课件56张PPT。第二章 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、化学平衡问题产生的原因限度
吃饭、做事都会有限度问题。
有的化学反应也有限度问题。(1)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.特征
①可逆反应发生的条件________;
②反应________进行到底,反应物________实现完全转化;
③反应体系中,与化学反应有关的各种物质___________;
④能量类型的转化互逆,若正反应放热,则逆反应吸热。
相同不能 不能同时存在(2)正反应,逆反应正反应逆反应约定为从左向右的方向。约定为从右向左的方向。只论方向,不论反应物和生成物是什么物质。例:对这个反应来说正反应逆反应NH3和H2O合成为NH3·H2ONH3·H2O分解为NH3和H2ONH3 + H2ONH3·H2O例:对这个反应来说正反应逆反应NH3·H2O分解为NH3和H2ONH3和H2O合成为NH3·H2O(3)例:饱和溶液中溶质溶解过程在一定温度下,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!以胆矾溶解于水为例硫酸铜晶体饱和硫酸铜溶液固体
溶质溶液中
的溶质溶解结晶即: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?开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0 随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大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 在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO+H2O CO2+H2正反应速率逆反应速率相等时间速率正反应速率=逆反应速率二、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:可逆反应实质:正反应速率=逆反应速率标志:反应混合物中各组分的
浓度保持不变的状态2、化学平衡状态的特征(3)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。(2)等:正反应速率=逆反应速率(4)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。(1)逆:可逆反应;(6)同:条件相同,某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始,最终均可达到同一平衡状态。3、可逆反应达到化学平衡状态的标志(1)直接标志:
①正反应速率等于逆反应速率
②各组分的百分含量不随时间改变而改变
(2)间接标志:
①各组分的浓度不随时间改变而改变
②各物质的物质的量不随时间改变而改变
③各气体的压强不随时间改变而改变
④气体的颜色不随时间改变而改变
⑤气体的密度或平均相对分子质量不随时间改变而改变第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第2课时 影响化学平衡因素一、化学平衡的移动第一次达成化学平衡 V正 = V逆。外界条件改变时,V正≠V逆,平衡被打破,当V正1 = V逆1 时,第二次化学平衡建立0.40.800.120.060.18 N2 + 3 H2 == 2 NH30.120.340.620.120.340.620.040.020.060.160.320.56反应物变少,生成物变多。这样的情况就叫化学平衡向右发生了移动。二、影响化学平衡移动的因素A.加少量FeCl3——红色加深;B.加少量KSCN——红色也加深;思考:加少量NaOH溶液颜色有何变化。有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅1、浓度对化学平衡的影响据此现象,我们能得出的推论是:1、增加反应物浓度,化学平衡会向右移动。4、减少反应物浓度,化学平衡会向左移动。2、减少生成物浓度,化学平衡会向右移动。3、增加生成物浓度,化学平衡会向左移动。简述:化学平衡在改变条件时,会向浓度相对减少的方向移动。化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1浓度图像观察: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。意义:实验探究
2NO2(气) N2O4(气)
现象:(2体积,红棕色)(1体积,无色)2、压强对化学平衡的影响A.加压混和气体颜色先深后浅;B.减压混和气体颜色先浅后深。2NO2(气) N2O4(气)(2体积,红棕色)(1体积,无色)[讨论]
A:当加压气体体积缩小时,混和气体颜色先变深是由于① ,后又逐渐变浅是由于 ② ;
B:当减压气体体积增大时,混和气体颜色先变浅是由于① , 后又逐渐变深是由于 。 NO2浓度增大 NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动[结论]在其它条件不变的情况下:
A:增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;
B:减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
C:如果反应前后气体体积不变,那么增大压强或减小压强对平衡没有影响。C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)气体体积12向右的方向气体体积增大向左的方向气体体积减少在密闭容器中加入一定量C(g)和H2O(g)。达成第一次平衡后。1、增大容器体积,反应速率______,化学平衡______移动。
2、减小容器体积,反应速率______,化学平衡______移动。
3、保持体积不变,向容器中加入Ar气,反应速率______,化学平衡______移动。
4、保持压强不变,向容器中加入Ar气,反应速率______,化学平衡______移动。减小向右增大向左不变不会减小向右I2(g) + H2(g) 2HI(g)气体体积22反应前后气体体积不变在密闭容器中加入一定量HI(g)。达成第一次平衡后。1、增大容器体积,反应速率______,化学平衡______移动。
2、减小容器体积,反应速率______,化学平衡______移动。
3、保持体积不变,向容器中加入Ar气,反应速率______,化学平衡______移动。
4、保持压强不变,向容器中加入Ar气,反应速率______,化学平衡______移动。减小不会增大不会不变不会减小不会化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1压强图像观察:1)改变压强瞬间,正反应速率和逆反应速率会同时改变。2)改变压强瞬间,
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:
增大压强,新平衡速率大于旧平衡速率
减小压强,新平衡速率小于旧平衡速率(红棕色)(无色)[讨论]A:混和气体受热颜色变深,说明① ; ② 。
B:混和气体遇冷颜色变浅,说明① ; ② 。
NO2浓度增大 平衡向逆反应方向移动NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动3、温度对化学平衡的影响[结论]在其它条件不变的情况下:
A:温度升高,会使化学平衡向吸热反应方向移动;
B:温度降低,会使化学平衡向放热反应方向移动。向右的方向是吸热反应向左的方向是放热反应1、降低温度,反应速率______,化学平衡______移动。
2、升高温度,反应速率______,化学平衡______移动。减小向左增大向右在高温下,反应
(正反应为吸热反应)要使混合气体颜色加深,可采取的方法是A、减小压强B、缩小体积C、升高温度D、增大H2浓度( B C )练习:化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1化学平衡向左移动:因为t1时 V逆1 > V正1化学平衡向右移动:因为t1时 V正1 > V逆1温度图像观察:1)改变温度瞬间,正反应速率和逆反应速率会同时改变。2)改变温度瞬间,
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:
升高温度,新平衡速率大于旧平衡速率
降低温度,新平衡速率小于旧平衡速率催化剂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。4、催化剂对化学平衡的影响对任何一个平衡体系,采取下列措施一定引起平衡移动的是A、加入一种反应物B、增加体系的压强C、升高温度D、使用催化剂( C )练习:影响化学平衡的条件小结 勒沙特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒沙特列原理。
其中包含:
①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;
②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;
③平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。1、某一温度下,在一带有活塞的体积可变的密闭容器中,可逆反应:N2+3H2 2NH3达到平衡,若向活塞施加一定的压力,使容器体积减小,则下列叙述正确的是( ) ;若保持该容器的体积不变,向该平衡体系中充入氩气,则下列叙述正确的是( )DEBCA.υ正增大、υ逆减少B.υ正、υ逆均不变D.平衡向右移动E.υ正、υ逆均增大C.平衡不发生移动 【综合练习】2、对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是( )
A.? 提高反应物的平衡转化率
B.? 以同样程度改变正逆反应的速率
C.? 增大正反应速率,降低逆反应速率
D.? 改变平衡混合物的组成B第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第3课时 化学平衡常数化学平衡状态的建立平衡状态建立条件途径①可逆反应②封闭体系中③一定条件(温度、压强等)①加入反应物,从正向开始②加入生成物,从逆向开始③同时加入反应物和生成物,从正逆方向同时开始c(HI)2c(H2)·c(I2)K =分析上表的数据,可以得出以下结论: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,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号 K 表示cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)K =化学平衡常数K表示反应进行的程度
(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。
(2)K值不随浓度的改变而改变,但随着温度的改变而改变。
书写平衡常数应注意的几个问题:
①由于固体浓度和纯液体浓度为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。
②由于水的物质的量浓度为一常数(55.6 mol·L-1),因平衡常数已归并,书写时不必写出。
例1.在某温度下,将H2和I2各 0.10 mol 气态混合物充入 10 L 密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)= 0.0080 mol/L。
(1)求该反应的平衡常数。
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol。试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。解:(1)体积 :10 L,单位:mol/L0.0100.01000.00200.00200.00400.00800.00800.0040112c(HI)2c(H2)·c(I2)(0.0040)2(0.0080)·(0.0080)= 0.25解:(1)体积 :10 L,单位:mol/L.设H2浓度变化为x。0.0200.0200xx2x0.020-x0.020-x2x112c(HI)2c(H2)·c(I2)(2x)2(0.020-x)·(0.020-x)= 0.25解得 x = 0.0040mol/L,
则C(H2)= C(I2) = 0.016mol/L,C(HI)=0.0080mol/L解:(1)体积 :V L,单位:mol/L,设平衡时CO2物质的量为 x mol2.0/V10/V0x/Vx/Vx/V(2.0-x)/V(10-x)/Vx/V11110x/Vx/Vc(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)(x/V)2(2.0-x)/V·(10-x)/V= 1.0解得x = 1.66,
则CO的转化率为:C终/C起 = 1.66/2.0 = 83%