第三节 化学平衡(广东省深圳市)

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名称 第三节 化学平衡(广东省深圳市)
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科目 化学
更新时间 2009-01-01 14:26:00

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课件18张PPT。2019年2月27日星期三第二章化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡
主要研究可逆反应的规律、程度(反应物的转化率)、反应条件的影响等。2019年2月27日星期三第三节 化学平衡
(第一课时)化学平衡的建立一、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。 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。2、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。开始:溶解速率 > 结晶速率一段时间后: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。3、溶解平衡的建立那么,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 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 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(一)、定义: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(二)、化学平衡状态的特征(3)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)(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。(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新    
的条件下建立新的平衡。(1)逆:可逆反应(三)、可逆反应达到化学平衡状态的标志(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(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
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(反应过程中)是否发生变化。若是则可;否则,不行。注意【例1】 在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)
2C(气)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. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态?重要题型:【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是(   )
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B【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )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 【例4】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【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是:①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2②⑧练 习(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 ( )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、等、动、定、变3、达到平衡状态的标志课件25张PPT。第三节 化学平衡
(第二课时)影响化学平衡的条件【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:




变——可逆反应(或可逆过程)
——V正 =V逆(不同的平衡对应不同的速率)
——动态平衡。达平衡后,正逆反应仍在进行(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,平衡发生改变定义: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条件改变建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆≠0′′一定时间(四)、化学平衡的移动
′′【思考与交流】有哪些条件能改变化学平衡呢?1、浓度对化学平衡的影响溶液橙色加深溶液黄色加深增大C(H+),平衡向逆反应方向移动减少C(H+),平衡向正反应方向移动(实验2-6)
FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl(血红色)A.加4滴饱和FeCl3溶液,B.加4滴1mol/L KSCN 溶液,(无色)(黄色)C.加少量0.01 1mol/L NaOH 溶液,有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅。红色加深。红色加深。结论:增大Fe3+、SCN -的浓度,平衡向正反应方向移动。 减少Fe3+的浓度,平衡向逆反应方向移动。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: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;注意:浓度对平衡的影响,图像具有连续性。为什么?
在其他条件不变时,①减小反应物的浓度。②增大生成物的浓度。③减小生成物的浓度。试画出速率-时间关系图,判断化学平衡的方向。
V(molL-1S-1)速率-时间关系图(1).结论:在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度(或减少生成物的浓度),平衡向正反应方向移动;
反之,增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度 ),平衡向逆反应方向移动。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。(2).意义:思考:
1、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?
增加氧气的浓度(3)、浓度对化学平衡移动的几个注意点①对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作一个常数,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。②只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是 生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。③反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。1、已知在氨水中存在下列平衡:NH3 + H2O NH3· H2O NH4+ + OH- (1)向氨水中加入MgCl2固体,平衡向 移动,
OH-浓度 ,NH4+浓度 。(2)向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,
此时溶液中浓度减小的粒子有 。(3)向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向 .移动,此时发生的现象是 。正反应方向减小增大正反应方向OH-、NH3·H2O、NH3逆反应方向有气体放出课堂练习2、可逆反应C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?①增大水蒸气浓度
②加入更多的碳
③增加H2浓度平衡正向移动,CO浓度增大平衡不移动,CO浓度不变平衡逆向移动,CO浓度减小 3、已知氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2O HCl+HClO。常温下,在一个体积为50mL的针筒内吸入40mL氯气后,再吸入10mL的水。写出针筒中可能观察到的现象。若将此针筒长时间放置,又可以看到何种变化?试用平衡的观点加以解释。2、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: 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‘正增大压强速率-时间关系图:注意:压强对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?压强对化学平衡的影响:aA(g)+bB(g) cC(g)速率-时间关系图 增大压强,体积减小,浓度同等程度增大,颜色变深,但平衡不移动.[注意] 对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对平衡无影响。 其他条件不变,增大压强,现象?平衡移动?思考速率-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此反应若是减小压强,图象如何?①对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对平衡无影响;
②平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动;
③压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变化)才能使平衡移动。大的大增、小的小增;大的大减、小的小减(3)、压强对化学平衡移动的几个注意点2NO2(g) N2O4(g)(2体积,红棕色)(1体积,无色)①当加压气体体积缩小时,混合气体颜色 , 是由于 ;
②当减压气体体积增大时,混合气体颜色 , 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压强对化学平衡的影响科学探究先变深,后又逐渐变浅先变浅,后又逐渐变深正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动 平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动。课堂练习课堂练习不移动逆向移动 压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变化)才能使平衡移动。3、一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:
m A (g) + n B (g) p C (g)达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来
的1/2,达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是( )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 B 课堂练习4.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课堂练习课件14张PPT。第三节 化学平衡
(第三课时)影响化学平衡的条件复习回忆1、浓度对化学平衡的影响?
2、压强对化学平衡的影响?3、温度对化学平衡的影响实验探究(实验2-7)
2NO2(g) N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)结论:在其它条件不变的情况下,升高温度,平衡向着吸热反应方向移动;降低温度,平衡向着放热反应方向移动。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‘正速率-时间关系图:注意:温度对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?温度对化学平衡的影响升温对吸热反应有利,降温对放热反应有利练习在高温下,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 )2HBr(g) H2(g) + Br2(g)催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率,所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但可以改变达到平衡所需要的时间。V正′= V逆′V正′= V逆′4、催化剂对化学平衡的影响向正反应方向移动向逆反应方向移动向体积缩小方向移动向体积增大方向移动向吸热方向移动向放热方向移动向减弱这种改变的方向移动反应物浓度减小反应物浓度增大体系压强减小体系压强增大体系温度减小体系温度增大减弱这种改变规
律改变一个条件[总结]改变反应条件时平衡移动的方向催化剂对化学平衡无影响,能缩短平衡到达的时间。如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。(1)适用范围适用于任何动态平衡体系(如:溶解平衡、电离平衡等),未平衡状态不能用此来分析。(2)适用条件一个能影响化学平衡的外界条件的变化(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,而不能消除外界条件的影响。勒夏特列原理(平衡移动原理)1、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 课堂练习CDDEBCA.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 课堂练习4、下列不能用勒夏特列原理解释的是( ) ①棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
②Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
③氯水宜保存在低温、避光条件下
④SO2催化氧化成SO3的反应,往往加入过量的空气
⑤打开易拉罐有大量气泡冒出
⑥加催化剂,使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气 课堂练习⑥5、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是
(A) 密闭、低温是存放氨水的必要条件 (B) 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 (C) 硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3的利用率
(D) 在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化D课堂练习6、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
① 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 ① ② (B) ② ⑤ (C) ③ ⑤ (D) ④ ⑥
B课堂练习课件20张PPT。等效平衡第三节 化学平衡
(第四课时)浓度/mol·L-1时间/s0.001.002.001.580.21浓度/mol·L-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间/sHIH2或I2从正反应开始从逆反应开始1molH2+1mol I22mol HI相当于在425℃时,在1L密闭容器中进行反应: H2+I2 2HI,达到平衡,分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征? 在一定条件下,可逆反应只要起始浓度相当,无论经过何种途径,但达到化学平衡时,只要同种物质的体积分数相同,这样的平衡称为等效平衡。(一)、等效平衡的概念三、等效平衡(二)、等效平衡条件探究一 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。恒温恒容? 恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的
判断方法是: 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。 归纳总结产生结果:各组分百分量、n、c均相同练习1某温度下,向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3,平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m,若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足:
(1)恒定T、V:
[1]若X=0,Y=0,则Z=-----------。
[2]若X=0.75,Y=----------,Z=----------。
[3]X、Y、Z应满足的一般条件是---------------。
2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1 , Y+3Z/2=3在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是( )A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI(1 1 0)(2 2 0)(2 2 0)(1 1 0)ABCD极限转化(三) 、等效平衡条件的探究二恒温恒容? 恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的 判断方法是: 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的物质的量比是否相等。归纳总结产生结果:各组分百分量相同,n、c同比例变化 练习2在固定体积的密闭容器内,加入2mol A、1mol B,发生反应:
A(气)+B(气) 2C(气)达 到平衡时,C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下,按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是
A.2mol C
B.3mol C
C.4mol A、2mol B
D.1mol A、2mol CCD 练习3在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:
?
达到平衡时, C的浓度为1.2mol/L 。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为1.2mol/L的是
A、0.3mol C+0.1mol D
B、1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D
C、3mol C+1mol D +1mol B
D、4mol A+2mol BB 在一定温度下,一个压强恒定的密闭容中发生反应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。?
(四)、等效平衡条件的探究三恒温恒压平衡状态 与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的物质的量比是否相等。恒温、恒压下等效平衡的
判断方法是: 归纳总结产生结果:各组分百分量、c相同,n同比例变化 练习4在一个1L的密闭容器中,加2molA 1molB ,发生下述反应:
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是
A、3mol C+1mol D
B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C
D、4mol A+2mol BABD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同比例变化练习5在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气) xC(气),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为( )
A、1 B、2 C、3 D、4BC﹏练习6恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(气)+B(气) C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,这时A的物质的量为

(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C物质的量为    mol。
(3)若开始时放入x molA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3a mol,则x= mol,y= mol。 3a(1-a)mol23-3a 练习7.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)   2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是
 A.均减半     B.均加倍
 C.均增加1mol  D.均减少1mol C课件20张PPT。第三节 化学平衡
(第五课时)化学平衡常数复习回忆平衡移动原理(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。密闭容器中mA(g)+nB(g) pC(g),反应达到平衡,经测定增大压强P时,A的转化率随P而变化的曲线如下图。则:
(1)增大压强,A的转化率____
平衡向 移动,
达到平衡后,混合物中C的浓度________。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是 , (3)当降低温度时,C的浓度减小,正反应是____热反应。增大m+n>p增大吸A的转化率P正反应方向课堂练习阅读课本:P29表格,你能得出什么结论? (一).定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称为该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。 由于该常数是以浓度幂之积的比值表示,故又称浓度平衡常数,用KC表示。四、化学平衡常数(符号为K)(二).数学表达式:(三).平衡常数的单位
  ∵浓度的单位为mol·L-1
∴K的单位为(mol·L-1)?n;1、化学平衡常数关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:
CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)
K=C(CO2)
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)
K=C(CO)/C(CO2)C(H2)(四)、书写平衡常数关系式的规则例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g)
K1 = 1.60 ? 10 ?5
1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)
K2 = 3.87 ? 10 ?2
? K1 ? K2 , K1 = K22
2、同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。3、多重平衡规则
若干方程式相加(减),则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1

2NO2 (g) N2O4 K2

2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1? K2
例2:
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K

C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2

K = K1/K2
1、平衡常数KC与温度有关,与浓度无关.由KC随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热反应。 若升高温度,KC 增大,正反应是吸热反应,;若升高温度,KC 减少,正反应是放热反应; 通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断可逆反应的正方向是放热反应.(五)、平衡常数的意义2、平衡常数KC值的大小,可推断反应进行的程度。
KC 值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;KC 值越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。 一般来说,反应的平衡常数KC≥105,认为正反应进行得较完全;KC ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)。3、在某温度下,某时刻反应是否达平衡,可用该时刻产物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商QC与KC比较大小来判断。(六)、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例1:合成氨的反应N2+3H2?2NH3在某温度下各物质的平衡浓度是:[N2]=3mol·L-1,
[H2]=9mol·L-1,[NH3] =4mol·L-1求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。
  
  解:①求平衡常数K
 Kc=[NH3]2/([N2][H2]3)=16/(3×93)=7.32×10-3
  ②求N2、H2的初始浓度。
  N2+3H2?2NH3
  反应1摩尔N2同时需3molH2生成2molNH3
     N2 + 3H2 ?  2NH3         平衡3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
  初始(3+2)  (9+6)   0
  即: 5   15    0
  答:K=7.32×10-3,初始[N2]、[H2]为5、15mol·L-1。 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:(七)、平衡转化率如:
CO+H2O?H2+CO2
  此反应在773K时平衡常数K=9,如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020mol·L-1求CO的转化率。
    CO + H2O ? H2+CO2        初始 0.02  0.02    0  0
 平衡时0.02-x 0.02-x x x
  K=[x/(0.02-x)]2=9
  x/(0.02-x)=3
  ∴x=0.015mol·L-1
  转化率=(0.015/0.020)×100%=75%
练 习1.在某温度下,可逆反应:
mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为K,下列说法正确的是(  )
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大.
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大.
C.K随反应物浓度改变而改变.
D.K随温度改变而改变.AD2.在一定体积密闭容器中,进行如下反应: CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g),
其平衡常数K和温度t的关系如下:
(1)k的表达式为:         
(2)该反应为    反应(“吸热”或“放热”)
  
          吸热练 习(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据(  )
A.容器中压强不变  
B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正=v(H2O)逆   D.c(CO2)=c(CO)   
(4)若c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此时温度为 . BC830 oC课件16张PPT。第三节 化学平衡
(第六课时)化学平衡图象五、化学平衡图象分析的一般方法:
一看面:
看清图象中横坐标和纵坐标的含义。
二看线:
弄清图象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。(一)、速率-时间图象(V-t图象)例1、判断下列图象中时间t2时可能发生了哪一种变化? 分析平衡移动情况。 (A) (B) (C)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(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,练习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B练习3.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( )C练习4、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+nq
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B、C练习: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)练习6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(ΔH<0)练习7化学反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g)+Q( ΔH<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( )?A、C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) △H<0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。