高中化学 2.3.3 化学平衡图像、等效平衡课件2 鲁科版选修4-鲁科版高中选修4化学课件

1、第 3 课时 化学平衡图像、 等效平衡第 3 节 化学反应的速率一化学平衡图像一化学平衡图像化学平衡图像题解题三步曲：化学平衡图像题解题三步曲： 1看懂图像：看图像看懂图像：看图像 五看：五看：一看面，即看清图像横、纵一看面，即看清图像横、纵坐标；二看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起坐标；二看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、交点、点、交点、拐点拐点、原点、极值点等；四看要不要作辅助线、原点、极值点等；四看要不要作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。2联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡联想规律：联想外

2、界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。的影响规律。3推理判断：结合题中的化学和图像中的相关信息，根推理判断：结合题中的化学和图像中的相关信息，根据有关规律分析作出判断。据有关规律分析作出判断。解化学平衡图像题的两原则解化学平衡图像题的两原则1先拐先平原则：先出现拐点先达到平衡状态，所处的先拐先平原则：先出现拐点先达到平衡状态，所处的温度较高或压强较大。温度较高或压强较大。2定一议二原则定一议二原则:先固定一物理量，再研究另外两个物先固定一物理量，再研究另外两个物理量之间的变化关系。理量之间的变化关系。思考：如果升高思考：如果升高温度温度，正逆反应速率怎样变化？化学平衡，正逆反应速率怎样变化

3、？化学平衡向什么方向移动？向什么方向移动？联想质疑：联想质疑：改变外界条件化学平衡发生移动，对应的速率改变外界条件化学平衡发生移动，对应的速率-时间的图像时间的图像如何呢？如何呢？v逆逆vtv正正v逆逆v正正v正正= v逆逆正反应为放热反应正反应为放热反应结论：升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。结论：升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。（一）速率（一）速率-时间图像：时间图像：v-t 图图升高温度升高温度v正正= v逆逆正反应为放热反应正反应为放热反应v正正v逆逆vtv正正v逆逆思考：如果降低温度，化学平衡向什么方向移动？思考：如果降低温度，化学平衡向什么方向移动？结论：降低温度，化学平衡向

4、正反应方向移动。结论：降低温度，化学平衡向正反应方向移动。降低温度降低温度任一平衡体系任一平衡体系v正正vtv正正v逆逆v逆逆v正正= v逆逆结论：增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。结论：增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。思考：如果增大反应物的浓度，化学平衡向什么方向移动？思考：如果增大反应物的浓度，化学平衡向什么方向移动？增大反应物浓度增大反应物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度v逆逆vtv正正v逆逆v正正v正正= v逆逆思考：如果增大生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？思考：如果增大生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？结论：增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。结论：

5、增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。任一平衡体系任一平衡体系减小反应物浓度减小反应物浓度vtv正正v逆逆v正正v逆逆v正正= v逆逆思考：如果减小反应物的浓度，化学平衡向什么方向移动？思考：如果减小反应物的浓度，化学平衡向什么方向移动？结论：减小反应物的浓度，化学平衡向逆反应方向移动。结论：减小反应物的浓度，化学平衡向逆反应方向移动。任一平衡体系任一平衡体系减小生成物浓度减小生成物浓度vtv正正v逆逆结论：减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。结论：减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。思考：如果减小生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？思考：如果减小生成物的浓度，化学平衡向什么

6、方向移动？v正正v逆逆v正正= v逆逆任一平衡体系任一平衡体系v正正v逆逆vt结论：增大压强，化学平衡向正反应方向移动。结论：增大压强，化学平衡向正反应方向移动。已知反应已知反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) Hc+d由平衡由平衡 I 改变条件到平衡改变条件到平衡 II思考：如果增大压强，化学平衡向什么方向移动？思考：如果增大压强，化学平衡向什么方向移动？v逆逆v正正v正正= v逆逆vtv正正v逆逆v正正= v逆逆v逆逆v正正已知反应已知反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) Hc+d思考：如果减小压强，化学平衡向什么方向移动？思考：如果减小压强，化学平衡向什么方向

7、移动？结论：减小压强，化学平衡向逆反应方向移动。结论：减小压强，化学平衡向逆反应方向移动。1右图表示在密闭容器中反应右图表示在密闭容器中反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0的速率的速率时间图象，由图象推断在时间图象，由图象推断在t1时刻条件的变时刻条件的变化可能是化可能是( )A增大反应物的浓度增大反应物的浓度 B减小生成物的浓度减小生成物的浓度C降低体系温度降低体系温度 D增大容器的体积增大容器的体积Cvt 图像：图像：v正正v逆逆v正正v逆逆t12 如图，条件一定时，反应如图，条件一定时，反应2NO+O2 2NO2（正反（正反应为放热）中应为放热）中NO的平衡转化率与的平衡转化

8、率与T变化关系曲线图，图变化关系曲线图，图中有中有a、b、c、d 4个点，其中表示未达到平衡状态，且个点，其中表示未达到平衡状态，且v正正0C（五）物质的含量（五）物质的含量-压强压强-温度图温度图7.反应反应X(g)3Y(g) 2 Z(g) H 0，在不同温度，不，在不同温度，不同压强（同压强（p1 p2）下达到平衡时，混气中）下达到平衡时，混气中Z的百分含量随温的百分含量随温度变化的曲线应为（度变化的曲线应为（ ） C（六）百分含量（六）百分含量T(或或p) 图像：图像： 8已知某可逆反应已知某可逆反应mM(g)+n N(g) qB(g)，反应的热，反应的热效应为效应为H ，在密闭容器中进

9、行。如图表示在不同时刻，在密闭容器中进行。如图表示在不同时刻t、温度温度T和压强和压强p下下B物质在混合气体中的体积分数物质在混合气体中的体积分数(B)的变的变化情况。下列推断中正确的是（化情况。下列推断中正确的是（ ）Ap1p2 ， T1q， H 0Bp1T2，m+nq， H p2， T1T2，m+n0Dp1T2，m+n0B（七）体积分数（七）体积分数t 图像：图像：T2 p1T1 p2T1 p1t/s9在容积固定的密闭容器中存在如下反应在容积固定的密闭容器中存在如下反应A(g)+3B(g) 2C(g) H 0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条

10、件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关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：系图： 下列判断一定错误的是（下列判断一定错误的是（ ）A图图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用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的催化剂效率较高B图图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C图图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D图图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用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的催化剂效率较高AB二等效平衡二等效平衡由此可见，

11、由此可见，化学平衡的终态只由始态决定，与中间过程化学平衡的终态只由始态决定，与中间过程无关无关。等效平衡等效平衡在一定条件下在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，由于起始时加入的各组分的物质的对同一可逆反应，由于起始时加入的各组分的物质的量浓度相当，使得两次达到平衡时同一组分的百分含量浓度相当，使得两次达到平衡时同一组分的百分含量相等，这样的两种平衡状态称为等效平衡。量相等，这样的两种平衡状态称为等效平衡。2 mol SO2 1 mol O2开始开始2 mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2SO2 + O2 2SO3 SO2

12、a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态定温（定温（T）定容（）定容（V）条件下）条件下2 mol SO2 1 mol O2开始开始2 mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态1 mol SO2 0.5 mol O2 1 mol SO3?2SO2 + O2 2SO3 2 mol SO2 1 mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态相当于开始相当于开始加入加入1 mol SO2、0.5 mol O2和和1 mo

13、lSO32SO2 + O2 2SO3 2 mol SO2 1 mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2 mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态相当于开始相当于开始加入加入0.5 mol SO2、0.25 mol O2和和1.5 mol SO32SO2 + O2 2SO3 在定温定容的条件下，对于可逆反应，只改变起始加入在定温定容的条件下，对于可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数换算物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质时，当它

14、们的物质的量与原平衡相同，则成同一边物质时，当它们的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效两平衡等效且平衡后同种物质的量相同。且平衡后同种物质的量相同。1恒恒温（温（T）恒恒容（容（V）条件下的等效平衡）条件下的等效平衡例例1在一定的温度下，把在一定的温度下，把2 mol SO2和和1 mol O2通入一定通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2 + O2 2SO3 当此反应进行到一定的程度时，反应混合物就处于化学平当此反应进行到一定的程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代

15、分别代表初始加入的表初始加入的SO2、O2、和、和SO3的物质的量的物质的量(mol)。如果。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能取不同的数值，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百分含量仍跟上保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若若a=0、b=0，则，则c= ，(2)若若a=0.5，则，则b= ， c= ，(3)a、b、c取值必须满足一般的条件是取值必须满足一般的条件是(用两个方程式表示，用两个方程式表示，其中一个只含其中一个只含a和和c，另一个

16、只含，另一个只含b和和c) ， 。20.25 1.5 a+c=2 b+c/2=1在恒温恒容下，按不同的投料方式进行如下反应在恒温恒容下，按不同的投料方式进行如下反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)(1) 1 mol 1 mol 0 mol 0 mol(2) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol(3) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol(4) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后，CO2在平衡混合物中在平衡混合物中的含量相同？的含量相同？2恒温、恒容条件下恒温、恒容条件下

17、，对于，对于反应前后气体分子数不变反应前后气体分子数不变的的可逆反应，转换后（按计量系数，换算成方程式同一边可逆反应，转换后（按计量系数，换算成方程式同一边的物质），反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡的物质），反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。倍数关系。1 mol H2 1 mol I2开始开始1 mol H2 1 mol I2开始开始1 mol H2 1 mol I21 mol H2 1 mol I2开始开始1 mol H2 1 mol I21 mol H2 1 mol I2H2

18、 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态2 mol H2 2 mol I2开始开始3 mol H2 3 mol I2开始开始例例2 在一个固定体积的密闭容器中，加入在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和和2 mol B，发生如下反应：发生如下反应：2A（气）（气）+ 2B（气）（气） 3C（气）（气）+ D（气），达到平衡时，（气），达到平衡时，C的浓度为的浓度为W mol/L,若维持容器体积和温度不变若维持容器体积和温度不变,按下列配比按下列配比作为起始物质达到平衡后作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为的浓度仍为W mol/L的是（的是（ ）A2 mol A+2 mol B+3

19、mol C+1 mol D B3 mol C+1 mol D+1 mol BC3 mol C+1 mol D D1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C3恒恒温（温（T）恒）恒压（压（p）条件下的等效平衡）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改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成同一边物质时，它们的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与时，它们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，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。原平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。2 mol SO2 1 mol O2开始

20、开始2 mol SO2 1 mol O2开始开始2 mol SO2 1 mol O22 mol SO2 1 mol O2开始开始2 mol SO2 1 mol O22 mol SO2 1 mol O2SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态在恒温恒压下，在恒温恒压下，按不同的投料方式进行如下反应按不同的投料方式进行如下反应 N2 + 3H2 2NH3 1 mol 3 mol 0 mol 2 mol 6 mol 0 mol(3) 2 mol 6 mol 2 mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后，NH3在平衡混合在平衡混合物中的体积百分含量相同？物中

21、的体积百分含量相同？例例3 恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： A(g) + B(g) C(g)(1)若开始时放入若开始时放入1 mol A和和1 mol B，达到平衡后，生成，达到平衡后，生成a mol C，这时，这时A的物质的量为的物质的量为 mol。(2)若开始时放入若开始时放入3 mol A和和3 mol B，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C的的物质的量为物质的量为 mol。(3)若开始时放入若开始时放入x mol A、2 mol B和和1 mol C，到达平衡后，到达平衡后，C的物质的量是的物质的量是3a mol，x=

22、 mol。(4)若在若在(3)的平衡混合物中再加入的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到达平，待再次到达平衡后，衡后，C的物质的量是的物质的量是 mol。1-a3a26a对于反应：对于反应：aA(g)+bB(g) cC(g),建立等效平衡的一般规律建立等效平衡的一般规律:恒温恒温恒容恒容恒温恒温恒压恒压a+b=c按计量系数转化到等号同一按计量系数转化到等号同一边，物质的量相等。边，物质的量相等。按计量系数转化到等号同一按计量系数转化到等号同一边，物质的量之比相等。边，物质的量之比相等。按计量系数转化到等号同一按计量系数转化到等号同一边，物质的量之比相等。边，物质的量之比相等。一一.化学平衡图像题解题三步曲：化学平衡图像题解题三步曲： 1看懂图像：看图像看懂图像：看图像 五看：一看面，即看清图像横、纵五看：一看面，即看清图像横、纵坐标；二看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起坐标；二看线的走