高中化学 第二章 第三节第1课时化学平衡精品课件 新人教版选修4.ppt

第三节化学平衡 课程标准导航1 了解化学平衡状态的建立 知道化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行简单计算 2 了解影响化学平衡的因素和勒夏特列原理 3 通过认识化学平衡的调控在生产 生活 科学研究等领域的重要作用 增强对科学的理解和信任 第1课时化学平衡状态 自主学习 一 可逆反应与不可逆反应1 溶解过程的可逆性一定条件下的饱和溶液中 不变 不变 2 可逆反应 1 概念在 下 既能向 方向进行又能向 方向进行的反应 2 表示方法 相同条件 正反应 逆反应 3 特征 3 不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略 把 的反应叫不可逆反应 用 号表示 几乎完全进行 想一想 提示 根据可逆反应的特点及化学平衡移动可知18o可能存在于so2 o2及so3中 二 化学平衡状态1 化学平衡的建立例如在一定条件下 把1moln2和3molh2充入某密闭容器中 以上过程可用v t图像表示 2 化学平衡状态在一定条件下的可逆反应中 当正 逆两个方向的反应速率 时 反应体系中所有参加反应的物质的 或 保持恒定的状态 也就是在给定条件下 反应达到了 这种状态称为化学平衡状态 简称为化学平衡 相等 质量 浓度 限度 3 化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆 等 动 定 变 即 1 研究的对象是 反应 2 化学平衡的条件是v 正 和v 逆 3 化学平衡是一种 平衡 此时反应并未停止 可逆 相等 动态 4 当可逆反应达到平衡时 各组分的质量 或浓度 为一 5 若外界条件改变 平衡可能发生 并在新条件下建立新的平衡 定值 改变 4 化学平衡的移动 1 含义在一定条件下 可逆反应达到化学平衡状态 如果改变影响平衡的条件 如浓度 温度 压强等 化学平衡状态被破坏 正 逆反应速率不再相等 直至正 逆反应速率再次 在新的条件下达到新的化学平衡状态 这种现象称作平衡状态的移动 简称平衡移动 相等 2 图示表示 3 影响因素 其他条件不变的情况下 浓度实验 橙色 黄色 逆反应 正反应 实验 变深 变深 浅 浅 增大 正反应 减小 逆反应 结论 c 反应物 增大或c 生成物 减小 平衡向 方向移动 c 反应物 减小或c 生成物 增大 平衡向 方向移动 温度 正反应 逆反应 加深 变浅 加深 逆反应 变浅 正反应 结论 温度升高 平衡向 方向移动 温度降低 平衡向 方向移动 压强 对于有气体参加的反应增大压强 平衡向 的方向移动 减小压强 平衡向 的方向移动 吸热反应 放热反应 气体体积减小 气体体积增大 催化剂由于催化剂能够 程度地改变正 逆反应速率 因此它对化学平衡的移动 影响 但是使用催化剂 能改变反应达到平衡所需的 5 勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一 如 等 平衡就向着能够 这种改变的方向移动 同等 无 时间 温度 压强 浓度 减弱 自主体验 解析 选c 可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向都能进行的反应 2 2012 大连高二测试 对于密闭容器中进行的反应 p g q g r g s g 下列说法可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是 a p q r s的浓度相等b p q r s在密闭容器中共存 c p q r s的浓度不再变化d 用p的浓度表示的化学反应速率与用q的浓度表示的化学反应速率相等解析 选c 混合物中各组分浓度不再发生变化 说明已达到平衡 3 已知h2 g i2 g 2hi g 到达平衡后 改变下述条件平衡不移动的是 a 充入一定量h2 g b 升高温度c 降低温度d 加入催化剂解析 选d 加入催化剂平衡不移动 探究导引1化学平衡的实质是什么 怎样判定一个化学反应已经达到平衡状态 提示 化学平衡的实质是v 正 v 逆 0 表现为平衡体系中各组分的物质的量或物质的量分数不再变化 因此可逆反应达到化学平衡状态时两个核心的判断依据是 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的百分含量保持不变 要点归纳 2 反应混合物中各组分的百分含量保持不变 可逆反应具备这两个依据之一 同时另一条件肯定也满足 则就达到了化学平衡状态 否则就没达到 2 判断方法 特别提醒v 正 v 逆 的解读 1 同一物质 正 逆反应速率相同 2 不同物质 反应速率的方向相反 大小符合化学计量数之比 即时应用1 2012 长沙高二测试 可逆反应 2no2 g 2no g o2 g 在体积固定的密闭容器中 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表示的反应速率的比为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 全部解析 选a 中单位时间内生成nmolo2的同时必消耗2nmolno2 而生成2nmolno2 必消耗nmolo2 能说明反应达到平衡 中只指明正反应 不能说明是否达到平衡 中不论是否达到平衡 化学反应速率之比都等于化学计量数之比 且未指明反 应进行的方向 有色气体的颜色不变 则表示物质的浓度不再变化 说明反应已达到平衡 体积固定 气体质量反应前后守恒 密度始终不变 反应前后可逆反应的压强不变 意味着各物质的含量不再变化 由于气体的质量不变 气体的平均相对分子质量不变时 说明气体中各物质的物质的量不变 该反应 v 0 能说明反应达到平衡 探究导引2升高温度 平衡向吸热反应方向移动 是因为升高温度吸热反应的反应速率增大 放热反应的反应速率减小 这种说法对吗 提示 不对 对于同一化学反应 升高温度 使v 吸 和v 放 都增大 但吸热反应速率增大的程度更大 即v 吸 v 放 所以平衡向吸热反应方向移动 反之 降低温度 v 吸 和v 放 都减小 但吸热反应速率减小的程度更大 即v 吸 v 放 平衡向放热反应方向移动 要点归纳 特别提醒 1 向上述平衡体系中充入不参与反应的气体 若容器体积不变 则v 正 v 逆 均不变 平衡不移动 若容器体积可变 则v 正 v 逆 均减小 且 v 正 v 逆 平衡向正反应方向移动 2 若m n p 则增大压强时 v 正 v 逆 同等程度的增大 减小压强时 v 正 v 逆 同等程度的减小 平衡均不移动 即时应用2 2010 高考重庆卷 cocl2 g co g cl2 g h 0 当反应达到平衡时 下列措施 升温 恒容通入惰性气体 增加co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 要提高cocl2的转化率 平衡需正向移动 已知可逆反应的正反应是一个气体化学计量数之和增大 吸热的反应 在所给条件中 只有升温 减压 恒压下通入惰性气体能使平衡向正方向移动 b项正确 探究导引3常见的化学反应速率与化学平衡图像有几种 提示 1 v t图像 既能表示反应速率的变化 又能表示平衡移动的速率 时间图像 如图中a b c所示 2 转化率 时间图像 如图中a b所示 3 物质的含量 压强 温度图像 如图中a b所示 要点归纳1 化学平衡图像题的主要特点该类题目的主要特点是通过多种图像 对化学反应速率和化学平衡有关知识 规律进行分析考查 题目往往是灵活性强 迷惑性大 涉及内容多 要求高 特别注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查 2 解题方法及思路 1 看图像 一看面 即纵坐标与横坐标的意义 二看线 即线的走向和变化趋势 三看点 即起点 折点 交点 终点 四看辅助线 如等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化等 2 想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比 作出符合题目要求的判断 3 化学平衡图像题的解答原则以可逆反应aa g bb g cc g 为例说明 1 定一议二 原则在化学平衡图像中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的意义三个量 确定横坐标所表示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系和确定纵坐标所表示的量 讨论横坐标与曲线的关系 如图 这类图像的分析方法是 定一议二 当有多条曲线及两个以上条件时 要固定其中一个条件 分析其他条件之间的关系 必要时 作一辅助线分析 2 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 先出现拐点的曲线表示的温度较高 如图a 或表示的压强较大 如图b 图a表示t2 t1 正反应是放热反应 图b表示p1c 特别提醒有关图像题和表格题是化学反应速率和化学平衡在高考中的热点题型 考查学生识别图表的能力 解答时还要注意利用对比筛选的方法快速解答 即时应用3 2012 大同高二质检 可逆反应aa g bb g cc g dd g 符合下图 则下列叙述正确的是 a a bc d 正反应放热c a bc d 正反应吸热 解析 选a 根据先拐先平数值大原则 p2 p1 t2 t1 由图 可知 压强越大 a的转化率越低 故平衡向逆反应方向移动 a b c d 由图 可知 温度越高 a 越小 故平衡向正反应方向移动 即正反应吸热 故选a 在一定温度下的密闭容器中 当下列哪些物理量不再发生变化时 表明下述反应 a s 2b g c g d g 已达到平衡状态 混合气体的压强 混合气体的密度 b的物质的量浓度 气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 物质c的百分含量 各气体的物质的量a b c d 思路点拨 解答本题需要注意以下两点 1 判断反应达到平衡状态的根本标志是v 正 v 逆 和反应混合物中各组分的百分含量不变 2 物质的状态及反应前后气体的化学计量数之间的关系 解析 a s 2b g c g d g 是反应前后气体体积相等的反应 不管是否平衡 混合气体的压强始终不变 气体的总物质的量也不变 不是判断是否达到平衡的标志 答案 a 2 若容器体积固定不变 但反应前后气体质量不守恒的反应 如c s h2o g co g h2 g 因反应未达平衡时m 气 变化 即密度 变化 故此时密度可作为判据 3 若容器体积可变化 且反应为气体体积变化的反应 如n2 g 3h2 g 2nh3 g n 0 体积v变化 密度 变化 所以此时密度可作为判据 总之 用密度作判据时应注意两点 容器体积是否可变 反应方程式的特点 在容积可变的密闭容器中通入一定量的x 发生反应 mx g ny g z g h qkj mol 反应达到平衡时 y的物质的量浓度与温度 气体体积的关系如表所示 下列说法正确的是 a m n 1b q 0c 温度不变 压强增大 y的体积分数减少d 体积不变 温度升高 平衡向逆反应方向移动 解析 温度不变 压强减为原来的一半 若平衡不移动 则y浓度应为原来的一半 y的浓度均大于原来的一半 说明减小压强 平衡向着生成y的方向即正向移动 正向气体体积增大 m0 即q 0 b d均错 答案 c 规律方法 压强改变 通过缩小或扩大体积 时 不要把平衡后浓度与原浓度的数值直接比较其大小 而要先假设平衡不移动 求出对应物质的浓度的值 然后与平衡时浓度的值相比较 即可推出平衡移动的方向 2010 高考四川卷 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 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 解析 a项 加入催化剂 对平衡无影响 q的体积分数不变 故a错误 b项 同压同z时 升高温度 由图像可知m的体积分数y m 减小 说明平衡向正反应方向进行 所以平衡时q的体积分数增加 b正确 c项 同温同z时 增加压强 对照两个图可知压强越大 m的体积分数y m 越大 即平衡向逆反应方向移动 平衡时q的体积分数应减小 所以c错误 d项 同温同压时 增加z 由图像可知m的体积分数y m 减小 可看作增加了n的物质的量 达平衡后 n的转化率降低 其百分含量升高 而其他物质不论是反应物还是生成物 其百分含量均降低 所以d错误 答案 b 易误警示 对本题d项不会分析或不能作出全面分析是误选d的主要原因 误解 同温同压时 增加z 导致m的体积分数减小 就认为平衡正向移动 q的体积分数增加 正解 z增加方法 1 增加了n的物质的量 平衡向正反应方向移动 但n的转化率减小 其百分含量升高 所以其他物质的含量降低 2 减少了m的物质的量 平衡向逆反应方向移动 p q的含量均减小 外界条件对化学平衡的影响外界条件的变化能使化学平衡发生移动 通过实验探究外界条件的改变对化学平衡的影响 不仅可以更好的理解勒夏特列原理 更能把化学平衡原理应用于生产 生活 科学研究 为社会更好的服务 经典案例 已知常温下红棕色的no2能自动生成无色的n2o4 这是一个正向反应为放热反应的可逆反应 2no2 n2o4 现在做下面的实验 装置如图所示 可以看到 左边混合气体的颜色变深 右边混合气体的颜色变浅 中间混合气体的颜色不变 根据实验现象 回答有关问题 1 左边的混合气体颜色变深的原因是 右边的混合气体颜色变浅的原因是 2 总结温度变化与可逆反应的热量变化之间的关系是 解析 1 混合气体颜色的深浅与no2的浓度有关 气体的体积是不变的 气体物质的量