3.2平衡的移动规律11111.ppt

以反应mA g nB g pC g 为例 达到平衡的标志为 A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的 速率之比等于 B的生成速率与C的 速率之比等于 A的生成速率与B的 速率之比等于 相等 消耗 m p 生成 n p 消耗 m n 异边同向 同边异向 比例计量 间接标志 以反应mA g nB g pC g 为例 混合气体的总压强 总体积 总物质的量不随时间改变而 适用于 改变 m n p的反应 混合气体的平均相对分子质量 密度不随时间改变而 适用于 改变 m n p的反应 各气体体积 气体分压 各物质的物质的量不随时间改变 特殊标志 对于有色物质参加反应 如果体系颜色不变 反应达到平衡 对于吸热或放热反应 如果体系温度不变 反应达到平衡 2 下列说法中可以充分说明反应 P g Q g R g S g 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 气体的总压 气体的总的物质的量 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的密度 反应混合物平衡时物质的量之比 在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是 例3 在一定温度下 向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体发生如下反应 X g 2Y g 2Z g 此反应达到平衡的标志是 A 容器内压强不随时间变化B 容器内各物质的浓度不随时间变化C 容器内X Y Z的浓度之比为1 2 2D 单位时间消耗0 1molX的同时生成0 2molZ 可逆反应达到平衡状态的标志 可逆反应达到平衡时 V正 V逆 即单位时间内任一物质生成多少 就消耗多少 表现在外部的特点是 各物质的物质的量不变 总物质的量也不变 每一种物质的物质的量的百分含量也不变 混合气体的平均相对分子质量也不变 每种物质的浓度也不变 如温度 体积固定 反应容器内的总压 也不随时间的变化而变 但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应 就不能用总压 平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡 定义 可逆反应中 旧化学平衡被破坏 新化学平衡建立过程 叫做化学平衡的移动 V正 V逆 V正 V逆 0 条件改变 平衡1不平衡平衡2 建立新平衡 破坏旧平衡 V正 V逆 0 一定时间 二 化学平衡的移动 思考与交流 有哪些条件能改变化学平衡呢 1 浓度对化学平衡的影响 P28 溶液橙色加深 溶液颜色变浅 现象分析 Cr2O72 H2O2CrO42 2H 橙色黄色 增大c H C Cr2O72 增大 平衡逆向移动 减小c H 平衡正向移动 结论 增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动 结论 减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动 溶液黄色加深 C CrO42 增大 溶液橙色加深 实验探究 P29实验2 6 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl现象 溶液变成红色 血红色 A 加少量饱和FeCl3溶液 红色加深 B 加少量KSCN的浓溶液 红色也加深 无色 黄色 无色 思考 加少量NaOH溶液颜色有何变化 有红褐色沉淀生成 溶液红色变浅 1 两支试管中分别滴加FeCl3溶液和KSCN溶液的作用是什么 改变了什么条件 2 滴加NaOH溶液的作用是什么 改变了什么条件 溶液红色加深 溶液红色加深 溶液红色变浅 溶液红色变浅 3 反应后溶液颜色发生变化的原因是什么 实验结论 在其他条件不变时 增大反应物或减小生成物的浓度化学平衡向正反应方向移动减小反应物或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动 向右移动 向左移动 原因分析 运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识 解释浓度对化学平衡的影响 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 t3 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 减小生成物浓度 平衡正向移动 V 正 V 逆 V正 增大生成物浓度 平衡逆向移动 V 逆 V 正 减小反应物浓度 平衡逆向移动 V 逆 V 正 浓度对化学平衡的影响 V正增大 V正 V逆 正反应方向 V正减小 V正 V逆 逆反应方向 V逆增大 V正 V逆 逆反应方向 V逆减小 V正 V逆 正反应方向 图象连续 为什么 浓度对化学平衡移动的几个注意点 对平衡体系中的固态和纯液态物质 其浓度可看作一个常数 增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正 V逆的大小 所以化学平衡不移动 只要是增大浓度 不论增大的是反应物浓度 还是生成物浓度 新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态 减小浓度 新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态 反应物有两种或两种以上 增加一种物质的浓度 该物质的平衡转化率降低 而其他物质的转化率提高 改变浓度后 速率 时间图象是连续的 应用 在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度 使化学平衡向正反应方向移动 可以提高价格较高原料的转化率 以降低生产成本 练习 可逆反应H2O g C s CO g H2 g 在一定条件下达到平衡状态 改变下列条件 能否引起平衡移动 CO的浓度有何变化 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度 平衡正向移动 CO浓度增大 平衡不移动 CO浓度不变 平衡逆向移动 CO浓度减小 小结 增加固体或纯液体的量不能改变其浓度 也不能改变速率 所以V 正 仍等于V 逆 平衡不移动 实验步骤 将NO2球浸泡在冷水 热水中 观察颜色的变化 2 温度对化学平衡的影响P30 实验探究 实验2 7 气体颜色变深 气体颜色变浅 吸热 放热 无色 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 无色 混和气体受热颜色变深 遇冷颜色变浅 现象 讨论 A 混和气体受热颜色变深 说明 B 混和气体遇冷颜色变浅 说明 NO2浓度增大 平衡向逆反应方向移动 NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动 结论 在其它条件不变的情况下 A 温度升高 会使化学平衡向着吸热反应的方向移动 B 温度降低 会使化学平衡向着放热反应的方向移动 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 无色 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 无色 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 无色 2NO2 气 N2O4 气 H 56 9kJ mol 红棕色 分析 A 混合物受热时 速率均增大 但 吸 放 故平衡向吸热反应方向移动 B 混合物遇冷 速率均减少 但 吸 放 故平衡向放热反应方向移动 其他条件不变时 若正反应为放热反应 能否画出温度升高时的v t图象 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 升高温度 正反应是放热反应 速率 时间关系图 2NO2N2O4 注意 温度对平衡的影响 图像具有不连续性 为什么 升高温度 平衡向吸热方向移动 降低温度 平衡放热方向移动 t1 温度对化学平衡的影响 速率 时间关系图 均增大 V吸 V放 吸热方向 均减小 V吸 V放 放热方向 思考 改变温度对化学反应速率有什么影响 吸热方向 放热方向速率的变化 吸热方向 放热方向速率的相对大小 3 压强对化学平衡的影响 NH3 随着压强的增大而增大 即平衡向正反应的方向移动 实验数据 解释 说明 增大压强 正逆反应速率均增大 但增大倍数不一样 平衡向着体积缩小的方向移动 加压 体积缩小 浓度增大 正反应速率增大逆反应速率增大 v正 v逆 平衡向正反应方向移动 1 先决条件 2 结论 对于反应前后气体体积发生变化的化学反应 在其它条件不变的情况下 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 减小压强 会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 体积缩小 即气体分子数目减少体积增大 即气体分子数目增多 说明 V molL 1S 1 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 增大压强 3 速率 时间关系图 注意 压强对平衡的影响 图像具有不连续性 为什么 速率 时间关系图 V 正 V 逆 增大压强 正逆反应速率均增大 但增大倍数一样 V 正 V 逆 平衡不移动 t2 练习 分析下列两个可逆反应达到平衡后 当改变压强平衡否移动 怎样移动 H2 I2 气 2HI CO2 C 固 2CO 注 平衡混合物都是固体或纯液体 改变压强对化学平衡无影响 不移动 不移动 平衡逆反应方向移动 平衡正反应方向移动 规律 对于反应前后气体总体积相等的可逆反应 改变压强只改变化学反应速率 而对平衡无影响 练习 下列反应达到化学平衡时 增大压强 平衡是否移动 向哪个方向移动 2NO g O2 g 2NO2 g H2O g CO g CO2 g H2 g H2O g C s CO g H2 g CaCO3 s CaO s CO2 g H2S g H2 g S s 正向移动 不移动 逆向移动 逆向移动 不移动 思考 对于反应 和 增大压强时 平衡没有移动 但正逆反应速率有无变化 如何变化 四 催化剂对化学平衡的影响 同等程度改变化学反应速率 V 正 V 逆 只改变反应到达平衡所需要的时间 而不影响化学平衡的移动 催化剂对可逆反应的影响 请用v t图来表示催化剂对化学平衡的影响 加入正催化剂 加入负催化剂 可见 要引起化学平衡的移动 必须是由于外界条件的改变而引起V正 V逆 平衡移动的本质 化学平衡为动态平衡 条件改变造成V正 V逆 总结 改变反应条件时平衡移动的方向 增大反应物浓度 向减少反应物的浓度方向移动 减小反应物浓度 向增大反应物的浓度方向移动 增大压强 向气体体积缩小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 升高温度 向吸热反应方向移动 向放热反应方向移动 降低温度 改变反应条件 平衡移动方向 加催化剂 平衡不移动 化学反应速率变化 反应物浓度 反应物浓度 生成物浓度 生成物浓度 增大压强减小压强 升高温度降低温度 使用合适的催化剂 条件改变 化学平衡移动 平衡移动的结果 总结填表 得出规律 反应物浓度 反应物浓度 生成物浓度 生成物浓度 气体分子数减小气体分子数增大 压强减小压强增大 吸热方向放热方向 无影响 温度降低温度升高 大大加快 平衡移动原理 勒夏特列原理 对于已达平衡的可逆反应 如果改变影响平衡的一个条件 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 注意 是 减弱 这种改变 不是 消除 这种改变 只有一个条件改变 才能应用 多个条件改变就要具体问题具体分析 勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系 如 溶解平衡 电离平衡等 未平衡状态不能用此来分析 本节小节 1 化学平衡的研究对象 可逆反应 2 化学平衡状态 定义 特征 逆等动定变 3 影响化学平衡的条件 浓度压强温度催化剂 4 平衡移动原理 勒夏特列原理 三平衡常数 对任一可逆反应aA bBgG hH在一定温度下达到平衡时 体系中各物质的浓度间有如下关系 平衡时 生成物浓度积比反应物浓度积 是常数 该常数只与反应温度有关 c均为平衡时的浓度 注意 1 在应用平衡常数表达式时 稀溶液中的水分子浓度可以不写 2 当反应中有固体物质参加时 在平衡常数表达式中 不写固体浓度 3 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 4 不同的化学平衡体系 其平衡常数不一样 平衡常数越大 表明反应进行的越完全 因此 平衡常数的大小可以表示反应进行的程度 解化学平衡图像题的技巧 1 弄清横坐标和纵坐标的意义 2 弄清图像上点的意义 特别是一些特殊点 如与坐标轴的交点 转折点 几条曲线的交叉点 的意义 3 弄清图像所示的增 减性 4 弄清图像斜率的大小 温度一定 压强分别为P1和P2时 反应体系X g 2Y g nZ g 中反应物Y的转化率与时间的关系如图2 27所示 由此可知 A P1 P2 n 3B P1 P2 n3 P1曲线先达平衡 说明压强大且反应速率大 故P1 P2 再看两横线 P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率 说明增大压强使平衡逆移 故n 3 故本题答案是A 例题 可逆反应 aX s bY g cZ g dW g 达到平衡 混合物中Y的体积分数随压强 P 与温度T T2 T1 的变化关系如图示 1 当压强不变时 升高温度 Y的体积分数变 平衡向方向移动 则正反应是热反应 2 当温度不变时 增大压强 Y的体积分数变 平衡向 方向移动 则化学方程式中左右两边的系数大小关系是 小 正反应 吸 大 逆反应 b c d 如可逆反应aA g bB g dD g eE g Q在一定条件下达平衡状态时 A的转化率与温度 压强的关系如图2 29所示 则在下列空格处填写 大于 小于 或 等于 1 a b d e 2 Q 0 看任一曲线 可知温度升高 A的转化率变大 这说明升温使平衡正移 故正反应为吸热反应 即Q 0 再垂直于横坐标画一直线 可知 温度相同时 压强越大 A的转化率越小 这说明增大压强使平衡逆移 即 a b c d 图中的曲线是表示其他条件一定时 2NO O22NO2 0 反应中NO的转化率与温度的关系曲线 图中标有a b c d四点 其中表示未达到平衡状态 且v 正 v 逆 的是 A a点B b点C c点D d点 C 化学反应 2 2 2 0 达到平衡状态时 图2 12中各曲线符合平衡移动原理的是 A C B C 练习1 Fe NO3 2溶液呈浅绿色 其中存在着下列平衡 Fe2 2H2OFe OH 2 2H 往该溶液中滴加盐酸 发生的变化是 A 平衡向逆反应方向移动 B