人教版选修4 第2章第3节 化学平衡 课件（40张）.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 学习目标 1 了解可逆反应的概念和化学平衡的建立 2 理解外界条件对化学平衡的影响 并能利用勒夏特列原理加以解释 重点 3 了解化学平衡常数的概念 并明确其意义 4 学会运用化学平衡常数进行相关的计算 重点 氯水中含有氯气 盐酸和次氯酸三种成分 思考 1 氯气和水反应后 为什么氯气不能完全反应 2 新制的氯水久置后为什么会变成稀盐酸 cl2 h2ohcl hclo 影响化学反应速率的因素 内因 反应物的结构和性质 决定因素 外因 温度 压强 浓度 催化剂 形成原电池加快化学反应速率 温故知新 在 下 既能向正反应方向进行 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 1 什么是可逆反应 一 可逆反应 同一条件 同时 固体溶质溶于水形成的饱和溶液中 溶质的溶解过程完全停止了吗 提示 没有 溶解与结晶仍在进行 只是二者的速率相等 饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变 这种溶质在溶液中形成饱和溶液时的状态 称溶解平衡 固体溶质溶液中的溶质 想一想 思考交流 1 什么是化学平衡状态 化学平衡状态是如何建立的 提示 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 化学平衡状态 思考交流 2 化学平衡状态的特征有哪些 提示 1 逆 可逆反应 2 动 动态平衡 正逆反应仍在进行 3 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 5 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 化学平衡状态 1 正逆反应速率 v正 v逆 即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率 2 各组分的浓度或百分含量保持不变 归纳总结 判断一个可逆反应达到平衡状态的标志 对于不同类型的可逆反应 若某一物理量在平衡建立的过程中发生变化 则该物理量可以作为可逆反应已达到平衡的标志 否则 不可以 注意 化学平衡状态 实验探究 浓度对化学平衡的影响 溶液显橙色 溶液变黄 实验一 已知cr2o72 h2o2cro42 2h 取两支试管各加入5ml0 1mol lk2cr2o7溶液 影响化学平衡的条件 增大h 浓度 cr2o72 浓度增大 cro42 浓度减小 减小h 浓度 cro42 浓度增大 cr2o72 浓度减小 溶液颜色变深 溶液颜色变深 溶液颜色变浅 溶液颜色变浅 增大fecl3和kscn溶液的浓度 fe scn 3的浓度增大 减小反应物的浓度 fe scn 3的浓度减小 实验二 已知fe3 3scn fe scn 3 红色 取两支试管各加入5ml0 005mol lfecl3溶液后再各加入5ml0 01mol lkscn溶液 影响化学平衡的条件 1 上述两个实验中 化学平衡状态是否发生了改变 你是如何判断的 提示 1 化学平衡状态发生了改变 通过溶液颜色的变化可知物质的浓度发生了变化 2 从实验可推知 改变反应物 生成物的浓度对化学平衡状态的是如何影响的 思考交流 提示 增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动 减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动 影响化学平衡的条件 其他条件不变时 如果减小反应物的浓度或减小生成物的浓度 正 逆反应速率如何变化 平衡如何移动 提示 对于已达到化学平衡的可逆反应 如果减小反应物的浓度 正反应速率减小 平衡向逆反应方向移动 减小生成物的浓度 逆反应速率减小 平衡向正反应方向移动 探究深化 影响化学平衡的条件 特别提醒 1 对于平衡体系中的固态和纯液态物质 其浓度可看作一个常数 改变它们的量并不影响v正 v逆的大小 所以化学平衡不移动 2 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 新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态 3 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 影响化学平衡的条件 2no2n2o4 h 56 9kj mol 红棕色 无色 实验探究 温度对化学平衡的影响 颜色变深 颜色变浅 g g 结论 温度升高 平衡向吸热方向移动 温度降低 平衡向放热方向移动 影响化学平衡的条件 结论解释 在其他条件不变的情况下 升高温度 不管是吸热反应还是放热反应 反应速率都增大 但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数 故平衡向吸热反应的方向移动 影响化学平衡的条件 问题探究 根据下列实验数据 分析压强的变化对化学平衡有什么影响 实验数据 压强对化学平衡的影响 数据表明 nh3的百分含量随着压强的增大而增大 即平衡向正反应的方向移动 影响化学平衡的条件 结论解释 对于反应前后气体体积发生变化的化学反应 在其他条件不变的情况下 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 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 影响化学平衡的条件 2 催化剂对化学平衡移动有没有影响 思考交流 提示 催化剂能同等程度地改变正 逆反应速率 因此对化学平衡移动没有影响 但可以缩短达到平衡所需要的时间 1 催化剂是如何影响化学反应速率的 提示 使用催化剂是由于改变了化学反应的途径 降低了反应的活化能 因此使反应速率加快 影响化学平衡的条件 1 什么是化学平衡移动 2 化学平衡移动的实质是什么 想一想 提示 1 由于条件的改变导致旧平衡破坏 新平衡建立的过程 称为平衡移动 2 化学平衡移动的实质是条件的改变造成v正 v逆 影响化学平衡的条件 平衡移动原理 勒夏特列原理 注意 平衡移动原理只能用来解释与平衡移动 反应进行程度 有关的问题 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 勒夏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 非平衡状态不能用此来分析 如果改变影响平衡的条件 如浓度 压强 温度等 平衡就向能减弱这种改变的方向移动 影响化学平衡的条件 课堂巩固 如下图所示 烧杯甲中盛放100ml6mol l 1的盐酸 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nh4no3固体 搅拌使之溶解 1 a瓶中气体的颜色 简述理由 2 b瓶中气体的颜色 简述理由 变深 氢氧化钠溶解放热 中和盐酸也放热 a中气体温度升高 平衡向生成二氧化氮的方向移动 二氧化氮的浓度变大 颜色加深 变浅 硝酸铵溶解吸热 b中气体温度降低 使反应向生成四氧化二氮的方向移动 二氧化氮的浓度减小 故颜色变浅 影响化学平衡的条件 等效平衡与等同平衡的分析方法 分析等效平衡与等同平衡时宜抓住3个变量 即体积分数 物质的量和物质的量浓度 若是 等同平衡 三者皆相同 若是 等效平衡 则体积分数一定相同 物质的量 物质的量浓度可能会同比例发生变化 其规律总结如下 恒温恒压 所有有气体参加的可逆反应 恒温恒容i反应前后气体分子数不相等a g b g c g n g 0 恒温恒容 反应前后气体分子数相等a g b g 2c g n g 0 条件 等效条件 结果 投料换算成相同物质表示时 量相同 回归定值 两次平衡时各组分百分含量 n c均相同 完全相同 等同平衡 投料换算成相同物质表示时 等比例 回归定比 两次平衡时各组分百分含量相同 n c同比例变化 等效平衡 投料换算成相同物质表示时 等比例 回归定比 两次平衡时各组分百分含量相同 n同比例变化 等效平衡 1 概念 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 2 表达式 化学平衡常数 分析教材p29表格中的数据 思考温度 反应体系中各物质的浓度 平衡常数之间存在什么规律 3 表示意义 k值越大 说明平衡体系中生成物的比例越大 正反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物的转化率越大 反之就越不完全 转化率就越小 化学平衡常数 1 k只是温度的函数 即 k f t 若 h 0 温度升高 k值增大 若 h 0 温度升高 k值减小 2 可逆反应中固体和水的浓度视为 1 注意 例题1 在某温度下 将h2和i2各0 1mol的混合物充入10l的密闭容器中 充分反应 达到平衡后c h2 0 0080mol l 1 求该反应的平衡常数 2 在上述温度下 该容器中若通入h2和i2蒸汽各0 2mol 试求达到平衡状态时各物质的浓度 例题分析 化学平衡常数的计算 解 1 h2 i22hi 起始浓度 mol l 10 0100 0100平衡浓度 mol l 10 00800 00800 0040 化学平衡常数的计算 2 h2 i22hi 起始浓度 mol l 10 0200 0200平衡浓度 mol l 10 020 x0 020 x2x 解得x 0 004mol l平衡时c h2 c i2 0 016mol l c hi 0 008mol l 答案 1 平衡常数为0 25 2 平衡时c h2 c i2 0 016mol lc hi 0 008mol l 化学平衡常数的计算 例题2 在密闭容器中 将2 0molco与10molh2o混合加热到800 达到平衡 co g h2o g co2 g h2 g k 1 0求 co转化为co2的转化率 化学平衡常数的计算 解 设达到平衡时co转化为co2的物质的量为x 容器的容积为v co g h2o g co2 g h2 g 起始浓度 平衡浓度 化学平衡常数的计算 x2 2 0 x 10 x 20 12x x2 co转化为co2的转化率为 答案 co转化为co2的转化率为83 化学平衡常数的计算 一 可逆反应与不可逆反应1 可逆反应2 饱和溶液二 化学平衡1 化学平衡 1 概念 2 特征 动等定变 3 标志v正 v逆各组分的浓度保持不变 2 外界条件对化学平衡的影响 1 浓度 2 温度 3 压强 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一 平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动 三 化学平衡常数1 概念2 意义3 表达式4 有关计算 k f t 1 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的分解速率相等b 单位时间内生成nmola 同时生成3nmolbc a b c的浓度之比为1 3 2d a b c的分子数之比为1 3 2 2 2016 北京高考 k2cr2o7溶液中存在平衡 cr2o72 橙色 h2o2cro42 黄色 2h 用k2cr2o7溶液进行下列实验 结合实验 下列说法不正确的是a 中溶液橙色加深 中溶液变黄b 中cr2o72 被c2h5oh还原c 对比 和 可知k2cr2o7酸性溶液氧化性强d 若向 中加入70 h2so4溶液至过量 溶液变为橙色 3 2015 安徽高考 汽车尾气中no产生的反应为n2 g o2 g 2no g 一定条件下 等物质的量的n2 g 和o2 g 在恒容密闭容器中反应 如图曲线a表示该反应在温度t下n2的浓度随时间的变化 曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时n2的浓度随时间的变化 下列叙述正确的是 a 温度t下 该反应的平衡常数k b 温度t下 随着反应的进行 混合气体的密度减小c 曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂d 若曲线b对应的条件改变是温度 可判断该反应的 h 0 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 曲线b比曲线a到达平衡所需时间短 反应速率快些 2 催化剂能改变反应速率 不能改变平衡状态 4 已知化学反应fe s co2 g feo s co g 其平衡常数为k 1 通过表格中的数值可以推断 反应是 选填 吸热 或 放热 反应 2 反应平衡常数的表达式为 吸热 化学平衡常数的计算 5