高中化学人教版(2019)选择性必修一2.2化学平衡(共87张ppt)

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名称 高中化学人教版(2019)选择性必修一2.2化学平衡(共87张ppt)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2021-09-18 09:10:02

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文档简介

(共87张PPT)
在科学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的。
第二节
化学平衡
例如,氨在国民经济中占有重要地位,随着人类社会的发展,对氨的需求量日益增长。
在合成氨工业中,除了需要考虑使N2和H2尽可能快地转化为氨外,还需要考虑使N2和H2尽可能多地转化为氨,这就涉及到化学反应进行的限度,即化学平衡问题。
一、化学平衡状态
科学研究表明,很多化学反应在进行时都具有可逆性,即正向反应和逆向反应在同时进行。
例如,在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨的反应:
N2
+
3H2
2NH3
高温高压
催化剂
逆向:
正向:
⒈定义
一定条件下的可逆反应,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。
化学平衡状态是可逆反应在该条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。
化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。
在工业生产中,人们经常会遇到各种各样的可逆反应,如合成氨、接触法制硫酸等等。可逆反应具有一定的限度,而反应限度的大小对于工业生产有着直接的影响,如何定量地描述化学反应的限度呢?
当一个可逆反应在一定条件下通过不同的途径达到不同的化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有没有关系呢?假如有,又有什么样的关系呢?





表2-1
457.6℃时反应体系H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)中各物质的浓度
起始时的浓度(
mol·L-1)
平衡时的浓度(
mol·L-1)
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1.197×10-2
6.944×10-3
0
5.617×10-3
5.94×10-4
1.270×10-2
48.37
1.228×10-2
9.964×10-3
0
3.841×10-3
1.524×10-3
1.687×10-2
48,62
1.201×10-2
8.403×10-3
0
4.580×10-3
9.73×10-4
1.486×10-2
49.54
0
0
1.520×10-2
1.696×10-3
1.696×10-3
1.181×10-2
48.49
0
0
1.287×10-2
1.433×10-3
1.433×10-3
1.000×10-2
48.70
0
0
3.777×10-2
4.213×10-3
4.213×10-3
2.934×10-2
48.50
48.70
结论:
在一定温度下,以化学计量数为指数,生成物平衡时浓度幂之积与反应物平衡时浓度幂之积的比值是一个常数(扣除实验误差)。
⒈一定温度下达到平衡时,
的数值有什么特点?

的结果与起始浓度的大小以及建立平衡的途径有无关系?

表达式中的指数与化学计量数之间有何关联?
800℃,在容积不变的密闭容器中发生反应:
起始时的浓度(×10-2
mol·L-1)
平衡时的浓度(×10-2
mol·L-1)
平衡时
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
1
1
0
0
0.5
0.5
0.5
0.5
1
3
0
0
0.25
2.25
0.75
0.75
0.25
3
0.75
0.75
0.21
2.96
0.79
0.79
1.0
1.0
1.0
表2
800℃时反应体系中各物质的浓度
该结论适用于其他可逆反应吗?
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
序号
平衡时的浓度/(
mol·L-1)
平衡时
c(H2)
c(N2)
c(NH3)
1
1.15
0.75
0.261
2
0.51
1.00
0.087
3
1.35
1.15
0.412
4
2.43
1.85
1.27
5
1.47
0.75
0.376
表3
在500℃
时,3H2(g)
+
N2(g)
2NH3(g)反应体系中各物质的浓度
6.00×10-2
5.98×10-2
5.71×10-2
5.93×10-2
6.08×10-2
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)

Q
对于一般的可逆反应mA
+
nB
pC
+
qD
二、化学平衡常数
Q称为浓度商,其中c为各组分在任意时刻时的浓度(任意浓度)
当该可逆反应在一定温度下达到化学平衡时,c(A)、c(B)、c(C)和c(D)之间有:
cp(C)·cq(D)
cm(A)·cn(B)

K
K
为常数,其中c为各组分达到平衡状态时的浓度(平衡浓度)
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用K表示。
⒈概念:
化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
⒉数学表达式:
⒊单位:
(mol·L-1)?n(没有固定单位,教材33页)
⒋特点:
K只与温度有关,与反应物或生成物的浓度变化无关,与平衡建立的途径无关。
⒌意义:
一般来说,当K
>105
时,该反应进行得基本完全,K
<
10-5
时则认为该反应很难进行(逆反应较完全)
化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志。
它表示在一定温度下,可逆反应达到平衡时该反应进行的程度(反应的限度)。
注意事项:
⑴必须指明温度,反应必须达到平衡状态。
⑵平衡常数只表示反应进行的程度,不表示反应进行的快慢程度(即速率大,K值不一定大)。
Cr2O72-
+
H2O
2CrO42-
+
2H+
稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡常数表达式中,
⒈写出反应
的平衡常数表达式,想一想书写平衡常数表达式时需要注意什么问题?
⑶固体、纯液体不写在平衡常数表达式中,只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:Fe3O4(s)
+
4H2(g)
高温
3Fe(s)
+
4H2O(g)
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) K=
一定温度下水溶液中的水不能代入表达式,但非水溶液中的水和气态水要代入表达式。
N2
+
H2
NH3
K3
1
2
3
2
⒉写出下列可逆反应的平衡常数表达式
N2
+
3H2
2NH3
K1
高温高压
催化剂
2NH3
N2
+
3H2
K2
高温高压
催化剂
⑷化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应,可以用不同的化学方程式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数、相应的单位。
K1

1/K2

K32
⑸多重平衡规则
若干可逆反应方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之乘积(商)。
2NO(g)
+
O2(g)
2NO2(g)
K1
2NO2(g)
N2O4(g)
K2
2NO(g)
+
O2(g)
N2O4(g)
K
K
=
K1
?
K2
例1:
⑴利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度.
教材P29
例1
⑵利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率.
教材P30
例2
⒊化学平衡的有关计算
⑴基本模式——“三段式”
运用“三段式”进行化学平衡常数、转化率、物质的量分数、平均相对分子质量等的计算。
⑵基本关系
①反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度
②生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度
其中p为各组分达到平衡状态时的压强(平衡压强)
对于一般的可逆反应:
mA(g)
+
nB(g)
p(g)C
+
qD(g)
压强平衡常数
Kp
为压强平衡常数
⒈表达方式:
对于有气体参与的反应,用气体的平衡压强代替物质的量浓度来表示压强平衡常数。
⒉计算方法:
⑴应用“三段式”计算出化学平衡反应体系中各反应物或生成物的物质的量。
⑵计算各气体的物质的量分数或体积分数,从而确定各气体反应物或生成物的分压。
⑶应用压强平衡常数计算公式进行计算。
某气体的分压
=平衡时所有气体的总压强×该气体的物质的量分数或体积分数
N2
+
3H2
2NH3
高温高压
催化剂
例如:
的压强平衡常数的表达式为:
ν正
ν逆
时间
速率
ν正=ν逆
在一定条件下,当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等外界条件,化学平衡状态是否会发生变化?如何变化?











催化剂
【回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪些?
化学反应速率
三、影响化学平衡的因素
⒈浓度对化学平衡的影响
探究浓度对化学平衡的影响.mp4
实验
向试管b中加入少量铁粉
向试管c中滴加4滴1mol/LKSCN溶液
现象
试管b中溶液颜色变浅
试管c中溶液颜色变深
Fe3+(棕黄色)+
3SCN-(无色)
Fe(SCN)3(红色)
⒈定义:
在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。
这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
改变条件
平衡移动
原平衡状态被破坏
新平衡状态
一定条件下建立的平衡状态
平衡体系的物质组成随着发生改变
⒊平衡移动的标志:
⑴反应混合物中各组分的百分含量发生改变

v正≠v逆
⒉研究对象:已建立平衡状态的体系
v'正
=
v'逆
v'逆
v'正
v正=
v逆
v正
v逆
0
t1
t2
t3
t(s)
V
mol/(L.S)
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
速率-时间关系图:
增大反应物的浓度,
原因分析
增大反应物的浓度,
v正
>
v逆,平衡向正反应方向移动;
浓度对平衡的影响
化学平衡向正反应方向移动
v(逆)
v
v(正)
t
V(正)=
V(逆)
0
t1
①增大反应物浓度
t2
v?(正)
v?(逆)
V?(正)=V?(逆)
t3
②减小生成物浓度
t2
v?(正)
v?(逆)
V?(正)=V?(逆)
t3
0
v
t
v(正)
v(逆)
V(正)
=
V(逆)
t1
速率-时间关系图:
浓度对平衡的影响
化学平衡向逆反应方向移动
v(逆)
v
v(正)
t
V(正)=
V(逆)
0
t1
②增大生成物浓度
t2
v?(逆)
v?(正)
V?(正)=V?(逆)
t3
①减小反应物浓度
t2
v?(逆)
v?(正)
V?(正)=V?(逆)
t3
0
v
t
v(正)
v(逆)
V(正)
=
V(逆)
t1
速率-时间关系图:
例如:
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的程度?
⒈结论:
在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可提高价格较高的原料的转化率,从而降低生产成本。
⒉意义:
⑶反应物有两种或两种以上,
增大其中一种物质的浓度,
该物质的平衡转化率降低,
而其他物质的转化率提高。
⑵只要是增大浓度,不论增大的是反应物的浓度,还是生成物的浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态下的反应速率;反之亦然。
⑷反应物只有一种时,
增大反应物的浓度,该物质的平衡转化率不一定提高。
⑴浓度对平衡的影响---只对气体、溶液适用,对固体或纯液体不适用。
注意:
Q
<K,v正>v逆,化学平衡向正反应方向移动
Q
>K,v正<v逆,化学平衡向逆反应方向移动
平衡常数只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度,并不能预示反应达到平衡所需要的时间。
Q
=K,v正=v逆,可逆反应处于平衡状态
则:
化学平衡常数的应用
在等温条件下,对于一个已达到化学平衡的反应,当改变反应物或生成物的浓度时,根据Q和
K的大小关系,可以判断化学平衡移动的方向。
⒉压强对化学平衡的影响:气体
实验
体系压强增大
体系压强减小
现象
结论
气体的颜色先变深,然后慢慢变浅,但比压强增大前深
气体的颜色先变浅,然后慢慢变深,但比压强减小前浅
增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动。
2NO2
N2O4
探究压强对化学平衡的影响.mp4
化学方程式中气态物质化学计量数变化
压强变化
平衡移动方向
Δv>0
增大
逆向移动
Δv<0
增大
正向移动
Δv=0
增大
不移动
不变
v?正
=
v?逆
v?(增大)
v?(减小)
v正
=
v逆
v正
v逆
0
t1
t2
t3
t(s)
v
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
增压
速率-时间关系图:
原因分析
aA(g)
+
bB(g)
cC(g)
a
+
b
>
c
增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动。
v?正
=
v?逆
v?(增大)
v?(减小)
v正
=
v逆
v正
v逆
0
t1
t2
t3
t(s)
v
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
减压
速率-时间关系图:
原因分析
aA(g)
+
bB(g)
cC(g)
a
+
b
>
c
减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动。
体积缩小:即气体分子数目减少
体积增大:即气体分子数目增多
说明:
反应体系中有气体参加且反应前后气体总体积发生改变的反应。
⒈前提条件:
对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,在其它条件不变的情况时,增大压强,会使化学平衡向着气体体积
的方向移动,减小压强,会使化学平衡向着气体体积
的方向移动。
缩小
增大
⒉结论:
V(molL-1S-1)
T(s)
0
V正=
V逆
V'正=
V'逆
t2
对于反应H2O(g)+CO
H2+CO2
,如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动?
交流?思考
⑴保持体积不变:充入惰性气体,平衡不移动。
⑵保持压强不变:充入惰性气体,体积增大,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
增大压强
⑷反应物有两种或两种以上,
增大一种物质的浓度,
该物质的平衡转化率降低,
而其他物质的转化率提高;
⑵溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似;
⑸反应物只有一种时,
增大反应物的浓度,该物质的平衡转化率不一定提高。
⑴压强对平衡的影响实际上就是浓度对平衡的影响,只有当这些“改变”能改变反应物或生成物的浓度时,平衡才能移动;
注意:
⑶同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时,可视为压强的改变
⒊温度对化学平衡的影响
2NO2
N2O4
ΔH

-56.9KJ/mol
探究温度对化学平衡的影响.mp4
气体的颜色变深
气体的颜色变浅
v?正
=
v?逆
v?(放热)
v?(吸热)
v正=
v逆
v正
v逆
0
t1
t2
t3
t(s)
v
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
升温
速率-时间关系图:
原因分析
升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
2NO2
N2O4
ΔH

-56.9
KJ/mol
(正反应是放热反应)
v?正
=
v?逆
v?(放热)
v?(吸热)
v正
=
v逆
v正
v逆
0
t1
t2
t3
t(s)
v
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
降温
速率-时间关系图:
原因分析
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
2NO2
N2O4
ΔH

-56.9
KJ/mol
(正反应是放热反应)
注意:
在其它条件不变的情况下,升高温度,不管是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大,但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数,故平衡向吸热反应的方向移动。
化学平衡常数的应用
⒉利用K值判断反应的热效应
⑴若升高温度,K值增大,
则正反应为吸热反应;
⑵若升高温度,K值减小,
则正反应为放热反应;
V(molL-1S-1)
0
t2
T(s)
V正=
V逆
⒋催化剂对化学平衡的影响
加入催化剂
催化剂不能使化学平衡发生移动;不能改变反应混合物含量;但可以改变达到平衡的时间
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V正≠
V逆。
含量
t
t1
t2
V'正=
V'逆
结论:
化学平衡移动方向的速率判断:
①若外界条件变化引起v正>
v逆:
平衡向正反应方向移动
②若外界条件变化引起v正<
v逆:
平衡向逆反应方向移动
③若外界条件变化引起v正

v逆:
平衡未被破坏,平衡不移动
化学平衡总往反应速率大的方向移动
结论:
1888年,法国化学家勒夏特列总结出一条经验规律:
平衡移动原理
如果改变影响平衡的一个条件(如参加反应的物质的浓度、温度、或压强等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
⒈平衡移动的本质:
化学平衡为动态平衡,条件改变造成V正≠
V逆
⒉平衡移动原理(勒沙特列原理):
这就是著名的勒夏特列原理,也称化学平衡移动原理:
科学史话
1900年,化学家勒沙特列通过计算,认为N2、H2在高压条件下可直接生成氨,接着用实验来验证。但实验过程中发生了爆炸,他没调查事故原因,觉得这实验有危险,放弃了研究。勒沙特列的合成氨实验就这样夭折了。
1.勒夏特列原理的适用范围
2.对“减弱这种改变”的正确理解
⒊平衡移动原理只能用来判断平衡移动的方向,但不能用来判断建立平衡所需的时间。
只适用于已达平衡的体系,对所有的动态平衡都适用。
⑴定性角度:用于判断平衡移动的方向。平衡移动方向与条件改变方向相反。
⑵定量角度:平衡移动后结果变化的方向不变,但程度减小。“减弱”并不是“完全消除”这种改变,更不是“扭转”。
注意:
B
⒈已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是(


生成物的百分含量一定增加②
生成物的产量一定增加③
反应物的转化率一定增大④
反应物浓度一定降低⑤
正反应速率一定大于逆反应速率⑥
使用了合适的催化剂
A.


B.


C.


D.


A.m
+
n
>
p
B.A的转化率降低
C.平衡向正反应方向移动
D.C的体积分数增加
⒉一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:m
A(g)
+
nB
(g)
pC
(g)
,达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,达到新平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是(
)
B
3.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)
+
b(g)
2c(g);ΔH<0
x(g)
+
3y(g)
2z(g);ΔH>0
进行先关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是(
)
A.等压使,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
A
专题
化学反应速率、平衡图像
解图像题离不开读图、析图和解答。读图是解题的基础,析图是关键,解答是目的。
⑴面:图像形状,横坐标、纵坐标的含义(无论是反应速率图像还是平衡图像)。
★解图象题三步曲:一看、二想、三判断
⒈“一看”——看图像
⑵线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
⑶点:弄清曲线上点的含义,抓住四点(起点、终点、交点、拐点)。
⑷是否需要作辅助线(等温线、等压线)。
⑸看量的变化:
⑵“二想”——想规律
与化学原理相联系,联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
⑶“三判断”——通过对比分析,作出正确判断。
根据图像中体现的关系与所学规律进行对比分析,作出符合题目要求的判断。
二维图象
物质的量(浓度)—
时间像
2min
t
n/moL
C
A
B
看起点和终点
此类图像揭示了体系中某组分浓度在反应过程中的变化情况,应注意各组分曲线的拐点,要看清平衡时反应物的消耗量和生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
从反应开始到平衡时,该反应物实际减小的浓度
对于一般的可逆反应mA
+
nB
pC
+
qD
速率

时间图
二维图象
速率

时间图
对于一般的可逆反应mA
+
nB
pC
+
qD
t
v
v正
v逆
t1
t2
一点连续、一点突跃是浓度变化对平衡影响的特征
突跃
连续
二维图象
此类图像揭示了反应速率随时间变化的规律,应抓住曲线的变化趋势,注意看清曲线是连续的、还是跳跃的,并结合有关原理进行推理判断。
速率

时间图
v正=v逆
t1
t
v
对于一般的可逆反应mA
+
nB
pC
+
qD
t1
t2
t
v
v逆
v正
突跃
二维图象
V正
V逆
V
温度
速率

压强(或温度)图
2A(s)
+
2B(g)
2C(g)
+
D(g)
ΔH
>
0
压强
V
V正
V逆
二维图象
平衡点
平衡点
三维图象
转化率(含量)—
温度(压强)—
时间图
N2
+
3H2
2NH3
ΔH=
-92.3kJ/mol
此类图像反映了体系中某组分含量在不同温度(或压强)下随时间的变化趋势。应看清各曲线拐点出现的先后,先出现拐点的曲线先达到平衡,该变化的温度高(压强大)。
先拐先平数字大
t
α(A)
T1
T2
t
T1
T2
A%
转化率(含量)—
温度(压强)—
时间图
三维图象
⒈先从拐点向横轴作垂线:
先拐先平,温度、压强高。
⒉再从拐点向纵轴作垂线:
①分析温度、压强升高时,转化率或含量的变化,

判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效应或物质计量数。
解题思路:
三维图象
转化率(含量)

温度

压强图像
N2
+
3H2
2NH3
ΔH=
-92.3kJ/mol

定一议二
图像中有三个量时,先确定横坐标不变,再讨论纵坐标和变量两个量的关系。
判断:
A转


温度
0
1.01×107Pa
1.01×106Pa
1.01×105Pa
T
m
+
n
p
+
q
>
Q
0
等温线
<
竖直做垂线
转化率(含量)

压强

温度图像
三维图象
mA(g)
+
nB(g)
pC(g)
+
qD(g)
ΔH=QkJ/mol
四维图象
含量

压强、温度

时间图
mA(g)
+
nB(g)
pC(g)
+
qD(g)
ΔH=QkJ/mol
t
B%
T2
P2
T1
P2
T1
P1
此类图像反映了体系中某组分含量随温度、压强改变而变化的情况。由于图像中涉及到多因素的改变,应先确定其中一个量不变,再讨论其他量的变化关系。
定一议二
t
B%
T2
P2
T1
P2
T1
P1
◥判断压强高低:
P1____P2
m
+
n____p
+
q
判断温度高低:
T1___T2
正反应____热


<

加压
t
B%
T2
P2
T1
P2
T1
P1
升温
四维图象
含量

压强、温度

时间图
mA(g)
+
nB(g)
pC(g)
+
qD(g)
ΔH=QkJ/mol
六、其它:
T
v
v逆
v正
T1
T2
?
正反应吸热
T
v
v正
v逆
?
正反应吸热
T
C%
450℃
?
正反应放热
P
A%
P1
?
m+n对于反应mA(g)
+
nB(g)
pC(g)
+
qD(g)
例5.
下图是在其它条件一定时,反应
中NO
的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D4点,其中表示未达平衡状态且V正>V逆的点是

0
A
B
C
D
T
NO转化率
浓度(含量等)-压强(温度等)图
2NO
+
O2
2NO2
ΔH<0 
已知:mM(s)+
nN(g)
pQ(g);ΔH<0。
在一定温度下平衡时N%与压强的关系如图,下列有关叙述正确的是
A.A点时混合物的V正>
V逆
B.A点比B点反应速率快
C.n>p
D.m+n>p
⒉如果平衡向正方向移动,反应物转化率一定会增大吗?
不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移,则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量,造成平衡向正反应方向移动,则转化率的变化要具体分析
⒈如果平衡向正方向移动,υ正一定增大吗?
不一定。因为平衡向正反应方向移动的原因是:υ正
>υ逆,尽管υ正
减小,但只要满足υ正

υ逆平衡就向正反应方向移动。
交流?思考
浓度/mol·L-1
t/s
0.00
1.00
2.00
1.58
0.21
浓度/mol·L-1
t2
HI
H2或I2
0.00
1.00
2.00
1.58
0.21
t1
t/s
HI
H2或I2
在425℃时,在1L密闭容器中进行反应:
从正反应开始
从逆反应开始
1molH2
+
1molI2
2mol
HI
相当于
图中的事实给我们怎样的启示?
H2
+
I2(g)

2HI,达到平衡,

1mol
3mol
0mol

0.5mol
1mol
0mol
+0.5mol
+2mol

0mol
0mol
2mol
化学平衡的建立只与条件有关,与途径无关。条件相同,不管采取何种方式和途径进行,
①无论反应从什么方向开始正向开始、逆向开始、从中间某状态开始)②是一次投料还是分几次投料,只要起始浓度相当,最终均可达到同一平衡状态。
N2
+
3H2
2NH3
高温高压
催化剂




一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下的同一可逆反应,无论经过何种途径,达到平衡后,平衡混合物中各组分的百分含量(质量分数、体积分数、物质的量分数等)对应相同(但各组分的物质的量、浓度可能不同),这样的化学平衡互称为等效平衡。
一、等



⒈含义:
化学平衡之
⒉分类:
⑴完全等同——相同组分的百分含量和物质的量都相同
(等比等量)
⑵比例相同——相同组分的百分含量相同、物质的量不等(等比不等量)
⒊等效平衡建立的规律
⑴恒温恒容
在一定温度下,一个容积固定的密闭容器中发生反应:2A(g)
+
B(g)
3C(g)
+
D(g),根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。
探究等效平衡建成的条件(一)
A
B
C
D
平衡时D的体积分数
起始加入
2mol
1mol
0
0
a%
0
0
3mol
1mol
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
b%(a①对于反应前后气体分子数不等的可逆反应,只改变起始加入情况,使用极限转化法将各种情况换算成平衡式左右两边同一边物质,其物质的量与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
A
B
C
D
平衡时D的体积分数
起始加入
2mol
1mol
0
0
a%
0
0
3mol
1mol
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
b%(a极限转化
(一边倒、投料量相同)
产生结果:
各组分百分含量、n、c均相同。
等量等效
2molSO2
1mol
O2
2molSO2
1mol
O2
2mol
SO2
1mol
O2
开始
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
4mol
SO2
2molO2
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
SO2
O2
SO3
平衡状态
?
恒温恒容
2SO2
+
O2
2SO3
催化剂
高温
例1:在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:
⑴若a=0,b=0,则c=______

⑵若a=0.5,则b=______c=______。

a、b、c必须满足的一般条件是__________、________(用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c
)。
②对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。
(投料比相同)
例2:在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行反应A(g)+B(g)
2C(g),已知加入1molA和2molB,达到平衡后生成了amolC(见下表已知项),此时C在平衡混合气中的体积分数为x。在相同的实验条件下,填写下表中的空白:
n(A)始
n(B)始
n(C)始
n(C)平衡
平衡时C的体积分数
已知
1mol
2mol
0
amol
x
1
2mol
4mol
0
2
0.5mol
0.5amol
x
3
2mol
6mol
x
等比等效
⑵恒温恒压
在一定温度下,一个压强恒定的密闭容器中发生反应:2A(g)
+
B(g)
3C(g)
+
D(g),根据下表有关数据分析恒温、恒压下等效平衡建成的条件。
探究等效平衡建成的条件(二)
A
B
C
D
平衡时D的体积分数
起始加入
2mol
1mol
0
0
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
a%
2mol
2mol
0
0
b%(a≠b)
⑵恒温恒压
2A(g)
+
B(g)
3C(g)
+
D(g)
A
B
C
D
平衡时D的体积分数
起始加入
2mol
1mol
0
0
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
a%
2mol
2mol
0
0
b%(a≠b)
改变起始加入情况,使用极限转化法将各种情况换算成平衡式左右两边同一边物质,其物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
产生结果:
各组分百分含量、c均相同,n同比例变化
(一边倒、投料比相同)
等比等效
2molSO2
1mol
O2
2molSO2
1mol
O2
2mol
SO2
1mol
O2
开始
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
4molSO2
2molO2
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
恒温恒压
SO2
a%
O2
b%
SO3
c%
平衡状态
?
2SO2
+
O2
2SO3
催化剂
高温
例3:在一个盛有催化剂,容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:
N2
+
3H2
2NH3
。已知加入1molN2和4molH2,达到平衡后生成amol
NH3
(见下表“已知”项)。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号①~③的状态填写表中的空白。
条件
等效条件
结果
恒温恒容
(△n(g)≠0)
恒温恒容
(△n(g)=0)
恒温恒压
等效平衡小结
投料换算成相同物质表示时量相同
两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
投料换算成相同物质表示时等比例
两次平衡时各组分百分量相同,n、c同比例变化
投料换算成相同物质表示时等比例
两次平衡时各组分百分量、c相同,n同比例变化
等效思想的应用
放缩法
⒈加热N2O5时,发生下列两个分解反应:
N2O5
N2O3+O2

N2O3
N2O+O2;在1L密闭容器中加热4mol
N2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50
mol/L,
N2O3的浓度为1.62
mol/L,求其他各物质的平衡浓度。
解析:这是一个连续平衡的计算,计算思路为:
第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量
解:
N2O5
N2O3+O2
N2O3
N2O+O2



4mol
0
0
x
4mol-x
y
x-y
x+y
x–y
=
1.62
x
+y
=
4.50
解得:
x
=
3.06
mol
y
=
1.44
mol
故:c(N2O5)=
(4–3.06)mol/1L=0.94mol/L
c(N2O
)=
1.44
mol/1L=1.44mol/L
x
x
x
x
x
x
0
y
y
y
想你的时候有些幸福,幸福得有些难过,一个人的时候不是不想你,只是怕想你
,想多了,头会痛,想明白了,心会痛
。一个人的时候不是不寂寞,但比寂寞更难忍受的是思念。其实等待也是一种幸福,至少还可以等待!
人生犹如现场直播,错过便是永恒