《化学平衡》课件.ppt

第三节化学平衡一 化学平衡状态 第1课时 20 时 蔗糖的溶解度是203 9g 其含义是 时 水中最多能溶解 蔗糖 或表示 时 水中溶解 蔗糖 溶液达 20 100g 203 9g 20 100g 203 9g 饱和 饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗 固体溶质 溶液中的溶质 溶解 结晶 即 溶解速率 结晶速率达到了溶解的平衡状态 溶解平衡状态是一种动态平衡 一 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 得到的总是反应物与生成物的混合物 正反应速率 逆反应速率 相等 反应仍在进行 但因v正 v逆 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 开始时c CO c H2O 最大 c CO2 c H2 0 在容积为1L的密闭容器里 加0 01molCO和0 01molH2O g CO H2OCO2 H2 二 化学平衡状态 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 1 化学平衡状态的定义 2 化学平衡状态的特征 3 动 动态平衡 正逆反应仍在进行 5 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 2 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 1 逆 可逆反应 6 同 条件相同 某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始 最终均可达到同一平衡状态 即等效平衡 稍后讨论 如何判断可逆反应达到平衡状态 3 可逆反应达到化学平衡状态的标志 2 间接标志 各成分的百分组成不随时间改变而改变 各物质的物质的量不随时间改变而改变 反应混合物的颜色不随时间改变而改变 气体压强不随时间改变而改变 气体的密度或平均相对分子质量不随时间改变而改变 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 注意 如 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 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 H2 g I2 g 2HI g 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 例 在一定温度下 可逆反应A g 3B g 2C g 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 重要题型 例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 例3 下列说法可以证明反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 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 例4 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 课堂练习 1 混合气体的颜色不再改变 2 混合气体的平均相对分子质量不变 3 混合气体的密度不变 4 混合气体的压强不变 5 单位时间内消耗2molNO2的同时生成1molO2 6 O2气体的物质的量浓度不变 1 容器内N2 H2 NH3三者共存 2 容器内N2 H2 NH3三者浓度相等 3 容器内N2 H2 NH3的浓度比恰为1 3 2 4 混合物质量不随时间的变化而变化 5 容器内压强不随时间的变化而变化 6 容器内密度不再发生变化 7 容器内的平均摩尔质量不再发生变化 2 能够说明N2 g 3H2 g 2NH3 g 反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 B 复习巩固 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的分解速率是C的分解速率的一半 A B C的质量分数不再变化 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 2 影响化学平衡的条件 第三节化学平衡 第2课时 复习 化学平衡状态的定义 化学反应的限度 一定条件下 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 化学平衡的特征 逆等动定变 可逆反应 或可逆过程 V正 V逆 不同的平衡对应不同的速率 动态平衡 达平衡后 正逆反应仍在进行 V正 V逆 0 平衡时 各组分浓度 含量保持不变 恒定 条件改变 平衡发生改变 定义 可逆反应中 旧化学平衡的破坏 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 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 影响化学平衡状态的因素 实验2 5 滴加3 10滴浓硫酸 滴加10 20滴NaOH Cr2O72 橙色 H2OCrO42 黄色 2H 1 浓度对化学平衡的影响 P27 溶液橙色加深 溶液黄色加深 实验探究 P27实验2 6 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl 血红色 A 加少量FeCl3 红色加深 B 加少量KSCN 红色加深 无色 黄色 无色 C 加少量KCl固体呢 注 对于离子反应 只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡 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 Fe3 3OH Fe OH 3 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 浓度对化学平衡的影响结论 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 平衡向右移动 平衡向左移动 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 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 增加反应物的浓度 V正 V逆 平衡向正反应方向移动 速率 时间关系图 注意 改变浓度一般针对溶液或气体参加的反应 而改变固体物质和纯液体的量 不影响平衡 对于离子反应 只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡 对于一般的可逆反应 有两种反应物 增大一种反应物的浓度 会提高另一种反应物的转化率 而本身的转化率降低 在生产上 往往采用增大容易取得或成本较低的反应物浓度的方法 使成本较高的原料得到充分的利用 2SO2 O22SO3 1 已知在氨水中存在下列平衡 NH3 H2O NH3 H2O NH4 OH 1 向氨水中加入MgCl2固体 平衡向移动 OH 浓度 NH4 浓度 2 向氨水中加入浓盐酸 平衡向移动 此时溶液中浓度减小的粒子有 3 向氨水中加入少量NaOH固体 平衡向 移动 此时发生的现象是 正反应方向 减小 增大 正反应方向 OH NH3 H2O NH3 逆反应方向 有气体放出 课堂练习 2 可逆反应C s H2O g 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 解析 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 3 已知氯水中存在如下平衡 Cl2 H2OHCl HClO 常温下 在一个体积为50mL的针筒内吸入40mL氯气后 再吸入10mL的水 写出针筒中可能观察到的现象 若将此针筒长时间放置 又可以看到何种变化 试用平衡的观点加以解释 材料分析 结论 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 会使平衡向着气体体积增大的方向移动 2 压强对化学平衡的影响 1体积 3体积 2体积 二 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 先决条件 结论 反应体系中有气体参加且反应前后总体积发生改变 aA g bB g cC g dD g a b c d 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 平衡向气体分子数目减少的方向体积增大 平衡向气体分子数目增多的方向 说明 V molL 1S 1 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 增大压强 速率 时间关系图 aA g bB g cC g dD g a b c d 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 思考 对于反应H2O COH2 CO2如果增大压强 反应速率是否改变 平衡是否移动 高温 催化剂 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 增大压强 体积减小 浓度同等程度增大 颜色变深 但平衡不移动 2 压强对化学平衡的影响 注意 对于反应前后气体总体积相等的反应 改变压强对平衡无影响 平衡混合物都是固体或液体的 改变压强不能使平衡移动 压强的变化必须改变混合物浓度 即容器体积有变化 才能使平衡移动 2 压强对化学平衡的影响 判断压强引起平衡移动的思路 压强如何改变 压强变化是否引起体积变化 若体积变化则浓度发生改变浓度改变则引起速率的变化速率变化后 若导致V正 V逆时平衡移动若V正 V逆时 则平衡不移动 增大压强对下列两个化学平衡的影响图象分析 t1 t2 t3 t2 大的大增 小的小增 大的大减 小的小减 t1 2NO2 g N2O4 g 2体积 红棕色 1体积 无色 讨论1 当加压气体体积缩小时 混合气体颜色先变深是由于 后又逐渐变浅是由于 当减压气体体积增大时 混合气体颜色先变浅是由于 后又逐渐变深是由于 NO2浓度增大 NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动 平衡向逆反应方向移动 思考与交流 2NO2 g N2O4 g 2体积 红棕色 1体积 无色 思考与交流 P2 P3 P1 P1 P3 P2 讨论2 试比较以下三种状态下的压强关系 改变压强前混合气体压强P1 改变压强后瞬时气体压强P2 改变压强达新平衡后混合气体压强P3 加压 减压 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 课堂练习 5 一定量的混合气体在密闭容器中发生反应 mA g nB g pC g 达到平衡后 温度不变 将气体体积缩小到原来的1 2 达到平衡时 C的浓度为原来的1 8倍 则下列说法正确的是 A m n pB A的转化率降低C 平衡向正反应方向移动D C的体积分数增加 B 课堂练习 不移动 逆向移动 6 向平衡体系中3H2 g N2 g 2NH3 g 恒容时 充入Ne 则平衡 恒压时 充入Ne 则平衡 3 温度对化学平衡的影响 P30 实验探究 实验2 7 2NO2 g N2O4 g H 56 9kJ mol 红棕色 无色 结论 在其它条件不变的情况下 升高温度 平衡向着吸热反应方向移动 降低温度 平衡向着放热反应方向移动 红棕色 无色 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 分析 A 混和物受热 速率均增大 但V 吸 V 放 故平衡向吸热反应方向移动 B 混和物遇冷 速率均减少 但V 吸 V 放 故平衡向放热反应方向移动 2NO2N2O4 H 56 9kJ mol t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 升高温度 速率 时间关系图 温度对化学平衡的影响 升温对吸热反应有利 降温对放热反应有利 红棕色 无色 思考与交流 讨论 试比较以下三种状态下的温度关系 改变温度前混合气体温度T1 改变温度后瞬时气体温度T2 改变温度达新平衡后混合气体温度T3 升温 降温 T2 T3 T1 T1 T3 T2 练习 在高温下 反应 正反应为吸热反应 要使混合气体颜色加深 可采取的方法是 A 减小压强 B 缩小体积 C 升高温度 D 增大H2浓度 BC 2HBr g H2 g Br2 g 4 催化剂对化学平衡的影响 催化剂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 例 对如下平衡A 气 B 气 2C 气 D 固 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 正催化剂对化学平衡的影响 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 负催化剂对化学平衡的影响 练习 对任何一个平衡体系 采取下列措施一定引起平衡移动的是 A 加入一种反应物 B 增加体系的压强 C 升高温度 D 使用催化剂 C 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向体积缩小方向移动 向体积增大方向移动 向吸热方向移动 向放热方向移动 向减弱这种改变的方向移动 反应物浓度减小 反应物浓度增大 体系压强减小 体系压强增大 体系温度减小 体系温度增大 减弱这种改变 规律 改变一个条件 总结 改变反应条件时平衡移动的方向 催化剂对化学平衡无影响 能缩短平衡到达的时间 化学平衡移动 化学平衡状态1V正 V逆各物质组成一定 化学平衡状态2V正 V逆 各物质组分含量达新值 平衡被破坏V正 V逆各物质组分变化 新的平衡状态与旧的平衡状态不同在于 1 V和V 数值不同 可能大也可能小 2 平衡混合物中各物质含量一定发生变化 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 平衡移动原理 勒沙特列原理 如果改变影响平衡的条件 如浓度 压强 或温度 等 平衡就向能减弱这种改变的方向移动 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强或温度等 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 1 适用范围 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