高中化学 2.2.2 反应条件对化学平衡的影响配套课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时反应条件对化学平衡的影响 1 了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素 2 了解温度 浓度 压强等因素的改变对化学平衡移动的影响 并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向 3 掌握平衡移动原理及其应用 一 化学平衡移动 1 当外界条件发生改变时 化学平衡为什么会发生移动 2 化学平衡的移动方向与反应速率有何关系 1 定义由于温度 压强 浓度等因素的变化而使可逆反应由一个 变为另一个 的过程 2 化学平衡移动的原因反应条件的改变 使正 逆反应速率改变的程度 平衡状态被破坏 直至新条件下的 相等 形成新的平衡 不同 正 逆反应速率 平 衡状态 平衡状态 3 平衡移动方向的判断 1 根据速率判断 若v 正 v 逆 则平衡向正反应方向移动 若v 正 v 逆 则平衡不移动 若v 正 v 逆 则平衡向逆反应方向移动 2 根据体系中物质的浓度 或物质的量或百分含量 判断 如果平衡移动的结果是使体系中反应产物的浓度 或物质的量或百分含量 则平衡正向移动 或向右移动 反之 平衡逆向移动 或向左移动 增大 二 外界条件对化学平衡的影响 1 有哪些外界条件会对化学平衡产生影响 2 外界条件对化学平衡的影响有什么规律 1 外界条件对化学平衡的影响 2 化学平衡移动原理在封闭体系中 如果只改变影响平衡体系的一个条件 如浓度 温度或压强等 平衡将向着 这种改变的方向移动 减弱 1 开启啤酒瓶后 瓶中马上泛起大量泡沫可用化学平衡移动原理解释 分析 开启啤酒瓶后 瓶中马上泛起大量泡沫是因为反应co2 g h2o g h2co3 aq 在压强减小时平衡逆向移动逸出co2 2 已知某反应的平衡常数k 300 k 350 则该反应是吸热反应 分析 k 300 k 350 说明温度降低时化学平衡正向移动 则该反应是放热反应 3 一定条件密闭容器中发生的反应co g h2o g co2 g h2 g 压缩容器体积时 化学平衡不发生移动 与原平衡相比 co的浓度不变化 分析 压缩容器体积时 各组分的浓度都会加大 4 一定条件密闭容器中发生的反应c s h2o g co g h2 g 达平衡后 再加入少量c可使化学平衡正向移动 分析 向平衡体系中加入固体不会影响平衡移动 5 反应2no g 2co g n2 g 2co2 g 可处理汽车尾气 只要使用合适的催化剂及载体 就可完全清除no和co 分析 催化剂不会引起平衡移动 一 外界条件对化学平衡移动的影响1 温度对化学平衡的影响以2no2 g n2o4 g h 0为例 2 浓度对化学平衡的影响以fe3 3scn fe scn 3为例 3 压强对化学平衡移动的影响增大压强 向气态物质化学计量数减小的方向移动 减小压强 向气态物质化学计量数增大的方向移动 改变压强对反应前后气态物质化学计量数相等的反应的化学平衡状态没有影响 改变压强对没有气体参加的反应的化学平衡状态没有影响 拓展延伸 等效平衡1 等效平衡的概念相同条件下可逆反应 不管从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 或从正 逆反应两个方向同时开始 若达到平衡状态时 各组分的物质的量分数 或气体体积分数 相同 则称为等效平衡 2 等效平衡规律 1 对于恒温 恒容条件下的体积可变反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量与对应组分的起始加入量相同 则建立的化学平衡状态完全相同 也称为 全等平衡 例如 常温 常压下的可逆反应 2so2 o22so3 2mol1mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol0 25mol1 5mol上述三种配比 按方程式的计量关系均转化为反应物 则n so2 均为2mol n o2 均为1mol 三者建立的平衡状态完全相同 2 对于恒温 恒容条件下的体积不变反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量比与对应组分的起始加入量比值相同 则建立的化学平衡是等效的 也称为等比平衡 例如 h2 g i2 g 2hi g 1mol1mol0mol 2mol2mol1mol上述两种配比 按方程式中化学计量关系均转化为反应物 两种情况下 h2 g 与i2 g 的物质的量比均为1 1 因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的 3 对于恒温 恒压条件下的可逆反应 无论体积可变反应或体积不变反应 如果按方程式中化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同 则建立的化学平衡状态是等效平衡 特别提醒 1 只有改变实际参加反应的物质的浓度才会影响化学平衡的移动 2 通常所说的增大压强是通过压缩容器的体积达到的 而减小压强是通过扩大容器的体积实现的 3 催化剂只会改变化学反应速率 不会改变平衡移动 典例1 低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物 发生的化学反应为2nh3 g no g no2 g 2n2 g 3h2o g h 0在恒容的密闭容器中 下列有关说法正确的是 a 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大b 平衡时 其他条件不变 增加nh3的浓度 废气中氮氧化物的转化率减小 180 催化剂 c 平衡时 其他条件不变 向上述平衡体系中加入氦 氮氧化物的浓度不变d 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 化学平衡常数只与温度有关 对于吸热反应而言 升高温度 正反应的化学平衡常数增大 反之减小 2 增大某种反应物的浓度 其余反应物的转化率增大 而自身的转化率反而减小 解析 选c a项 因该反应为放热反应 故升高温度 平衡常数减小 a错 b项 增大一种反应物浓度 其余反应物的转化率必增大 b错 使用催化剂 化学平衡不移动 d错 延伸探究 1 升高温度时 混合气体的密度变化吗 提示 不变 升高温度时虽然平衡逆向移动 但混合气体的质量和容器的体积都没变化 密度不变 2 若上述容器是容积可变的密闭容器 向平衡体系中加入氦 no的转化率怎样变化 提示 变大 容器的容积可变 加入氦时容器的容积变大 相当于实际参加反应的气体的压强减小 平衡正向移动 no的转化率变大 二 平衡图像题的分析方法和思路1 解答步骤看图像一看面 即横坐标 纵坐标代表的量 二看线 即线的斜率大小 平与陡的含义 函数的增减性 三看点 即起点 终点 转折点 交叉点等 四看辅助线 等温线 等压线 平衡线等 五看量 浓度 温度等因素的改变量 2 化学平衡图像问题的解答方法 1 三步分析法 一看反应速率是增大还是减小 二看 v 正 v 逆 的相对大小 三看化学平衡移动的方向 2 四要素分析法 看曲线的起点 看曲线的变化趋势 看曲线的转折点 看曲线的终点 3 定一议二 原则 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 4 先拐先平 数值大 原则 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应先达到平衡状态 先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高 如图a 或压强较大 如图b 对于反应aa g bb g cc g 图a表示t2 t1 由t2 t1 c 增大 平衡右移 即降低温度平衡正向移动 故正反应是放热反应 图b表示p1c 特别提醒 1 分析图像题时 先要弄清横坐标和纵坐标的意义 2 分析该类图像题时 应从反应速率和化学平衡两方面考虑 典例2 双选 2012 成都高二检测 对于可逆反应 2a g b g 2c g h 0 下列各图中正确的是 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 审清题意 看懂图像所表示的意义 并了解 定一议二 原则 2 根据图像中表现的关系及方程式中的信息 与所学规律相对比 作出符合题目要求的判断 解析 选a b a项 该反应正向为放热反应 温度升高 化学平衡逆向移动 生成物c的浓度减小 正确 b项 该反应正向为气态物质化学计量数减小的反应 增大压强时 平衡正向移动 正确 c项 催化剂不会影响平衡移动 错 d项 压强恒定时 升高温度 平衡逆向移动 a的转化率减小 错 延伸探究 1 若上述反应中反应物a为固体 哪个选项正确 提示 a为固体 则该反应正向为气态物质化学计量数增大的反应 增大压强时 平衡逆向移动 只有a项正确 2 若上述反应为 h 0的反应 哪个选项正确 提示 h 0的反应 温度升高时 平衡正向移动 d项正确 警示钟 平衡移动时各组分浓度变化情况的判断 分析平衡移动时各个组分浓度的变化时 不能只根据平衡的移动方向判断 只要容器的容积变小 各组分的浓度都会变大 变式备选 双选 在一密闭容器中有如下反应 ax g by g nw g 某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据 作出了如下曲线图 其中 w w 表示w在反应混合物中的体积分数 t表示反应时间 当其他条件不变时 下列分析正确的是 a 图 可能是不同压强对反应的影响 且p2 p1 a b nb 图 可能是不同压强对反应的影响 且p1 p2 n a bc 图 可能是在同温同压下催化剂对反应的影响 且1使用的催化剂效果好d 图 可能是不同温度对反应的影响 且t1 t2 h 0 解析 选a c 图 可能是压强的影响 达平衡时间短的2压强大 压强大逆向移动 a b n 催化剂不会对平衡移动产生影响 图 若是不同温度对反应的影响 根据达平衡时间短的1温度高 温度高时正向移动 正向吸热 h 0 1 下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是 a 混合物中各组分的浓度改变b 正 逆反应速率改变c 混合物中各组分的含量改变d 混合体系的压强发生改变 解析 选c 如果混合物中各组分的浓度改变而保持各组分的含量不变时 平衡也不移动 使用合适的催化剂 正 逆反应速率都改变 但平衡不移动 如果反应前后气体总物质的量不变 则压强对平衡无影响 2 今有反应x g y g 3z g h 0若反应开始经t1秒后达到平衡 经t2秒后 由于反应条件的改变使平衡被破坏 t3秒时又达到平衡 如图所示 试分析 从t2秒到t3秒曲线变化的原因是 a 增加了反应体系的压强b 使用了催化剂c 升高了反应的温度d 增大了x和y的浓度 解析 选c 从t2秒到t3秒 x y浓度增多 z浓度减少 说明化学平衡逆向移动 增加反应体系的压强会使各组分的浓度都变大 使用催化剂不会改变各组分的浓度 反应放热 升高反应的温度 平衡逆向移动 x y浓度增多 z浓度减少 若增大了x和y的浓度 则z浓度也会增大 3 2012 重庆高考 在一个不导热的密闭反应器中 只发生两个反应 a g b g 2c g h10进行相关操作且达到平衡后 忽略体积改变所做的功 下列叙述错误的是 a 等压时 通入惰性气体 c的物质的量不变b 等压时 通入z气体 反应器中温度升高c 等容时 通入惰性气体 各反应速率不变d 等容时 通入z气体 y的物质的量浓度增大 思路点拨 解答本题要掌握以下两种情况对平衡的影响 1 等压或等容时加入惰性气体对平衡的影响 2 等压或等容时加入一种反应物对平衡的影响 解析 选a 等压时通入惰性气体 相当于给体系减压 扩大体积 各物质浓度减小 且第2个反应逆向移动 放热使体系温度升高 导致第1个反应也逆向移动 使c的浓度减小 所以a错误 等压时 通入z气体 相当于扩大体积 第二个反应平衡向左移动 逆反应放热 温度升高 b项正确 等容时通入惰性气体 对反应体系无影响 各物质浓度不变 反应速率不变 c项正确 等容时通入z气体 反应平衡左移 y的物质的量浓度变大 d项正确 4 可逆反应ma s nb g ec g fd g 反应过程中 当其他条件不变时 c的体积分数 c 在不同温度 t 和不同压强 p 的条件下随时间 t 的变化关系如图所示 下列叙述正确的是 a 达到平衡后 若使用催化剂 c 将增大b 达到平衡后 若温度升高 化学平衡向正反应方向移动c 化学方程式中 n e fd 达到平衡后 增加a的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 解析 选c 催化剂不会改变 c 从图 1 看出 t1时反应达平衡所需时间长 速率慢 t1 t2 由t1到t2 c 减少 平衡逆向移动 从图 2 看出 p1时反应达平衡所需时间长 速率慢 p1 p2 由p1到p2 压强增大时 c 减少 平衡逆向移动 因为a是固体 n e f 增加a的质量不会对化学平衡产生影响 5 当反应cocl2 g co g cl2 g h 0达到平衡时 下列措施 升温 恒容通入惰性气体 增加co的浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体 能提高cocl2转化率的是 a b c d 解析 选b 本题考查化学平衡的移动 该反应为体积增大的吸热反应 所以升温和减压均可以促使平衡正向移动 恒压通入惰性气体 相当于减压 恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响 增加co的浓度 将导致平衡逆向移动 6 2012 楚雄州高二检测 化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用 在一个密闭容器中 发生下列反应 co2 g c s 2co g h 0 反应平衡常数k的表达式为 达到平衡后 改变下列条件 1 增加c 平衡 co 2 减小密闭容器的容积 保持温度不变 则平衡 co 3 通入n2 保持密闭容器的容积和温度不变 则平衡 co2 4 保持密闭容器的容积不变 升高温度 则平衡 co 解析 解题时要注意反应式中碳是固体 此反应的正反应为气体体积增大的反应 同时也是吸热反应 用勒 夏特列原理可顺利作出判断 答案 1 不移动不变 2 向逆反应方向移动增大 3 不移动不变 4 向正反应方向移动增大 温度对no2和n2o4转化平衡影响的探究下图是温度对no2和n2o4转化平衡的影响实验示意图 已知no2在体积不变的密闭容器中会发生反应生成n2o4 2no2 g n2o4 g h 57 2kj mol 1 思考探究 1 浸泡在冰