人教版化学选修四化学平衡ppt课件.ppt

第三节化学平衡 影响化学平衡的条件 学习目标 1 深入理解化学平衡的概念及其特征 动 等 定 同 变 2 学会用图示的方法表示在可逆反应中 反应物或生成物浓度 反应速率随时间的变化 3 理解浓度 压强和温度等条件对化学平衡的影响 4 理解平衡移动的原理 复习 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 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 用同一物质浓度表示 动态平衡 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 强调在平衡状态时存在的 1 现象与本质 V正 V逆是达到平衡状态的本质 各组成成分的含量不变为表面现象 2 动与静 正反应和逆反应不断进行 而各组分的含量保持不变 3 内因和外因 条件改变时 V正 V逆 平衡被打破 外界条件一定时 V正 V逆 平衡建立 定义 可逆反应中 旧化学平衡的破坏 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 增大反应物浓度平衡正向移动 实验探究 实验2 6 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl现象 溶液变成红色 血红色 A 加少量FeCl3 红色加深 B 加少量KSCN 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 图象观察 由以上四图可以得出结论 1 改变反应物浓度瞬间 只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间 只能改变逆反应速率 2 改变浓度瞬间 若v 正 v 逆 平衡向正反应方向移动若v 逆 v 正 平衡向逆反应方向移动 3 新旧平衡速率比较 增大浓度 新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度 新平衡速率小于旧平衡速率 意义 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 练习 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 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 2 压强对化学平衡的影响 实验探究2NO2 气 N2O4 气 现象 2体积 红棕色 1体积 无色 A 加压混和气体颜色先深后浅 B 减压混和气体颜色先浅后深 压强对化学平衡的影响 2NO2 气 N2O4 气 2体积 红棕色 1体积 无色 讨论 A 当加压气体体积缩小时 混和气体颜色先变深是由于 后又逐渐变浅是由于 B 当减压气体体积增大时 混和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 aA g bB g cC g 图象观察 讨论 对于反应2NO2 气 N2O4 气 试比较以下三种状态下的压强关系 改变压强前混和气体压强P1 改变压强后瞬时气体压强P2 改变压强达新平衡后混和气体压强P3 加压 减压 结论 在其它条件不变的情况下 A 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 B 减小压强 会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 P2 P3 P1 P1 P3 P2 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 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 加压对化学平衡的影响 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 减压对化学平衡的影响 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 变化规律 大的大增 小的小增 大的大减 小的小减 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 练习 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但达到平衡时 C的浓度为原来的1 8倍 则下列说法正确的是 A m n p B 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 2NO2N2O4 H 56 9kJ mol 3 温度对化学平衡的影响 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 混和物受时 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 温度对化学平衡的影响 图像 讨论 对于反应2NO2 气 N2O4 气 57千焦试比较以下三种状态下的温度关系 改变温度前混和气体温度T1 改变温度后瞬时气体温度T2 改变温度达新平衡后混和气体温度T3 升温 降温 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 T2 T3 T1 T1 T3 T2 升温对吸热反应有利 降温对放热反应有利 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 影响化学平衡的条件小结 勒沙持列原理 如果改变影响平衡的一个条件 如浓度 压强 温度 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 这就是勒沙特列原理 其中包含 影响平衡的因素只有浓度 压强 温度三种 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况 温度或压强或一种物质的浓度 当多项条件同时发生变化时 情况比较复杂 平衡移动的结果只能减弱 不可能抵消 外界条件的变化 1 某一温度下 在一带有活塞的体积可变的密闭容器中 可逆反应 N2 3H22NH3达到平衡 若向活塞施加一定的压力 使容器体积减小 则下列叙述正确的是 若保持该容器的体积不变 向该平衡体系中充入氩气 则下列叙述正确的是 DE BC A 正增大 逆减少 B 正 逆均不变 D 平衡向右移动 E 正 逆均增大 C 平衡不发生移动 综合练习 2 对某一可逆反应来说 使用催化剂的作用是 A 提高反应物的平衡转化率B 以同样程度改变正逆反应的速率C 增大正反应速率 降低逆反应速率D 改变平衡混合物的组成 B CO 1L 1L 0 01mol H2 0 01mol T0 CO H2O 气 CO2 H2 催化剂 1200 CO2 1L 0 01mol H2 0 01mol T0 A B 等效平衡 相同条件下 同一可逆反应体系 不管从正反应开始 还是从逆反应开始 达到平衡时 任何相同物质的含量 体积分数 质量分数或物质的量分数 都相同的化学平衡互称等效平衡 化学平衡状态的建立 2SO2 O22SO3 SO22molO21molSO30mol SO20molO20molSO32mol SO21molO20 5molSO31mol SO20 5molO20 25molSO31 5mol SO21 2molO20 6molSO30 8mol 平衡状态 T V不变 H2 g I2 g 2HI g I21molH21molHI0mol 同一平衡状态 平衡状态 T V不变 I20molH20molHI2mol I22molH22molHI0mol I20molH20molHI4mol 四种情况中达到平衡后 I2 H2 HI的组成百分比是一定相同的 2SO2 O22SO3 A B两容器中SO2 O2 SO3 百分比组成是相等的 同一平衡状态 T P不变 SO22molO21molSO30mol SO24molO22molSO30mol或 SO20molO20molSO34mol 在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应 起始时加入物质的物质的量不同 达平衡时的状态规律如下表 即 对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言 恒容容器中要想达到同一平衡状态 投料量必须相同 恒压容器中要想达到同一平衡状态 投料量可以不同 但投入的比例得相同 在一个固定体积的密闭容器中 加入2molA和1molB 发生反应2A g B g 2C g 达到平衡时 C的物质的量浓度为Kmol L 若维持容器体积和温度不变 按下列配比作为起始物质 A 4molA 2molBB 2molA 1molB 2molCC 2molC 1molBD 2molCE 1molA 0 5molB 1molC达到平衡后 C的物质的量浓度仍是Kmol L的是 DE 一 恒温恒容 定T V 的等效平衡1 在定T V条件下 对于反应前后气体体积改变的反应 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 2 在定T V条件下 对于反应前后气体体积不变的反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例与原平衡相同 则二平衡等效 二 恒温恒压 定T P 的等效平衡在定T P条件下 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比相同 三 化学平衡常数 化学平衡常数K表示反应进行的程度 1 K值越大 表示反应进行的程度越大 反应物转化率也越大 2 K值不随浓度的改变而改变 但随着温度的改变而改变 书写平衡常数应注意的几个问题 由于固体浓度为一常数 所以在平衡常数表达式中不再写出 由于水的物质的量浓度为一常数 55 6mol L 1 因平衡常数已归并 书写时不必写出 GOODBYE CO 1L 1L 1L 0 01mol H2 0 01mol 1200 CO2 H2 CO 0 006mol H2O 0 006mol 0 004mol 0 004mol T0 T2 CO H2O 气 CO2 H2 催化剂 1200 A 画出反应物或生成物浓度随时间变化情况曲线 分别作图 C mol L 时间 t0 t1 t2 t3 t4 t5 0 008 0 006 0 01 0 004 0 002 画反应速率随时间变化情况曲线 时间 t0 t1 t2 t3 t4 t5 正 逆 CO2 1L