量的氨气后 反应就达到了平衡状态 不利于氨的生产 德国化学家通过研究化学反应速率和化学平衡的移动原理来增加氨的产量 研究出一套切实可行的系统合成氨 该过程称为合成氨工艺 浓度 向反应器中注入过量的氮气 不断将氨气液化 移去氨 温度 500 c 压强 20 50mpa 催化剂 铁触媒 图像问题 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题 可按以下的方法进行分析 一 看图像要五看 一看面 即看清横坐标和纵坐标 二看线 即看线的走向 变化趋势 三看点 即看曲线的起点 终点 交点 拐点 原点 极值点等 四看要不要作辅助线 如等温线 等压线 五看定量图像中有关量的多少 二 读题1 紧扣可逆反应的特征 搞清正反方向是吸热还是放热 体积增大还是减小 不变 有无固体 纯液体物质参加或生成等 2 看清速率的变化及变化量的大小 在条件与变化之间搭桥 3 先拐先平 例如 在转化率 时间图上 先出现拐点的曲线先达到平衡 此时逆向推理可得该变化的温度高 浓度大 压强高 4 定一议二 当图象中有三个量时 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系 一 浓度 时间图 可用于 1 写出化学反应方程式 2 求反应物的转化率 a 2b3c a的转化率 33 3 b的转化率 66 7 1 写出化学反应方程式 2 求反应物的转化率 例 练 5a3b 2c a的转化率 62 5 1 何为反应物 生成物2 反应物 生成物计量数关系3 是否为可逆反应 浓度 时间图像的关键 练习 今有正反应放热的可逆反应 若反应开始经t1s后达平衡 在t2s时由于反应条件改变 使平衡破坏 到t3s时又达平衡 如右图所示 1 该反应的反应物是 2 该反应的化学方程式为 3 分析从t2到t3时曲线改变的原因是 a 增大了x或y的浓度b 使用了催化剂c 缩小体积 使体系压强增大d 升高了反应温度 x y x yz d 解题指导 水平线代表平衡状态 各物质的 c呈反应系数比 达到平衡前 一般反应物浓度减小 产物浓度增大 二 速度 时间图 可用于 1 已知引起平衡移动的因素 判断反应是吸热或放热 反应前后气体体积的变化 2 已知反应 判断引起平衡移动的因素 引起平衡移动的因素是 平衡将向方向移动 增大反应物浓度 正 引起平衡移动的因素是 平衡将向方向移动 减小生成物浓度 正 二 速度 时间图 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化 则温度的变化是 升高或降低 平衡向反应方向移动 正反应是热反应 升高 正 吸 若对一正反应吸热的可逆反应平衡后降低温度 画出平衡移动过程中的v t图 二 速度 时间图 对于ma g nb g pc g qd g 改变压强时有如下图变化 则压强变化是 增大或减小 平衡向反应方向移动 m n p q 增大 逆 若对以上反应已知m n p q 平衡后降低压强时 画出相关的v t图 二 速度 时间图 对于反应a g 3b g 2c g d g 正反应放热 有如下图所示的变化 请分析引起平衡移动的因素可能是什么 并说明理由 引起平衡移动的因素可能是a 升高温度b 增大压强 根据反应方程式 升高温度平衡向逆反应方向移动 与图示相符 增大压强平衡向正反应方向移动 与图示不相符 故此题中引起平衡移动的因素是升高温度 对于反应ma g nb g pc g qd g 有如下图所示的变化 请分析t1时的改变因素可能是什么 并说明理由 二 速度 时间图 由于v正 v逆相同程度的增大 t1时的改变因素可能是a 加入 正 催化剂b 当m n p q时增大压强 平衡没有移动 练习 以ma g nb g qc g 为例若增大压强 或升高温度 重新达到平衡v正 v逆变化如图 则 q 0 m n q 三 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 对于反应ma g nb g pc g qd g 正反应吸热 m n p q 正反应放热 m n p q 三 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 对于反应ma g nb g pc g qd g m n p q 正反应吸热 四 某物质的转化率 或百分含量 温度 或压强 图 对于反应ma g nb g pc g qd g 正反应放热m n p q 正反应放热m n p q 四 某物质的转化率 或百分含量 温度 或压强 图 对于反应ma g nb g pc g qd g 正反应吸热m n p q 正反应吸热m n p q 四 某物质的转化率 或百分含量 温度 或压强 图 对于2a g b g c g 3d g 正反应吸热 有如下图所示的变化 图中y轴可能表示 a b物质的转化率b 正反应的速率c 平衡体系中的a d 平衡体系中的c a d 五 其它 正反应吸热 正反应吸热 正反应放热 m n p q 对于反应ma g nb g pc g qd g 解答时遵守两个原则 定一议二 先拐先平 例1 对于ma g nb g pc g q有如图所示的变化 则 p1与p2的关系是 m n与p的关系是 t1与t2的关系是 q与0的关系是 p2 p1 t2 t1 m n p q 0 例2右图曲线a表示放热反应x g y g z g m g n s 进行过程中x的转化率随时间变化的关系 若要改变起始条件 使反应过程按b曲线进行 可采取的措施是 a 升高温度b 加大x的投入量c 加催化剂d 减小体积 c 例3 在容积固定的密闭容器中存在如下反应 a g 3b g 2c g q 0某研究小组研究了其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 并根据实验数据作出下列关系图下列判断一定错误的是a 图i研究的是不同催化剂对反应的影响 且乙使用的催化剂效率较高b 图 研究的是压强对反应的影响 且甲的压强较高c 图 研究的是温度对反应的影响 且甲的温度较高d 图 研究的是不同催化剂对反应的影响 且甲使用的催化剂效率较高 练习1 下列图象中 不能表示反应a2 g 3b2 g 2ab3 g q 0 平衡体系的是 d 0 练习2 下图是在其它条件一定时 反应2no o22no2 q q 0 中no的最大转化率与温度的关系曲线 图中坐标有a b c d e5点 其中表示未达平衡状态且v正 v逆的点是 a b c e d c点 t no转化率 练习3 在密闭容器中进行下列反应 达平衡后 改变条件 指定物的浓度及平衡如何变化 1 减小密闭容器体积 保持温度不变 则平衡 c co2 2 通入n2 保持密闭容器体积和温度不变 则平衡 c co2 3 通入n2 保持密闭容器压强和温度不变 则平衡 c co2 逆向移动 增大 不移动 不变 正向移动 减小 练习4 在一密闭容器中充入1molno2 建立平衡 测得no2转化率为a 在其它条件不变时 再充入1molno2 待新平衡建立时 又测no2的转化率为b 问a b值的大小关系 b a 平衡移动就是一个 平衡状态 不平衡状态 新的平衡状态 的过程 一定条件下的平衡体系 条件改变后 可能发生平衡移动 可总结如下 相同条件下 同一可逆反应体系 不管从正反应开始 还是从逆反应开始 达到平衡时 任何相同物质的含量 体积分数 质量分数或物质的量分数 都相同的化学平衡互称等效平衡 化学平衡状态的建立 在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应 起始时加入物质的物质的量不同 达平衡时的状态规律如下表 一 恒温恒容 定t v 的等效平衡1 在定t v条件下 对于反应前后气体体积改变的反应 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 2 在定t v条件下 对于反应前后气体体积不变的反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例与原平衡相同 则二平衡等效 二 恒温恒压 定t p 的等效平衡在定t p条件下 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比相同 即 对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言 恒容容器中要想达到同一平衡状态 投料量必须相同 恒压容器中要想达到同一平衡状态 投料量可以不同 但投入的比例得相同 co 1l 1l 0 01mol h2o 0 01mol t0 co h2o 气 co2 h2 催化剂 1200 co2 1l 0 01mol h2 0 01mol t0 a b 等效平衡 2so2 o22so3 so22molo21molso30mol so20molo20molso32mol so21molo20 5molso31mol so20 5molo20 25molso31 5mol so21 2molo20 6molso30 8mol 平衡状态 t v不变 h2 g i2 g 2hi g i21molh21molhi0mol 同一平衡状态 平衡状态 t v不变 i20molh20molhi2mol i22molh22molhi0mol i20molh20molhi4mol 四种情况中达到平衡后 i2 h2 hi的组成百分比是一定相同的 2so2 o22so3 a b两容器中so2 o2 so3 百分比组成是相等的 同一平衡状态 t p不变 so22molo21molso30mol so24molo22molso30mol或 so20molo20molso34mol 三 等效平衡的解题思路1 步骤2 起始浓度相当的判断 1 同t同v下a 对于反应前后气体体积