化学:高三一轮复习课件_化学平衡.ppt
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1、化学平衡1、化学平衡状态的概念、特征、化学平衡状态的概念、特征2、平衡常数、转化率、平衡常数、转化率3、化学平衡状态的判断依据与方法、化学平衡状态的判断依据与方法4、等效平衡原理、等效平衡原理5、化学平衡移动、化学平衡移动6、化学平衡图像题、计算题、化学平衡图像题、计算题 化学平衡状态,就是化学平衡状态,就是在在一定条件一定条件下下可逆反应里,当可逆反应里,当正反应正反应 速率速率与与逆反应速率逆反应速率相等相等时,反应混合物中各组成成分的时,反应混合物中各组成成分的百分含量保持百分含量保持不变不变的状态。的状态。1、定义:、定义:强强调调四四点点条件:一定条件(温度、浓度与压强)条件:一定条
2、件(温度、浓度与压强)本质:正反应速率本质:正反应速率=逆反应速率逆反应速率现象:各组分百分含量现象:各组分百分含量(或质量或质量)、浓度、浓度(或体积分数)等保持不变(或体积分数)等保持不变 对象:可逆反应对象:可逆反应一、化学平衡状态的概念与特征2、化学平衡状态的特征、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0(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的百分含量一定。各组分的百分含量一定。(5)变:条件变化,化学平衡状态将被破坏变:条件变化,
3、化学平衡状态将被破坏,直直到到在新的条件下建立新的平衡。在新的条件下建立新的平衡。(1)逆:研究对象可逆反应。逆:研究对象可逆反应。 1. 1.定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,积的比值是一个常数,这个常数称是这个常数称是该反应的化学平衡常该反应的化学平衡常数数( (简称平衡常数简称平衡常数) ),用符号,用符号K K表示。表示。 由于该常数是以浓度由于该常数是以浓度幂之积的比值表示,故又称浓度平衡常数,用幂之积的比值表示
4、,故又称浓度平衡常数,用K KC C表示。表示。二、化学平衡常数与转化率 对于反应对于反应: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)cp(C)cq(D) cm(A)cn(B) 平衡常数的数学表达式平衡常数的数学表达式 K =2.2.数学表达式:数学表达式:1)如果反应中有如果反应中有固体和纯液体固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 如如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2
5、(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)注意:书写平衡常数关系式的规则注意:书写平衡常数关系式的规则K=c(CO2)K=c(CO)/c(CO2) c(H2) 再如再如: 稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中,写在平衡关系式中,如:如:Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如又如:非水溶液非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋水的浓度不
6、可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应酸的液相反应C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH)例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 , K1 = K222)2)同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,用同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,用不同的化学反应方程式表示时,其对的平衡常数的表达不同的化学反应方程式表示时,其对的
7、平衡常数的表达式亦不同,但它们之间相互关联。式亦不同,但它们之间相互关联。3)多重平衡规则多重平衡规则:若干方程式相加若干方程式相加( (减减) ),则总反应的,则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积平衡常数等于分步平衡常数之乘积( (商商) )例题例题: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 2NO2 (g) N2O4 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g)O(c)NO(c)NO(ck22221)NO(c)ON(cK22422212242222222423KK)NO(c)ON(c)O(c)NO(c)NO(c)O(c)NO(c)ON(cK平衡常数的单位浓度的单位为molL-1K
8、的单位为(molL-1)n; 对于反应对于反应: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g)cp(C)cq(D) cm(A)cn(B) 平衡常数的数学表达式平衡常数的数学表达式 K =3.3.平衡常数的单位平衡常数的单位(1)(1)平衡常数平衡常数K K与温度有关,与浓度无关,与温度有关,与浓度无关,由由K K随温度随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反若正反应是吸热反应应是吸热反应, ,升高温度升高温度,K ,K 增大增大; ;若正反应是放热反若正反应是放热反应应, ,升高温度升高温度,K ,K 减少减少; ;例如:例如:不同温度时,
9、反应不同温度时,反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的浓度的浓度平衡常数与温度平衡常数与温度的关系如下:的关系如下:温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66 .954.445.9 通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断上可逆反应的断上可逆反应的正方向是放热反应正方向是放热反应.4、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义、影响平衡常数的因素及平衡常数的意义(2)(2)平衡常数平衡常数K K值的大小,可推断反应进行的程度。值的大小,可推断反应进行的程度。 K K 值越大,值越大,表示反应表示反应进行的程度越大,进行的程度越大,
10、反应物的反应物的转化率越大;转化率越大;K K 值越小,值越小,表示反应表示反应进行的程度越小,进行的程度越小,反应物的反应物的转化率越小。转化率越小。(3)(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来一般来说,反应的平衡常数说,反应的平衡常数K10K105 5,认为,认为正反应进行得基本正反应进行得基本完全;完全;K 10K 10-5-5则认为这个反应的则认为这个反应的正反应很难进行正反应很难进行( (逆逆反应较完全)。反应较完全)。达到平衡后各物质的浓度变化关系,在计算中注意。达到平衡后各物质的浓度变化关系,在计算中注意。(2)生成物:平衡浓度)生成
11、物:平衡浓度=初始浓度初始浓度+转化浓度转化浓度 生成物生成物D: c平平(D) = c0(D) +c(D)(3)各物质的)各物质的转化浓度之比转化浓度之比等于它们在化学方程式等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。中相应的化学计量数之比。c(A):c(D)=a:d(1)反应物:平衡浓度)反应物:平衡浓度=初始浓度初始浓度-转化浓度;转化浓度; 反应物反应物A: c平平(A)=c0(A) - c(A)5、有关化学平衡常数的计算、有关化学平衡常数的计算 对于反应对于反应: aA + bB cC + dD例:在某温度下,将例:在某温度下,将H2(g)和和I2(g)各各0.10mol混合物充混合
12、物充入入10L的密闭容器中,充分反应达到平衡时,测得的密闭容器中,充分反应达到平衡时,测得c(H2)=0.0080mol/L,求:,求:(1)反应的平衡常数反应的平衡常数(2)其它条件不变,充入的其它条件不变,充入的H2(g)和和I2(g)各各0.20mol,求求达平衡时各物质的平衡浓度。达平衡时各物质的平衡浓度。方法:三段式方法:三段式答案:答案:(1)H2+I2 2HI K=0.25(2)0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观,常用平衡转化率来表示反应限度。对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+q
13、D(g)%100)A(c)A(c%100)A(n)A(n)%A(加入的总反应掉的加入的总反应掉的6、转化率与平衡转化率(、转化率与平衡转化率()转化率转化率:反应进行的过程中已反应掉了的反应物占:反应进行的过程中已反应掉了的反应物占反应物总量的百分比反应物总量的百分比。注意:注意:1、反应物反应物A的平衡转化率是该条件最大转化率。的平衡转化率是该条件最大转化率。2、反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度。反应物的转化率可以用于表一个反应的进行程度。3、反应物的转化率受外界条件(温度和浓度)的影响。反应物的转化率受外界条件(温度和浓度)的影响。4、当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时,
14、当反应物以反应方程式前的计量数的比例加入时,该反应的各反应物的转化率相等。该反应的各反应物的转化率相等。例:一定条件下,将例:一定条件下,将X X和和Y Y两两种物质按不同比例放入密闭种物质按不同比例放入密闭容器中,反应达到平衡后,容器中,反应达到平衡后,测得测得X X、Y Y转化率与起始时两转化率与起始时两种物质的量之比种物质的量之比n(X)/n(Y)n(X)/n(Y)的关系如下图,则的关系如下图,则X X和和Y Y反应反应的方程式可表示为(的方程式可表示为( )A AX+3Y 2ZX+3Y 2ZB B3X+Y 2Z3X+Y 2ZC C3X+2Y Z 3X+2Y Z D D2X+3Y 2Z2
15、X+3Y 2ZB B 1 2 3 4标志:标志:(1)、比正逆。比正逆。v正正v逆逆0;(2)、比前后。比前后。反应混合物中各组分的体积分数、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数物质的量分数、质量分数不再发生变化不再发生变化;(3)、)、比比K、Qc三、化学平衡的标志 对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)QC k, 未达平衡,未达平衡,逆向进行逆向进行。逆正 QC = k, 达平衡,达平衡,平衡不移动平衡不移动。逆正逆正QC 0.6) B、 l mol A+ 0.5mol B +1.5mo1C+x mol D (x0.1) C2 mol
16、A+ 1mol B +x mol D (x0) Dl mol A+ 0.5mol B +4.5mo1C+x mol D (x0.7)D3、对于平衡体系、对于平衡体系mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) H0。 有下列判断,有下列判断,其中正确的是其中正确的是 A、若温度不变,将容器的体积增大为原来的两倍,此、若温度不变,将容器的体积增大为原来的两倍,此时时A物质的浓度变为原来的物质的浓度变为原来的0. .48倍,则倍,则m + n p + q B、若平衡时、若平衡时A、B的转化率相等,说明反应开始时的转化率相等,说明反应开始时A、B的物的量之比为的物的量之比为n: : m ;
17、 C、若温度不变而压强增大为原来的两倍,则达到新、若温度不变而压强增大为原来的两倍,则达到新的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的1/2 D、若平衡体系共有、若平衡体系共有a mol气体,再向其中加入气体,再向其中加入b molB,当达到新平衡时共有,当达到新平衡时共有(a + b)mol气体,则气体,则m + n = p + qAD00.52a2(n-2m)(n-m)a4.在一个在一个固定体积固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:反应: H2(g)+Br2(g)2HBr(g)。已知加入已知加入1molH2和和2
18、molBr2时,达到平衡后生成时,达到平衡后生成amolHBr(见下表(见下表“已知已知”项)。项)。在相同条件下,在相同条件下,且保持平衡时各组分的物质的量分数不变且保持平衡时各组分的物质的量分数不变,对下列编号(对下列编号(1)(3)的状态,填写表中的空白:)的状态,填写表中的空白: 编号编号起始状态(起始状态(mol)平衡时平衡时HBr物质物质的量(的量(mol)H2Br2HBr已知已知120 a240 1 0.5amn(n2m) 改为恒压条件改为恒压条件 ?五、化学学平衡移动 当当改变改变已经达到化学平衡的可逆反应的已经达到化学平衡的可逆反应的条件条件时时,平平衡状态被破坏衡状态被破坏
19、,随反应的进行重新达到新平衡的过程叫随反应的进行重新达到新平衡的过程叫做化学平衡移动。做化学平衡移动。 勒夏持列原理勒夏持列原理:如果:如果改变改变影响平衡的一个条件(如浓度、压影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变减弱这种改变的方向移动。的方向移动。其中包含:其中包含:影响平衡的因素:影响平衡的因素:浓度浓度、压强压强、温度温度三种;三种;原理的适用范围:只适用于原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化一项条件发生变化的情况(即温度的情况(即温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况或压强或一种物质的浓度),当多项
20、条件同时发生变化时,情况比较复杂;比较复杂;平衡移动的结果:平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。、平衡移动:是一个、平衡移动:是一个“平衡状态平衡状态不平衡状态不平衡状态新的平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。动。 1.化学平衡移动的概念化学平衡移动的概念平衡移动原理(只改变一个条件)化学平衡状 态正=逆外界条件改变引起速率变化正逆正=逆正逆正逆向右移动不 移 动向左移动原因方向结果过过程程分分析析结果分析2从正、逆反应速度是否相等判断:从
21、正、逆反应速度是否相等判断:3 3从浓度商和平衡常数分析:从浓度商和平衡常数分析: 对于一个一般的可逆反应:对于一个一般的可逆反应:mA + nB mA + nB pC + qDpC + qD,在平衡状态时,平衡常数在平衡状态时,平衡常数 K大于大于105时,反应基本完全。时,反应基本完全。 非平衡状态时有浓度商非平衡状态时有浓度商当当Q = KQ = K时,平衡;时,平衡;当当Q KQ KQ K时,逆移。时,逆移。欲破坏化学平衡状态,必须使欲破坏化学平衡状态,必须使Q K, )()()()(BcAcDcCcKnmqP )()()()(BcAcDcCcQnmqP 【例例】现有反应:现有反应:C
22、O(g)H2O(g) CO2(g)H2(g); H V逆逆,平衡向正反应方向,平衡向正反应方向移动;移动;结论结论:在其他条件不变在其他条件不变,增大反应物浓度,平衡朝正反应,增大反应物浓度,平衡朝正反应方向移动;方向移动;减小反应物浓度,平衡朝逆反应方向移动减小反应物浓度,平衡朝逆反应方向移动。 在其他条件不变在其他条件不变,减小生成物浓度,平衡朝正反应,减小生成物浓度,平衡朝正反应方向移动;增大生成物浓度,平衡朝逆反应方向移动。方向移动;增大生成物浓度,平衡朝逆反应方向移动。影响化学平衡移动的浓度,而不是质量、物质的量或体积;影响化学平衡移动的浓度,而不是质量、物质的量或体积;对于溶液中进
23、行的离子反应,改变不参加反应的离子浓度,对于溶液中进行的离子反应,改变不参加反应的离子浓度,化学平衡一般不移动;化学平衡一般不移动;浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动;浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动;如:如:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,增加,增加c (K+)或或c (Cl- -) ),不会影响化学平衡。不会影响化学平衡。 如如:对气体分子数不变的反应对气体分子数不变的反应,同等程度地增大或减小各物质的同等程度地增大或减小各物质的浓度浓度,化学平衡不移动。化学平衡不移动。注意注意:增加增加固体或纯液体固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能的量不能改变其浓度,也不能
24、改变速率改变速率,所以,所以V V(正正)仍等于仍等于V V(逆逆),平衡不移动。,平衡不移动。例:例:CO(g)CO(g)H H2 2O(g) O(g) COCO2 2(g)(g)H H2 2(g)(g)起始时各加入起始时各加入1mol1mol的的CO(g)CO(g)和和H H2 2O(g)O(g),平衡时,四种,平衡时,四种物质的物质的量相等,物质的物质的量相等,求平衡常数求平衡常数 K K 和和CO(g)CO(g)、H H2 2O(g) O(g) 的转化率的转化率若再加入若再加入2mol H2mol H2 2O(g)O(g),求平衡后,求平衡后CO(g)CO(g)、H H2 2O(g)
25、O(g) 的的转化率。转化率。速率速率-时间关系图:时间关系图:小结:小结:正在上正在上向向正移动,向向正移动,逆在上逆在上向逆向向逆向移动。移动。增大反应物增大反应物减少生成物减少生成物减少反应物减少反应物增大生成物增大生成物(2)、压强)、压强 其他条件不变,其他条件不变,增大增大压强,平衡向压强,平衡向气体体积减小气体体积减小的方向移动;的方向移动;减小减小压强,平衡向压强,平衡向气体体积增大气体体积增大的方向移动。的方向移动。只有只有压强的变化压强的变化引起反应物质的引起反应物质的浓度变化浓度变化时,化学时,化学平衡才平衡才有可能有可能移动;移动;平衡移动过程中速率的变化情况平衡移动过
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- 化学 一轮 复习 课件 化学平衡
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