吉林省长市第五中学高中化学 2.3《化学平衡》课件2 新人教版选修4.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第2课时 化学平衡状态的特征 1 动 动态平衡 2 等 正反应速率 逆反应速率 3 定 反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的含量一定 4 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 可见 化学平衡只有在一定的条件下才能保持 当外界条件改变 旧的化学平衡将被破坏 并建立起新的平衡状态 可逆反应中旧化学平衡的破坏 新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动 化学平衡移动的概念 研究对象 已建立平衡状态的体系 平衡移动的标志 1 反应混合物中各组分的浓度发生改变2 v正 v逆 一 浓度对化学平衡的影响 增加fe3 或scn 的浓度 平衡向生成fe scn 3的方向移动 故红色加深 1 增加反应物的浓度 平衡向正反应方向移动 小结 2 减少生成物的浓度 平衡向正反应方向移动 3 减小反应物浓度或增加生成物的浓度 平衡向逆反应方向移动 t2 v 正 v 逆 v 逆 v 正 t3 平衡状态 增大反应物浓度 速率 时间关系图 原因分析 增加反应物的浓度 v正 v逆 平衡向正反应方向移动 当减小反应物的浓度时 化学平衡将怎样移动 速率 时间关系图 结论 减小反应物的浓度 v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 讨论 1 结论 在其它条件不变的情况下 增加反应物的浓度 或减少生成物的浓度 平衡向正反应方向移动 反之 增加生成物的浓度 或减少反应物的浓度 平衡向逆反应方向移动 增大成本较低的反应物的浓度 提高成本较高的原料的转化率 一 浓度对化学平衡的影响 2 意义 3 浓度对化学平衡移动的几个注意点 对平衡体系中的固态和纯液态物质 其浓度可看作一个常数 增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响v正 v逆的大小 所以化学平衡不移动 只要是增大浓度 不论增大的是反应物浓度 还是生成物浓度 新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态 减小浓度 新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态 反应物有两种或两种以上 增加一种物质的浓度 该物质的平衡转化率降低 而其他物质的转化率提高 二 压强对化学平衡的影响 nh3 随着压强的增大而增大 即平衡向正反应的方向移动 实验数据 解释 说明 增大压强 正逆反应速率均增大 但增大倍数不一样 平衡向着体积缩小的方向移动 加压 体积缩小 浓度增大 正反应速率增大逆反应速率增大 v正 v逆 平衡向正反应方向移动 1 先决条件 2 结论 对于反应前后气体体积发生变化的化学反应 在其它条件不变的情况下 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 减小压强 会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 体积缩小 即气体分子数目减少体积增大 即气体分子数目增多 说明 v moll 1s 1 0 t2 v 正 v 逆 v 逆 v 正 增大压强 3 速率 时间关系图 二 压强对化学平衡的影响 aa g bb g cc g 速率 时间关系图 v 正 v 逆 增大压强 正逆反应速率均增大 但增大倍数一样 v 正 v 逆 平衡不移动 t2 三 温度对化学平衡的影响 在其它条件不变的情况下 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 降低温度 平衡向放热反应方向移动 1 结论 2 原因分析 在其它条件不变的情况下 升高温度 不管是吸热反应还是放热反应 反应速率都增大 但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数 故平衡向吸热反应的方向移动 t2 v 正 v 逆 v 逆 v 正 升高温度 正反应是吸热反应 3 速率 时间关系图 2no2n2o4 三 温度对化学平衡的影响 四 催化剂对化学平衡的影响 同等程度改变化学反应速率 v 正 v 逆 只改变反应到达平衡所需要的时间 而不影响化学平衡的移动 v 正 v 逆 催化剂对可逆反应的影响 可见 要引起化学平衡的移动 必须是由于外界条件的改变而引起v正 v逆 平衡移动的本质 化学平衡为动态平衡 条件改变造成v正 v逆 平衡移动原理 勒沙特列原理 如果改变影响平衡的条件 如浓度 压强 或温度 等 平衡就向能减弱这种改变的方向移动 baco3 na2so4 baso4 na2co3反应发生彻底的原因 讨论 用平衡移动的原理解释 解化学平衡图像题的技巧 1 弄清横坐标和纵坐标的意义 2 弄清图像上点的意义 特别是一些特殊点 如与坐标轴的交点 转折点 几条曲线的交叉点 的意义 3 弄清图像所示的增 减性 4 弄清图像斜率的大小 5 看是否需要辅助线 a 达到平衡后 若使用催化剂 c的质量分数增大 b 平衡后 若升高温度 则平衡向逆反应方向移动 c 平衡后 增大a的量 有利于平衡正向移动 d 化学方程式中一定有n p q 例3 可逆反应ma s nb g pc g qd g 反应中 当其它条件不变时 c的质量分数与温度 t 和压强 p 的关系如上图 根据图中曲线分析 判断下列叙述中正确的是 b 二 转化率 或产率 百分含量等 时间图象 可采取的措施是 a 加入催化剂b 增大y的浓度c 降低温度d 增大体系压强 a 练习1 图中a曲线表示一定条件下的可逆反应 x g y g 2z g w g h qkj mol的反应过程 若使a曲线变为b曲线 2 在密闭容器中进行下列反应 m g n g r g 2l 在不同条件下r的百分含量r 的变化情况如下图 下列叙述正确的是 a 正反应吸热 l是气体b 正反应吸热 l是固体c 正反应放热 l是气体d 正反应放热 l是固体或液体 c 例4 在可逆反应ma g nb g pc g hp 分析下列各图 在平衡体系中a的质量分数与温度t 压强p关系正确的是 三 百分含量 转化率或产率 压强 或温度 图象 b 1 如图所示 反应 x 气 3y 气 2z 气 hp2 下达到平衡时 混合气体中z的百分含量随温度变化的曲线应为 c 2 ma s nb g qc g hqc x点时的状态 v正 v逆d x点比y点混和物的正反应速率慢 bc 例2 下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的v t图象 我们知道v c t 反之 c v t 请问下列v t图象中的阴影面积表示的意义是 c a 从反应开始到平衡时 该反应物的消耗浓度b 从反应开始到平衡时 该反应物的生成浓度c 从反应开始到平衡时 该反应物实际减小的浓度 温度一定 压强分别为p1和p2时 反应体系x s 2y g nz g 中反应物y的转化率与时间的关系如图2 27所示 由此可知 a p1 p2 n 2b p1 p2 n3 p1曲线先达平衡 说明压强大且反应速率大 故p1 p2 再看两横线 p1压强下平衡时y的转化率小于压强为p2时的y的转化率 说明增大压强使平衡逆移 故n 2 故本题答案是a 例题 可逆反应 ax s by g cz g dw g 达到平衡 混合物中y的体积分数随压强 p 与温度t t2 t1 的变化关系如图示 1 当压强不变时 升高温度 y的体积分数变 平衡向方向移动 则正反应是热反应 2 当温度不变时 增大压强 y的体积分数变 平衡向 方向移动 则化学方程式中左右两边的系数大小关系是 小 正反应 吸 大 逆反应 b c d 如可逆反应aa g bb g dd g ee g q在一定条件下达平衡状态时 a的转化率与温度 压强的关系如图2 29所示 则在下列空格处填写 大于 小于 或 等于 1 a b c d 2 q 0 看任一曲线 可知温度升高 a的转化率变大 这说明升温使平衡正移 故正反应为吸热反应 即q 0再垂直于横坐标画一直线 可知 温度相同时 压强越大 a的转化率越小 这说明增大压强使平衡逆移 即 a b c d 图中的曲线是表示其他条件一定时 反应中no的转化率与温度的关系曲线 图中标有a b c d四点 其中表示未达到平衡状态 且v 正 v 逆 的是 a a点b b点c c点d d点 c 2no o22no2 0 化学反应 2 2 2 0 达到平衡状态时 图2 12中各曲线符合平衡移动原理的是 ac 1 时间对反应物或生成物的某个量 如转化率 体积分数 的曲线 我们以反应2s02 g o2 g 2s03 g q为例去说明 我们用横坐标代表时间 纵坐标代表so2的转化率 反应刚开始的一瞬间so2还没有被消耗 s02的转化率为0 随着时间的推移 s02被消耗 其转化率升高 最后达平衡 转化率不变 图2 25代表了在温度为t1而压强为p1的条件下的so2的转化率对时间的曲线 如果该反应是在温度为t2 t2 t1 而压强为p1的条件下反应 则和上面的例子比 温度高 反应速率快 因而应先平衡 又由于该反应是放热反应 则平衡时so2的转化率低 我们把这两个曲线画在图2 26上 以示区别 温度一定 压强分别为p1和p2时 反应体系x s 2y g nz g 中反应物y的转化率与时间的关系如图2 27所示 由此可知 a p1 p2 n 2b p1 p2 n3 p1曲线先达平衡 说明压强大且反应速率大 故p1 p2 再看两横线 p1压强下平衡时y的转化率小于压强为p2时的y的转化率 说明增大压强使平衡逆移 故n 2 故本题答案是a 2 压强 或温度 对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线 我们还是以反应2s02 g 02 g 2s03 g 为例来说明 我们用纵坐标代表s02的体积分数 用横坐标代表压强 则在温度为t1的条件下 该反应压强增大 平衡正移 s02的体积分数降低 如在温度t2的条件下 t2 t1 由于升温 平衡逆移 所以压强相同时s02的体积分数相对变高 这样 我们就画出了如图2 28的曲线 如可逆反应aa g bb g dd g ee g q在一定条件下达平衡状态时 a的转化率与温度 压强的关系如图2 29所示 则在下列空格处填写 大于 小于 或 等于 1 a b c d 2 q 0 看任一根曲线 可知温度升高 a的转化率变大 送说明升温使平衡正移 故正反应为吸热反应 即q 0再垂直于横坐标画一直线 可知 温度相同时 压强越大 a的转化率越小 这说明增大压强使平衡逆移 即 a b c d 3 速率对时间的曲线 分析这种曲线关键是注意起点 终点和斜率 反应a g b g c g q已达平衡 升高温度 平衡逆移 当反应一段时间后反应又达平衡 则速率对时间的曲线为 首先要把握大方向 即升温使正 逆反应速率都变大 所以b不会是答案 再看起点和终点 由于原反应是平衡的 v逆 v正 因而起点相同 又由于再次达到平衡