云南省红河州弥勒县庆来学校高二化学 23《化学平衡》课件.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第一课时 一 什么是可逆反应 在同一条件下 既能向正反应方向进行 同时又能向逆反应方向进行的反应 叫做可逆反应 注意 可逆反应总是不能进行到底 不能达到100 的转化率 得到的总是反应物与生成物的混合物 开始时c co c h2o 最大 c co2 c h2 0 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增大 c co2 c h2 逐渐增大 进行到一定程度 总有那么一刻 正反应速率和逆反应速率的大小不再变化 c co c h2o 逐渐减小 且正反应速率 逆反应速率 正反应速率 逆反应速率 相等 这时 co h2o的消耗量等于co2 h2反应生成的co h2o的量 反应仍在进行 但是四种物质的浓度均保持不变 达到动态平衡 这就是我们今天要重点研究的重要概念 化学平衡状态 三 化学平衡状态定义 化学平衡状态 就是指在一定条件下的可逆反应里 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 强调三点 前提条件 可逆反应 实质 正反应速率 逆反应速率 标志 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 四 化学平衡状态的特征 3 动 动态平衡 正 逆反应仍在进行 2 等 正反应速率 逆反应速率 0 4 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 5 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 1 逆 可逆反应 以xa g yb g zc g 为例 分析化学反应达到平衡状态的标志 不同种物质必须有正 逆两个不同的方向 且量比等于两物质的系数比 例 在一定温度下 可逆反应a 气 3b 气 2c 气 达到平衡的标志是 a c的生成速率与c分解的速率相等b 单位时间内生成nmola 同时生成3nmolbc a b c的浓度不再变化d a b c的分子数比为1 3 2 ac 判断可逆反应达到平衡状态 重要题型 例2 下列说法中可以充分说明反应 p 气 q 气 r 气 s 气 在恒温下已达平衡状态的是 反应容器内压强不随时间变化b p和s的生成速率相等c 反应容器内p q r s四者共存d 反应容器内总物质的量不随时间而变化 b 例3 下列说法可以证明反应n2 3h22nh3已达平衡状态的是 ac a 1个n n键断裂的同时 有3个h h键形成 b 1个n n键断裂的同时 有3个h h键断裂 c 1个n n键断裂的同时 有6个n h键断裂 d 1个n n键断裂的同时 有6个n h键形成 注意 1 对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应 如2so2 o22so3 来说 可利用混合气体的总压 总体积 总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡 2 对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应 如h2 i2 g 2hi 不能用此标志判断平衡是否到达 因为在此反应过程中 气体的总压 总体积 总物质的量都不随时间的改变而改变 3 对于不同类型的可逆反应 某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志 取决于该物理量在平衡到达前 反应过程中 是否发生变化 若是则可 否则 不行 第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第二 三课时 平衡移动 复习回忆 化学平衡状态的特征 1 逆 可逆反应 2 动 动态平衡 3 等 正反应速率 逆反应速率 4 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 变并定 看其在反应过程中变不变 如果是变化的 则当其一定就是达到平衡状态的标志 练习一 在一定温度下的恒容容器中 当下列物理量不再发生变化时 表明反应 a 固 3b 气 2c 气 d 气 已达平衡状态的是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度c b的物质的量浓度d 气体的总物质的量 bc 练习二 在一定温度下 下列叙述不是可逆反应a 气 3b 气 2c 气 2d 固 达到平衡的标志的是 c的生成速率与c的分解速率相等 单位时间内生成amola 同时生成3amolb a b c的浓度不再变化 a b c的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amola 同时生成3amolb a b c d的分子数之比为1 3 2 2a b c d a 5 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 t2 v 正 v 逆 v 逆 v 正 t3 v正 v逆 v正 v逆 t1 v moll 1s 1 0 平衡状态 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 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 二 温度对化学平衡的影响 三 压强对化学平衡的影响 总结 归纳 增加反应物浓度或减小生成物浓度 减少反应物浓度或增加生成物浓度 反应物浓度增加或生成物浓度减小程度变弱 反应物浓度增加或生成物浓度减少 只适用于气体或溶液体系 升高温度 降低温度 向吸热反应方向移动 向放热反应方向移动 温度升高程度变弱 温度降低程度变弱 适用于任何体系 增大压强 向气体体积缩小的方向移动 气体体积减小 压强增加程度变弱 减小压强 向气体体积增大的方向移动 气体体积增大 压强减小程度变弱 气体系数前后相同时 压强对平衡无效 勒夏特列原理 任意改变影响化学平衡的一个条件 平衡向着能够减弱 阻碍 这种改变的方向移动 备注 催化剂使正 逆反应速率同时增大相同倍数 两者仍然相等 平衡不移动 即无效 二 图像问题 对于反应ma g nb g pc g qd g h 一 浓度对平衡移动影响的v t图象 v 正 注意 正 逆反应速率同增或同减 只是增大或减小的程度不一样 当 h 0时 二 温度对平衡移动影响的v t图象 当 h 0时 当m n p q时 三 压强对平衡移动影响的v t图象 当m n p q时 v 正 备注 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应达到平衡后 只改变压强 对化学平衡无影响 典型例析 例题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 0 q 例题2 在某一容积一定的密闭容器中 可逆反应 a g b g xc g q符合下列图象 i 所表示的关系 由此推断对图象 ii 的正确说法是 a p3 p4 y轴表示a的转化率 b p3 p4 y轴表示b的百分含量 c p3 p4 y轴表示混合气体密度 d p3 p4 y轴表示混合气体平均分子量 ad 三 看图要点 1 步骤 1 看图象 看面 即纵坐标与横坐标的意义 看线 即线的走向和变化趋势 看点 即起点 折点 交点 终点 看辅助线 如等温线 等压线 平衡线等 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 根据图象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 2 原则 1 定一议二 原则在化学平衡图象中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的三个量 确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系 2 先拐先平 数值大 原则在化学平衡图象中 先出现拐点的反应则先达到平衡 先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大 第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第四课时 化学平衡常数 实验 数据验证 通过大量实验 对其它平衡体系的数据进行分析 都有类似的关系 通过分析实验数据得出 1 某温度下时 为常数 2 该常数与反应的起始浓度大小无关 3 该常数与正向还是逆向建立平衡无关 即与平衡建立的途径无关 若用k表示 k平均 48 74 三 化学平衡常数 1 概念 对某一可逆反应 在一定温度下 无论反应物的起始浓度如何 反应达到平衡状态后 反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数 称为化学平衡常数 用k表示 2 k的表达式 对于下列可逆反应 aa g bb g cc g dd g 则有 其中c为各组分的平衡浓度 3平衡常数k的书写注意事项 固体 液体水 浓度为常数100 不必写出 常数k只有数值无单位 k的表达式与方程式的化学计量数书写有关 aa g bb g cc g dd g 化学平衡常数 n2 3h22nh3 2nh3n2 3h2 请写出下列可逆反应的平衡常数表达式 课堂练习 规律 正反应和逆反应平衡常数k互为倒数 规律 平衡常数k与化学计量数的次幂成正比 4 平衡常数k的影响因素 常数k只和温度t有关 aa bbcc dd 因此使用常数k时应注明温度 化学平衡常数 1 某温度下 反应ma g nb g pc g qd g 的平衡常数为 下列说法正确的是 越大 达到平衡时 反应进行的程度越大 越小 达到平衡时 反应物的转化率越大 随反应物浓度改变而改变 随温度改变而改变 化学平衡常数 检测练习 课本例题讲解 训练平衡三段式计算的步骤和要点 2 某温度下 向10l真空容器中注入1 00molh2 g 和1 00moli2 g 反应平衡后i2 g 的浓度为0 0200mol l 1试求该温度下h2 g i2 g 2hi g 的平衡常数 化学平衡常数 检测练习 3 在一密闭容器中 co与h2o混合加热到800 达到下列平衡 co g h2o g co2 g h2 g k 1 00 若反应开始时co和h2o的浓度均为0 200mol l 1 求达到平衡时co转化为co2转化率是多少 化学平衡常数 检测练习 x y z为3种气体 把amolx和bmoly充入一密闭容器中 发生反应x 2y2z 平衡时 若它们的物质的量满足 n x n y n z 则y的转化率为 化学平衡常数 检测练习 第三节化学平衡 第五课时 化学平衡常数的应用 k值越大 正反应进行越完全 即程度越大 一般k 105 则该反应进行完全 化学平衡常数 5 平衡常数k的应用 1 判断可逆反应进行的程度大小 k值越小 正反应进行越不完全 即程度越小 aa g bb g cc g dd g 2 判断可逆反应的吸 放热情况 若升温k增加 k只与温度有关 若升温k减小 通过改变温度 平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的 正方向 h 0 该反应正方向为 反应 该反应正方向为 反应 h 0 h 0 吸热 放热 qc k qc k qc k 3 判断可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 正 逆反应速率相对大小 qc 浓度商 qc 反应向正方向进行 反应达到平衡状态 反应向逆方向进行 3 此时化学反应速率是v正 v逆 填 大于 小于 或 等于 其原因是 1 该反应是否处于平衡状态 填 是 或 否 2 反应向 进行 填 正向 或 逆向 否 正向 大于 略 qc 解 feo s co g fe s co2 g 0 25 已知1100 k 0 263某时刻测得高炉中c co2 0 025mol l 1 c co 0 1mol l 1 qck 反应向正方向进行 例2 4 化学平衡的计算 练习 1 合成氨的反应n2 3h2 2nh3在某温度下各物质的浓度平衡是 c n2 3mol l 1 c h2 9mol l 1 c nh3 4mol l 1 求该反应的平衡常数和n2 h2的初始浓度 k 7 32 10 3 初始c n2 c h2 为5 15mol l 1 练习2 在2l的容器中充入1molco和1molh2o g 发生反应 co g h2o g co2 g h2 g 800 时反应达平衡 若k 1 求 1 co的平衡浓度和转化率 2 若温度不变 上容器中充入的是1molco和2molh2o g co和h2o g 的平衡浓度和转化率是多少 3 若温度不变 要使co的转化率达到90 在题干的条件下还要充入h2o g 物质的量为多少 平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比 增加某气态或溶液中反应物的量 则其本身的转化率下降 其他反应物的转化率升高 3 2002上海高考 在一定体积密闭容器中 进行如下反应 co2 g h2 g co g h2o g 其平衡常数 和温度t的关系如下 1 k的表达式为 2 该反应为反应 吸热 或 放热 吸热 3 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据 容器中压强不变 混合气体中 浓度不变 v h2 正 v h2o 逆d c co2 c co 4 若c co2 c h2 c co c h2o 此时温度为 bc 830 c 第六课时 提升意识 化学平衡的再认识 课堂演练 反应n2 g o2 g 2no g h 02000 时 在密闭容器内某时刻各物质浓度如下 c no 3 10 4mol