第2节 化学反应的限度 教学课件 (共30张PPT) 高中化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共30张PPT)
第二节 化学反应的限度
第二课时
反 应 条 件 对 化 学 平 衡 的 影 响
导
在工业生产和实验室中，人们会遇到各种 各样的可逆反应， 如合成氨的反应：
该反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。反应限度对人类的生产活动和日常生活有着重要影响。因此，对化学反应来说，仅研究化学反应的方向是远远不够的，还需要关注化学反应的限度问题。那么，怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？
平衡常数可作为讨论平衡问题的总线索。依据平衡常数分析平衡移动,建立浓度商的概念,利用Q与K的相对大小可判断平衡移动的方向。
相对大小 移动方向 速率关系
Qv(逆)
Q=K 反应仍然处于化学平衡状态 v(正)=v(逆)
Q>K 平衡向逆反应方向移动 v(正)思考：化学反应中反应物的转化程度会受到哪些因素的影响呢？
1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律;（重点）
2.推测平衡移动方向及浓度、转化率等物理量的变化;（重难点）
3.理解勒·夏特列原理的内容并学会应用。
学习目标
学
填写导学案，预习5min
讲
一、化学平衡移动
1.定义
由于温度、压强或浓度的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程。
2.化学平衡移动的原因
反应条件的改变,使正、逆反应速率发生改变,平衡混合物中各组分的含量发生相应的改变。
思考：哪些因素会影响化学平衡状态？
温度、压强、浓度等。
问：如何改变？
二、温度对化学平衡的影响
实验原理 2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-57.2 kJ·mol-1
红棕色　　　无色
实验装置
实验现象
热水中红棕色加深;冰水中红棕色变浅
1、实验探究
将装有相同量的NO2和N2O4混合气体的两个球状容器分别浸入热水和冷水中,热水中的球状容器颜色变深,冷水中的球状容器颜色变浅，解释其原因。
提示：温度改变了化学平衡常数,导致平衡发生移动,出现颜色的变化。体系受热颜色加深,说明c(NO2)增大,即平衡向吸热反应方向移动;体系冷却颜色变浅,说明c(NO2)减小,即平衡向放热反应方向移动。
2.温度对化学平衡影响的解释
从化学平衡的影响因素和Q与K的关系角度分析,填写下表:
反应类型 温度变化 K值变化 Q与K的关系 平衡移动方向
放热反应 升温 减小 Q>K 逆向移动
降温 增大 Q吸热反应 升温 增大 Q降温 减小 Q>K 逆向移动
素能应用
典例1在某温度下,有反应ClF(g)+F2(g) ClF3(g)　ΔH=+268 kJ·mol-1,在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是(　　)
A.升高温度,K值不变,平衡向正反应方向移动
B.升高温度,平衡常数变小
C.升高温度,平衡向正反应方向移动,F2的转化率提高
D.降低温度,ClF3的产率提高
答案C
解析题给反应为吸热反应,升高温度时K值增大,平衡向右移动,F2的转化率提高,降低温度,平衡向左移动,ClF3的产率降低。
三、浓度对化学平衡的影响
浓度的改变导致浓度商Q的改变。
1.浓度对化学平衡影响的定量解释
在一定条件下,反应aA+bB cC+dD达到平衡状态,温度一定,平衡常数K为一定值。
浓度变化 Q值变化 Q与K的关系 平衡移动方向
增大反应物浓度 减小 Q减小反应产成物浓度 减小反应物浓度 增大 Q>K 向逆反应方向移动
增大反应产物浓度 （1）增大反应物浓度
0
v
t
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (正)
V’ (逆)
新平衡
增大反应物浓度
.V(正)突然增大，
V(逆)瞬间不变。
①
. V(正) > V(逆) 故：
平衡向正反应方向移动。
②
②. V(正) < V(逆) 故
平衡向逆反应方向移动。
①.V(正)瞬间不变、
V(逆)突然增大
新平衡
t
0
v
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (正)
V’ (逆)
增大生成物的浓度
(2)增大生成物浓度
2、浓度对平衡影响的图像解释：
①. V(正)突然减小、
V(逆)瞬间不变
②. V(正) < V(逆)
故平衡向逆反应方向移动。
(3).减少反应物浓度
0
v
t
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (正)
V’ (逆)
新平衡
减小反应物的浓度
①. V(逆)突然减小、
V(正)瞬间不变
②. V(逆) < V(正)
故平衡向正反应方向移动。
(4).减少生成物浓度
0
v
t
V(正)
V(逆)
原平衡
V’ (逆)
V’ (正)
新平衡
减小生成物的浓度
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度时，平衡向逆反应方向移动。
1.在其他条件不变的情况下，浓度对平衡移动的影响：
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度时，平衡向正反应方向移动。
2.当平衡体系中改变固体或纯液体的用量时，由于其浓度为常数，平
衡不移动。
典例2反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况下,不会使平衡发生移动的是(　　)
A.温度、容积不变,通入SO2气体
B.温度、容积不变,通入HCl气体
C.移走一部分NH4HS固体
D.容器体积不变,通入NH3
答案C
解析A项,SO2+2H2S==3S↓+2H2O,c平(H2S)减小,平衡右移;B项,HCl+NH3==NH4Cl,c平(NH3)减小,平衡右移;C项,NH4HS为固体,浓度视为常数,移走后平衡不移动;D项,通入NH3,c平(NH3)增大,平衡左移。
【微思考】工业生产过程中如何提高产率？
提示：及时将生成物从体系中移走。
【微思考】可逆反应达平衡,改变条件平衡向正方向移动,反应物转化率一定增大吗
提示：不一定。若有两种反应物,增大其中一种反应物的浓度,另一种反应物转化率增大,浓度增大的反应物的转化率减小。
四、压强对化学平衡的影响
上图是反应2NO2(g) N2O4(g)平衡体系的压强、透光率与时间关系的图像,你能用平衡移动的原理解释原因吗 (已知透光率与气体颜色有关,气体颜色越深,透光率越小)
NO2-N2O4体系体积变化过程中透光率的变化
提示压缩针筒时体系内压强增大,体积减小,气体颜色加深,透光率减小,但平衡会向正反应方向移动,所以透光率又会有所增大;拉伸针筒时体系压强又减小,气体颜色变浅,透光率增大,但平衡又会向逆反应方向移动,所以透光率又会有所减小。
1.压强对化学平衡影响的定量解释
在一定条件下,反应aA+bB cC+dD达到平衡状态,温度一定,平衡常数K为一定值[Δνg=(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)-(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)]。
压强与系数差变化 Q与K的关系 平衡移动方向
Δνg<0 增大压强 QΔνg>0 Q>K 气体物质系数减小的方向
结论:Δνg=0,改变压强,化学平衡状态不变;
Δνg≠0,增大压强,化学平衡向气态物质系数减小的方向移动。
2.以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)为例,分析压强的变化对平衡移动的影响
化学平衡 a+b>c+d a+bc+d
体系压强改变 加压 加压 减压 减压
平衡移动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动
速率变化 v(正)、v(逆)同时增大 v(正)、v(逆)同时增大 v(正)、v(逆)同时减小 v(正)、v(逆)同时减小
化学平衡 a+b>c+d a+bc+d
压强的改变导致体系中各成分浓度的变化,从而使平衡发生移动。
易错警示 化学平衡移动中浓度的“决定性”作用
(1)恒温、恒容条件:原平衡体系体系 总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
(2)恒温、恒压条件:
五、催化剂对化学平衡的影响
催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响。
六、勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,但不会抵消改变。
【微点拨】分析化学平衡移动问题的注意事项
(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能消除外界条件的变化。
(2)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
(4)对于缩小体积增大压强,不管平衡是否移动,体系中各成分的浓度均增大。
典例3对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)+nY(s) pZ(g)　ΔH<0,达化学平衡后,改变条件,下列表达不正确的是(　　)
A.增大压强,化学平衡不一定发生移动
B.通入氦气,化学平衡不一定发生移动
C.增加X或Y的物质的量,化学平衡一定发生移动
D.其他条件不变,升高温度,化学平衡一定发生移动
答案C
解析由于该反应前后气体体积变化不明确,故改变压强不能确定化学平衡是否移动,A项正确;恒容条件下充入氦气,没有改变平衡体系中各物质的浓度,平衡不移动,恒压条件下充入氦气,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,B项正确;由于Y为固体,改变其用量不影响化学平衡,C项不正确;该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,D项正确。
谢 谢 ！