化学平衡图像专题

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名称 化学平衡图像专题
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文件大小 325.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2016-01-17 22:33:01

文档简介

课件42张PPT。1.了解化学平衡的含义及其特征,
2. 理解勒沙特列原理的含义,理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡的影响。
3.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能够运用化学平衡常数进行简单的计算。化学平衡复习目标 在一定条件下可逆反应里,当正反应 速率与逆反应速率相等时,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态叫化学平衡状态1、定义:强调四点条件:一定条件(温度、浓度与压强)本质:正反应速率=逆反应速率现象:各组分百分含量(或质量)、浓度(或体积分数)等保持不变 对象:可逆反应一、化学平衡状态的概念与特征二、化学平衡的特征: (1)逆:可逆反应(2)等: v正=v逆(3)定:反应混合物各组分浓度保持 不变(4)动:动态平衡(5) 变:条件改变,平衡发生移动(6) 同:不同途径可以达到相同的化学平衡状态三、化学平衡的标志1.直接标志:(1)速率标志:① 对于同一物质:v正=v逆≠0;②对于不同物质:适用于任何反应注意:对于反应:不能说明该反应是否达到平衡状态或达到平衡BD【例2】 在一定温度下,发生如下可逆反应:
A(g)+3B(g) 2C(g)
该反应达到平衡的标志是( )
A. 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3nmolB
C. v(A):v(B):v(C)=1:3:2
D. 2v(B)正=3v(C)逆AD(1)A的消耗速率与A的生成速率—————
(2)A的消耗速率与C的———速率之比等于———
(3)B的生成速率与C的———速率之比等于———
(4)A的生成速率与B的———速率之比等于———
相等消耗m :p生成n :p消耗m :nAC在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。AC在下列4种状态中,处于平衡状态的是( )
A、v(A)正=2mol/(L·min), v(B)逆=2 mol/(L·min)
B、v(A)正=2mol/(L·min), v(C)逆=2 mol/(L·min)
C、v(A)正=1mol/(L·min), v(B)逆=1.5 mol/(L·min)
D、v(A)正=1mol/(L·min), v(C)逆=1.5mol/(L·min) D反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;(2)各组分含量保持不变(宏观标志):三、化学平衡的标志1.直接标志:适用于任何反应注意:对于反应:c(A)=c(B)=c(C)=c(D)A%=B%=C%=D%c(A): c(B):c(C):c(D)=m:n:p:q达到平衡不一定
平衡BC【练习】对于一定条件下的可逆反应:
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
A、A、B、C的物质的量浓度相等;?
B、v(A):v(B):v(c)=1:3:2 ;
C、单位时间内生成n mol A,同时生成2n mol C;
D、容器中A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2。C三、化学平衡的标志2.间接标志:(1)气体体积在恒压容器中发生反应:①若 m +n = p + q当气体体积不再发生变化时,②若 m +n ≠ p + q当气体体积不再发生变化时,不能说明该反应是否达到平衡状态。说明该反应是否达到平衡状态。当一个本身不可变的量不变时,不能说明是否达到平衡状态当一个可变的物理量不再改变时,说明是否达到平衡状态三、化学平衡的标志2.间接标志:(2)气体压强在恒容容器中发生反应:①若 m +n = p + q当容器内气体压强不再发生变化时,
不能说明该反应是否达到平衡状态。②若 m +n ≠ p + q当容器内气体压强不再发生变化时,
说明该反应是否达到平衡状态。三、化学平衡的标志2.间接标志:(3)气体密度在恒压容器中发生反应:①若 m +n = p + q当容器内混合气体的密度不再发生变化时,
不能说明该反应是否达到平衡状态。②若 m +n ≠ p + q当容器内混合气体的密度不再发生变化时,
说明该反应是否达到平衡状态。思考:①若上述反应在恒容容器中进行,又如何?三、化学平衡的标志2.间接标志:(4)混合气体的平均相对分子质量在恒容或恒压容器中发生反应:①若 m +n = p + q当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时,
不能说明该反应是否达到平衡状态。②若 m +n ≠ p + q当混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时,
说明该反应是否达到平衡状态。思考:三、化学平衡的标志2.间接标志:(5)体系的温度在恒容或恒压容器中发生反应:△H>0或△H<0当体系的温度不再改变时,
说明该反应是否达到平衡状态。三、化学平衡的标志2.间接标志:(6)混合物的颜色在恒容或恒压容器中发生反应:若其中一种物质是有色物质,
当体系的温度不再改变时,
说明该反应是否达到平衡状态。如:不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定平衡平衡平衡不一定平衡平衡【例】能够说明 N2 + 3H2   2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 :
①容器内N2、H2、NH3三者共存
②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等
③ 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2
④t min内生成1mol NH3同时消耗0.5mol N2
⑤t min内,生成1mol N2同时消耗3mol H2
⑥ 某时间内断裂3mol H-H键的同时,断裂6mol N-H键
⑦容器内质量不随时间的变化而变化
⑧容器内压强不随时间的变化而变化
⑨容器内密度不再发生变化
⑩容器内的平均相对分子质量不再发生变化⑤⑥⑧⑩【练习1】可逆反应 2NO2 2NO+O2 在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡的标志是( ) ①单位时间内生成nmolO2同时生成2nmol的NO ②单位时间内生成nmolO2同时生成2nmol的NO2 ③v(NO2):v(NO):v(O2)=2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑧各物质的浓度保持不变②④⑥⑦⑧【练习2】可逆反应 2HI H2(g)+I2(g) 在恒容密闭容器中反应,达到平衡的标志是( ) ①单位时间内生成nmolH2同时生成2nmol的I2 ②单位时间内生成nmolH2同时生成2nmol的HI ③v(HI):v(H2):v(I2)=2:1:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑧各物质的浓度保持不变②④⑧B C E【练习4】在一定温度下,向 a L 恒容的密闭容器中加入 2molNO2(g) 发生如下反应:
2NO2(g) 2NO (g)+O2(g),不能作为此反应达到平衡的标志的是( )
A、混合气体的密度不再变化
B、混合气体的颜色不再变化
C、混合气体的相对分子质量不再变化
D、容器内的压强不再变化A【练习5】对于可逆反应:
4NH3(g)+5O2 (g) 4NO(g)+6H2O(g)
下列叙述说明反应达到平衡的是( )
A. 当4v(O2)=5v(NH3)时
B. 有6molN—H键断裂时同时有6molH—O键形成
C. NH3的转化率保持不变
D. 当NO与H2O的物质的量为4:6时
C化学平衡常数1. 定义 :在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,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,这个常数称为化学平衡常数,简称平衡常数。用K表示。四、平衡常数 K2. 平衡常数的数学表达式; 对于反应:平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度(即反应限度)的特征值,一般可认为,K越大,表示反应进行的程度越大;反之,K越小,表示反应进行的程度越小。 3.K的意义一般地说,K>105 时,该反应进行得就基本完全了。注意1:固体和纯液体不写入K(浓度为1) 注意2:平衡常数与化学方程式的书写方式有关注意3:离子反应用实际参加反应的离子浓度表示4.平衡常数K的表达19.3919.027.817.57结论同一可逆反应的平衡常数与温度有关,
与各物质的起始浓度无关。5.影响K的因素6. 平衡常数的应用(1) 利用K可以判断反应的热效应:若升高温度, K 值增大,正反应是吸热反应;若升高温度, K 值减小,正反应是放热反应。(2) 借助K判断在某温度下,某时刻反应是否达平衡。若未达平衡,反应进行的方向任意时刻的浓度商Q:Q > K,未达平衡,反应逆向进行。Q = K,反应达平衡。Q < K,未达平衡,反应正向进行。关于平衡常数和转化率的计算 (1)计算平衡常数【例3】在某温度下,将H2和I2各0.01mol/L的气态混合物充入10L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008mol/L.
(1)求反应的平衡常数.
(2)在上述温度下,将H2和I2各0.20mol的气态混合物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质的浓度.(2)利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度【例4】在体积为2L密闭容器中,将2.0mol CO和10mol H2O混合加热到800oC达到下列平衡:
K=1.0
求:CO的转化率.(3)利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率 在一定温度的密闭容器中,对于可逆反应,
增加一种反应物的量(或浓度),该反应物转化率
下降,另外一种反应物转化率升高。(4)利用平衡常数,比较不同起始浓度时的转化率【结论】【练习1】 一定温度下的密闭容器中存在:知C(SO2)始=0.4mol/L,C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19,试判断,
(1)当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行?
(2)达平衡状态时, SO2的转化率应为多少?9、(09年海南化学·4)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
0.10.050.05平衡浓度/mol·L-100.20.1初始浓度/mol·L-1ZYX物质下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
【练习2】(09年海南化学·4)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
【练习4】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应△H 0
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是( )
A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.C(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:
c(CO2) ·c(H2)=c(CO) ·c(H2O),此时t= ℃;
(5)反应CO + H2O(g) CO2 + H2 在800℃时达到平衡,
分别改变下列条件,K发生改变的是( )
A.将压强减小至原来的一半 B.将反应温度升高至1000℃
C.及时把CO2分离掉 D.增大水蒸气的浓度一、化学平衡图象的分析思路
1、看图像
一看面:看清图像中横坐标和纵坐标的含义。
二看线:弄清图像中线的斜率或线走势的意义。
三看点:明确曲线的起点、终点、交点及拐点等。
四看是否需要辅助线:等温线,等压线等。
五看量:定量图像中有关量的多少
2、联想规律:
(1)即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律?
(2)掌握“先拐先平”原则,即高温高压时反应速率快,有利于先达平衡,也就是说在其他条件相同时,较高温或较高压强达到平衡所用的时间短。
(3)运用图像中浓度(或物质的量)的变化来确定反应中化学计量数的关系,即化学计量数之比等于同一时间内各反应物、生成物的浓度(或物质的量)转化值之比。
3、作出判断:依题意仔细分析作出正确判断?
三、化学平衡图象的类型
1、?速率—时间图?? ?? ? 2、浓度(物质的量)—时间图

对于A(g)+2B (g)C(g) △H<0反应, 该反应的方程式
此图中t1时刻改变了 条件; t2时刻v正 v逆(填>、<、=)
t2时刻改变了 条件。
?3、?含量—时间—温度(或压强或催化剂)图
?(C%指产物百分含量,B%指某反应物百分含量)
(1)含量—时间—催化剂
???
?则a表示 催化剂, b表示 催化剂(填使用、不使用)。
(2)含量—时间—温度 (3)百分含量--压强—时间图像
???
则T1 T2 (填>、<、=) 则P1 P2(填>、<、=)
化学平衡图像专题(探究案)
【探究1】速率~时间图
例1对于aA(g)+bB (g)cC(g) △H=QKJ/mol 反应, 分析下列图像。
(1) t2时刻改变的条件是

(2)如果t2时刻是通过增大压强实现的,
则a+b c
如果t2时刻是通过升高温度实现的,
则△H 0
(3)若a+b≠c
t2时刻改变的条件是

若a+b=c
t2时刻改变的条件可能是
【探究2】含量~时间~温度(压强)图
例2对于反应mA(气) + nB(气)≒ pC(气)+qD(气) △H=QKJ/mol分析下列图像
P一定,△H 0 T一定,m+n p+q T一定,m+n p+q
方法指导:定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
例3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
【探究4】以转化率(体积分数)-压强、温度图像判断平衡状态
例5如图曲线是其它条件不变时某反应物的
最大转化率(α)与 温度(T)的关系曲线,
图中标出 的1、2、3、4,四个点,
表示V正=V逆的点是
V正>V逆的点是 。

化学平衡图像专题(拓展案)
班级 姓名 编审:林小丽 臧贻泉 时间:2011.10.14
完成时间:25分钟
A组:1、现有可逆反应A(g)+2B(g)???nC(g) ΔH<0,
在相同温度、不同压强时,A的转化率跟反应时间(t)
的关系如右图所示,其中结论正确的是(??? )
A.p1>p2,n>3?????????????? B. p1<p2,n>3??
C. p1<p2,n<3??????????? D. p1>p2,n=3?
2、已知合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92KJ/mol在一定条件下达到化学平衡。现升高温度使平衡发生移动,下列图像正确的是( )
3、已知反应mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g),
A的转化率RA与P、T的关系如图,根据图示可以得出的
正确结论是( )
A. 正反应吸热,m+n>x+y
B. 正反应吸热,m+nC. 正反应放热,m+n>x+y
D. 正反应放热,m+n4、下列各图是温度或压强对反应2A(s)+2B(g) ≒ 2C(g)+D(g)(正反应为吸热反应)的正逆反应速率的影响,其中正确的图象是( )
5、用来表示可逆反应2A(g) + B(g) 2C(g) △H<0 正确图像是图中的 ( )
B组:
6、(2010广东理综卷31)(2)在其他条件相同时,
反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中,
H3BO 3的转化率()在不同温度下随反应
时间(t)的变化见图12,由此图可得出:
①温度对应该反应的反应速率和平衡移动
的影响是____ ___
②该反应的_____0(填“<”、“=”或“>”).
7、 在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的N2和 H2,在不同温度,任其发生反应N2+3H22NH3,在第7秒时分别测定其中NH3的体积分数а(NH3),并绘成下图曲线。
(1)A、B、C、D、E中,尚未达到化学平衡状态的点是_____。
(2)此反应的正反应是____ __热反应。
(3)T1到T2变化时,V正 V逆;T3时,V正 V逆;
T3到T4变化时,V正 V逆。
8、(2011新课标全国)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。请回答下列问题:
(3)在溶积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是________(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大