课件30张PPT。第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态一、什么是可逆反应? 在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。特点:①相同条件、同时反应、 ②反应物与生成物共存例:思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化学反应还需要讨论哪些内容?还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡问题二、什么是饱和溶液? 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,叫做这种溶质的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗? 没有!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糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。即:溶解速率 = 结晶速率
达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡那么,可逆反应的情况又怎样呢?此时产生了“度”(限度)— 消耗量等于生成量,量上不再变化 在一定条件下,2mol SO2与1mol O2反应能否得到2mol SO3?不能,因这是个可逆反应,而可逆反应是不能进行到底的。故此对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。 开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0 随着反应的进行c(CO2) 、c(H2)逐渐增大 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 c(CO) 、c(H2O)逐渐减小且正反应速率=逆反应速率正反应速率逆反应速率相等这时,CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反应生成的CO、H2O的量, 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,这就是我们今天要重点研究的重要概念—化学平衡状态二、化学平衡状态: 1、定义:化学平衡状态,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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强调三点前提条件:一定条件下的可逆反应实质: V正 =V逆≠0标志:反应混合物中各组分的浓度
保持不变的状态2、化学平衡的特征①逆——可逆反应③等——V正 =V逆②动——动态平衡,反应没有停止V正 =V逆≠0④定——各组分的浓度不变,含量一定⑤变——条件改变,原平衡被破坏,在新的条件
下建立新的平衡练习:1.可逆反应达到平衡的主要特征是( )A.反应停止了 B.正、逆反应的速率均为零D.正、逆反应的速率相等C.正、逆反应还在进行 D2.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应下列不正确的是( )A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B.随着反应的进行,正反应的速率逐渐减少,最后为零C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变B3、判断反应达到平衡状态的标志(1)V正 =V逆(2)各组分的含量不变化学平衡到达的标志:
以xA+yB zC为例,化学平衡到达的标志有:
V正=V逆;
VA·耗=VA·生
VA·耗:VC·耗=x:z VB·生:VC·生=y:z
VA·耗:VB·生=x:y;
各物质的百分含量保持不变。
混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间
的改变而改变;(x+y≠z 即反应前后系数不等)
各物质的浓度不随时间的改变而改变;
各物质的物质的量不随时间的改变而改变;
各气体的体积不随时间的改变而改变;
反应体系的颜色、温度不再变化。速率直接的间接的※VA·耗是指A物质的消耗速率,VB·生是指B物质的生成速率。 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
的标志,取决于该物理量在平衡到达
前后(反应过程中)是否发生变化。若是变的则可;否则,不行。
(即“变”的不变则可)注意!平衡状态的判断混合物体系中各成分的含量
1)各物质的物质的量或物质的量分数一定
2)各物质的质量或各物质的质量分数一定
3)各气体的体积或体积分数一定
4)总体积、总压强、总物质的量一定mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡平衡平衡状态的判断正、逆反应速率的关系
1)在单位时间内消耗了 m mol A,同时生成了m mol A;
2)在单位时间内消耗了 n mol B,同时消耗了p mol C;
3)v (A)∶v (B) ∶ v (C) ∶ v (D) = m ∶ n ∶ p ∶ q ;
4)在单位时间内生成了 n mol B,同时消耗了q mol D。mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)v正=v逆 ,平衡v正=v逆 ,平衡未达到平衡时也符合此关系均指v逆,不一定平衡(一正一负,符合系数) 平衡状态的判断恒温、恒容时,压强:
1)m+n ≠ p+q 时,压强保持不变
2)m+n = p+q 时,压强保持不变
混合气体的平均相对分子质量(Mr)
1)m+n ≠ p+q 时, Mr一定
2)m+n = p+q 时, Mr一定mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡不一定(“变”的不变) 平衡状态的判断1)其它条件不变时,如体系的温度一定
2)体系的颜色不再变化
3)体系的密度一定mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡3.在一定条件下,可逆反应:2 A B + 3 C,在下列四种状态时属于平衡状态的是( )
正反应速率 逆反应速率
A. v(A) = 2 mol/(L·s) v(A) = 2 mol/(L·s)
B. v(A) = 2 mol/(L·s) v(B) = 1.5 mol/(L·s)
C. v(A) = 2 mol/(L·s) v(B) = 2 mol/(L·s)
D. v(A) = 60 mol/(L·min) v(C) = 1.5 mol/(L·s)
AD4.可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正( H2 )
B.v正( N2 ) =v逆( NH3 )
C.2v正( H2 ) =3v逆( NH3 )
D.v正( N2 ) =3v逆( H2 )
C5.一定温度下,反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)达到平衡的标志是( )A.单位时间内反应nmolA的同时生成nmol的DC.容器内的总压强不随时间的变化而变化B.单位时间内生成2nmolC的同时生成nmol的BD.单位时间内生成nmolA的同时生成nmol的BBC6.反应:2SO2+O2 SO3正反应是放热反应,达到平衡状态时,下列说法中正确的是( )A.容器内压强不随时间变化
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2:1:2
C.SO2和O2不再化合成SO3
D.使用催化剂V正、V逆都发生变化,但变化的倍数相等AD 7. 在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A、混合气体的压强
B、混合气体的密度
C、气体的平均相对分子质量
D、气体的总物质的量 若A为气体,则选( )BCACD若改为A(g)+B(g) C(g)+D(g),则选( )无小结1、化学平衡状态的定义前提条件实质标志2、化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变、同3、达到平衡状态的标志(1)V正 =V逆(2)各组分的含量不变(一正一负,符合系数)(“变”的不变)【复习】化学平衡状态的定义:(化学反应的限度)一定条件下,可逆反应里,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。化学平衡的特征:
逆
等
动
定
变——可逆反应(或可逆过程)
——V正 =V逆(用同一物质浓度表示)
——动态平衡。 (V正=V逆≠0)
——平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)
——条件改变,平衡发生改变 强调在平衡状态时存在的
(1)现象与本质:
V正=V逆是达到平衡状态的本质,各组成成分的含量不变为表面现象;
(2)动与静:正反应和逆反应不断进行,而各组分的含量保持不变;
(3)内因和外因:
条件改变时,V正≠V逆,平衡被打破,
外界条件一定时,V正=V逆,平衡建立。[课前练习]在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
①C生成的速率与C分解的速率相等;
②单位时间内生成mmolA,同时生成3mmolB;
③A、B、C的浓度不再变化;
④A、B、C的分子数之比为1:3:2;
⑤单位时间内生成3mmolB,同时生成2mmolC;
⑥容器内的总压强不随时间变化
A、 ①③⑤⑥ B、 ①②③⑤⑥
C、①⑤ D、全部A(1)混合气体的颜色不再改变 ( )(2)混合气体的平均相对分子质量不变( )(3)混合气体的密度不变 ( )(4)混合气体的压强不变 ( )(5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时
生成2nmolO2 ( ) (6) O2气体的物质的量浓度不变 ( )[课前练习] 可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正≠V逆V正=V逆≠0条件改变 平衡1 不平衡 平衡2建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆≠0′′一定时间三、化学平衡的移动′′1、化学平衡移动的定义:研究对象本质原因平衡v 正 = v 逆改变条件速率不变:平衡不移动 速率改变程度相同(v 正 = v 逆): 平衡不移动程度不同v 正 > v 逆,平衡向正反应方向移动v 正 < v 逆,平衡向逆反应方向移动2、化学平衡移动方向的判断:课件34张PPT。第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡移动的因素浓 度温 度压 强催化剂也就是通过改变哪些条件来打破旧平衡呢?【思考与交流】有哪些条件能改变化学平衡呢?滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴NaOH溶液橙色加深溶液黄色加深结论:增加生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。1、影响化学平衡的条件(1)浓度对化学平衡的影响实验2~5分析过程:4实验2~6 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3红色变深红色变深增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动产生红褐色沉淀,溶液红色变浅减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动(红色) 向盛有4滴 FeCl3溶液的试管中加入2滴KSCN溶液,溶液呈红色。分析过程:
在其他条件不变的情况下:
增大反应物浓度或
减小生成物浓度
增大生成物浓度或
减小反应物浓度化学平衡向正反应方向移动化学平衡向逆反应方向移动【结论】引起v正> v逆引起v正< v逆t2V’正 = V’逆V’逆V,正t3V正= V逆V正V逆t1 V(molL-1S-1)0 平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ增大反应物浓度速率-时间关系图:增加任何一种反应物的浓度, V正 > V逆,平衡向正反应方向移动【图像分析】t2V’正 = V’逆V’逆V,正t3V正= V逆V正V逆t1 V(molL-1S-1)0 平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ减小反应物浓度速率-时间关系图: 当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?减少任何一种反应物的浓度, V正 < V逆,平衡向逆反应方向移动《学评》P50平衡正向移动平衡逆向移动【图像分析】减小生成物浓度增大生成物浓度【图像分析】引起V正 > V逆引起V逆 > V正由以上四图可以得出结论:1)改变反应物浓度瞬间,只能改变正反应速率
改变生成物浓度瞬间,只能改变逆反应速率2)改变浓度瞬间
若v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动
若v(逆)>v(正),平衡向逆反应方向移动3)新旧平衡速率比较:
增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率
减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率应用: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。思考: 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,能否引起平衡移动?( )
①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳
③增加H2浓度
改变条件后能使CO浓度有何变化? ① ③强调:气体或溶液浓度的改变会引起反应速
率的变化,纯固体或纯液体用量的变化不会
引起反应速率改变,化学平衡不移动三、温度对化学平衡的影响【探究实验3】 p28页实验2-7红棕色
变深红棕色
变浅温度降低温度升高变大变小向逆反应方向即吸热方向移动向正反应方向即放热方向移动结论:升高温度,降低温度,平衡向吸热反应方向移动平衡向放热反应方向移动t2V’正 = V’逆V’逆V’正升高温度(△H<0)速率-时间关系图:2NO2 N2O4温度对化学平衡的影响(图像)升温升温降温降温A:升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大 ,
只是增大的程度不一样, 平衡向吸热反应方向移动;
B:降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小 ,
只是增大的程度不一样, 平衡向放热反应方向移动;练习1、对于反应2X(g) + Y(g) 2Z(g)(正反应为放热反应),若升高温度,则能使( )
A、反应速率不变,Z的产量减少
B、反应速率增大,Z的产量减少
C、反应速率增大,Y的转化率降低
D、反应速率减少,Z的产量增大 BC2、在容积不变的密闭容器中进行如下反应:H2O(g)+C(s) H2(g)+CO(g) ?H>0,达到平衡后,改变下列反应条件,相关叙述正确的是( )
A、加入H2O(g),平衡向正反应方向移动,体系压强减少
B、加入少量C,正反应速率增大
C、降低温度,平衡向正反应方向移动
D、加入CO,H2浓度减小D练习(3)压强对化学平衡的影响:NH3%随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。实验
数据:解释:说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动加压→体积缩小→浓度增大→正反应速率增大
逆反应速率增大→ V正>V逆→平衡向正反应方向移动。①前提条件:②结论: 反应体系中有气体参加且反应前后总体积发生改变。
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a+b≠c+d 对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,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,减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。体积缩小:即气体化学计量数减少
体积增大:即气体化学计量数增多说明: V(molL-1S-1)0t2V”正 = V”逆V ’逆V ’正增大压强③速率-时间关系图:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b > c+daA(g)+bB(g) cC(g)图象观察速率-时间关系图:V’正= V’逆增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样, V’正= V’逆,平衡不移动。t2练习1.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?移动的根本原因是什么?① 2NO(g) + O2(g) 2NO2 (g)
② CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)
③ H2O(g) + C (s) CO(g) + H2(g)
④ H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
⑤ H2S(g) H2(g) + S(s)正逆逆不移不移2.恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: ( )
A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c A教学后记:
压强对化学反应速率的影响比较抽象,关键是要转换成浓度,学生不会转换,且不能理解为什么要这样,需要老师进一步想办法.(4)催化剂对化学平衡的影响: 同等程度改变化学反应速率,V’正= V’逆,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。V’正= V’逆催化剂对可逆反应的影响:平衡移动原理(勒沙特列原理):改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。①此原理只适用于已达平衡的体系②平衡移动方向与条件改变方向相反。③移动的结果只能是减弱外界条件的该变量,但不能抵消。注意:例题1:
下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )?
A.由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深?
B.黄绿色的氯水光照后颜色变浅?
C.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去。 AC在一密闭容器中,反应aA(g) bB(g)达平衡后,B的浓度是1mol/L,保持温度不变,将容器体积增大一倍,达到新平衡时,B的浓度变为0.6mol/L,则( )?
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减小了
C.B的质量分数增加了
D.a>b例题2:AC 某温度下,N2O4(气) 2 NO2(气);△H>0。在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是( )
A.加压时(体积变小),将使正反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
B.保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时,颜色变深
D.保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深
E. 保持体积不变,充入He,压强增大,平衡向逆反应方向移动,NO2物质的量浓度减小
F.保持压强不变,充入He,平衡不移动,NO2物质的量浓度减小 BEF例题3:气体反应A + B C(正反应为放热反应),在密闭容器中进行,若反应在2000C、无催化剂时A的浓度变化示意曲线如图所示。试在图中画出在反应物起始浓度不变的情况下:
(1)保持2000C和原压强,但反应在适当催化剂条件下进行时,A的浓度变化示意曲线。
(2)在无催化剂、保持原压强下,使反应在5000C下进行,此时A的浓度变化示意曲线。 例题4:已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加,②某种生成物总量一定增加,③反应物的转化率一定增大,④反应物的浓度一定降低,⑤正反应速率一定大于逆反应速率,⑥一定使用催化剂
A.①②③ B.③④⑤ C.②⑤ D.④⑥ C例题5:教学后记:
勒沙特列原理中压强对化学平衡移动的影响比较抽象、也比较难理解,学生学习起来比较困难,所以我在分析讲解时讲的速度也比较慢,而且采取了讲练结合,希望学生通过练习训练后,能够掌握大多数内容。课件9张PPT。第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡移动的因素—— K化学平衡常数实验测得,同一反应(如:aA+bB cC+dD)在某温度下达到的化学平衡状态,平衡体系中各物质的浓度满足下面关系:其中c为各组分的平衡浓度,温度一定,K为定值。即化学平衡常数只与温度有关,而与反应物或生成物的浓度无关。(一)、化学平衡常数表达式一定温度下,可逆反应处于平衡状态时,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。 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)。(1)K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应程度越大,反应物转化率也越大;反之则转化率越低。(2)K值与浓度无关,随温度变化而变化。 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。(二)、化学平衡常数意义(三)、使用平衡常数应注意的问题(1)必须指明温度,反应必须达到平衡状态(2)平衡常数表示反应进行的程度,不表示反应的快慢,即速率大,K值不一定大(3)在进行K值的计算时,反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式,表达式中不需表达一定温度下如:一定温度下(4)平衡常数的表达式与方程式的书写有关K1 = 1/K2 = K32某温度下化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,平衡常数也会改变。(5)利用K值可判断某状态是否处于平衡状态如某温度下,可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K,若某时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下: Q<K ,V正>V逆,反应向正方向进行Q=K ,V正=V逆,反应处于平衡状态Q>K ,V正<V逆,反应向逆方向进行则:解:∵mol20.1×5×4133422①、 ∵2 : x = 2 : (0.1×5×4)∴ x = 2 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:起变平
4 mol00 x x x4 mol - x x x x 0 xyyy x - yy 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=0.94 mol/L c (N2O ) = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 解: n n0 x 2x 2x n - x n - 2x 2x由题意可知: n - x + n - 2x = 2 x x = 0.4n解题的一般步骤:列出三栏数据根据题意列方程求解气体反应计算时经常使用的推论:课件61张PPT。 第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态什么是饱和溶液?什么是饱和溶液? 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,叫做这种
溶质的饱和溶液。什么是饱和溶液? 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,叫做这种
溶质的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解
过程完全停止了吗??什么是饱和溶液? 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,叫做这种
溶质的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解
过程完全停止了吗??溶解平衡的建立溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质开始:溶解速率 > 结晶速率溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质开始:溶解速率 > 结晶速率溶解速率 = 结晶速率溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质开始:溶解速率 > 结晶速率溶解速率 = 结晶速率达到溶解平衡,形成硫酸铜饱和溶液溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质开始:溶解速率 > 结晶速率溶解速率 = 结晶速率达到溶解平衡,形成硫酸铜饱和溶液达到溶解平衡后,溶解与结晶没有停止,只是速率
相等。溶解平衡是一种动态平衡。溶解平衡的建立固体溶质溶解结晶溶液中溶质可逆反应与不可逆反应 可逆反应与不可逆反应 1. 什么是可逆反应?可逆反应与不可逆反应 1. 什么是可逆反应? 在同一条件下,既能向正反应方向
进行,同时又能向逆反应方向进行的
反应,叫做可逆反应。可逆反应与不可逆反应 什么是可逆反应? 在同一条件下,既能向正反应方向
进行,同时又能向逆反应方向进行的
反应,叫做可逆反应。可逆反应与不可逆反应 什么是可逆反应? 在同一条件下,既能向正反应方向
进行,同时又能向逆反应方向进行的
反应,叫做可逆反应。 注意:可逆反应总是不能进行到底,
得到的总是反应物与生成物的混合物。化学平衡状态 化学平衡状态 化学平衡状态 V正化学平衡状态 V正化学平衡状态 V正V逆化学平衡状态 V正V逆化学平衡状态 t1V正V逆化学平衡状态 t1V逆V正=V正V逆化学平衡状态 t1V逆V正=V正V逆化学平衡状态化学平衡状态 t1V逆V正=V正V逆化学平衡状态反应仍在进行,但是各物质(反应物和生成物)
的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是
化学平衡状态。一、化学平衡一、化学平衡二.化学平衡的特征①逆 研究的对象是可逆反应
②等 即正反应速率和逆反应速率相等
③动 正、逆反应速率相等但不为0,化学
平衡为一动态平衡
④同 相同条件下,无论从正反应或从逆
反应开始,只要用量相当,都能达到相同
的平衡状态。
⑤定 条件一定时,平衡体系中各组分的
含量保持不变
⑥变 改变条件,平衡一般要发生移动,
直至建立新的平衡二.化学平衡的特征以xA(g)+yB(g)三、可逆反应达到化学平衡状态的标志化学反应达到平衡状态的标志:zC(g)为例,分析以xA(g)+yB(g)三、可逆反应达到化学平衡状态的标志化学反应达到平衡状态的标志:zC(g)为例,分析①速率:v正 = v逆
以xA(g)+yB(g)三、可逆反应达到化学平衡状态的标志化学反应达到平衡状态的标志:zC(g)为例,分析①速率:v正 = v逆
(即任何一种物质的生成速率等于
其消耗速率)以xA(g)+yB(g)三、可逆反应达到化学平衡状态的标志化学反应达到平衡状态的标志:zC(g)为例,分析①速率:v正 = v逆
(即任何一种物质的生成速率等于
其消耗速率)
②各组分的含量保持不变以xA(g)+yB(g)三、可逆反应达到化学平衡状态的标志化学反应达到平衡状态的标志:zC(g)为例,分析间
接③混合气体的总压强、总体积、总物
质的量不随时间的延长而改变(x+y≠z)间
接③混合气体的总压强、总体积、总物
质的量不随时间的延长而改变(x+y≠z)
④混合气体的颜色、密度、平均摩尔
质量不随时间的延长而改变间
接③混合气体的总压强、总体积、总物
质的量不随时间的延长而改变(x+y≠z)
④混合气体的颜色、密度、平均摩尔
质量不随时间的延长而改变间
接注意:某一可变物理量不再随时间改变而
改变即表明达到平衡状态。【例1】 在一定温度下,可逆反应:
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成nmolA,同时生成3n mol B
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2AC【例1】 在一定温度下,可逆反应:
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成nmolA,同时生成3n mol B
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2【例2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g) + Q(g) R(g) + S(g) , 在恒温下
已达平衡状态的是( )
A. 反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化【例2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g) + Q(g) R(g) + S(g) , 在恒温下
已达平衡状态的是( )
A. 反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化BA. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C. 1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D. 1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成ACA. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C. 1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D. 1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成BC【例5】在一有催化剂的隔热密闭容器中,充入10molN2和10molH2,并使之进行反应: N2 + 3H2 2NH3+热量.下列情况不能
表明反应达到了平衡状态的是 ( )
A. N2的百分含量保持不变时
B. H2的百分含量保持不变时
C. NH3的百分含量保持不变时
D. 保持温度不变时50【例5】在一有催化剂的隔热密闭容器中,充入10molN2和10molH2,并使之进行反应: N2 + 3H2 2NH3+热量.下列情况不能
表明反应达到了平衡状态的是 ( )
A. N2的百分含量保持不变时
B. H2的百分含量保持不变时
C. NH3的百分含量保持不变时
D. 保持温度不变时A思考:在一定温度下,在一恒容密闭容器中,进行下列可逆反应: 2SO2 + O2 2SO3(g),
下列能说明反应已达平衡的事实是( )
A. 容器内SO2、O2、SO3三种气体共存
B. SO2和SO3物质的量浓度相等
C. 容器中SO2、O2、SO3物质的量之比为 2:1:2
D. 容器内压强保持不变
E. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率
F. SO2的消耗速率:O2生成速率=2:1
G. SO2的消耗速率=SO3的消耗速率
H. 混合气体的密度保持不变
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化思考:在一定温度下,在一恒容密闭容器中,进行下列可逆反应: 2SO2 + O2 2SO3(g),
下列能说明反应已达平衡的事实是( )
A. 容器内SO2、O2、SO3三种气体共存
B. SO2和SO3物质的量浓度相等
C. 容器中SO2、O2、SO3物质的量之比为 2:1:2
D. 容器内压强保持不变
E. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率
F. SO2的消耗速率:O2生成速率=2:1
G. SO2的消耗速率=SO3的消耗速率
H. 混合气体的密度保持不变
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化DFGIJ【练习1】 :在一定温度下,能说明
2HI(气) H2(气)+I2(气)
已达平衡的事实是( )
A. HI的生成速率与HI分解速率相等
B. HI、H2、I2的浓度不再变化
C. 单位时间内生成1mol H2,同时生成1mol I2,
D. HI、H2、I2的分子数之比为2:1:1【练习1】 :在一定温度下,能说明
2HI(气) H2(气)+I2(气)
已达平衡的事实是( )
A. HI的生成速率与HI分解速率相等
B. HI、H2、I2的浓度不再变化
C. 单位时间内生成1mol H2,同时生成1mol I2,
D. HI、H2、I2的分子数之比为2:1:1 AB 【练习2】在一定温度下的恒容容器中,
当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡
状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量 【练习2】在一定温度下的恒容容器中,
当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡
状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量BC练习3(上海高考题)可逆反应
N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各种
反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关
系中能说明反应已达到平衡状态的是 ( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)练习3(上海高考题)可逆反应
N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各种
反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关
系中能说明反应已达到平衡状态的是 ( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
【答案】C练习4.PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)处于平衡状态
时,向其中通入含37Cl较多的氯气,平衡发生移动,
在建立新平衡之前, PCl3中37Cl的百分含量是否
会比原平衡增加?说明理由。练习4.PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)处于平衡状态
时,向其中通入含37Cl较多的氯气,平衡发生移动,
在建立新平衡之前, PCl3中37Cl的百分含量是否
会比原平衡增加?说明理由。
【答案】增加,通入含37Cl较多的氯气,平衡向左
移动,生成含37Cl的PCl5又分解为含37Cl的PCl3。练习5. 在恒容密闭容器中进行
X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)的反应,其中X2、Y2、Z的起始浓度依次为 0.1mol/L,0.3mol/L, 0.2mol/L, 当反应
达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. Z=0.5 mol/L B. Y2=0.5 mol/L
C. Z=0.4 mol/L D. X2=0.2mol/LB课件40张PPT。 第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡移动的因素化学平衡状态的特征(1)动:动态平衡
(2)等:正反应速率=逆反应速率
(3)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。
(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新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:研究对象:已建立平衡状态的体系平衡移动的标志:1、反应混合物中各组分的浓度发生改变
2、 V正≠ V逆一、浓度对化学平衡的影响: 增加Fe3+ 或 SCN-的浓度,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,故红色加深。1.增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动;小结:2.减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;3.减小反应物浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动.t2V”正 = V”逆V’逆V,正t3平衡状态Ⅱ增大反应物浓度速率-时间关系图:原因分析: 增加反应物的浓度, V正 > V逆,平衡向正反应方向移动; 当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?速率-时间关系图:结论: 减小反应物的浓度, V正
数据:解释:说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动加压→体积缩小→浓度增大→正反应速率增大
逆反应速率增大→ V正>V逆→平衡向正反应方向移动。1.先决条件:2.结论: 对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,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,减小压强,会使化学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: V(molL-1S-1)0t2V”正 = V”逆V’逆V’正增大压强3.速率-时间关系图:二、压强对化学平衡的影响:aA(g)+bB(g) cC(g)速率-时间关系图:V’正= V’逆增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样,V’正= V’逆,平衡不移动。t2三、温度对化学平衡的影响: 在其它条件不变的情况下,
升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
降低温度,平衡向放热反应方向移动。1.结论:2.原因分析: 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.t2V”正 = V”逆V’逆V’正升高温度(正反应是吸热反应)3.速率-时间关系图:2NO2 N2O4三、温度对化学平衡的影响:四、催化剂对化学平衡的影响: 同等程度改变化学反应速率,V’正= V’逆,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。V’正= V’逆催化剂对可逆反应的影响: 可见,要引起化学平衡的移动,必须是由于外界条件的改变而引起 V正≠ V逆。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、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。
BaCO3+Na2SO4= BaSO4↓+Na2CO3
反应发生彻底的原因?讨论用平衡移动的原理解释:解化学平衡图像题的技巧 1、弄清横坐标和纵坐标的意义。
2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊
点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲
线的交叉点)的意义。
3、弄清图像所示的增、减性。
4、弄清图像斜率的大小。 5、看是否需要辅助线。(A)达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大
(B)平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动
(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动
(D)化学方程式中一定有n>p+q例3、可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是( )B二、转化率(或产率、百分含量等)-时间图象可采取的措施是( )
A、加入催化剂
B、增大Y的浓度
C、降低温度
D、增大体系压强A练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应:
X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) ;
△H =QkJ/mol 的反应过程。若使a曲线变为b曲线,2、在密闭容器中进行下列反应:
M(g)+N(g) R(g)+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图,下列叙述正确的是( )
A、正反应吸热,L是气体
B、正反应吸热,L是固体
C、正反应放热,L是气体
D、正反应放热,L是固体或液体C例4、在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g);△H<0中m、n、p为系数,且m+n>p。分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度t℃、压强P关系正确的是( )三、百分含量(转化率或产率)--压强(或温度)图象B1.如图所示,反应:X(气)+3Y(气) 2Z(气);△H<0 。在不同温度、不同压强(P1>P2)下达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为( )C2、mA(s)+nB(g) qC(g);ΔH<0的可逆反应,在一定温度下的密闭容器中进行,平衡时B的体积分数V(B)%与压强(P)关系如下图所示,下列叙述正确的是( )
A、m+nB、n>q
C、X点时的状态,V正>V逆
D、X点比Y点混和物的正
反应速率慢BC例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的v—t图象,我们知道v=Δc/ Δt;反之,Δc= v×Δt。请问下列v—t图象中的阴影面积表示的意义是( )CA、从反应开始到平衡时,该反应物的消耗浓度
B、从反应开始到平衡时,该反应物的生成浓度
C、从反应开始到平衡时,该反应物实际减小的浓度温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知( )。
A、P1>p2,n>2 B、P1>P2,n<2
C、P13 P1曲线先达平衡,说明压强大且反应速率大,故P1>P2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n>2。故本题答案是A。例题:可逆反应:aX(s) + bY(g) cZ(g) +dW(g)达到平衡,混合物中Y的体积分数随压强(P)与温度T(T2>T1)的变化关系如图示。1、当压强不变时,升高温度,Y的体积分数变 ,
平衡向 方向移动,则正反应是 热反应。
2、当温度不变时,增大压强,Y的体积分数变————,
平衡向 ———— 方向移动,则化学方程式中左右两边的系数大小关系是————————。小正反应吸大逆反应 b<(c+d)如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_____c+d; (2)Q___0。 看任一曲线,可知温度升高,A的转化率变大,这说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q<0再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)<(c+d) 图中的曲线是表示其他条件一定时, 反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的是( ) A. a点 B. b点 C. c点 D. d点?C2NO+O2 2NO2+Q(Q>0)化学反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g)+Q(Q>0),达到平衡状态时,图2—12中各曲线符合平衡移动原理的是( )?AC 1、时间对反应物或生成物的某个量(如转化率、体积分数)的曲线 我们以反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)+Q为例去说明,我们用横坐标代表时间,纵坐标代表SO2的转化率,反应刚开始的一瞬间SO2还没有被消耗,SO2的转化率为0,随着时间的推移,SO2被消耗,其转化率升高,最后达平衡,转化率不变。图2-25代表了在温度为T1而压强为P1的条件下的SO2的转化率对时间的曲线。 如果该反应是在温度为T2(T2>T1)而压强为P1的条件下反应,则和上面的例子比,温度高,反应速率快,因而应先平衡,又由于该反应是放热反应,则平衡时SO2的转化率低,我们把这两个曲线画在图2—26上,以示区别。温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知( )。
A、P1>p2,n>2 B、P1>P2,n<2
C、P13 P1曲线先达平衡,说明压强大且反应速率大,故P1>p2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n>2。故本题答案是A。2、压强(或温度)对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线 我们还是以反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)为例来说明。我们用纵坐标代表SO2的体积分数,用横坐标代表压强,则在温度为T1的条件下,该反应压强增大,平衡正移,SO2的体积分数降低。如在温度T2的条件下(T2>T1),由于升温,平衡逆移,所以压强相同时SO2的体积分数相对变高。这样,我们就画出了如图2-28的曲线。 如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。
(1)a+b_____c+d;
(2)Q___0。 看任一根曲线,可知温度升高,A的转化率变大,送说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q<0
再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)<(c+d) 3、速率对时间的曲线 分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。
反应A(g)+B(g)=C(g)+Q已达平衡,升高温度,平衡逆移,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为( ) 首先要把握大方向,即升温使正、逆反应速率都变大,所以B不会是答案;再看起点和终点,由于原反应是平衡的(V逆=V正),因而起点相同,又由于再次达到平衡(V正=V逆),因而终点相同,故A不是答案;由于正反应是放热反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲线斜率大,故答案为C。一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应:xA(g)+yB(g) zC(g),达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·L-1,当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后,测得A浓度为0.3mol·L-1,则下列叙述正确的是( )?
A.平衡向正反应方向移动?
B.x +y>z?
C. C的体积分数降低?
D. B的转化率提高? BC课件13张PPT。第2章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第3课时 影响化学平衡移动的因素平衡常数的推导54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时 的值,并分析其中规律。c (HI)2c(H2) · c(I2) 1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,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。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)2、表达式:四、化学平衡常数(1)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率也越大。3、化学平衡常数的意义:定量的衡量化学反应进行的程度(2)一般当K>105时,该反应进行得基本完全。4、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行(1)QC<K ,反应向正方向进行(2)QC=K ,反应处于平衡状态(3)QC>K ,反应向逆方向进行5、利用K可判断反应的热效应(1)若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应(2)若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应6、使用平衡常数应注意的几个问题:(2)在平衡常数表达式中:水(l)的浓度、固体物质的浓度不写(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如:N2+3H2 2NH3的K1值
与1/2N2+3/2H2 NH3的K2值不一样(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)]K1 = K22
7、有关化学平衡常数的计算达到平衡后各物质的浓度变化关系:(2)生成物:平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D)(3)各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式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=初始浓度-转化浓度;
反应物A: c平(A)=c0(A) - △c(A) 对于反应: aA + bB cC + dD概念理解:平衡转化率 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α来表示反应限度。反应物A的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示:①③②④⑤⑥⑦⑧①③②④⑤(5) K值大小标志反应能达到的最大限度,
K值大,反应完全。 课堂小结:(1) 平衡是有条件的、动态的。(2) K不随起始浓度大而变。(3) K与温度有关。(4) K与方程式写法有关。