化学第七章 化学反应速率和化学平衡 7.2 化学平衡状态 化学平衡的移动 新人教版 .ppt
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1、第二节化学平衡状态化学平衡的移动考点一考点一可逆反可逆反应应与化学平衡状与化学平衡状态态【核心自主排核心自主排查查】1.1.可逆反可逆反应应:(1)(1)定定义义:在同一条件下既可以向:在同一条件下既可以向_反反应应方向方向进进行,行,同同时时又可以向又可以向_反反应应方向方向进进行的化学反行的化学反应应。正正逆逆(2)(2)特点特点“三同一小三同一小”。三同:三同:a.a.相同条件下;相同条件下;b.b.正逆反正逆反应应_进进行;行;c.c.反反应应物与生成物同物与生成物同时时存在。存在。一小:任一一小:任一组组分的分的转转化率都化率都_(_(填填“等于等于”或或“小于小于”)100%)10
2、0%。(3)(3)表示方法:在化学方程式中用表示方法:在化学方程式中用“_”表示。表示。同同时时小于小于2.2.化学平衡状化学平衡状态态:(1)(1)概念:在一定条件下的可逆反概念:在一定条件下的可逆反应应中,正反中,正反应应速率速率和逆反和逆反应应速率速率_,反,反应应体系中所有参加反体系中所有参加反应应的物的物质质的的_或或质质量保持不量保持不变变的状的状态态。相等相等浓浓度度(2)(2)建立建立过过程。程。在一定条件下,把某一可逆反在一定条件下,把某一可逆反应应的反的反应应物加入固定容物加入固定容积积的密的密闭闭容器中。反容器中。反应过应过程如下:程如下:逐渐减少逐渐减少逐逐渐增大渐增大
3、=保持不变保持不变(3)(3)化学平衡状化学平衡状态态的特征。的特征。可逆可逆浓度或百分含量浓度或百分含量=【思思维诊维诊断断】(正确的打正确的打“”,错误错误的打的打“”)(1)(1)反反应应2H2H2 2+O+O2 2 2H 2H2 2O O和和2H2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2互互为为可逆可逆反反应应。()提示:提示:。两个反应的反应条件不同,也不是同时进。两个反应的反应条件不同,也不是同时进行。行。点燃点燃=电解电解=(2)(2)化学反化学反应应达平衡后的平均速率达平衡后的平均速率为为0 0,但,但v(v(正正)=v()=v(逆逆)0)0。()提示:提示:。化学反应达到
4、平衡后各组分的物质的量浓。化学反应达到平衡后各组分的物质的量浓度保持不变,平均速率为度保持不变,平均速率为0 0;化学平衡是动态平衡,;化学平衡是动态平衡,v v(正正)=v()=v(逆逆)0 0。(3)(3)化学反化学反应应的限度可以通的限度可以通过过改改变变反反应应条件来改条件来改变变。()提示:提示:。当外界条件改变时,化学平衡状态被破坏,。当外界条件改变时,化学平衡状态被破坏,平衡发生移动,可以建立新的平衡状态。平衡发生移动,可以建立新的平衡状态。(4)(4)在在1 L1 L的密的密闭闭容器中容器中发发生反生反应应:2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g)(g)2NO 2NO2 2
5、(g)(g),当容器中气体的,当容器中气体的颜颜色保持不色保持不变时变时,说说明明反反应应已达到平衡状已达到平衡状态态。()提示:提示:。气体的颜色保持不变,说明。气体的颜色保持不变,说明c(NOc(NO2 2)恒定,即恒定,即反应达到平衡状态。反应达到平衡状态。(5)(5)恒温恒容条件下,恒温恒容条件下,对对于可逆反于可逆反应应只要只要压压强强保持不保持不变变则说则说明达到了平衡状明达到了平衡状态态。()提示:提示:。不一定,如可逆反应。不一定,如可逆反应H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)2HI(g)(g)2HI(g)反应前后气体的体积不发生变化,恒容时压强不发生反应前后气体的体积
6、不发生变化,恒容时压强不发生变化不能说明达到平衡状态。变化不能说明达到平衡状态。(6)(6)可逆反可逆反应应CHCH4 4(g)+H(g)+H2 2O(g)CO(g)+3HO(g)CO(g)+3H2 2(g)(g)若若3v(CH3v(CH4 4)=v)=v(H(H2 2),说说明达到平衡状明达到平衡状态态。()提示:提示:。不一定,。不一定,3v(CH3v(CH4 4)=v(H)=v(H2 2),未指明正、逆反,未指明正、逆反应速率,只有应速率,只有3v3v正正(CH(CH4 4)=v)=v逆逆(H(H2 2)时,说明正、逆反应速时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态。率相等,反应达到平
7、衡状态。【方法点方法点拨拨】“两两审审”“”“两两标标志志”突破化学平衡状突破化学平衡状态态的判的判断断(1)(1)“两两审审”。一一审题审题干条件,是恒温恒容干条件,是恒温恒容还还是恒温恒是恒温恒压压;二;二审审反反应应特点:特点:全部是气体参与的等体全部是气体参与的等体积积反反应还应还是非等体是非等体积积反反应应;有固体或液体参与的等体有固体或液体参与的等体积积反反应还应还是非等体是非等体积积反反应应。(2)(2)“两两标标志志”。本本质标质标志:志:v(v(正正)=v()=v(逆逆)0)0,对对于某一可逆反于某一可逆反应应来来说说,正反正反应应消耗掉某反消耗掉某反应应物的速率等于逆反物的
8、速率等于逆反应应生成生成该该反反应应物的速率。物的速率。特征特征标标志:判断化学反志:判断化学反应应是否达到化学平衡状是否达到化学平衡状态态,关关键键是看是看给给定条件下定条件下题题中提供的物理量是中提供的物理量是“变变量量”还还是是“定量定量”,当,当“变变量量”达到不达到不变时变时,表明反,表明反应应达到平衡状达到平衡状态态,而而“定量定量”不不变变不能不能说说明反明反应应是否达到平衡状是否达到平衡状态态。以下。以下a ae e均可表明反均可表明反应应达到平衡状达到平衡状态态。a.a.全部是气体参加的非等体全部是气体参加的非等体积积反反应应,体系的,体系的压压强强、平均相平均相对对分子分子
9、质质量不再随量不再随时间变时间变化。如反化。如反应应2NO2NO2 2(g)(g)2NO(g)+O 2NO(g)+O2 2(g)(g)。b.b.体系中各体系中各组组分的物分的物质质的量的量浓浓度、体度、体积积分数、物分数、物质质的的量量(或或质质量量)分数保持不分数保持不变变。c.c.对对同一物同一物质质而言,断裂的化学而言,断裂的化学键键的物的物质质的量与形成的量与形成的化学的化学键键的物的物质质的量相等。的量相等。d.d.对对于有色物于有色物质质参加或生成的可逆反参加或生成的可逆反应应,体系的,体系的颜颜色色不再随不再随时间变时间变化。如反化。如反应应H H2 2(g)+I(g)+I2 2
10、(g)2HI(g)(g)2HI(g)。e.e.体系中某反体系中某反应应物的物的转转化率或某生成物的化率或某生成物的产产率达到最率达到最大大值值且不再随且不再随时间变时间变化。化。注意:根据平均相注意:根据平均相对对分子分子质质量和密度判断化学反量和密度判断化学反应应是否达到平衡一定要是否达到平衡一定要紧紧抓定抓定义义式式 【基基础础小小题题快快练练】1.1.在密在密闭闭容器中容器中进进行反行反应应:X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g)2Z(g)(g)2Z(g),已知已知X X2 2、Y Y2 2、Z Z的起始的起始浓浓度分度分别为别为0.1 mol0.1 molL L-1-1、0.3
11、mol0.3 molL L-1-1、0.2 mol0.2 molL L-1-1,在一定条件下,在一定条件下,当反当反应应达到平衡达到平衡时时,各物,各物质质的的浓浓度可能是度可能是()A.c(Z)=0.3 molA.c(Z)=0.3 molL L-1-1B.c(XB.c(X2 2)=0.2 mol)=0.2 molL L-1-1C.c(YC.c(Y2 2)=0.4 mol)=0.4 molL L-1-1D.c(XD.c(X2 2)+c(Y)+c(Y2 2)+c(Z)=0.55 mol)+c(Z)=0.55 molL L-1-1【解析解析】选选A A。假设反应向正反应方向进行,由于。假设反应向正
12、反应方向进行,由于Y Y2 2(g)(g)过量,则完全转化时,过量,则完全转化时,Z(gZ(g)的浓度为的浓度为0.4 mol0.4 molL L-1 1;假设反应向逆反应方向进行,则完全转化时,;假设反应向逆反应方向进行,则完全转化时,X X2 2(g)(g)、Y Y2 2(g)(g)的浓度分别为的浓度分别为0.2 mol0.2 molL L-1-1、0.4 mol0.4 molL L-1-1。由题。由题意知,该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为意知,该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,生成物也不可能完全转化为反应物,生成物,生成物也不可能完全转化为反应物,故故A A正确,正
13、确,B B、C C错误;由于该反应前后气态物质体积不错误;由于该反应前后气态物质体积不变,反应达到平衡时,不论变,反应达到平衡时,不论X X2 2、Y Y2 2、Z Z怎么变化,总物怎么变化,总物质的量不会改变,物质的总浓度也不会改变,即质的量不会改变,物质的总浓度也不会改变,即c(Xc(X2 2)+c)+c(Y(Y2 2)+c(Z)=0.6 mol)+c(Z)=0.6 molL L-1-1,D D错误。错误。2.(20172.(2017营营口模口模拟拟)在一定条件下的密在一定条件下的密闭闭容器中,容器中,发发生反生反应应N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2NO(g)(g)2NO(g
14、)H=+180.5 kJ=+180.5 kJmolmol-1-1,下列,下列说说法正确的是法正确的是()A.A.平衡后升高温度,混合气体中平衡后升高温度,混合气体中N N2 2的含量降低的含量降低B.B.当当v v正正(O(O2 2)=v)=v正正(NO)(NO)时时,反,反应应达到化学平衡达到化学平衡C.C.改改变压变压强强,平衡不移,平衡不移动动的原因是化学反的原因是化学反应应速率不速率不变变D.1 mol ND.1 mol N2 2(g)(g)和和1 mol O1 mol O2 2(g)(g)反反应应,达到平衡,达到平衡时时吸收的吸收的热热量量为为180.5 kJ180.5 kJ【解析解
15、析】选选A A。该反应的正反应为吸热反应,升温后平。该反应的正反应为吸热反应,升温后平衡正向移动,衡正向移动,N N2 2的含量降低,的含量降低,A A项正确;所给的两个速项正确;所给的两个速率数据均为正反应的数据,不能用于判断反应是否达率数据均为正反应的数据,不能用于判断反应是否达到平衡状态,到平衡状态,B B错误;由于该反应是反应前后气体体积错误;由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,加压后正、逆反应速率同等程度增加但不变的反应,加压后正、逆反应速率同等程度增加但仍然相等,所以平衡不移动,仍然相等,所以平衡不移动,C C错误;由于该反应为可错误;由于该反应为可逆反应,逆反应,1 mol
16、N1 mol N2 2和和1 mol O1 mol O2 2不可能完全反应,所以达不可能完全反应,所以达到平衡时,吸收热量小于到平衡时,吸收热量小于180.5 kJ180.5 kJ,D D错误。错误。【高考模高考模拟预测拟预测】1.(20161.(2016天津高考改天津高考改编编)在恒温恒容的密在恒温恒容的密闭闭容器中,容器中,某某储氢储氢反反应应:MHMHx x(s)+yH(s)+yH2 2(g)MH(g)MHx+2yx+2y(s)(s)H0v()v(吸吸氢氢)【解析解析】选选A A。MHMHx x(s)+yH(s)+yH2 2(g)MH(g)MHx+2yx+2y(s)(s)是正向气体是正向
17、气体物质的量减小的放热反应,达到平衡时气体物质的量物质的量减小的放热反应,达到平衡时气体物质的量不再发生变化,压强不变,不再发生变化,压强不变,A A正确;该反应为可逆反应,正确;该反应为可逆反应,吸收吸收ymolymol H H2 2需要大于需要大于1 mol1 mol的的MHMHx x,B B错误;该反应是放错误;该反应是放热反应,升温平衡向逆方向移动,该反应的平衡常数热反应,升温平衡向逆方向移动,该反应的平衡常数减小,减小,C C错误;向容器内通入少量氢气,平衡向正方向错误;向容器内通入少量氢气,平衡向正方向移动,则移动,则v(v(放氢放氢)v()=3.3.影响化学平衡的因素:影响化学平
18、衡的因素:若其他条件不若其他条件不变变,改,改变变下列条件下列条件对对平衡的影响如下:平衡的影响如下:改变的条件改变的条件(其他条件不变其他条件不变)化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向浓度浓度增大反应物浓度或减小增大反应物浓度或减小生成物浓度生成物浓度向向_方向移动方向移动减小反应物浓度或增大减小反应物浓度或增大生成物浓度生成物浓度向向_方向移动方向移动正反正反应应逆反逆反应应改变的条件改变的条件(其他条件不变其他条件不变)化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向压强压强(对对有有气体气体参加参加的反的反应应)反应前后气反应前后气体体积改变体体积改变增大增大压强压强向气体分子总数向气体分子总数_
19、的方向移动的方向移动减小减小压强压强向气体分子总数向气体分子总数_的方向移动的方向移动反应前后气反应前后气体体积不变体体积不变改变改变压强压强平衡平衡_移动移动减小减小增多增多不不改变的条件改变的条件(其他条件不变其他条件不变)化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向温度温度升高温度升高温度向向_反应方向移动反应方向移动降低温度降低温度向向_反应方向移动反应方向移动催化催化剂剂同等程度改变同等程度改变v(v(正正)、v(v(逆逆),平衡不移动,平衡不移动吸吸热热放放热热4.4.勒夏特列原理:勒夏特列原理:如果改如果改变变影响化学平衡的条件之一影响化学平衡的条件之一(如温度、如温度、压压强强以及以及
20、参加反参加反应应的化学物的化学物质质的的浓浓度度),平衡将向着能,平衡将向着能够够减弱减弱这这种改种改变变的方向移的方向移动动。【思思维诊维诊断断】(正确的打正确的打“”,错误错误的打的打“”)(1)(1)升高温度,化学平衡会向着吸升高温度,化学平衡会向着吸热热反反应应的方向移的方向移动动,此此时时放放热热反反应应方向的反方向的反应应速率会减小。速率会减小。()提示:提示:。升高温度,正、逆反应速率均增大,但是。升高温度,正、逆反应速率均增大,但是吸热反应方向和放热反应方向速率增大的程度不同。吸热反应方向和放热反应方向速率增大的程度不同。(2)(2)增加反增加反应应物的量平衡一定会正向移物的量
21、平衡一定会正向移动动。()提示:提示:。不一定,如果增加固体反应物的量平衡不。不一定,如果增加固体反应物的量平衡不移动。移动。(3)(3)平衡正向移平衡正向移动时动时反反应应物的百分含量一定减小,生成物的百分含量一定减小,生成物的百分含量一定增大。物的百分含量一定增大。()提示:提示:。若增加某一反应物的量平衡正向移动,但。若增加某一反应物的量平衡正向移动,但该反应物的百分含量增大。该反应物的百分含量增大。(4)(4)增大增大压压强强平衡正向移平衡正向移动动,反,反应应物的物的浓浓度会减小,生度会减小,生成物的成物的浓浓度会增大。度会增大。()提示:提示:。增大压强减小体积,反应物和生成物的浓
22、。增大压强减小体积,反应物和生成物的浓度都增大。度都增大。(5)(5)若改若改变变条件正反条件正反应应速率增大可能平衡会逆向移速率增大可能平衡会逆向移动动。()提示:提示:。若改变条件正反应速率增大的程度小于逆。若改变条件正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度,平衡会逆向移动,如对放热反反应速率增大的程度,平衡会逆向移动,如对放热反应升高温度。应升高温度。(6)(6)气体反气体反应应物的量越多物的量越多该该反反应应的反的反应应物的物的转转化率一定化率一定越小。越小。()提示:提示:。若反应物气体是两种以上,增加一种气体。若反应物气体是两种以上,增加一种气体反应物的量,另一种气体反应物的转
23、化率会增大。反应物的量,另一种气体反应物的转化率会增大。【方法点方法点拨拨】1.1.分析化学平衡移分析化学平衡移动动方向方向问题问题的基本思路:的基本思路:2.2.勒夏特列原理勒夏特列原理应应用中的用中的“三个三个误误区区”:(1)(1)压压强强的影响的影响实质实质是是浓浓度的影响,所以只有当度的影响,所以只有当这这些些“改改变变”造成造成浓浓度改度改变时变时,平衡才有可能移,平衡才有可能移动动。如一定温度。如一定温度下,恒容密下,恒容密闭闭容器中容器中进进行合成氨的反行合成氨的反应应,当反,当反应应达到达到平衡后,充入平衡后,充入“惰性气体惰性气体ArAr”,尽管容器的,尽管容器的压压强强增
24、大,增大,但但N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3的的浓浓度不度不变变,故平衡不,故平衡不发发生移生移动动。(2)(2)化学平衡移化学平衡移动动的目的是的目的是“减弱减弱”外界条件的改外界条件的改变变,而,而不是不是“消除消除”外界条件的改外界条件的改变变。如:。如:增大反增大反应应物物A A的的浓浓度,平衡右移,但达到新的平衡后,度,平衡右移,但达到新的平衡后,A A的的浓浓度比原平衡的大。度比原平衡的大。若若对对体系体系N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g),从,从30 30 MPaMPa加加压压到到60 60 MPaMPa,化学平衡右
25、移,达到新的平衡,化学平衡右移,达到新的平衡时时30 30 MPaMPap60 p60 MPaMPa。(3)(3)不能把平衡正向移不能把平衡正向移动动与反与反应应物的物的转转化率增大等同起化率增大等同起来。来。当反当反应应物的量不物的量不变时变时,平衡正向移,平衡正向移动动,反,反应应物的物的转转化率增大。化率增大。增大一种反增大一种反应应物物A A的的浓浓度,平衡正向移度,平衡正向移动动,另一种反,另一种反应应物物B B的的转转化率增大,但反化率增大,但反应应物物A A的的转转化率降低。化率降低。【基基础础小小题题快快练练】1.1.一定条件下,通一定条件下,通过过下列反下列反应应可可实现实现
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