高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度（第3课时）课件 鲁科版选修4.ppt

第3课时温度对化学平衡的影响 第2章第2节 学习目标定位1 会分析化学平衡的建立 会判断化学平衡移动的方向 2 会判断化学反应是否处于平衡状态 3 知道温度影响化学平衡移动的规律 一化学平衡的标志和平衡移动 达标检测提升技能 二温度对化学平衡的影响 内容索引 一化学平衡的标志和平衡移动 新知导学 1 可逆反应达到化学平衡的重要特征 平衡的实质 是 在一定温度下 可逆反应a g 3b g 2c g 达到平衡的标志是 单位时间内生成nmola 同时生成3nmolb c的生成速率与c的分解速率相等 a b c的浓度不再变化 单位时间内生成nmola 同时生成2nmolc v正 v逆 0 2 可逆反应达到平衡后 其平衡结果的标志是 一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行如下可逆反应 a s 2b g c g d g 当下列物理量不发生变化时 能表明该反应已达到平衡状态的是 混合气体的总物质的量 b的物质的量浓度 容器内气体的压强 混合气体的密度 反应混合物中各组分的浓度保持不变 3 化学平衡移动 1 化学平衡移动化学平衡是在一定条件下建立起来的 由于温度 浓度 压强的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程 称为化学平衡移动 此过程可表示为 2 化学平衡移动的方向 若外界条件改变引起v正 v逆 化学平衡向正反应方向移动 若外界条件改变引起v正 v逆 化学平衡向逆反应方向移动 若外界条件改变引起v正 v逆同倍数改变 则v 正 v 逆 化学平衡 移动 不 1 化学平衡状态的判断 1 v正 v逆 对同一物质 该物质的生成速率等于它的消耗速率 对不同物质 速率之比等于方程式中的化学计量数之比 但必须是不同方向的速率 2 反应混合物中各组分的浓度保持不变 对于m n p q的纯气体反应 恒温恒容下气体的总物质的量不变 总压强不变 平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态 对于m n p q的纯气体反应 不管是否达到平衡状态 气体总体积 总压强 总物质的量始终保持不变 从而平均摩尔质量 相对分子质量 气体密度总保持不变 r m n m v 因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡的依据 对于有固体或液体物质参与的反应 如aa s bb g cc g dd g a 气体质量不变 达到平衡 b 若b c d 则n气 气 p总 不变均说明已达到平衡 c 若b c d 则n气 p总不变不能判断是否达到平衡状态 气 不变能说明已达到平衡 2 化学平衡移动方向的判断改变化学反应的条件 若q k 则平衡向逆反应方向移动 若q k 则平衡不移动 若q k 则平衡向正反应方向移动 1 可逆反应 2no2 g 2no g o2 g 在恒容的密闭容器中进行 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno2 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno 用no2 no o2表示的反应速率之比为2 2 1的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态a b c d 全部 活学活用 答案 解析 依据v正 v逆 0判断 单位时间内生成nmolo2的同时必消耗2nmolno2 说明反应已达平衡 描述均是正方向 无法判断 无论反应是否达平衡 均有此关系 no2为红棕色的气体 颜色不变能说明反应体系中no2浓度一定 已达到平衡 因 反应前后 m v均不变 也不变 不能说明反应达到平衡 这是一个不等体反应 均能说明反应已达平衡 2 一定温度下 在固定容积的密闭容器中 可逆反应 ma s nb g pc g qd g 当m n p q为任意正整数时 下列状态 体系的压强不再发生变化 体系的密度不再发生变化 各组分的物质的量浓度不再改变 各组分的质量分数不再改变 反应速v b v c v d n p q 其中 能说明反应已达到平衡的是a b c d 答案 解析 若n p q 压强不变时 不能说明反应已达到平衡 根据 随着反应的进行 m 气 变而v不变 故 是变量 当 不变时 反应已达到平衡 反应过程中各组分的浓度和质量分数都不断变化 不变时能说明达到平衡状态 二温度对化学平衡的影响 1 按表中实验步骤要求完成实验 观察实验现象 填写下表 新知导学 no2浓度减小 变浅 热水中混合气体颜色加深 冰水中混合气体颜色变浅 加深 浓度增大 逆反应 正反应 2 根据下表中的数据 分析平衡常数大小与温度变化的关系 将其结论填入表中 减小 吸热反应 增大 吸热反应 相关视频 1 温度对化学平衡的影响规律 1 温度升高 平衡向 反应方向移动 温度降低 平衡向 反应方向移动 2 温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的 吸热 放热 2 温度对化学平衡影响的解释从化学平衡的影响因素和q与k的关系角度分析 填写下表 减小 逆向移动 q k 增大 q k 正向移动 q k 增大 减小 逆向移动 q k 正向移动 3 在一定条件下 发生反应co g no2 g co2 g no g 达到化学平衡后 降低温度 混合物的颜色变浅 下列有关该反应的说法中正确的是a 正反应为吸热反应b 正反应为放热反应c 降温后co的浓度增大d 降温后各物质的浓度不变 解析 活学活用 答案 降低温度 混合物颜色变浅 说明no2浓度减小 平衡向右移动 正反应为放热反应 co浓度减小 4 将h2 g 和br2 g 充入恒容密闭容器 恒温下发生反应h2 g br2 g 2hbr g hbb a bc a bd 无法确定 答案 解析 该反应为放热反应 绝热下进行反应 温度升高 所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率 即a b 达标检测提升技能 1 在一定条件下 可逆反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 达到化学平衡的标志是a nh3的生成速率与nh3的分解速率相等b 单位时间内生成amoln2同时生成3amolh2c 单位时间内生成amoln2同时消耗amolh2d 单位时间内有1moln n键断裂同时有3molh h键断裂 答案 解析 1 2 3 4 5 化学平衡的标志是v正 v逆 故v 生成nh3 v 分解nh3 a正确 生成amoln2与生成3amolh2都表示逆反应 不论是否达到平衡 单位时间内生成amoln2总是同时生成3amolh2 b错 生成amoln2表示逆反应 消耗amolh2表示正反应 但是n2 h2的化学计量数之比为1 3 c错 1moln n键断裂表示正反应 3molh h键断裂表示正反应 d错 1 2 3 4 5 2 在一恒温 恒容的密闭容器中发生反应a s 2b g c g d g 当下列物理量不再变化时 能够表明该反应已达平衡状态的是a 混合气体的压强b 混合气体的平均相对分子质量c a的物质的量浓度d 气体的总物质的量 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 因反应前后气体分子数不变 故无论反应是否平衡 混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变 a为固态 其物质的量浓度为常数 若反应正向移动 混合气体的质量增加 则混合气体的平均相对分子质量变大 反之变小 故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态 4 5 3 高温下 某反应达到平衡 平衡常数k 恒容时 温度升高 h2浓度减小 下列说法正确的是a 该反应的焓变为正值b 恒温恒容下 增大压强 h2浓度一定减小c 升高温度 逆反应速率减小d 该反应的化学方程式为co h2oco2 h2 答案 解析 1 2 3 4 5 由平衡常数k 可知反应为co2 g h2 g co g h2o g d错误 温度升高时h2浓度减小 说明在恒容时平衡正向移动 h 0 a正确 恒温恒容时 若采取通入h2增大压强 则h2的浓度增大 b错误 升高温度 v正和v逆都增大 c错误 1 2 3 4 5 4 工业上可采用co与h2合成甲醇 化学方程式为co g 2h2 g ch3oh g h 0 t1 时 在容积为2l的两个密闭容器中充入co h2进行实验 反应过程中部分数据如下表所示 1 2 3 4 5 1 对于实验 20min时反应达平衡 其他条件不变 若向容器中再充入0 1molco g 和0 2molch3oh g 则平衡 填 正向 逆向 或 不 移动 答案 1 2 3 4 逆向 5 解析 co g 2h2 g ch3oh g 起始浓度 mol l 1 120转化浓度 mol l 1 0 510 5平衡浓度 mol l 1 0 510 5化学平衡常数再充入0 1molco g 和0 2molch3oh g 后 mol 2 l2 k 平衡逆向移动 1 2 3 4 5 2 实验 均达到平衡时 平衡常数k1 填 或 k2 答案 解析 1 2 3 4 实验 绝热 由于该反应为放热反应 所以温度升高 k减小 故k1 k2 5 回答下列问题 1 若反应在830 下达到平衡 则co2气体的转化率为 5 在一固定容积的密闭容器中 充入2molco2和1molh2发生如下化学反应 co2 g h2 g co g h2o g 其化学平衡常数与温度 t 的关系如下表 答案 解析 1 2 3 4 33 3 5 1 2 3 4 利用 三段式 法 结合化学平衡常数的表达式可以求出反应在830 下达到平衡时co2气体的物质的量 进而求出co2气体的转化率为33 3 5 2 若绝热时 容器内外没有热量交换 平衡发生移动的结果是使容器内co的浓度增大 则容器内气体温度 填 升高 降低 或 不能确定 答案 解析 1 2 3 4 降低 利用表中数据 升温 k值增大 说明反应是吸热反应 若在绝热条件下 平衡发生移动的结果是使容器内co的浓度增大 则平衡正向移动 吸收热量 故容器内气体温度降