化学平衡PPT课件

.,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百分含量保持不变的状态。,1.适用范围：可逆反应,2.实质：正反应速率=逆反应速率,3.标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变,化学平衡的概念,在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应.,.,化学平衡的特点,(1)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）,(2)等：正反应速率=逆反应速率,(3)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。,(对同一物质而言),（各种物质）,(4)同：一定条件下平衡的建立与途径无关，在一定条件下可建立相同的平衡（等效平衡）,.,专题：达到平衡的判断依据,一、从V正=V逆进行判断,（1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。,（2）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面,（i）表示两个不同的方向。,（ii）速率之比=化学计量数之比。,.,例：在一定温度下,可逆反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是（）,A.N2的消耗速率等于N2的生成速率,B.H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍,C.NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍,D.单位时间内生成nmolN2,同时生成3nmolNH3,E.1个NN键断裂的同时，有3个H-H键形成,F.1个NN键断裂的同时，有3个H-H键断裂,.,二百分含量不变标志正因为v正v逆0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.,.,三对于有气体参与的可逆反应,可根据混合气体的平均相对分子质量、密度、压强、温度是否不再改变来判断反应是否达到平衡。,.,（一）从混合气体平均相对分子质量M考虑,1.若各物质均为气体,（1）对于非等摩反应，如2SO2+O22SO3,M若不变，一定可做为平衡标志！,（2）对于等摩反应，如H2+I22HI,M若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。,2.若有非气体参与,如：CO2(g)+C(s)2CO(g)，,M若不变，一定可做为平衡标志！,.,（二）从气体密度r考虑,1.若各物质均为气体,恒容：总为恒值，不能做平衡标志。,恒压,（1）对于等摩反应，如H2+I22HI,（2）对于非等摩反应，如2SO2+O22SO3,总为恒值，不能做平衡标志。,若不变，一定可作为平衡标志。,2.若有非气体参与,恒容，若不变，一定可作为平衡标志！,恒压，n(g)=0，可作为平衡标志,.,（四）从体系的内部压强考虑：PV=nRT,当n(g)=0，即等摩反应则p为恒值，不能作平衡标志。当n(g)0，则当p一定时，可做平衡标志。,恒容恒温条件下，关键看前后气体分子数的变化！,当化学平衡尚未建立成平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量，若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡。,（五）从体系的温度变化考虑,.,例：可逆反应。2HI(g)H2(g)+I2(g)在密闭容器中进行，当下列4项中某项不取随时间变化时，才能说明反应已达平衡（）,A.容器内压强B.平均相对分子质量C.各组分浓度D.混合气体颜色,CD,CD,.,例: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3amolB,A、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3amolB,A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,.,【例4】在500、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应2SO2O22SO3Q达到化学平衡状态时的标志是(),ASO2的消耗速率等于SO3的生成速率BSO2的生成速率等于SO3的生成速率CSO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍DSO3的生成速率等于O2生成速率的2倍E容器中气体总物质的量不随时间发生变化F容器中压强不随时间发生变化,BDEF,.,专题：平衡移动及勒沙特列原理,可逆反应中旧化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动,平衡移动的本质：条件的改变，引起正逆反应速率的变化！,平衡的移动必然引起转化率的改变！,.,浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。压强:增大压强，平衡向气态物质体积缩小方向移动；减小压强，平衡向气态物质体积增大方向移动。温度:升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度平衡向放热反应方向移动。催化剂:使用催化剂对化学平衡无影响。总之，如果改变影响化学平衡的一个条件（如：浓度、压强、温度）平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。,2.外界条件对化学平衡的影响,.,.,例1A、B、C、D都是皆易溶于水的弱电解质或离子，且在水溶液中达到下列化学平衡，则加水稀释后，平衡向正反应方向移动的是（）（A）A+BC+D（B）A+BC+H2O（C）A+H2OC+D（D）A+2B+H2OC+D,加水稀释，同等程度减小了反应物和生成物的浓度，相当于有气体反应物参加时扩大容器的体积。,C,.,例2在恒容容器中进行如下反应：N2+3H22NH3+热，温度一定时，若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，则产生的结果是（）（A）平衡不发生移动（B）平衡向正反应方向移动（C）NH3的百分含量增加（D）正、逆反应速率都增大,BCD,各物质的浓度都增加到原来的2倍，相当于增大体系的压强。,.,勒沙特列原理（平衡移动原理）,如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,原理：2NO2N2O4,平衡状态1,气体颜色变深,平衡2：变浅,活塞内推,平衡右移,（颜色1）,（颜色2）,颜色从深到浅：颜色2颜色3颜色1,PNO2：P2P3P1,CNO2：C2C3C1,（颜色3）,.,例题：一定温度下将amolPCl5充入一密闭容器中达到如下平衡：PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g），此时压强为P1；再向容器中通入amolPCl5，在同温下又达到平衡时的压强为P2，则下列说法中正确的是()A2P1P2B2P1P2C2P1P2DP1P2,AD,.,例:在10和2105Pa的条件下，aA(g)dD(g)eE(g)建立平衡后，再逐步增加体系的压强（温度维持不变），下表列出了不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度：,0.44,据上分析压强从2105Pa增至5105Pa，平衡向方向移动，作出这种判断的理由是：,当压强由5105Pa增加到1106Pa时，平衡向方向移动，作出这种判断的理由是：,逆,正,压强增加到原来的2.5倍，而气体D的浓度只增加到原来的2.35倍，所以在加压过程中化学平衡向逆方向移动,压强增加到原来的2倍，而气体D的浓度增加到原来的2.2倍，所以在气体压缩过程中，平衡向正方向移动,.,.,.,分析：在101103Pa、500下，在1.01105Pa、500下，平衡状态时，NH3体积分数只有0.1,SO3的体积分数已高达到91。在1.01108Pa、500下，NH3体积分数达57.5；如再采用高压,对提高SO3的体积分数没有明显的影响。,.,专题等效平衡,概念：在同一条件下，对同一可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是从正、逆反应同时开始，只要起始时加入物质的物质的量相当，达到平衡时同种物质的含量均相同，这样的平衡称为等效平衡,等效平衡,定温、定容,定温、定压,反应前后气体系数不同,反应前后气体系数相同,靠边，等比,靠边，等值,.,化学平衡中的解题思想,1.极端假设,可逆反应是化学平衡的前提，达到平衡时是反应物与生成物共存的状态。每种物质的量都不为零。,一般用极限分析法推断，即假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少？这样的极点值是不可能达到的。故可确定某些范围或在范围中选择合适的量。,.,【例2】在一个密闭容器中发生如下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度均为0.2mol/L,当反应达到平衡时，可能出现的数据是(),A.c(SO3)=0.4mol/LB.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/LC.c(SO2)=0.25mol/LD.c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L,CD,.,2、等效转化,例：在温度一定，容器容积相同的条件下，将SO2和O2按以下两种投料方式进行反应，SO2或O2的转化率是否相等？2SO2O22SO3,始态12mol1mol0mol1始态24mol2mol0mol2,.,3.“一边倒”原则,.,.,3.”过渡态“方法,例：在温度一定，容器容积相同的条件下，将SO2和O2按以下两种投料方式进行反应，SO2或O2的转化率是否相等？2SO2O22SO3,始态12mol1mol0mol1始态24mol2mol0mol2,.,.,升温,加入N2,.,第II类图象：平衡体系中某个量（同I）作纵坐标，压强P或温度T作横坐标的变化曲线。,这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及二个以上条件时，要固定其中一个条件分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析,.,例3:图中表示外界条件（T、P）的变化对下列反应的影响：L（s）G（g）2R（g）Q，y轴表示的是()(A)平衡时，混合气中R的百分含量(B)平衡时，混合气中G的百分含量(C)G的转化率(D)L的转化率,B,.,例4.对于mA（s）nB（g）pC（g）Q的可逆反应，在一定温度下B的百分含量与压强的关系如图所示，则下列判断正确的是()(A)m+np(B)np(C)x点的状态是v正v逆(D)x点比y点的反应速度慢,CD,.,第III类图象：反应速率V作纵坐标，时间t作横坐标，,在到达平衡的某时刻t1改变某一条件前后，V正、V逆的变化有两种：V正、V逆同时突破温度、压强、催化剂的影响V正、V逆之一渐变一种成分浓度的改变,.,.,第类反应速率V作纵坐标，温度T作横坐标,随温度变化，正、逆反应速率也在变化，T，吸，放，由于温度变化对吸热方向速率的影响大于对放热方向速率的影响，表示吸热方向速率的曲线的斜率应大些。,.,表示平衡移动中的速率。T1时的平衡，升温到T2时建立新平衡，吸，放，吸曲线始终在上方。,温度从T1上升到T2，由于吸增加得多，相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；而相反方向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到吸放，建立新的平衡状态为止。,.,例.对于达平衡的可逆反应XYWZ，增大压强则正、逆反应速度（v）的变化如上图，分析可知X，Y，Z，W的聚集状态可能是(A)Z，W为气体，X，Y中之一为气体(B)Z，W中之一为气体，X，Y为非气体(C)X，Y，Z皆为气体，W为非气体(D)X，Y为气体，Z，W中之一为气体,D,.,如图所示，反应：X（气）+3Y（气）2Z（气）+热量，在不同温度、不同压强（p1p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为,C,.,关于转化率,1.一般规律：可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)达平衡后，,（1）若只增大A，平衡右移，达新平衡时，B转化率增大，A转化率反而减小。,（2）若按原反应物比例同倍数增大A和B的量，平衡右移，达新平衡时：,当a+bc+d时，A、B的转化率都增大,当a+bc+d时，A的转化率增大,当ac+d时，A的转化率减小,当a=c+d时，A的转