[课件]高中化学-化学平衡.ppt
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1、大连市第二十三中学大连市第二十三中学高级教师高级教师杜杜 彦彦2003年名师课堂辅导讲座年名师课堂辅导讲座高中部分高中部分学习要求学习要求1、了了解解化化学学反反应应的的可可逆逆性性;理理解解化化学学平平衡衡的的涵涵义义;掌掌握握化化学学平平衡衡与与反反应应速率之间的内在联系。速率之间的内在联系。2、理理解解勒勒夏夏特特列列原原理理的的涵涵义义;掌掌握握浓浓度度、温温度度、压压强强等等条条件件对对化化学学平平衡衡移动的影响。移动的影响。1、化学平衡状态:、化学平衡状态:化学平衡状态是指在一定条件下的可化学平衡状态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逆反应里,正反应速率和逆反应速
2、率相等,反应混合物中各组分的浓度保相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。持不变的状态。学习内容学习内容说明说明:可逆反应可逆反应在同一条件下,能同时向正、逆两在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的化学反应称可逆反应。个方向进行的化学反应称可逆反应。可逆反应进行的过程中,若开始只有反可逆反应进行的过程中,若开始只有反应物,没有生成物,则开始时应物,没有生成物,则开始时v正正最大,最大,v逆逆为零。随着反应的进行,反应物不断减少,为零。随着反应的进行,反应物不断减少,生成物不断增多,生成物不断增多,v正正越来越小,越来越小,v逆逆越来越越来越大,反应进行到某一时刻,大,反应进行到某一时
3、刻,v正正v逆逆,这时,这时就达到了化学平衡,如图:就达到了化学平衡,如图:Ovtv正正v逆逆化学平衡化学平衡v正正=v逆逆 绝大多数化学反应都有一定的可逆性。绝大多数化学反应都有一定的可逆性。但有的反应逆反应倾向比较小,从整体上但有的反应逆反应倾向比较小,从整体上看,反应实际上是朝着一个方向进行的,看,反应实际上是朝着一个方向进行的,如如Mg2+2OH-Mg(OH)2,H+OH-H2O;还有一些反应,产物一旦脱离了反还有一些反应,产物一旦脱离了反应体系,它就不具备可逆反应的条件,如应体系,它就不具备可逆反应的条件,如2H2O2 2H2O+O2。这些反应不能称为这些反应不能称为可逆反应;也有些
4、反应向相反方向进行时,可逆反应;也有些反应向相反方向进行时,反应条件不同,如反应条件不同,如2H2+O2 2H2O,2H2O 2H2+O2,这样的反应也不叫这样的反应也不叫可逆反应。可逆反应。MnO2点燃点燃电解电解 2、化学平衡的特征:、化学平衡的特征:“逆、等、动、定、逆、等、动、定、变变”逆:是指可逆反应,表示逆:是指可逆反应,表示化学平衡状化学平衡状态可以从正、逆反应两个方向达到,不态可以从正、逆反应两个方向达到,不论是从正反应开始还是从逆反应开始,论是从正反应开始还是从逆反应开始,都可以达到平衡状态。都可以达到平衡状态。等:表示正、逆反应速率相等等:表示正、逆反应速率相等动:表示动:
5、表示处于平衡状态下的处于平衡状态下的化学反应,从表面上、从宏观化学反应,从表面上、从宏观上看好像反应停止了,但从本上看好像反应停止了,但从本质上、从微观的角度上看反应质上、从微观的角度上看反应并未停止,只不过正反应速率并未停止,只不过正反应速率与逆反应速率相等与逆反应速率相等罢了。罢了。定:定:因为正、逆反应速率相等,所以因为正、逆反应速率相等,所以混合物中各反应物、生成物的浓度保持混合物中各反应物、生成物的浓度保持不变,因此各组分的质量分数不变,。不变,因此各组分的质量分数不变,。变:表示化学平衡状态都是在一定变:表示化学平衡状态都是在一定的条件下建立的,当这个条件改变了,的条件下建立的,当
6、这个条件改变了,化学平衡也就被破坏了,它会在新的化学平衡也就被破坏了,它会在新的条件下建立新的化学平衡。条件下建立新的化学平衡。速率:速率:v正正=v逆逆(即任何一种物质(即任何一种物质 的生成速率等于其消耗速率)的生成速率等于其消耗速率)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、总体混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间积、总物质的量不随时间的延长而改变的延长而改变(x+yz)各物质的物质的量,物各物质的物质的量,物质的量浓度不随时间的延质的量浓度不随时间
7、的延长而改变长而改变间接间接注意注意(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(如分子总数不相等的可逆反应(如2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。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(如相等的可逆反应(如H2+I2(g)2HI),),不能用此标志判断平衡是否到达,因不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总为在此反应过程中,气体
8、的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。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。4、化学平衡移动、化学平衡移动勒夏特列原理:如果改变影响化学平勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的某一条件(如温度、浓度、压强衡的某一条件(如温度、浓度、压强等),平衡就向着能够减弱这种改变等),平衡就向着能够减弱这种
9、改变的方向移动。的方向移动。(1)浓度:增大)浓度:增大 c反应物反应物或减少或减少c生成物生成物,平衡正向移动;减小平衡正向移动;减小 c反应物反应物或增大,或增大,c生成物,生成物,平衡逆向移动。平衡逆向移动。升升温,平衡向吸热方向移动温,平衡向吸热方向移动降温,平衡向放热方向移动降温,平衡向放热方向移动加压,平衡向气体体积缩小方加压,平衡向气体体积缩小方向移动向移动减压,平衡向气体体积扩大方减压,平衡向气体体积扩大方向移动向移动(4)催化剂对化学平衡无影响,只是缩)催化剂对化学平衡无影响,只是缩 短到达平衡所需的时间。短到达平衡所需的时间。(2)温度)温度(3)压强)压强注意注意:(1)
10、只只有有互互相相混混溶溶的的物物质质才才有有浓浓度度的的意意义义,因因此此纯纯液液体体和和固固体体其其物物质质的的量量变变化化不影响平衡。不影响平衡。(2)压压强强:必必须须有有气气体体参参加加的的反反应应,且且反反应应前前后后气气体体总总体体积积有有变变化化的的可可逆逆反反应应,压压强强变变化化才才影影响响平平衡衡。气气体体总总体体积积不不变变时压强变化对平衡无影响。时压强变化对平衡无影响。(3)定容的密闭容器中充入与反应无)定容的密闭容器中充入与反应无关的惰性气体虽总压增大,但参加反关的惰性气体虽总压增大,但参加反应的气体的浓度未变,分压未变,平应的气体的浓度未变,分压未变,平衡不移动。衡
11、不移动。(4)恒压的容器中压入与反应无关的)恒压的容器中压入与反应无关的气体,容器因维持恒压而体积变大,气体,容器因维持恒压而体积变大,参加反应的气体浓度减小,分压降低,参加反应的气体浓度减小,分压降低,平衡向体积扩大的方向移动。平衡向体积扩大的方向移动。有关化学平衡计算的一般步骤为:有关化学平衡计算的一般步骤为:写出有关平衡的化学方程式;写出有关平衡的化学方程式;列出或计算相关物质的起始量、转列出或计算相关物质的起始量、转化量、平衡量;化量、平衡量;据已知条件列出相应方程计算。据已知条件列出相应方程计算。例如:例如:5、化学平衡计算的基本方法、化学平衡计算的基本方法可逆反应在达到平衡的过程中
12、各物质浓度可逆反应在达到平衡的过程中各物质浓度变化关系。变化关系。反应反应 mA +nB pC起始浓度起始浓度(molL-1)a b c变化浓度变化浓度(molL-1)x x x平衡浓度平衡浓度(molL-1)(a-x)(b-x)(c+x)对于反应物:对于反应物:c平平=c起起-c变变对于生成物:对于生成物:c平平=c起起+c变变3、平衡的种类、平衡的种类(1)溶解)溶解-结晶平衡结晶平衡 KNO3(s)K+NO3-Q(2)化学平衡化学平衡N2+3H2 2NH3+Q(3)电离平衡电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+-Q(4)沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+Cl-Q(5)盐类
13、水解平衡盐类水解平衡Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+-Q溶解溶解结晶结晶 典型例题分析典型例题分析有关化学平衡的考题主要有以下四种有关化学平衡的考题主要有以下四种类型:类型:1、可逆反应平衡状态的判定:、可逆反应平衡状态的判定:例例1、一定温度下,可逆反应一定温度下,可逆反应2NO2 2NO+O2在体积固定的密闭在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是容器中反应,达到平衡状态的标志是()单位时间内生成单位时间内生成n mol O2,同时生同时生成成2n mol NO2单位时间内生成单位时间内生成n mol O2,同时生成同时生成2n mol NO用用NO2、NO、O2的物质的量
14、浓度变化表的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为示的反应速率的比为2:2:1混合气体的压强不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的平均分子量不再改变混合气体的平均分子量不再改变A.B.C.D.以上全部以上全部 解析:解析:生成生成n mol O2,就是消就是消耗耗2n mol NO2,即生成即生成NO2的速率等的速率等于消耗于消耗NO2的速率,能表示的速率,能表示v正正=v逆逆,正确。正确。表示同一方向的反应速率,不能表表示同一方向的反应速率,不能表示示v正正=v逆逆,不正确。,不正确。只要发生反应,或者说不论反应是只要发生反应,或者说不论反应是否达
15、到平衡,否达到平衡,NO2、NO、O2的速率的速率之比均为之比均为2:2:1,它不能反映可逆反应,它不能反映可逆反应是否达到平衡,不正确。是否达到平衡,不正确。温度、体积一定,混合气体压强不再改变,温度、体积一定,混合气体压强不再改变,说明气体的总物质的量不变,表明已达平衡。说明气体的总物质的量不变,表明已达平衡。颜色的深浅决定于有色物质颜色的深浅决定于有色物质NO2的浓度,的浓度,混合气体颜色不变,说明混合气体颜色不变,说明NO2的浓度不再改的浓度不再改变,对固定容器来说,变,对固定容器来说,NO2的物质的量不再的物质的量不再变化,能说明已达平衡,正确。变化,能说明已达平衡,正确。混合气体的
16、平均分子量混合气体的平均分子量(M=)不变,说明不变,说明气体的总物质的量气体的总物质的量(n)不变,表明已达平衡,不变,表明已达平衡,正确。答案:正确。答案:A 2、可逆反应平衡状态的比较或它的逆、可逆反应平衡状态的比较或它的逆向思维向思维例例2、体积相同的甲、乙两个容器中,分别、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的都充有等物质的量的SO2和和O2,在相同温度在相同温度下发生反应:下发生反应:2SO2+O2 2SO3,并达到平并达到平衡。在这过程中甲容器保持体积不变,乙容衡。在这过程中甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率的转
17、化率为为P%,则乙容器中则乙容器中SO2的转化率(的转化率()A、等于等于p%B、大于大于P%C、小于小于p%D、无法判断无法判断 解析:本题是一道可逆反应平衡状态解析:本题是一道可逆反应平衡状态的比较问题。比较时,选乙容器为标准状态,的比较问题。比较时,选乙容器为标准状态,设乙容器压强保持设乙容器压强保持1.01105Pa;甲容器体积甲容器体积不变,由于不变,由于2SO2+O2 2SO3的正反应是个的正反应是个气体物质的量减小的反应,达到平衡时,甲气体物质的量减小的反应,达到平衡时,甲容器压强小于容器压强小于1.01105Pa,减小压强,该平减小压强,该平衡向逆反应方向移动,则甲容器中衡向逆
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- 课件 高中化学 化学平衡
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