化学平衡移动以及图像PPT课件.ppt

今朝鼓干劲六月荷香飘 1 化学平衡移动 当改变已经达到化学平衡的可逆反应的条件时 平衡状态被破坏 随反应的进行重新达到新平衡的过程 1 化学平衡移动的概念 2 勒夏特列原理 化学平衡移动原理 若改变影响平衡的一个条件 浓度 压强 温度 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动 高考资源网 3 注意 影响平衡的因素 浓度 压强 温度三种 原理适用范围 只适用于一项条件发生变化 平衡移动 平衡状态 不平衡状态 新的平衡状态 的过程 4 化学平衡状态 正 逆 正 逆 向右移动 不移动 向左移动 1 从正 逆反应速度是否相等判断 3 平衡移动方向的判断 5 例 现有反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在850 时 K 1 若升高温度到950 时 达到平衡时K1 填 大于 小于 或 等于 小于 6 影响化学平衡的条件 浓度 压强 温度 催化剂等 1 浓度的影响 7 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 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 8 结论 在其他条件不变 增大反应物浓度 平衡朝正反应方向移动 减小反应物浓度 平衡朝逆反应方向移动 减小生成物浓度 平衡朝正反应方向移动 增大生成物浓度 平衡朝逆反应方向移动 注意 影响化学平衡移动的是浓度 而不是质量 物质的量或体积 对于溶液中进行的离子反应 改变不参加反应的离子浓度 化学平衡一般不移动 浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动 9 例 对气体分子数不变的反应 同等程度地增大或减小各物质的浓度 化学平衡 例 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl 改变下列条件平衡如何移动 1 加入FeCl3粉末 2 加入NaOH固体 3 加入KCl固体 向右移动 向左移动 不移动 不移动 注意 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 10 速率 时间关系图 增大反应物浓度 减少生成物浓度 增大生成物浓度 减少反应物浓度 11 2 压强的影响 其他条件不变 增大压强 平衡向气体体积减小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时 化学平衡才有可能移动 平衡移动过程中速率的变化情况 结合平衡移动方向分析 12 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 画出增大和减小压强时的速率 时间关系图 13 压强对化学平衡的影响 aA g bB g cC g 画出增大和减小压强时的速率 时间关系图 14 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 压强的变化必须引起参与反应物质的浓度改变才能使平衡移动 压强对化学平衡的影响的注意事项 15 3 温度的影响 注 升高温度同时加快正逆反应速率 但吸热反应的速率增加的更多 故升温使可逆反应向吸热反应方向移动 即温度对吸热反应的速率影响更大 2NO2 g N2O4 g H 0 升高温度 平衡向吸热方向移动 降低温度 平衡向放热方向移动 16 温度对化学平衡的影响 速率 时间关系图 17 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 4 催化剂的影响 18 外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响 mA g nB g pC g qD g H 19 加快 加快 加快 加快 正向 加快 加快 加快 加快 加快 加快 减慢 减慢 减慢 减慢 逆向 逆向 不移动 正向 正向 逆向 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 20 减慢 减慢 减慢 减慢 逆向 加快 加快 减慢 减慢 减慢 减慢 减慢 加快 减慢 加快 不移动 正向 正向 正向 逆向 逆向 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 正 逆 外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响 mA g nB g pC g qD g H 21 化学平衡图象题 22 图象题的类型 1 1 物质的量 或浓度 时间图象例1 某温度下 在体积为5 的容器中 三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示 则该反应的化学方程式为 2s内用 的浓度变化和用 的浓度变化表示的平均反应速率分别为 图1A B C三种物质的物质的量随时间变化的关系图 2 3 0 08mol s 0 12mol s 23 图象题的类型 2 2 速率 时间图象例2 把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中 发现氢气发生的速率变化情况如图2所示 其中t1 t2速率变化的主要原因是反应是放热反应 t1 t2速率变化的主要原因是 温度升高使化学反应速率提高 盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低 图2氢气发生速率变化曲线 24 例3 某温度下 在密闭容器里SO2 O2 SO3三种气态物质建立化学平衡后 改变条件 对反应2SO2 O22SO3 正反应放热 的正 逆反应速率的影响如图3所示 加催化剂对速率影响的图象是 升温对速率影响的图象是 增大反应容器体积对速率影响的图象是 增大O2的浓度对速率影响的图象是 D C A B 25 图象题的类型 3 3 速率 压强 或温度 图象例4 符合图象4的反应为 N2O3 g NO2 g NO g 3NO2 g H2O l 2HNO3 l NO g 4NO2 g 5O2 g 4NO g 6H2O g CO2 g C s 2CO g 图4曲线图 B v正 v逆 26 图象题的类型 4 4 转化率 或质量分数等 压强 温度图象例5 有一化学平衡mA g nB g pC g qD g 如图5所示是A的转化率同压强 温度的关系 分析图5可以得出的正确结论是 正反应吸热 q 正反应吸热 正反应放热 正反应放热 图5曲线图 A 分析 解决这类图象题目 采用 定一论二 即把自变量 温度 压强 之一定为恒量 讨论另外两个变量的关系 27 图象题的类型 5 5 质量分数 时间图象例6 对于可逆反应mA g nB s pC g qD g 反应过程中 其他条件不变时 产物 的质量分数 与温度 或压强p的关系如图9所示 请判断下列说法正确的是 降温 化学平衡向正反应方向移动 使用催化剂可使D 有所增加 化学方程式中气体的化学计量数m p q B的颗粒越小 正反应速率越快 有利于平衡向正反应方向移动 A C 28 练习1 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 例1 对于反应mA g nB g pC g qD g T1T2 P1P2 正反应热 m np q 吸 29 某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图 例3 对于反应mA g nB g pC g qD g 正反应热 正反应热 m np q m np q 放 吸 30 等效平衡问题解题思路及应用 31 在一定条件下 可逆反应只要起始浓度相当 则达到平衡后 任何相同组分的体积分数 或物质的量分数 均相同 这样的化学平衡互称等效平衡 定温 定容或定温 定压 1 等效平衡的含义 转化成同一边的物质 相等或成比例 32 I类 对于一般的可逆反应 通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 等同 2 等效平衡的分类 类 m m p q 通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量的比例与原平衡相同 则二平衡等效 类 换算成平衡式同一边物质的物质的量与原平衡比例相同 则达平衡后与原平衡等效 2 定T 定p下 1 定温 T 定容 V mA 气 nB 气 pC 气 qD 气 例1 例2 例3 例4 例5 33 例1 在一个固定容积的密闭容器中 加入2molA和1molB 发生反应 达到平衡时 C的浓度为cmol L 若维持容器的容积和温度不变 按下列4种配比作为起始物质 达到平衡时 C的浓度仍为cmol L的是 A 4molA 2molBB 2molA 1molB 3molC 1molDC 3molC 1molD 1molBD 3molC 1molDE 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molD DE 34 例2 在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应2A g B g xC g 达到平衡后 C的体积分数为m 若维持容器容积和温度不变 按0 6molA 0 3molB和1 4molC为起始物质的量 达到平衡后 C的体积分数仍为m 则x的值可能为 A 1B 2C 3D 4 解析 若反应前后气体体积不变 则x 3 要保持C的体积分数不变 只需要起始状态的物质的量之比不变 反应物的系数比为n A n B 2 1 而0 6 0 3 2 1 C完全转化成A和B生成的量之比总等于2 1 所以x 3成立 此种情况是等效平衡而不等同 若反应前后气体体积不相等 要保持C的体积分数不变 两种情况的起始量必须相等 1 4molC必须转化为1 4molA和0 7molB 所以x 2成立 此种情况是等同平衡 也一定等效 本题正确答案为B C B C 35 例3 在等温 等容条件下有下列反应 2A g 2B g C g 3D g 现分别从两条途径建立平衡 A和B的起始浓度均为2mol L C和D的起始浓度分别为2mol L和6mol L 下列叙述正确的是 A 和 两途径达到平衡时 体系内混合气体的体积分数相同B 和 两途径达到平衡时 体系内混合气体的体积分数不同C 达平衡时 途径的反应速率等于 途径的反应速率D 达平衡时 途径混合气体密度为 途径混合气体密度的1 2 解析 该可逆反应反应前后气体分子数不变 和 两途径的起始加入量的比均等于反应方程式中相应物质的化学计量数比 因此 和 两途径在相同条件下达到的平衡是等效平衡 也可用极端假设法 2mol LC 6mol LD 可转化为 4mol LA 4mol LB 途径的平衡可认为是两个 途径的反应达平衡后合并 体积再压缩一半而得到 因为反应前后气体体积不变 则平衡状态不发生移动 任何相同组分的体积分数不变 但各组分的浓度是 途径平衡时的2倍 反应速率增大 故正确答案为A D A D 36 例4 在一定温度 压强下 在容积可变的密闭容器内充有1molA和1molB 此时容积为VL 保持恒温恒压 使反应 A g B g C g 达到平衡时 C的体积分数为40 试回答下列问题 欲使温度和压强在上述条件下恒定不变 在密闭容器内充入2molA和2molB 则反应达到平衡时容器的容积为 C的体积分数为 37 例5 在恒温恒压条件下 向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A g 2B g xC g yD g 达到平衡时C的体积分数为m 若维持温度不变 将0 6LA 0 4LB 4LC 0 8LD作为起始物质充入密闭容器中 达到平衡时C的体积分数仍为m 则x y的值可能为 A x 3 y 1B x 4 y 1C x 5 y 1D x 2 y 3 C 38 三 等效平衡的解题思路1 步骤2 起始浓度相当的判断 1 同T同V下A 对于反应前后气体体积发生变化的反应来说 B 对于反应前后气体体积没有变化的反应来说 2 同T同P 即体积可变化 下 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料相同 1 进行等效转化 2 判断起始浓度是否相当 39 小结 有效平衡也可分为两种情况 1 对于任何可逆反应 不管两边气体系数和是否相等 换算后 物质的量与原投料相同 则二平衡等同 也等效 2 对于反应前后气体体积不变的可逆反应 气体系数和相等 在定温 定容或定温 定压条件下 换算后与原投料成比例则二平衡等效 不一定等同 40 1 在一定温度下 把2molSO2和1mo1O2通入一个一定容积的密闭容器里 发生如下反应 2SO2 O22SO3 一段时间后达到化学平衡状态 现保持温度不变 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