高中化学 232影响化学平衡的因素课件 新人教版选修4.ppt

1 理解化学平衡移动的含义 2 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学平衡的影响 认识其一般规律 3 理解化学平衡移动 勒夏特列 原理的适用范围 化学平衡状态的影响因素当一个可逆反应达到平衡状态后 如果改变 等反应条件 原来的平衡状态会被破坏 化学平衡会发生移动 平衡混合物中各组成物质的质量分数也就随着改变 从而在一段时间后达到 这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程 就是 以上过程可归纳如下 1 浓度增大反应物浓度 加快 平衡向 移动 增大生成物浓度 加快 平衡向 移动 2 温度温度升高 平衡向 移动 温度降低 平衡向 移动 3 压强对于有气体参加或有气体生成的可逆反应来说 压强对于平衡状态的影响是通过改变浓度来实现的 压强改变 浓度不变时 则 不变 平衡不发生移动 不特别指明的情况下 体系压强改变 就是通过改变体积来实现的 以可逆反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 为例 其他条件不变时 在已经达到平衡的该反应体系中增大压强 会使平衡向着 移动 即向生成nh3的方向移动 移动的结果会使n2和h2的体积分数减小 而nh3的体积分数增大 减小压强 会使平衡向着 移动 即向nh3分解的方向移动 移动的结果会使n2和h2的体积分数增大 而nh3的体积分数减小 对无气体存在的化学平衡 改变压强不能使平衡移动 4 催化剂由于使用催化剂对 与 影响的程度是等同的 所以使用催化剂不能使化学平衡移动 5 小结 化学反应体系的平衡状态通过改变 而发生变化 这种现象称作化学平衡状态的移动 简称平衡移动 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一 如 以及 平衡就会向着 的方向移动 勒夏特列原理适用于所有的动态平衡 不仅能用于判断化学平衡移动方向 也能用于判断溶解平衡等其他平衡移动的方向 但不能用来判断建立新平衡所需要的时间 答案 浓度压强温度新平衡状态化学平衡的移动 1 正反应速率正反应方向逆反应速率逆反应方向 2 吸热方向放热方向 3 正反应速率和逆反应速率正反应方向逆反应方向 4 正反应速率逆反应速率 5 反应条件 温度压强参加反应的化学物质的浓度能够减弱这种改变 1 平衡向正反应方向移动时原料的转化率是不是一定提高 提示 不一定提高 当反应物的物质的量不变时 平衡向正反应方向移动 反应物的转化率提高 当增大一种反应物的浓度 使平衡向正反应方向移动时 只会使另一种反应物的转化率提高 2 某一可逆反应 一定条件下达到了平衡 若化学反应速率改变 化学平衡是否一定发生移动 若平衡发生移动 化学反应速率是否一定发生改变 提示 平衡不一定移动 若速率改变后 正 逆 平衡不移动 若 正 逆 则平衡发生移动 若平衡发生移动 说明 正 逆 即化学反应速率一定发生改变 1 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 压强 温度等 化学平衡状态被破坏 正 逆反应速率不再相等 直至正 逆反应速率再次相等 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 2 图示表示 问与答 正逆反应速率的改变和化学平衡移动方向有何联系 改变条件的瞬间使 正 逆 平衡向正反应方向移动 改变条件的瞬间使 正 逆 平衡向逆反应方向移动 改变条件的瞬间使 正 逆 平衡不移动 案例精析 例1 在一恒容密闭容器中 反应a g b g c g 达到平衡 若增大a的浓度 使平衡右移 并达到新的平衡 下列说法正确的是 a a的浓度一定比原平衡大b a的转化率增大c c的百分含量一定大于原平衡c的百分含量d b的转化率一定增大 解析 本题考查了勒夏特列原理的应用和平衡移动中的转化率的变化 增大a的浓度 尽管平衡右移 但加入的a不可能全部转化 平衡的移动只是一个减弱的过程 平衡时a的浓度一定比原平衡大 增大a的浓度 a的转化率降低 而同为反应物的b的转化率升高 因为a的总量在增大 同理c的百分含量也不一定增大 答案 ad 已建立平衡的某可逆反应 当条件改变化学平衡正向移动时 下列叙述正确的是 生成物的体积分数一定增大 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 一定使用催化剂 a b c d 解析 本题主要考查体积分数 转化率 浓度的基本概念及使平衡移动的条件 对于 我们可以找到反例 即大量增加反应物的浓度而使平衡正移 所以 错 答案 c 说明 增加固体或纯液体的量 由于浓度不变 所以平衡不移动 例如 可逆反应 c s h2o g co g h2 g 在某温度反应达到平衡时 增加或移走一部分碳固体 化学平衡不移动 在溶液中进行的反应 如果稀释溶液 反应物浓度减小 生成物浓度也减小 则 正减小 逆也减小 但减小的程度不同 总的结果是化学平衡向化学方程式中化学计量数之和较大的方向移动 说明 改变体系的压强相当于改变体系的体积 也就相当于改变气体物质的浓度 如增大体系的压强相当于增大气体物质的浓度 所以压强对化学平衡的影响对应于浓度对化学平衡的影响 对反应前后气体体积不变的平衡体系 压强改变不会使平衡发生移动 恒温恒容条件下 向容器中充入稀有气体 平衡不发生移动 因为虽然气体总压强增大了 但各反应物和生成物的浓度都不改变 恒温恒压条件下 向容器中充入稀有气体 平衡会向气体体积增大的反应方向移动 因为此时容器体积增大了 各反应物和生成物的浓度都降低从而引起平衡移动 案例精析 例2 某温度下 在固定容积的容器中 可逆反应a 气 3b 气 2c 气 达到平衡 测得平衡时物质的量之比为a b c 2 2 1 保持温度不变 以2 2 1的体积比再充入a b c 则 a 平衡向正反应方向移动b 平衡不移动c c的百分含量增大d c的百分含量有可能减小 解析 此题表面为增大浓度实为增大压强 而解题方法巧妙地应用 过程假设方法 和 等效 二字而使试题难度降低 设题中所给的反应容器的容积为v 由于再充入的气体和平衡时的气体的百分含量相同 因此我们可以认为是在一个比v大的反应容器内 在题设平衡条件下使反应达到平衡 则该平衡状态和容积为v时的平衡状态是等效的 然后把气体压缩到体积为v时 化学平衡向气体体积缩小的方向移动 即向正反应方向移动 故排除选项b d 答案 ac 例3 反应nh4hs 固 nh3 气 h2s 气 在一定温度下达到平衡 下列各种情况下 不能使平衡发生移动的是 a 温度 容积不变时 通入so2气体b 移走一部分nh4hs固体c 容积不变 充入氮气d 充入氮气 保持压强不变 解析 依据影响平衡的条件 如何分析以上选项 a选项 so2 2h2s 3s 2h2o减小了生成物浓度 故平衡向正向移动 b项 nh4hs为固体 故不能使平衡移动 c选项 由于容积不变 原平衡中各物质的浓度不发生变化 故不发生移动 d选项 充入不参加反应的n2 且恒压 则体积增大 浓度减小 故平衡发生移动 故选bc 答案 bc 恒温恒压下 在2moln2和6molh2反应达到平衡的体系中 通入1mol的n2和3mol的h2 下列说法正确的是 a 平衡向正方向移动 n2的体积分数增大b 平衡向正方向移动 n2的转化率减少c 达到新平衡后 nh3的物质的量浓度不变d 达到新平衡后 nh3的物质的量是原平衡的1 5倍 解析 由于温度与压强不变 通入1mol的n2和3mol的h2 容器的体积增大 c nh3 减少 c n2 和c h2 增大 所以平衡向正反应方向移动 新平衡体系的开始反应物等效于3mol的n2与9mol的h2 与原平衡的开始反应物是同一比例 因而新平衡状态与原平衡的状态是同一平衡状态 即达到新的平衡后 nh3的物质的量会是原平衡的1 5倍 但其浓度并未改变 c d两项正确 答案 cd 在一密闭容器中 反应aa 气 bb 气 达到平衡后 保持温度不变 将容器体积增大一倍 当达到新平衡时 b的浓度是原来的60 则 a 平衡向正反应方向移动了b 物质a的转化率减小了c 物质b的质量分数增加了d a b 解析 在反应达平衡时 将容积增大一倍 平衡如不移动 则b的浓度为原来的50 实际平衡移动了 且移动后b的浓度为原来的60 这说明向生成b的方向移动了 a的转化率增大了 b质量分数增加 即正反应为体积增大的反应 a b 答案 ac 在一定温度下 向容积固定不变的密闭容器里充入amolno2发生如下反应 2no2 气 n2o4 气 达到平衡后 再向该容器内充入amolno2 达平衡后与原平衡比较错误的是 a 平均相对分子质量增大b no2的转化率提高c 压强为原来的2倍d 颜色变深 解析 对于2no2 气 n2o4 气 中再通入amolno2 相当于加入一个等效平衡 恒温恒容 即向原平衡加压 平衡向正反应方向移动 答案 c 在一真空密闭容器中盛有1molpcl5 加热到200 发生反应 pcl5 g pcl3 g cl2 g 反应达到平衡时 pcl5在混合气体中的体积分数为m 若在相同的温度和相同的容器中 起始时加入2molpcl5 反应达到平衡时 pcl5在混合气体中的体积分数为n 则m和n关系正确性是 a m nb m nc m nd 无法比较 解析 可以通过设计等效平衡对m和n的关系作出判断 即将2molpcl5放入到体积2倍于第一种情况的容器内 二者pcl5的起始浓度相同 互为等效平衡 pcl5在混合气体中的体积分数相同 然后再加压使体积减小到与第一种情况相同 根据化学平衡移动的方向 再作判断 设计如等效平衡模型 在上述模型中 和 互为等效平衡 平衡混合气体中pcl5的体积分数为m 达到平衡时 pcl5体积分数为n 从 到 由于增大压强 平衡向逆反应方向移动 所以 pcl5在平衡混合气体中的体积分数增大 即 n m b选项正确 答案 b 对已达到化学平衡的下列反应2x g y g 2z g 减小压强时 对反应产生的影响是 a 逆反应速率加大 正反应速率减小 平衡向逆反应方向移动b 逆反应速率减小 正反应速率加大 平衡向正反应方向移动c 正 逆反应速率都变小 平衡向逆反应方向移动d 正 逆反应速率都增大 平衡向正反应方向移动 解析 减小压强 气体体积增大 反应物和生成物的浓度都减小 正逆反应速率都减小 正反应是缩小气体体积的反应 平衡向扩大气体体积的方向移动 答案 c 说明 任意的化学反应都伴随着能量的变化 放热或吸热 在可逆反应里 一个反应为放 吸 热反应 另一个反应必为吸 放 热反应 吸收的热量与放出的热量数值相等 但符号相反 任意可逆反应的化学平衡状态 都能受到温度的影响而发生移动 由于催化剂能够同等程度地改变正 逆反应速率 因此它对化学平衡的移动无影响 即催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成 但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间 如图1所示 使用催化剂对可逆反应影响的速率 时间图象如图2所示 a 曲线表示无催化剂时b 随时间变化 b 曲线表示有催化剂时b 随时间变化 案例精析 例4 2009 浙江重点中学联考题 如图所示 烧瓶a b中装有相同浓度的no2和n2o4的混合气体 中间用止水夹k夹紧 烧杯甲中盛放100ml6mol l 1的hcl溶液 烧杯乙中盛放100ml冷水 现向烧杯甲的溶液中放入25gnaoh固体 同时向烧杯乙中放入25gnh4no3固体 搅拌使乙溶解 1 a瓶中气体颜色 理由是 2 b瓶中气体颜色 理由是 解析 naoh与盐酸发生中和反应为放热反应 使溶液温度升高 故使平衡2no2 n2o4 正反应为放热反应 向左移动 气体颜色变深 nh4no3溶于水要吸热 溶液温度降低 使上述平衡向右移动 气体颜色变浅 答案 1 变深 甲中naoh溶解放热 中和hcl也放热 烧瓶a中气体温度升高 2no2 n2o4 正反应为放热反应 平衡向左移动 no2浓度增大 颜色加深 2 变浅 nh4no3溶解吸热 乙中溶液及b中气体温度降低 使反应2no2 n2o4 正反应为放热反应 向右移动 no2浓度减小 颜色变浅 例5 对于合成氨反应来说 使用催化剂和采用高压 对这两项作用的叙述正确的是 a 都能提高反应速率 对平衡无影响b 都不能缩短达到平衡所用的时间 但对平衡有影响c 都能缩短达到平衡所用的时间 只有压强对平衡有影响d 催化剂能缩短达到平衡所用的时间 而压强不能 解析 依据反应速率理论和勒夏特列原理对以上四项逐一分析 a项中都能提高反应速率 但压强对平衡移动有影响b项中都能缩短达到平衡的时间 但催化剂对平衡移动无影响c项符合反应速率理论和勒夏特列原理d项中压强增大也能缩短达到平衡所需时间 故应选c 答案 c 反应a g 2b g 2c g 正反应为吸热反应 达到平衡后 将反应混合物的温度降低 下列叙述中正确的是 a 正反应速率加快 逆反应速率变慢 平衡向正反应方向移动b 正反应速率变慢 逆反应速率加快 平衡向逆反应方向移动c 正反应速率和逆反应速率都加快 平衡不移动d 正反应速率和逆反应速率都减慢 平衡向逆反应方向移动 解析 降低温度 正 逆反应速率都降低 因为正反应为吸热反应 正反应速率降低更多 使 正 逆 化学平衡向逆反应方向移动 答案 d 在密闭容器中下列反应达平衡时 若降低温度可使混合气体平均相对分子质量减小的是 a 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 正反应为放热反应 b n2 g 3h2 g 2nh3 g 正反应为放热反应 c 2so3 g 2so2 g o2 g 正反应为吸热反应 d h2 g i2 g 2hi g 正反应为放热反应 解析 题目中要求降低温度可使混合气体的平均相对分子质量减小 也就是要求在降低温度时 使平衡向总物质的量增大的方向移动 在总质量不变的情况下 物质的量增多 平均相对分子质量减小 a选项降低温度时 平衡向正反应方向移动 由于该反应左边的计量系数4 5 9 小于右边的计量系数和4 6 10 符合题意 b选项降低温度平衡向正反应方向移动 使总物质的量减少 平均相对分子质量增大 故错误 c选项降低温度平衡向逆反应方向移动 使总物质的量减少 平均相对分子质量也增大 故错误 d选项降低温度平衡虽向正反应方向移动 但气体总物质的量不变 平均相对分子质量不变 不符合题意 故选a 答案 a 如图中曲线a表示放热反应x g y g z g m g n s 进行过程中x的转化率随时间变化的关系 若要改变起始条件 使反应过程按b曲线进行 可采取的措施是 a 升高温度b 加大x的投入量c 加催化剂d 增大体积 解析 由图像可知 曲线a变为b 只是缩短了反应达到平衡的时间 而x的转化率并没有改变 所以a项升高温度x的转化率应降低 b项增加x的投入量x的转化率应降低 d项增大体积 而此反应是反应前后气体总的物质的量不变的反应 所以平衡不移动 x的转化率不变 但到达平衡的时间长了 答案 c 点评 加催化剂平衡不移动 仅改变化学反应速率 1 勒夏特列原理 1 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度等 平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动 这就是著名的勒夏特列原理 也叫平衡移动原理 即外界条件对化学平衡的影响规律如下 2 应用勒夏特列原理的注意事项 条件的改变是否真的影响化学平衡 即是不是改变了影响化学平衡的条件 如 a 若改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量时 并未改变影响化学平衡的条件 b 即使是有气体存在的化学平衡体系 在恒容 恒温条件下充入稀有气体 也未改变影响化学平衡的条件 可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的反应方向 例如 aa g b b g cc g dd g 当a b c d时 它无气体体积扩大或缩小的反应方向 即使改变压强 化学平衡也不移动 勒夏特列原理是对条件改变影响化学平衡的一个总述 特别要注意对 减弱这种改变 的理解 其中 减弱 不等于 消失 更不是 扭转 例如 若增大平衡体系 fe3 3scn fe scn 3中fe3 的浓度 由0 01mol l 1增加到0 02mol l 1 平衡向右移动 则在新平衡状态下 0 01mol l 1 c fe3 0 02mol l 1 说明 勒夏特列原理只适用于判断 改变一个条件 时平衡移动的方向 勒夏特列原理不仅用于化学平衡 也适用于其他平衡体系 如溶解平衡 电离平衡等 例1 上海高考题 牙齿表面由一层硬的 组成为ca5 po4 3oh的物质保护着 它在唾液中存在下列平衡 1 进食后 细菌和酶作用于食物 产生有机酸 这时牙齿就会受到腐蚀 其原因是 2 已知ca5 po4 3f s 的溶解度比上面的矿化产物更小 质地更坚固 当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是 用离子方程式表示 解析 1 h oh h2o 使平衡向脱矿方向移动 2 依给信息 f 替换平衡中的oh 生成溶解度更小 质地更坚固的ca5 po4 3f 离子方程式为 5ca2 3po f ca5 po4 3f 3 促进矿化的方法之一是使上述平衡向左移动 一种可行的方法是加ca2 使平衡向左移动 点评 化学反应速率和化学平衡理论与生活 生产联系紧密 近几年高考试题中常通过化工生产实际和社会关注的热点问题以能力立意取代知