高二化学选修四化学反应原理第二章第第三节化学平衡全部课件-新人教定稿.ppt
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1、第三节化学平衡第三节化学平衡(第一课时)(第一课时)一、什么是可逆反应?一、什么是可逆反应? 在在同一条件同一条件下下,既能向正反应方向进既能向正反应方向进行行,同时又能向逆反应方向进行的反应同时又能向逆反应方向进行的反应,叫叫做可逆反应做可逆反应.NH3H2ONH3H2O 注意:可逆反应总是注意:可逆反应总是不能进行到底不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的得到的总是反应物与生成物的混合物混合物二、什么是饱和溶液?二、什么是饱和溶液? 在一定温度下,在一定量的溶剂里,不在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质这种溶质的饱和溶液。的饱
2、和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?过程完全停止了吗? 没有!没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。即:溶解速率即:溶解速率 = 结晶速率结晶速率 达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡那么,可逆反应的那么,可逆反应的情况又怎样呢?情况又怎样呢?开始时开始时c(CO) 、c(H2O)最大,最大,c(CO2) 、c(H2)=0 随着反应的进行,正
3、反应速率逐渐减小,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大c(CO2) 、c(H2)逐渐增大逐渐增大 进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化率和逆反应速率的大小不再变化 在容积为在容积为1L的密闭容器里,加的密闭容器里,加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO) 、c(H2O)逐渐减小逐渐减小且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时间时间速速率率这时,这时,CO、H2O的的消耗量等于消耗量等于CO2、
4、H2反应生成的反应生成的CO、H2O的的量,量, 反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念重点研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态三、三、化学平衡状态化学平衡状态定义:定义:化学平衡状态化学平衡状态,就是指在一定条件下的可逆,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浓度保持不变的状态。应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强强调调三三点点前提条件:可逆反应前提条件:可逆反应实质:正反应速率实
5、质:正反应速率=逆反应速率逆反应速率标志:反应混合物中各组分的标志:反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态浓度保持不变的状态四、化学平衡状态的特征四、化学平衡状态的特征(2)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)(3)等:正反应速率等:正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持定:反应混合物中各组分的浓度保持 不变,各组分的含量一定。不变,各组分的含量一定。(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。(1)逆逆:可:可逆反应逆反应速率:速率:v正正=v逆逆(即任何一种
6、物质的生成速率等于(即任何一种物质的生成速率等于 其消耗速率)其消耗速率)各成分的含量保持不变各成分的含量保持不变直直接接以以xA(g)+yB(g) zC(g)为例,分析为例,分析化学反应达到平衡状态的标志:化学反应达到平衡状态的标志:混合气体的总压、总体积、混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而总物质的量不随时间的延长而改变改变(x+yz)各物质的物质的量,物质的各物质的物质的量,物质的量浓度不随时间的延长而改变量浓度不随时间的延长而改变间间接接【例例】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)达到平衡的标志是达到平衡的标志是()()A.C
7、的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态?判断可逆反应达到平衡状态?重要题型:重要题型:【例例2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是()达平衡状态的是() A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、
8、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而反应容器内总物质的量不随时间而 变化变化B【例例3】下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是( )ACA.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成注意注意(1)对于反应前后的气体物质的对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应分子总数不相等的可逆反应(如(
9、如2SO2+O2 2SO3)来说,可利来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。断是否达到平衡。(2)对于反应前后气体物质的分子数)对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:相等的可逆反应:(如(如H2+I2(g) 2HI),),不能用此标志不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总体积、总物质程中,气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。的量都不随时间的改变而改变。(3)对于不同类型的可逆反应,某)对于不同类型的
10、可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前(反应过程中)是否发生变化。若前(反应过程中)是否发生变化。若是则可;否则,不行。是则可;否则,不行。新课标人教版选修四新课标人教版选修四第三节化学平衡第三节化学平衡(第二课时(第二课时-平衡移动)平衡移动)(复习回忆)化学平衡状态的特征(复习回忆)化学平衡状态的特征(1)逆:可逆反应逆:可逆反应 (2)动:动态平衡动:动态平衡(3)等:正反应速率等:正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持定:反应混合物中各组分的浓度保持
11、不变,各组分的含量一定。不变,各组分的含量一定。变并定变并定:看其在反应过程中变不变,:看其在反应过程中变不变,如果是变化的,则当其一定就是达到如果是变化的,则当其一定就是达到平衡状态的标志平衡状态的标志 【练习一练习一】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当当下列物理量不再发生变化时下列物理量不再发生变化时,表明反应表明反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ( )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.气体的总物质的量气体的总物质的量BC【练习二练习二】 在一
12、定温度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标达到平衡的标志的是志的是 C的生成的生成 速率与速率与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amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、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,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A. B.
13、 C. D.(A )(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。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。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化学平衡移动的概念:研究对象:研究对象:已已建立平衡状态的体系建立平衡状态的体系平衡移动的标志:平衡移动的标志:1、反应混合物中各组分的浓度发生改变、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、 V正正 V逆逆一
14、、浓度对化学平衡的影响:Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (硫氰化铁硫氰化铁) 增加增加Fe3+ 或或 SCN-的浓度,平衡向生成的浓度,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,故的方向移动,故红色红色加深。加深。t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V,正正t3V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s) V(molL-1S-1)0 平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态增增大大反反应应物物浓浓度度速率速率-时间关系图:时间关系图:原因分析原因分析:增加反应物的浓度增加反应物的浓度, V正正 V逆逆,平衡向正反应方向移动;平衡向正反应方向移动; 当减小反应物的浓度时当减小反应物的浓度时, 化学平衡
15、将怎化学平衡将怎样移动样移动?并画出速率并画出速率-时间关系图时间关系图讨论讨论:1.1.结论:结论:在其它条件不变的情况下,增加在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度反应物的浓度( (或减少生成物的浓度或减少生成物的浓度) ),平,平衡向正反应方向移动;衡向正反应方向移动;反之,增加生成物的浓度反之,增加生成物的浓度( (或减少反应物的或减少反应物的浓度浓度 ) ),平衡向逆反应方向移动。,平衡向逆反应方向移动。增大成本较低的反应物的浓度,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。提高成本较高的原料的转化率。一、浓度对化学平衡的影响:一、浓度对化学平衡的影响:2.意义:意义:
16、思考:思考: 1、在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中,、在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中,应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度?的程度? 2、可逆反应、可逆反应H2O(g)C(s) CO(g)H2(g) 在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动能否引起平衡移动?CO浓度有何变化浓度有何变化? 增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多的碳加入更多的碳 增加增加H2浓度浓度增加氧气的浓度增加氧气的浓度 3、浓度对化学平衡移动的几个注意点、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
17、可对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作一个看作一个常数常数,增加或减小固态或液态纯净物的,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响量并不影响V正正、V逆逆的大小,所以化学平衡不移动。的大小,所以化学平衡不移动。只要是只要是增大浓度增大浓度,不论增大的是反应物浓度,不论增大的是反应物浓度,还是还是 生成物浓度,新平衡状态下的生成物浓度,新平衡状态下的反应速率反应速率一定一定大于大于原平衡状态;原平衡状态;减小浓度减小浓度,新平衡状态下的速,新平衡状态下的速率率一定小于一定小于原平衡状态。原平衡状态。反应物有两种或两种以上反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓增加一种物质的浓度度, 该物
18、质的平衡转化率该物质的平衡转化率降低降低, 而其他物质的转化而其他物质的转化率率提高提高。二、压强对化学平衡的影响:N2 十十 3H2 2NH3NH3%随着压强的增大而增大,即平衡随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。向正反应的方向移动。实验实验数据:数据:解释:解释:说明:说明:增大压强增大压强,正逆反应速率均增大,但正逆反应速率均增大,但增大增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动加压加压体积缩小体积缩小 浓度增大浓度增大正反应速率增大正反应速率增大 逆反应速率增大逆反应速率增大 V正正V逆逆平衡向正反应方向移动。平衡向正反应方向移动。压强
19、压强(MPa)15103060100NH3 %2.09.216.4 35.5 53.6 69.41.前提条件:前提条件:2.结论:结论: 反应体系中有反应体系中有气体气体参加且反应参加且反应 前后前后总体总体积发生改变积发生改变。 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+d 对于反应前后对于反应前后气体体积发生变化气体体积发生变化的化的化学反应,在其它条件不变的情况下,增大压强,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,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减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大
20、的方向移动。方向移动。体积缩小体积缩小:即气体分子数目减少即气体分子数目减少体积增大体积增大:即气体分子数目增多即气体分子数目增多说明说明:V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s) V(molL-1S-1)0t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V正正增大压强增大压强3.速率速率-时间关系图:时间关系图:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+d思考:思考:对于反应对于反应 H2O+CO H2+CO2如果增大压强如果增大压强,反应速率是否改变反应速率是否改变,平衡是否移动?平衡是否移动?高温高温催化剂催化剂速率速率-时间关系图:时间关系图:V(molL-1S-1)T(s)0V正
21、正= V逆逆V正正= V逆逆增大压强增大压强, ,正逆反应速正逆反应速率均增大,但率均增大,但增大倍数增大倍数一样,一样, V V正正= V= V逆逆,平平衡不移动。衡不移动。t2练习练习1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?移动的根本原因是否移动?向哪个方向移动?移动的根本原因是什么什么? 2NO(g) + O2(g) 2NO2 (g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) H2O(g) + C (s) CO(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2S(g) H2
22、(g) + S(s)2.恒温下恒温下, 反应反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡达到平衡后后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时平衡时, X的物质的量浓度由的物质的量浓度由0.1mol/L增大增大到到0.19mol/L, 下列判断正确的是下列判断正确的是: A. ab+c B. ab+c C. ab+c D. ab=c A新课标人教版选修四新课标人教版选修四江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞2022年年8月月14日星期日日星期日第三节化学平衡第三节化学平衡(第三课时(第三课时-平衡移动)平衡移动)复习回忆复习回忆、浓度对化学平衡的影
23、响?、浓度对化学平衡的影响?、压强对化学平衡的影响?、压强对化学平衡的影响?三、温度对化学平衡的影响:2NO2 N2O4 H = 57 KJ(红棕色)(红棕色)(无色)(无色) 在其它条件不变的情况下,在其它条件不变的情况下, 升高温度升高温度,平衡向吸热反应方向移动。平衡向吸热反应方向移动。 降低温度降低温度,平衡向放热反应方向移动。平衡向放热反应方向移动。1.结论结论:2.原因分析原因分析: 在其它条件不变的情况下在其它条件不变的情况下, 升高升高温度温度,不管是吸热反应还是放热反应不管是吸热反应还是放热反应,反应速率都反应速率都增大增大,但吸热反应增大的但吸热反应增大的倍数倍数大于放热反
24、应增大大于放热反应增大的倍数的倍数,故平衡向吸热反应的方向移动故平衡向吸热反应的方向移动.V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s) V(molL-1S-1)0t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V正正升高温度升高温度 (正反应是放热反应)(正反应是放热反应)3.速率速率-时间关系图:时间关系图:2NO2 N2O4四、催化剂对化学平衡的影响: 同等程度改变化学同等程度改变化学反应速率,反应速率,V正正= V逆逆,只改变反应到达平衡所,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。需要的时间,而不影响化学平衡的移动。V(molL-1S-1)V正正= V逆逆t1T(s)0V正正= V逆逆催化
25、剂对可逆反应的影响: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由于外界条件的改变而引起V V正正 V V逆逆。平衡移动的本质:平衡移动的本质:化学平衡为化学平衡为动态平衡动态平衡,条件改变造成,条件改变造成V V正正 V V逆逆平衡移动原理(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,平衡就向能温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向减弱这种改变的方向移动。移动。课堂练习课堂练习下列事实中不能用平衡移动原理解释的是下列事实中不能用平衡移动原理解释的是 (A)
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