精品课件化学平衡全集人教版选修

第三节化学平衡,恩施高中,2020年5月27日星期三,一碗水里放很多糖，会出现什么情况？,具有化学反应限度的反应也总会出现一个平衡状态,溶解平衡状态,一、可逆反应与不可逆反应,1、可逆反应,相同条件下，同时向正、逆两个反应方向进行的反应,2、可逆反应的特征,二、化学平衡状态,1、化学平衡状态的建立,具有反应限度,1、反应刚开始时：反应物浓度，正反应速率生成物浓度为，逆反应速率为,最大,最大,0,0,2、反应过程中：反应物浓度，正反应速率，生成物浓度，逆反应速率。,减小,逐渐减小,增大,逐渐增大,3、一定时间后，必然出现：,正反应速率逆反应速率,t1,正反应速率,逆反应速率,v正v逆,这时，CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反应生成的CO、H2O的量，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，处于动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念化学平衡状态,2、化学平衡状态：在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，正反应速率与逆反应速率相等，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡,3、化学平衡状态的特征,逆、动、等、定、变,4、达到化学平衡的标志：,正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志,、直接标志：,、速率关系：v正v逆,应用：判断平衡时，要注意用“同”、“等”、“逆”的原则，即,同：不同物质表示的反应速率必须转化为相同物质表示的反应速率,等：转化后的反应速率必须相等,逆：反应方向必须对立,、含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数、分子数之比保持不变,、间接标志：,、混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而，（适用于）,改变,m+np的反应,、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而，（适用于）,改变,m+np的反应,、各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变,、特殊标志：,、对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡,、对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡,气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比,、在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：,例1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2,在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。,例2、一定条件下，反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是A、一个NN键断裂的同时，有三个HH键形成B、一个NN键断裂的同时，有三个HH键断裂C、一个NN键断裂的同时，有六个NH键断裂D、一个NN键断裂的同时，有六个NH键形成,例3、在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g），此反应达到平衡的标志是A、容器内压强不随时间变化B、容器内各物质的浓度不随时间变化C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ,练习：,【】在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（）C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2,AC,【2】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化,B,【3】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,【4】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是C的生成速率与C的分解速率相等单位时间内生成amolA,同时生成3amolBA、B、C的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗amolA,同时生成3amolBA、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,（）,三、化学平衡的移动,化学平衡的研究对象是，化学平衡是有条件限制的平衡，只有在时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被，反应混合物里各组分的含量不断，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正v逆，然后在新条件下建立,可逆反应,动态,条件一定,破坏,变化,新平衡,(一)、化学平衡移动的定义：化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动,（二）、化学平衡的移动方向的速率判断：,、若外界条件变化引起v正v逆：,平衡向正反应方向移动,、若外界条件变化引起v正v逆：,平衡向逆反应方向移动,、若外界条件变化引起v正v逆：,旧平衡未被破坏，平衡不移动,化学平衡总往反应速率大的方向移动,1、浓度对化学平衡的影响,（三）、影响化学平衡移动的因素：,影响因素：,（1）浓度对平衡的影响,实验2-5,实验2-6,结论：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向反应方向移动。,正,逆,强调：气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变，化学平衡不移动,思考：1、某温度下，反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)达到平衡后，增加或移去一部分碳固体，化学平衡移动吗？为什么？2、实验26中，向平衡体系中加入少量氯化钾固体，溶液颜色怎么变？为什么？,2、压强对化学平衡的影响,讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？v正和v逆怎样变化？会同等程度的增大或减小吗？,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应中，压强变化和NH3含量的关系,结论：压强增大，NH3增大，平衡向正反应方向移动。即压强增大，v正和v逆同时增大，但改变倍数不同；压强减小，v正和v逆同时减小，但改变倍数不同。,压强对化学平衡的影响：,aA(g)+bB(g)cC(g),规律：增大压强，化学平衡向移动；减小压强，化学平衡向移动；体积相等的气体反应，压强改变，化学平衡。,气体体积缩小方向,气体体积扩大方向,不移动,增大压强，气体总物质的量浓度增大，化学平衡向气体总物质的量浓度减小的方向移动；减小压强，气体的总物质的量浓度减小，化学平衡向气体总物质的量增大的方向移动。,结论：压强变化不影响体积相等的气体反应的化学平衡,讨论：压强的变化不会影响固体或液体物质的反应速率，压强的变化会使固体或液体反应的化学平衡移动吗？,aA(g)+bB(g)cC(g)当a+b=c时,结论：无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动,强调：压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率，化学平衡。,不变,不移动,不变,不变,不移动,减小,逆反应,3、温度对化学平衡的影响,讨论：温度的变化对化学反应速率如何影响？v正和v逆怎样变化？,结论：温度升高，v正和v逆同时增大，但改变倍数不同；温度降低，v正和v逆同时减小，但改变倍数不同；,问题：温度的变化如何改变不同反应的v正和v逆的倍数？,【实验25】温度对平衡的影响：,2NO2N2O4（正反应放热）,实验现象：温度升高，混合气体颜色加深，平衡向方向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，平衡向方向移动,NO2浓度增大,逆反应,NO2浓度减小,正反应,V正=V逆,V正,V逆,t1,t（s）,V（molL-1S-1）,0,T2升温,V”正=V”逆,V逆,V正,温度对化学平衡的影响：,改变的条件,平衡移动的方向,平衡移动的结果,增大反应物浓度,减小反应物浓度,增大生成物浓度,减小生成物浓度,增大体系压强,减小体系压强,升高体系温度,降低体系温度,小结：,aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)Hc+d,正反应方向,使反应物浓度减小,逆反应方向,使反应物浓度增大,逆反应方向,使生成物浓度减小,正反应方向,使生成物浓度增大,正反应方向,体系压强减小,逆反应方向,体系压强增大,逆反应方向,体系温度减低,正反应方向,体系温度升高,如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。,4、化学平衡移动原理勒夏特列原理,原理：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），化学平衡就向减弱这种改变的方向移动,、此原理只适用于已达平衡的体系,、平衡移动方向与条件改变方向相反，例如：增大浓度，平衡移向减小这种浓度的方向；增大压强，向减小压强方向移动。,说明：,、“减弱”的含义：平衡移动后结果变化的方向不变，但程度减小。例如，增加反应物浓度平衡移动后该反应物浓度仍增加，只是增加的程度比没有平衡移动时要小。,若N2的平衡浓度为amol/L，其他条件不变时，充入N2使其浓度增大到bmol/L后平衡向方向移动，达到新平衡后，N2的浓度为cmol/L，则a、b、c的大小为；若平衡体系的压强为P1，之后缩小反应体系体积使压强增大到P2，此时平衡向方向移动，达到新平衡后体系的压强为P3，则P1、P2、P3的大小为；若平衡体系的温度为T1，之后将温度升高到T2，此时平衡向方向移动，达到新平衡后体系的温度为T3，则T1、T2、T3的大小为。,正反应,acb,正反应,P1P3P2,逆反应,T1T3T2,讨论：反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H、=)p+q。,增大,逆,3、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图：,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),正反应吸热,m+nV逆的点是。,C点,练习四,（年江苏）18在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)；H0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图下列判断一定错误的是A图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高,七、等效平衡问题,浓度/molL-1,时间/s,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,浓度/molL-1,t2,HI,H2或I2,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,t1,时间/s,HI,H2或I2,从正反应开始,从逆反应开始,1molH21molI2,2molHI,相当于,在425时，在1L密闭容器中进行反应：H2+I22HI,达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？,在一定条件下，可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，达到化学平衡时，只要同种物质的体积分数相同，这样的平衡称为等效平衡。,（一）、等效平衡的概念,等效平衡建成条件探究一,在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。,恒温恒容,?,1、恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。,（二）、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：,归纳总结,产生结果：,各组分百分量、n、c均相同,练习1：在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：达到平衡时，C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的体积分数为a%是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB,AB,练习2、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：（1）恒定T、V：1若X=0，Y=0，则Z=-。2若X=0.75，Y=-，Z=-。3X、Y、Z应满足的一般条件是-。,2mol,2.25mol,0.5mol,X+Z/2=1,Y+3Z/2=3,恒温恒容,?,等效平衡建成条件的探究二,在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是（）,A.2molHIB.2molH2+2molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI,（110）,（220）,（220）,（110）,ABCD,极限转化,等效平衡建成条件的探究二,2、恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数相等的可逆反应等效平衡的判断方法是:,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。,归纳总结,产生结果：,各组分百分量相同，n、c同比例变化,（二）、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：,练习3：对于H2+I2（g）2HI，在恒温、恒容下，按下列不同量反应等效的有。,1、2,3、4、5,或,练习4、在固定体积的密闭容器内，加入2molA、1molB，发生反应：A(气)+B(气)2C(气)达到平衡时，C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molC,CD,练习5：在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为1.2mol/L的是A、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molB,B,在一定温度下，一个压强恒定的密闭容中发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒压下等效平衡建成的条件。,等效平衡建成条件的探究三,恒温恒压,平衡状态,与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。,3、恒温、恒压下等效平衡的判断方法是:,归纳总结,产生结果：,各组分百分量、c相同，n同比例变化,（二）、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：,练习6、在一个1L的密闭容器中，加2molA1molB，发生下述反应：达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L（或C的体积分数仍是a%）的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB,AB,练习7、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：3A（气）+2B（气）xC（气）+yD(气）达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，将0.6LA、0.