高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.2.3 反应条件对化学平衡的影响 第3课时课件 鲁科版选修4.ppt

第2章第2节第3课时反应条件对化学平衡的影响 学习目标 1 理解化学平衡移动的概念和平衡移动的条件 2 理解温度 浓度改变对化学平衡的影响 3 掌握外界条件改变时 平衡移动的方向和平衡常数的关系 知识 回顾区 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时 反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化 正逆反应速率相等 这种状态称为化学平衡状态 简称化学平衡 化学平衡的定义 逆 可逆反应 动 动态平衡 等 v正 v逆 0 定 各组分的浓度保持恒定 变 外界条件改变会引起平衡状态的改变 本质特征 化学平衡状态有哪些特征 知识 回顾区 研究对象 知识 复习 化学反应限度用什么来衡量 1 化学平衡常数2 平衡转化率 阅读课本p46回答下列问题 1 什么是化学平衡移动 平衡移动的方向 2 影响化学平衡移动的外界条件有哪些 这些条件的改变会对化学平衡产生怎样的影响呢 2no2 g n2o4 g h 57 2kj mol 1红棕色无色 减小 正向 增大 逆向 1 温度对化学平衡的影响 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 正向 正向 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 降温 hi 0 80mol l 1 h2 0 40mol l 1 i2 0 40mol l 1 升温 hi 1 20mol l 1 h2 0 20mol l 1 i2 0 20mol l 1 n2 19 5mol l 1 h2 38 5mol l 1 nh3 11mol l 1 n2 20mol l 1 h2 40mol l 1 nh3 10mol l 1 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 移动方向 新平衡状态 改变条件 原平衡状态 可逆反应 2hi g h2 g i2 g h 0 交流研讨 温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的 交流研讨 hk逆向t k q k正向 h 0t k qk逆向 一增一减正向放热 同增同减正向吸热 aa g bb g cc g 迁移应用 t1t2 k1k2 h 0 t1t2 k1k2 h 0 t1t2 k1k2 h 0 在一定体积的密闭容器中 反应co2 g h2 g co g h2o g 的化学平衡常数和温度的关系如下表 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式k 2 该反应的正反应为反应 填 吸热 或 放热 3 某温度下 平衡浓度符合下式 c co2 c h2 c co c h2o 可判断此时的温度为 吸热 830 迁移应用 请根据提供的试剂和仪器 按照设计的实验方案证明上述预测 试剂 0 01mol l 1fecl3溶液 0 03mol l 1kscn溶液 1mol l 1fecl3溶液 1mol l 1kscn溶液仪器 胶头滴管 点滴板等 溶液呈血红色后加深 正向移动 溶液呈血红色后加深 正向移动 2 浓度对化学平衡的影响 正向 逆向 请根据反应fe3 aq 3scn aq fe scn 3 aq 的平衡常数k与浓度商q 的关系 讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡的影响 q k q k 交流研讨 改变浓度 若qk 平衡逆向移动 2so2 g o2 g 2so3 g h 197 8kj mol 1是硫酸制造工业的基本反应 在生产中通常采用通入过量的空气的方法 为什么 提高o2在原料气中的比例 使so2的平衡转化率提高 从而降低生产成本 原平衡状态 新平衡状态 平衡移动 温度温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数k来实现的 浓度浓度对化学平衡的影响是通过改变浓度商q来实现的 精题点拨 在一定条件下 反应co no2co2 no达到平衡后 降低温度 混合气体的颜色变浅 下列判断正确的是 a 正反应为吸热反应b 正反应为放热反应c co的平衡转化率降低d 各物质的浓度不变 b 1 关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体 尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛 其化学机理为 hur h2our h3o 尿酸尿酸根离子 ur aq na aq naur s 下列对反应 叙述中正确的是 a 正反应的 h 0b 正反应的 h 0c 升高温度 平衡正向移动d 降低温度 平衡正向移动 练习 bd 练习 2 在一定条件下 反应h2 g br2 g 2hbr g 的 h 0 达到化学平衡状态且其它条件不变时 1 如果升高温度 平衡混合物的颜色 2 如果在体积固定的容器中加入一定量的氢气 化学平衡移动 br2 g 的平衡转化率 变大 变小或不变 3 铬酸钾 k2cro4 与重铬酸钾 k2cr2o7 有如下转化 2cro42 2h cr2o72 h2o黄色橙红色已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色 1 向重铬酸钾的稀溶液中加入naoh 溶液呈色 2 向 1 的溶液中再加入过量的h2so4 溶液呈色 3 向重铬酸钾的稀溶液中加入ba no3 2溶液 bacro4为黄色沉淀 则平衡向移动 填 左 或 右 变深 正向 变大 黄 橙红 左 一定温度下 在密闭容器中发生的反应2no2 g n2o4 g h 0 向吸热方向移动 向放热方向移动 正向移动 逆向移动 一定温度下 在密闭容器中发生的反应2no2 g n2o4 g h 0假设k的数值为a 正向移动 逆向移动 2a 计算q的数值并判断平衡移动的方向 三支针筒中均抽入10mlno2气体 将针筒前端闭 原理 n2o42no2 1 将第二支针筒活塞迅速推至5ml处 现象如下图中abc所示 2 将第三支针筒活塞迅速拉至20ml处 现象如下图中a1b1c1所示 请观察针筒中气体颜色变化 并尝试用化学平衡移动的观点进行解释 a1 b1 c1 观察 思考 b c a t 时 在密闭容器中发生的反应2no2 g n2o4 g h 0假设k的数值为a 先变深后变浅 先变浅后变深 v c no2 平衡正移c no2 v c no2 平衡逆移c no2 a1 b1 c1 b c a 在t 时对下列处于化学平衡的三个反应将压强均增加至2倍 假设三个反应在t 时的k的数值分别为a b c 正向气态物质系数减小 g 0 正向移动 b 不移动 4c 逆向移动 1 计算 q的数据 判断加压平衡的移动方向 2 根据上表思考讨论 加压后平衡移动方向与 g的关系 气态物质系数不变 g 0 正向气态物质系数增大 g 0 对于只涉及固体或液体的反应 压强的影响极其微弱 可以不予考虑 b 减小压强 会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 3 压强对化学平衡的影响 结论 在其它条件不变的情况下 对于反应前后气体体积改变的反应 a 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 对于反应前后气体体积不变的反应 特例 改变压强 化学平衡不移动 再如 向气体体积缩小的方向移动 向气体体积增大的方向移动 n2 气 3h2 气 2nh3 气 4500c时n2与h2反应合成nh3的数据 分析 煤气中毒病人血液中的化学平衡 co g hb o2 o2 g hb co k 思考 应用化学平衡移动原理分析讨论煤气中毒后应采取那些抢救措施 在密闭容器中的反应2no2 g n2o4 g h 0若仅改变影响平衡的一个条件 完成下表 向吸热方向移动 减弱温度的升高 向放热方向移动 减弱温度的降低 正向移动 减弱c no2 的增大 逆向移动 减弱c no2 的减小 正向移动 逆向移动 减弱压强的增大 减弱压强的减小 根据上表可以看出 在密闭体系中 如果仅改变影响平衡的一个条件 如温度 浓度 压强 平衡将向 方向移动 减弱这个改变的 早在1888年 法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律 并总结出著名的勒夏特列原理 也叫化学平衡移动原理 改变影响化学平衡的一个因素 平衡将向能够减弱这种改变的方向移动 减弱的双重含义 精析精练p41 反应达到平衡状态 化学反应的限度 平衡常数 转化率 第2节知识小结 检测反馈题1 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是 h2 g i2 g 2hi g 3h2 g n2 g 2nh3 g 2so2 g o2 g 2so3 g c s co2 g 2co g a 2 促使化学平衡3h2 g n2 g 2nh3 g h 0正向移动有各种措施 下列措施可行的是 升高温度b 增大体系压强c 增大c n2 d 容器体积增大 bc 3 下列关于平衡常数k和平衡转化率 的说法中正确的是 a 在任何条件下 化学平衡常数都是一个恒定值b 改变反应物浓度或生成物浓度都会改变 和kc k和 只与温度有关 与反应物浓度 压强无关d k和 的大小都可以定量描述一个化学反应的限度 d 4 在557 密闭容器中进行的反应及条件 co g h2o g co2 g h2 g 起始浓度 2mol l 13mol l 100变化浓度 平衡浓度 1 2mol l 1请计算 1 此反应的平衡常数k 2 平衡时 co 3 平衡时 h2o 1 60 40 5 下列平衡体系中 升温或减压都使平衡正向移动的是 a 3h2 g n2 g 2nh3 g h0c c s h2o g co g h2 g h 0d 2so2 g o2 g 2so3 g h 0 c 作业 1 完成课本52页第3 4 6题 2 查找资料 分析工业合成氨是如何利用化学平衡移动规律提高转化率的 等效平衡 等效平衡对于同一可逆反应 达平衡时 任何相同的组分的含量 体积 物质的量 均对应相同 这样的化学平衡互称为等效平衡 在恒温恒容下 按不面同的投料方式进行反应平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 三条途径最终达同一平衡 由此得出什么规律 在定温定容的条件下 对于反应前后气体分子数改变的可逆反应 只改变起始加入物质的物质的量 如通过可逆反应的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 则两平衡等效 定温 t 定容 v 条件下的等效平衡 co g h2o g co2 g h2 g 1 1mol1mol0mol0mol 2 0mol0mol2mol2mol 一边倒 2mol2mol0mol0mol 3 0mol1mol1mol1mol 一边倒 1mol2mol0mol0mol 1 在一个固定体积的密闭容器中 加入2mola和2molb 发生如下反应 2a 气 2b 气 3c 气 d 气 达到平衡时 c的浓度为wmol l 若维持容器体积和温度不变 按下列配比作为起始物质达到平衡后 c的浓度仍为wmol l的是 a2mola 2molb 3molc 1moldb3molc 1mold 1molbc3molc 1moldd1mola 0 5molb 1 5molc 0 5mold c 2 在一固定容积的密闭容器中充入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 若维持容器体积和温度不变 按0 6mola 0 3molb和1 4molc为起始物质 达到平衡后 c的体积分数仍为w 则x值为 a 1b 2c 3d 4 b 在恒温恒压下 按不同的投料方式进行如下反应n2 3h22nh31mol3mol0mol2mol6mol0mol 3 2mol6mol2mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后 nh3在平衡混合物中的体积百分含量相同 由此得出什么规律 定温 t 定压 p 条件下的等效平衡 改变起始加入情况 只要按化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同 则达到平衡后与原平衡等效 将1moln2和3molh2充入一可变容积的密闭容器中 在适当温度和催化剂作用下发生反应n2 3h22nh3 反应达平衡后测得nh3的体积分数为m 若t p恒定 起始时充入 xmoln2 ymolh2和zmolnh3 这样为保持平衡时nh3的体积分数仍为m 则x y z之间必须满足的一般关系是 外界条件 1 相同温度相同容积2 相同温度 相同压强 化学反应 1 反应前后体积不变2 反应前