高中化学选修四第二章第二节影响化学平衡移动的条件.ppt

化学平衡的移动 一 化学平衡的移动 改变外界条件 破坏原有的平衡状态 建立起新的平衡状态的过程 外界条件发生变化 3 移动的方向 由v正和v逆的相对大小决定 若V正 V逆 平衡向正反应方向移动 若V正 V逆 平衡不移动 若V正 V逆 平衡向逆反应方向移动 1 概念 2 移动的原因 二 影响化学平衡的条件 浓度对化学平衡的影响 V 逆 平衡向逆反应方向移动 平衡向正反应方向移动 新平衡时的反应速率比旧平衡时加快 新平衡时的反应速率比旧平衡时减慢 1 结论 其它条件不变的情况下 增大反应物浓度 V 正 V 逆 平衡正方向移动 减小生成物浓度 V 正 V 逆 平衡正方向移动 增大生成物浓度 V 正 V 逆 平衡逆方向移动 减小反应物浓度 V 正 V 逆 平衡逆方向移动 2 原因 反应物或生成物浓度的变化导致正 逆反应速率变化不一致 从而使平衡发生移动 平衡向浓度变化相反的方向移动 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 2 意义 1 浓度变化对化学平衡的影响 压强对化学平衡的影响 1 先决条件 反应物或生成物中有气体 2 压强改变 气体体积变化 气体浓度变化 正 逆反应速率变化 平衡移动 3 压强改变时 即气体体积变化 气体分子数目越多 浓度的变化幅度越大 速率改变的幅度也就越大 v正增大 v逆增大v正 v逆不移动 增大压强 缩小体积 m n p q改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 mA g nB g pC g qD g H 0 对于反应前后气体的分子数目相等的可逆反应 对平衡移动无影响 但对反应速率加快 v正减小 v逆减小v正 v逆不移动 减小压强 增大体积 m n p q改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 mA g nB g pC g qD g H 0 推论 对于反应前后气体分子数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 对平衡移动无影响 但对反应速率减慢 增大压强 缩小体积 m n p q改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 v正增大 v逆增大v正 v逆正向移动 向气体分子数减小的方向移动 mA g nB g pC g qD g H 0 对于反应前后气体分子数目不相等的可逆反应 减小压强 增大体积 m n p q改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 v正减小 v逆减小v正 v逆逆向移动 向气体分子数增大的方向移动 mA g nB g pC g qD g H 0 当m n p q时 增大压强 V 正 V 逆 平衡正方向移动 减小压强 V 正 V 逆 平衡逆方向移动 增大压强 V 正 V 逆 平衡逆方向移动 减小压强 V 正 V 逆 平衡正方向移动 当m n p q时 当m n p q时 结论 mA g nB g pC g qD g H 0 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 温度对化学平衡的影响 1 对于可逆反应而言 若正反应为放热反应 则逆反应为吸热反应 且正 逆反应的热效应相当 2 温度变化对吸热反应方向的速率影响幅度更大 v吸增大 v放增大v吸 v放逆向移动 向吸热反应的方向移动 升高温度 正反应放热 改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 mA g nB g pC g qD g H 0 v放减小 v吸减小v放 v吸正向移动 向放热反应的方向移动 降低温度 正反应放热 改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 当正反应为吸热反应时 mA g nB g pC g qD g H 0 在其他条件不变时 温度升高 会使化学平衡向吸热反应的方向移动 温度降低会使化学平衡向放热的方向移动 催化剂对化学平衡的影响 催化剂能同等程度地改变正 逆反应速率 因此对平衡无影响 使用正催化剂改变条件时 v正v逆的关系 平衡移动方向 v正增大 v逆增大v正 v逆不移动 新平衡时的速率加快 平衡移动原理 勒沙特列原理 改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强或温度 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 外界条件对平衡移动的影响和对反应速率的影响是两个不同的概念 外界条件 温度 压强 催化剂 对速率的影响是同向的 1 在密闭容器中进行H2 气 Br2 气 2HBr 气 H 0 反应达到平衡后 欲使颜色加深 应采取的措施是A升温B降温C增压D减压 A 在一密闭容器中 反应aA 气 bB 气 达平衡后 保持温度不变 将容器体积增加一倍 当达到新的平衡时 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的转化率减少了C物质B的质量分数增加了Da b A 解题策略 三 有关化学平衡图像题 常见类型 n t图 c t图 t图 t表示时间 三看图像 1 看清坐标含义 2 看起点和终点 在n t图和c t图中 据曲线的起点和终点的相对大小确定反应物和生成物 再从c或n的变化值确定方程式的系数 3 看图像的变化趋势 在v t图中 当只改变一个条件时 一看图像是连续还是跳跃的 二看图 渐变 与 突变 大变 与 小变 如减少生成物浓度的时刻 正渐变 逆突变 升温时 吸大增 放小增 一 速率图像题 例1 C t图 反应A g B g C g 在密闭容器中进行 若存在三种情况 200 无催化剂 500 无催化剂 500 有催化剂 情况 是曲线 情况 是曲线 情况 是曲线 a b c 思考 通过观察图象的平台高低 可以得到什么结论 结论 1 正反应是吸热反应2 催化剂只改变反应速率 不影响平衡的移动 例2 合成氨反应 N2 3H22NH3 H 0 图中t1到t4时刻表示反应平衡后 只改变某一条件 其他条件不变 时化学反应速率与时间的变化曲线 请指出t1到t4时刻分别改变什么条件 增大N2或H2的浓度 增大压强 降低温度 加催化剂 变式演练1 右图是关于反应A2 g 3B2 g 2C g 正反应为放热反应 的平衡移动图形 影响平衡移动的原因是 A升高温度 同时加压 B降低温度 同时减压C增大反应物浓度 同时使用催化剂 D增大反应物浓度 同时减小生成物浓度 D 变式演练2 在H2 g I2 g 2HI g 反应平衡后 若在t时刻改变压强 其速率曲线应是怎样变化 V t o t1 例3 某温度下 在2L密闭容器中 X Y Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示 该反应的化学方程式 3min内 反应速率V y 为 反应是由开始进行的 正反应或逆反应 X 3Y2Z 0 25mol L min 正反应 二 化学平衡移动图形题 平衡移动图像包括 C t 转化率a t a t a P T a P T等曲线 解题策略 1 三看 一看坐标含义 二看特殊点 起点 拐点 终点 三看变化趋势 2 先拐后平原则判断温度和压强的大小 在转化率 或百分含量 与时间的图像中 先出现拐点 后平衡 代表的温度或压强大 3 分析图像 定一议二 原则 即温度一定时 讨论压强与纵轴的变化关系 定平衡移动方向 判断方程式中左右气体系数的大小或某物质的状态 压强一定时 讨论温度与纵轴的变化关系 定平衡移动方向 判断放热反应或吸热反应 例4 可逆反应mA 固 nB 气 eC 气 fD 气 反应过程中 当其他条件不变时 C的体积分数 在不同温度 和不同压强 p 的条件下随时间 t 的变化关系见图所示 下列叙述正确的是 A 达到平衡后 若使用催化剂 C的体积分数将增大B 达到平衡后 若温度升高 化学平衡向逆反应方向移动C 化学方程式中 n e fD 达到平衡后 增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 图1图2 B 例5 05广东 在一定条件下 固定容积的密闭容器中反应 2NO2 g O2 g 2NO g H 0 达到平稳 当改变其中一个条件X Y随X的变化符合图中曲线的是 A 当X表示温度时 Y表示NO2的物质的量B 当X表示压强时 Y表示NO2的转化率C 当X表示反应时间时 Y表示混合气体的密度D 当X表示NO2的物质的量时 Y表示O2的物质的量 AB 实战演练 1反应aA g b B g c C g H Q 生成物C的质量分数与压强P和温度的关系如图 方程式中的系数和Q值符合图象的是 Aa b cQ 0Ba b cQ 0Ca b cQ 0Da b cQ 0 2 下图中a曲线表示一定条件下可逆反应X g Y g 2Z g W S 正反应为放热反应 的反应过程 若使a曲线变为b曲线 可采用的措施是 A加入催化剂B增大Y的浓度C降低温度D增大体系压强 B A 5 y T P图 表示外界 温度 压强 的变化对下列反应的影响L s 3G g 2R g 正反应为吸热反应 在图中y轴是指 A 平衡混合物中R的百分含量B 平衡混合物中G的百分含量C G的转化率D L的物质的量 AC 在密闭容器中进行下列反应 M g N g R g 2L 此反应符合下面图像 下列叙述正确的是 A 正反应吸热 L是气体 B 正反应吸热 L是固体 C 正反应放热 L是气体 D 正反应放热 L是固体或液体 答案 C 如图所示 反应 X 气 3Y 气 2Z 气 H 0 在不同温度 不同压强 p1 p2 下 达到平衡时 混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为 ABCD 答案 C 3 今有X g Y g 2Z g 正反应为放热反应 从反应开始经过t1后达到平衡状态 在t2时由于条件改变 平衡受到破坏 在t3时又到平衡 根据右图回答 从t2到t3间的曲线变化是由哪种条件引起的A增大X或Y的浓度B增加压强C增大Z的浓度D升高温度 D mA g nB g pC g qD s 此图在t2时 如果是加热 那么 H值是大于0 还是小于0 如果是减压 那么m n与p的关系如何 H 0 m n p 在一定温度下 容器内某一反应中M N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示 该反应的化学反应方程式 t2时正反应速率 逆反应速率 填 或 t3时正反应速率 逆反应速率 填 或 t1时N的浓度的M的浓度的 倍 答案 2N M 2 四 等效平衡 在一定的条件下 定温定容或定温定压 对于同一可逆反应 只要起始加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的百分含量相同 这样的平衡称为等效平衡 1 恒温 恒容条件下 对于一般的可逆反应 在定温定容条件下 只改变起始时加入物质的量 如通过反应的化学计量数换算成同一边的物质的量与原平衡相同 则两平衡等效 在一定温度下 把2molSO2和1molO2通入一个有固定容积的密闭容器里 发生如下反应 2SO2 O22SO3当此反应进行到一定程度时 反应混合物就处于化学平衡状态 现在该容器中维持温度不变 令a b c分别代表初始加入的SO2 O2和SO3的物质的量 mol 如a b c取不同的数值 它们必须满足一定的相互关系 才能保证达到平衡时 反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同 请填写下列空白 1 若a 0 b 0 则c 2 若a 0 5 则b 和c 3 a b c必须满足的一般条件是 请用两方程式表示 其中一个只含a和c 另一个只含b和c 在恒温 恒容的条件下 有反应2A g 2B g c g 3D g 现从两条途径分别建立平衡 途径I A B的起始浓度为2mol L 1 途径 C D的起始浓度分别为2mol L 1和6mol L 1 则以下叙述正确的是 A 两途径最终达到平衡时 体系内混合气的百分组成相同B 两途径最终达到平衡时 体系内混合气的百分组成不同C 达平衡时 途径 的反应速率v A 等于途径 的反应速率v A D 达平衡时 途径 所得混合气的密度为途径 所得混合气密度的1 2 在定温定容的情况下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 情况又是如何 例 在一个固定容积的密闭容器中 保持一定温度进行以下反应 H2 g Br2 g 2HBr g 已知加入1molH2和2molBr2时 达到平衡后生成amolHBr 如下表 在相同条件下 且保持平衡时各组分的体积分数不变 试填写下表空白 在定温定容的情况下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要按初始加入量的任意比例投料 则建立的平衡为等效平衡 0 0 5 2 n 2m n m a 2a 在一容积恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应 2A g B g xC g 达到平衡后 C的体积分数为W 若维持容器的容积和温度不变 按起始物质的量A 0 6mol B 0 3mol C 1 4mol充入容器 达到平衡后 C的体积分数仍为W 则x为 A 只能为2B 只能为3C 可能是2 也可能是3D 无法确定 将2molSO2和2molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中 在一定条件下发生反应 2SO2 O22SO3平衡时 SO3为nmol 相同温度下 分别按下列配比在相同容积的密闭容器中放入起始物质 平衡时 SO3的物质的量大于nmol的是A 2molSO2和1molO2B 4molSO2和1molO2C 2molSO2 1molO2和2molSO3D 3molSO2 1molO2和1molSO3 在一个固定容积的密闭容器中 加入mmolA和nmolB 发生下列反应 mA g nB g pC g 平衡时C的浓度