高考化学一轮总复习《化学平衡》精品课件.ppt

高三化学总复习高三化学总复习基本理论基本理论化化 学学 平平 衡衡2021/8/11 星期三1化学平衡状态，就是指在一定条件下的化学平衡状态，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相等，反应混合物中各组分的百分含量百分含量保持不变的状态。保持不变的状态。1.适用范围适用范围：可逆反应可逆反应2.实质实质：正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率3.标志标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变化学平衡的概念化学平衡的概念 在同一条件下，既能向正在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应向逆反应方向进行的反应.2021/8/11 星期三2化学平衡的化学平衡的特点特点(1)动：动：动态平衡（正逆反应仍在进行）动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等：等：正反应速率正反应速率=逆反应速逆反应速率率(3)定：定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。各组分的含量一定。(5)变：变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。件下建立新的平衡。(对同一物质而言对同一物质而言)（各种物质）（各种物质）(4)同：同：一定条件下平衡的建立与途径无关，在一定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（条件下可建立相同的平衡（等效平衡等效平衡）2021/8/11 星期三3专题：达到平衡的判断依据专题：达到平衡的判断依据一、从一、从 V V正正=V V逆逆进行判断进行判断（1 1）用用同同一一种种物物质质来来表表示示反反应应速速率率时时，该该物物质质的的生生成成速率与消耗速率相等。速率与消耗速率相等。（2 2）用用不不同同种种物物质质来来表表示示反反应应速速率率时时速速率率不不一一定定相相等等但必须符合两方面但必须符合两方面（i i）表示两个不同的方向。表示两个不同的方向。（iiii）速率之比速率之比=化学计量数之比。化学计量数之比。2021/8/11 星期三4例：在一定温度下例：在一定温度下,可逆反应可逆反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3达达到平衡的标志是（到平衡的标志是（）A.NA.N2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的生成速率 B.HB.H2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的的生成速率的3 3倍倍 C.NHC.NH3 3的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2生成速率的生成速率的2 2倍倍D.D.单位时间内生成单位时间内生成nmolNnmolN2 2,同时生成同时生成3 3nmolNHnmolNH3 3E.1E.1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3个个H-HH-H键形成键形成F.1F.1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3个个H-HH-H键断裂键断裂2021/8/11 星期三5二百分含量不变标志二百分含量不变标志 正因为正因为v正正v逆逆0，所以同一瞬间同一，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合总的结果是混合体系中各组成成分的体系中各组成成分的物质的量物质的量、质量质量、物质物质的量浓度的量浓度、各成分的百分含量各成分的百分含量、转化率转化率等不等不随时间变化而改变随时间变化而改变.2021/8/11 星期三6三对于有气体参与的可逆反应三对于有气体参与的可逆反应,可可根据混合气体的根据混合气体的平均相对分子质量、平均相对分子质量、密度、压强、温度密度、压强、温度是否不再改变来是否不再改变来判断反应是否达到平衡。判断反应是否达到平衡。2021/8/11 星期三7（一）从混合气体平均相对分子质量（一）从混合气体平均相对分子质量M M考虑考虑总总总总nmM=1.若各物质均为气体若各物质均为气体（1 1）对于非等摩反应，如）对于非等摩反应，如2 2SOSO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3M M若不变，一定可做为平衡标志！若不变，一定可做为平衡标志！（2 2）对于等摩反应，如）对于等摩反应，如H H2 2+I+I2 2 2HI2HIM M若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。2.2.若有非气体参与若有非气体参与如：如：COCO2 2(g)+C(s)2CO(g)(g)+C(s)2CO(g)，M M若不变，一定可做为平衡标志！若不变，一定可做为平衡标志！2021/8/11 星期三8（二）从气体密度（二）从气体密度r考虑考虑vm=r1.若各物质均为气体若各物质均为气体恒容恒容：总为恒值，不能做平衡标志。总为恒值，不能做平衡标志。恒压恒压（1 1）对于等摩反应，如）对于等摩反应，如H H2 2+I+I2 2 2HI2HI（2 2）对于非等摩反应，如）对于非等摩反应，如2 2SOSO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3总为恒值，不能做平衡标志。总为恒值，不能做平衡标志。若不变，一定可作为平衡标志。若不变，一定可作为平衡标志。2.2.若有非气体参与若有非气体参与恒容，恒容，若不变，一定可作为平衡标志！若不变，一定可作为平衡标志！恒压，恒压，n(g)=0，可作为平衡标志可作为平衡标志2021/8/11 星期三9（四）从体系的内部压强考虑：（四）从体系的内部压强考虑：PV=nRT当当n(g)=0n(g)=0，即等摩反应则即等摩反应则p p为恒值，不能作平衡标志。为恒值，不能作平衡标志。当当n(g)0n(g)0，则当则当p p一定时，可做平衡标志。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！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，出或吸收热量，若为绝热体系，当体系内温度一定时，若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡。则标志达到平衡。（五）从体系的温度变化考虑（五）从体系的温度变化考虑2021/8/11 星期三10例：可逆反应。例：可逆反应。2 2HI(g)HHI(g)H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)在密闭容器中在密闭容器中进行，当下列进行，当下列4 4项中某项不取随时间变化时，才能说明项中某项不取随时间变化时，才能说明反应已达平衡（反应已达平衡（）A.A.容器内压强容器内压强 B.B.平均相对分子质量平均相对分子质量C.C.各组分浓度各组分浓度 D.D.混合气体颜色混合气体颜色CDCDA NOA NO、O O2 2、NONO2 2分子数目比是分子数目比是2:1:22:1:2B.B.反应混合物中各组成物质的浓度相等反应混合物中各组成物质的浓度相等C.C.混合气体的颜色不再发生变化混合气体的颜色不再发生变化D.D.混合气体的平均相对分子质量不变混合气体的平均相对分子质量不变例：在一定条件下，反应例：在一定条件下，反应2 2NO+ONO+O2 2 2NO 2NO2 2达到达到平衡的标志（平衡的标志（）CDCD2021/8/11 星期三11例例:在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应 A(A(气气)+3)+3B(B(气气)2)2C(C(气气)+2)+2D(D(固固)达到平衡达到平衡的标志的是的标志的是()()C C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成a molA,a molA,同时生成同时生成3 3a molB a molB A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化A A、B B、C C的分压强不再变化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总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,amolA,同时生成同时生成 3 3amolBamolBA A、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2 2021/8/11 星期三12【例【例4】在在500、钒触媒的作用下，某密闭容、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应器中反应 2SO2 O2 2SO3 Q 达到化学达到化学平衡状态时的标志是平衡状态时的标志是()A SO2的消耗速率等于的消耗速率等于SO3的生成速率的生成速率 B SO2的生成速率等于的生成速率等于SO3的生成速率的生成速率C SO2的消耗速率等于的消耗速率等于O2消耗速率的消耗速率的2倍倍 D SO3的生成速率等于的生成速率等于O2生成速率的生成速率的 2倍倍E 容器中气体总物质的量不随时间发生变化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容器中压强不随时间发生变化BDEF2021/8/11 星期三13【例【例5】对于体积固定的密闭容器中进行的可逆反应：对于体积固定的密闭容器中进行的可逆反应：A（固）固）2B（气）气）C（气）气）D（气）气）在在恒恒温温下下，当当下下列列物物理理量量不不再再变变化化时时，表表明明上上述述可可逆反应已达到平衡状态的是（逆反应已达到平衡状态的是（）。）。（A）混合气体的压强混合气体的压强 （B）混合气体的密度混合气体的密度 （C）B的物质的量浓度的物质的量浓度 （D）气体的总的物质的量气体的总的物质的量思考：思考：若上述可逆反应中，若上述可逆反应中，A的聚集状态是气态，的聚集状态是气态，则能说明则能说明 该可逆反应达到平衡状态的是（该可逆反应达到平衡状态的是（）？BCACD2021/8/11 星期三14专题：平衡移动及勒沙特列原理专题：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！平衡的移动必然引起转化率的改变！2021/8/11 星期三15浓度浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方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；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。向移动。压强压强:增大压强，平衡向气态物质体积缩小方向移动；减小增大压强，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。压强，平衡向气态物质体积增大方向移动。温度温度:升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度平衡升高温度，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。向放热反应方向移动。催化剂催化剂:使用催化剂对化学平衡无影响。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、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外界条件对化学平衡的影响2021/8/11 星期三16mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，ng(p+q)(m+n)2021/8/11 星期三17例例1 A、B、C、D都都是是皆皆易易溶溶于于水水的的弱弱电电解解质质或或离离子子，且且在在水水溶溶液液中中达达到到下下列列化化学学平平衡衡，则则加加水水稀稀释释后，平衡向正反应方向移动的是（后，平衡向正反应方向移动的是（）（A）A+B C+D（B）A+B C+H2O（C）A+H2O C+D（D）A+2B+H2O C+D加水稀释，同等程度加水稀释，同等程度减小了反应物和生成减小了反应物和生成物的浓度，相当于有物的浓度，相当于有气体反应物参加时扩气体反应物参加时扩大容器的体积。大容器的体积。C C2021/8/11 星期三18例例2 在在恒恒容容容容器器中中进进行行如如下下反反应应：N2+3H2 2NH3+热热，温温度度一一定定时时，若若将将平平衡衡体体系系中中各各物物质质的的浓浓度度都都增增加加到到原来的原来的2倍，则产生的结果是（倍，则产生的结果是（）（A）平衡不发生移动平衡不发生移动（B）平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动（C）NH3的百分含量增加的百分含量增加（D）正、逆反应速率都增大正、逆反应速率都增大BCDBCD各物质的浓度都增各物质的浓度都增加到原来的加到原来的2倍，倍，相当于增大体系的相当于增大体系的压强。压强。2021/8/11 星期三19勒沙特列原理（平衡移动原理）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），平衡就向能够温度等），平衡就向能够减弱减弱这种这种改变改变的方向移动。的方向移动。原理：原理：2NO2 N2O4 平衡状态平衡状态1 1气体颜色变深气体颜色变深平衡平衡2：变浅：变浅活塞内推活塞内推平衡右移平衡右移（颜色（颜色1）（颜色（颜色2）颜色从深到浅：颜色颜色从深到浅：颜色2 颜色颜色3 颜色颜色1CNO2时间C1C2C3P PNONO2 2：P P2 2 P P3 3 P P1 1时间P1P2P3PNO2C CNONO2 2：C C2 2 C C3 3 C C1 1（颜色（颜色3）2021/8/11 星期三20例题：例题：一定温度下将一定温度下将amol PCl5充入一密充入一密闭容器中达到如下平衡：闭容器中达到如下平衡：PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g），此时压强为此时压强为P1；再向再向容器中通入容器中通入amol PCl5，在同温下又达到在同温下又达到平衡时的压强为平衡时的压强为P2，则下列说法中正确则下列说法中正确的是的是()()A 2P1P2 B 2P1P2 C 2P1P2 D P1P2 AD2021/8/11 星期三21例例:在在1010和和2102105 5PaPa的条件下，的条件下，aAaA(g)(g)dDdD(g)(g)eEeE(g)(g)建立平衡后，再逐步增加体系的压强（温度维持不变），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下表列出了不同压强下反应建立平衡时物质D D的浓度：的浓度：0.440.441101106 60.200.205105105 50.0850.0852102105 5D D的浓度（摩的浓度（摩/升）升）压强（压强（PaPa）据上分析压强从据上分析压强从2102105 5 PaPa增至增至5105105 5 PaPa，平衡向平衡向 方向方向移动，作出这种判断的理由是：移动，作出这种判断的理由是：当压强由当压强由5105105 5 PaPa增加到增加到1101106 6 PaPa时，平衡向时，平衡向 方向移方向移动，动，作出这种判断的理由是：作出这种判断的理由是：逆逆 正正 压强增加到原来的压强增加到原来的2.5倍，而气体倍，而气体D的浓度只增加到原来的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 压强增加到原来的压强增加到原来的2倍，而气体倍，而气体D的浓度增加到原来的的浓度增加到原来的2.2倍，倍，所以在气体压缩过程中，平衡向正方向移动所以在气体压缩过程中，平衡向正方向移动 2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24思考：思考：工业合成氨和接触法制硫酸中，反应：工业合成氨和接触法制硫酸中，反应：N2(气气)+3H2(气气)2NH3(气气)2SO2(气气)+O2(气气)2SO3(气气)正反应方向都是气体体积减小的方向，增大压强都正反应方向都是气体体积减小的方向，增大压强都有利于产物的生成，为什么工业上合氨采用高压，有利于产物的生成，为什么工业上合氨采用高压，接触氧化二氧化硫采用常压？接触氧化二氧化硫采用常压？分析：分析：在在101103Pa、500下，在下，在1.01105Pa、500下，平衡状态时，下，平衡状态时，NH3体积分数只有体积分数只有0.1,SO3的体的体积分数已高达到积分数已高达到91。在。在1.01108Pa、500下，下，NH3体积分数达体积分数达57.5；如再采用高压；如再采用高压,对提高对提高SO3的体积的体积分数没有明显的影响。分数没有明显的影响。2021/8/11 星期三25