《高中化学 2.3《化学平衡》课件2 新人教版选修4[精选]》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 2.3《化学平衡》课件2 新人教版选修4[精选](40页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 化学反应速率和化学平衡,第三节 化学平衡,第2课时,化学平衡状态的特征,(1)动:动态平衡 (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。 (4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。,可见,化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变,旧的化学平衡将被破坏,并建立起新的平衡状态。,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。,化学平衡移动的概念:,研究对象:,已建立平衡状态的体系,平衡移动的标志:,1、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、 V正 V逆,一、浓度对化学平衡的影响:,增加
2、Fe3+ 或 SCN-的浓度,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,故红色加深。,1.增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动;,小结:,2.减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;,3.减小反应物浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动.,t2,V”正 = V”逆,V逆,V,正,t3,平衡状态,增大反应物浓度,速率-时间关系图:,原因分析:,增加反应物的浓度, V正 V逆,平衡向正反应方向移动;,当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?,速率-时间关系图:,结论: 减小反应物的浓度, V正 V逆,平衡 向逆反应方向移动;,讨论:,1.结论:在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度(或减
3、少生成物的浓度),平衡向正反应方向移动;反之,增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度 ),平衡向逆反应方向移动。,增大成本较低的反应物的浓度,提高成本较高的原料的转化率。,一、浓度对化学平衡的影响:,2.意义:,3、浓度对化学平衡移动的几个注意点,对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作一个常数,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。,只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。,反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低,
4、而其他物质的转化率提高。,二、压强对化学平衡的影响:,NH3%随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。,实验 数据:,解释:,说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动,加压,体积缩小,浓度增大,正反应速率增大 逆反应速率增大, V正V逆,平衡向正反应方向移动。,1.先决条件:,2.结论:,对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,在其它条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动,减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。,体积缩小:即气体分子数目减少 体积增大:即气体分子数目增多,说明:,V(molL-1S-1),0
5、,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,增大压强,3.速率-时间关系图:,二、压强对化学平衡的影响:,aA(g)+bB(g) cC(g),速率-时间关系图:,V正= V逆,增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样,V正= V逆,平衡不移动。,t2,三、温度对化学平衡的影响:,在其它条件不变的情况下, 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。,1.结论:,2.原因分析:,在其它条件不变的情况下, 升高温度,不管是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大,但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数,故平衡向吸热反应的方向移动.,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,升
6、高温度,(正反应是吸热反应),3.速率-时间关系图:,2NO2 N2O4,三、温度对化学平衡的影响:,四、催化剂对化学平衡的影响:,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。,V正= V逆,催化剂对可逆反应的影响:,可见,要引起化学平衡的移动,必须是由于外界条件的改变而引起 V正 V逆。,平衡移动的本质:,化学平衡为动态平衡,条件改变造成 V正 V逆,平衡移动原理(勒沙特列原理):,如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。,BaCO3+Na2SO4= BaSO4+Na2CO3 反应发生彻底的原因?
7、,讨论,用平衡移动的原理解释:,解化学平衡图像题的技巧,1、弄清横坐标和纵坐标的意义。 2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊 点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲 线的交叉点)的意义。 3、弄清图像所示的增、减性。 4、弄清图像斜率的大小。,5、看是否需要辅助线。,(A)达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大 (B)平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动 (C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动 (D)化学方程式中一定有np+q,例3、可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中曲线分
8、析,判断下列叙述中正确的是( ),B,二、转化率(或产率、百分含量等)-时间图象,可采取的措施是( ) A、加入催化剂 B、增大Y的浓度 C、降低温度 D、增大体系压强,A,练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应: X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) ; H =QkJ/mol 的反应过程。若使a曲线变为b曲线,,2、在密闭容器中进行下列反应: M(g)+N(g) R(g)+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图,下列叙述正确的是( ) A、正反应吸热,L是气体 B、正反应吸热,L是固体 C、正反应放热,L是气体 D、正反应放热,L是固体或液体,C,例4、在可逆反应mA(g
9、)+nB(g) pC(g);Hp。分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P关系正确的是( ),三、百分含量(转化率或产率)-压强(或温度)图象,B,1如图所示,反应:X(气)+3Y(气) 2Z(气);HP2)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,2、mA(s)+nB(g) qC(g);Hq C、X点时的状态,V正V逆 D、X点比Y点混和物的正 反应速率慢,BC,例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的vt图象,我们知道v=c/ t;反之,c= vt。请问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是( ),C,A、从反应开始到平衡时,该反应物的消耗浓
10、度 B、从反应开始到平衡时,该反应物的生成浓度 C、从反应开始到平衡时,该反应物实际减小的浓度,温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知( )。 A、P1p2,n2 B、P1P2,n3,P1曲线先达平衡,说明压强大且反应速率大,故P1P2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n2。故本题答案是A。,例题:可逆反应:aX(s) + bY(g) cZ(g) +dW(g)达到平衡,混合物中Y的体积分数随压强(P)与温度T(T2T1)的变化关系如图示。,
11、1、当压强不变时,升高温度,Y的体积分数变 , 平衡向 方向移动,则正反应是 热反应。 2、当温度不变时,增大压强,Y的体积分数变, 平衡向 方向移动,则化学方程式中左右两边的系数大小关系是。,小,正反应,吸,大,逆反应,b(c+d),如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d; (2)Q_0。,看任一曲线,可知温度升高,A的转化率变大,这说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q0再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大
12、,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)(c+d),图中的曲线是表示其他条件一定时, 反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)v(逆)的是( ) A. a点 B. b点 C. c点 D. d点,C,2NOO2 2NO2(0),化学反应2()2() 2()(0),达到平衡状态时,图212中各曲线符合平衡移动原理的是( ),AC,1、时间对反应物或生成物的某个量(如转化率、体积分数)的曲线,我们以反应2S02(g)+O2(g)2S03(g)+Q为例去说明,我们用横坐标代表时间,纵坐标代表SO2的转化率,反应刚开始的一瞬间SO
13、2还没有被消耗,S02的转化率为0,随着时间的推移,S02被消耗,其转化率升高,最后达平衡,转化率不变。图2-25代表了在温度为T1而压强为P1的条件下的SO2的转化率对时间的曲线。,如果该反应是在温度为T2(T2T1)而压强为P1的条件下反应,则和上面的例子比,温度高,反应速率快,因而应先平衡,又由于该反应是放热反应,则平衡时SO2的转化率低,我们把这两个曲线画在图226上,以示区别。,温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知( )。 A、P1p2,n2 B、P1P2,n3,P1曲线先达平衡,说明压强
14、大且反应速率大,故P1p2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n2。故本题答案是A。,2、压强(或温度)对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线,我们还是以反应2S02(g)+02(g)2S03(g)为例来说明。我们用纵坐标代表S02的体积分数,用横坐标代表压强,则在温度为T1的条件下,该反应压强增大,平衡正移,S02的体积分数降低。如在温度T2的条件下(T2T1),由于升温,平衡逆移,所以压强相同时S02的体积分数相对变高。这样,我们就画出了如图2-28的曲线。,如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条
15、件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d; (2)Q_0。,看任一根曲线,可知温度升高,A的转化率变大,送说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q0 再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)(c+d),3、速率对时间的曲线,分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。 反应A(g)+B(g)C(g)+Q已达平衡,升高温度,平衡逆移,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为(),首先要把握大方向,即升温使正、逆反应速率都变大,所以B不会是答案;再看起点和终点,由于原反应是平衡的(V逆=V正),因而起点相同,又由于再次达到平衡(V正V逆),因而终点相同,故A不是答案;由于正反应是放热反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲线斜率大,故答案为C。,一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应:xA()B() C(),达到平衡后测得A气体的浓度为0.5molL1,当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后,测得A浓度为0.3molL1,则下列叙述正确的是( ) A.平衡向正反应方向移动 B.x +yz C. C的体积分数降低 D. B的转化率提高,BC,