化学高三一轮复习 化学平衡PPT精选文档

1,化学平衡,1、化学平衡状态的概念、特征2、平衡常数、转化率3、化学平衡状态的判断依据与方法4、等效平衡原理5、化学平衡移动6、化学平衡图像题、计算题,2,化学平衡状态，就是在一定条件下可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。,1、定义：,强调四点,条件：一定条件（温度、浓度与压强）,本质：正反应速率=逆反应速率,现象：各组分百分含量(或质量)、浓度（或体积分数）等保持不变,对象：可逆反应,一、化学平衡状态的概念与特征,3,2、化学平衡状态的特征,(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0,(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的百分含量一定。,(5)变：条件变化，化学平衡状态将被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡。,(1)逆：研究对象可逆反应。,4,1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。由于该常数是以浓度幂之积的比值表示，故又称浓度平衡常数，用KC表示。,二、化学平衡常数与转化率,对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),2.数学表达式：,5,1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),注意：书写平衡常数关系式的规则,K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2)c(H2),再如:稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-),又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH),6,例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1K2，K1=K22,2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，用不同的化学反应方程式表示时，其对的平衡常数的表达式亦不同，但它们之间相互关联。,7,3)多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例题:2NO(g)+O2(g)2NO22NO2(g)N2O42NO(g)+O2(g)N2O4(g),8,平衡常数的单位浓度的单位为molL-1K的单位为(molL-1)n；,对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),3.平衡常数的单位,9,(1)平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少;,通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的正方向是放热反应.,4、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义,10,(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。,(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K105，认为正反应进行得基本完全；K10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。,11,达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意。,（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D:c平(D)=c0(D)+c(D),（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A:c平(A)=c0(A)-c(A),5、有关化学平衡常数的计算,12,例：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反应的平衡常数(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。,方法：三段式答案：（1）H2+I22HIK=0.25（2）0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L,13,用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率来表示反应限度。,6、转化率与平衡转化率（）,转化率：反应进行的过程中已反应掉了的反应物占反应物总量的百分比。,14,注意：1、反应物A的平衡转化率是该条件最大转化率。2、反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度。3、反应物的转化率受外界条件（温度和浓度）的影响。4、当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时，该反应的各反应物的转化率相等。,15,例：一定条件下，将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中，反应达到平衡后，测得X、Y转化率与起始时两种物质的量之比n(X)/n(Y)的关系如下图，则X和Y反应的方程式可表示为（）AX+3Y2ZB3X+Y2ZC3X+2YZD2X+3Y2Z,B,1234,16,标志：（1）、比正逆。v正v逆0；（2）、比前后。反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；（3）、比K、Qc,三、化学平衡的标志,17,QCk，未达平衡，逆向进行。,QC=k,达平衡，平衡不移动。,QC0.6)B、lmolA+0.5molB+1.5mo1C+xmolD(x0.1)C2molA+1molB+xmolD(x0)DlmolA+0.5molB+4.5mo1C+xmolD(x0.7),D,35,3、对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H0。有下列判断，其中正确的是A、若温度不变，将容器的体积增大为原来的两倍，此时A物质的浓度变为原来的0.48倍，则m+np+qB、若平衡时A、B的转化率相等，说明反应开始时A、B的物的量之比为n:m；C、若温度不变而压强增大为原来的两倍，则达到新的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的1/2D、若平衡体系共有amol气体，再向其中加入bmolB，当达到新平衡时共有(a+b)mol气体，则m+n=p+q,AD,36,0,0.5,2a,2(n-2m),(n-m)a,4.在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（见下表“已知”项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对下列编号（1）（3）的状态，填写表中的空白：,改为恒压条件？,37,五、化学学平衡移动,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叫做化学平衡移动。勒夏持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；原理的适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况（即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。、平衡移动：是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。,1.化学平衡移动的概念,38,平衡移动原理（只改变一个条件）,化学平衡状态正=逆,外界条件改变引起速率变化,正逆,正=逆,正逆,正逆,向右移动,不移动,向左移动,原因,方向,结果,过程分析,结果分析,2从正、逆反应速度是否相等判断：,39,3从浓度商和平衡常数分析：对于一个一般的可逆反应：mA+nBpC+qD，在平衡状态时，平衡常数K大于105时，反应基本完全。非平衡状态时有浓度商当Q=K时，平衡；当QK时，逆移。欲破坏化学平衡状态，必须使QK，,40,【例】现有反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g);HV逆，平衡向正反应方向移动；,45,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。,在其他条件不变，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；,如：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，增加c(K+)或c(Cl-)，不会影响化学平衡。,如: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,化学平衡不移动。,46,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。,例：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始时各加入1mol的CO(g)和H2O(g)，平衡时，四种物质的物质的量相等，求平衡常数K和CO(g)、H2O(g)的转化率若再加入2molH2O(g)，求平衡后CO(g)、H2O(g)的转化率。,47,速率-时间关系图：,小结：正在上向向正移动，逆在上向逆向移动。,图象连续？为什么？,增大反应物,减少生成物,减少反应物,增大生成物,48,（2）、压强,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）对于某些物质，压强的变化可能改变其聚集状态；,49,压强对化学平衡的影响,aA(g)+bB(g)cC(g),速率-时间关系图,50,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,51,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；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。,52,(3)、温度,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)H0,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。,53,温度对化学平衡的影响：,速率-时间关系图,54,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,正的对化学平衡的影响,V正,V逆,0,t1,t2,V正=V逆,t3,负的对化学平衡的影响,(4)催化剂,55,外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=+QkJmol-1,加快,加快,加快,加快,正反应方向,加快,加快,加快,加快,加快,加快,减慢,减慢,减慢,减慢,逆反应方向,逆反应方向,平衡不移动,正反应方向,正反应方向,逆反应方向,正逆,正逆,正逆,正逆,正逆,正=逆,正逆,56,外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=QkJmol-1,减慢,减慢,减慢,减慢,逆反应方向,加快,加快,减慢,减慢,减慢,减慢,减慢,加快,减慢,加快,平衡不移动,正反应方向,正反应方向,正反应方向,逆反应方向,逆反应方向,正逆,正=逆,正逆,正逆,正逆,正逆,正逆,57,5、难点分析,如果平衡向正反应方向移动，反应物转化率一定会增大吗？,不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析：,如果平衡向正反应方向移动，正一定增大吗？,不一定。因为平衡向正反应方向移动的原因是：正逆，尽管正减小，但只要满足正逆平衡就向正反应方向移动。,58,转化率变化具体分析,（恒容）反应物只有一种：aA(g)bB(g)+cC(g),反应物不止一种：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),59,若m+n=p+q,则化学平衡不受压强影响,上述恒温恒压、恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动,对于一个已达到平衡的可逆反应，向其反应体系中充入惰性气体，平衡发生移动吗？,恒温恒容条件下，充入惰性气体，压强虽然增大，但各物质的浓度均不变，故平衡不移动；恒温恒压条件下，充入惰性气体，压强虽然不变，但体积增大，各物质的浓度减小，平衡向气体体积增大的方向移动。,60,解析：以乙、丙为基准，先比较它们两组A、B转化率的大小，再与甲、丁两组比较。丙组的A、B都为乙组的两倍，两容器的体积相等，所丙容器压强比乙容器的大，此反应正反应为气体体积增大的反应，压强增大平衡向逆反应方向移动，所以丙组A、B的转化率都比乙组的小。,A的转化率：乙丙B的转化率：乙丙,甲、乙相比：B相同，甲中A比乙中多1mol，A的转化率：乙甲；B的转化率：甲乙；甲、丙相比：A相同，甲中B比丙中少1mol，A的转化率：丙甲；B的转化率：甲丙；乙、丁相比：A相同，丁中B比乙中多1mol，A的转化率：丁乙；B的转化率：乙丁；丙、丁相比：B相同，丙中A比丁中多1mol，A的转化率：丁丙；B的转化率：丙丁；,A的转化率：丁乙丙甲；B的转化率：甲乙丙丁,BC,61,2、已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加反应物的转化率一定增大反应物浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了合适的催化剂A(B)(C)(D),注：化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系,1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是(A)密闭、低温是存放氨水的必要条件(B)实验室用排饱和食盐水法收集氯气(C)硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率(D)在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化,练习,62,3、对已达化学平衡的反应2X(g)+Y(g)2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是A、逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B、逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C、正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动D、正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动,C,63,4、体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应2SO2O22SO3，并达到平衡，在此过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为p，则乙容器中SO2的转化率()A等于pB.大于pC.小于pD.无法判断,B,5、反应FeCl33NH4SCNFe(SCN)3+3NH4C1达到平衡后，可使其颜色变深的措施是A、滴入少量饱和FeCl3溶液B加大压强C、滴入少量较浓的NH4SCN溶液D、加入NH4Cl晶体,AC,64,6、一定条件下，向一个带活塞的密闭容器中充入2molSO2和lmolO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是()A、保持温度和容器体积不变，充入1molSO2(g)B、保持温度和容器内压强不变，充入lmolSO3(g)C、保持温度和容器内压强不变，充入lmolO2(g)D、保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g),B,65,7下述实验能达到预期目的的是,BC,66,8“碘钟”实验中，3IS2O82I32SO42的反应速率可以用I3与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20进行实验，得到的数据如下表：回答下列问题：（1）该实验的目的是。（2）显色时间t2。,研究反应物I与S2O82的浓度对反应速率的影响,29.3s,67,（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在