课件38张PPT。 影响化学平衡的条件
第三节 化学平衡(第二课时)项秋丽【复习】化学平衡状态的定义:(化学反应的限度)化学平衡的特征:
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。
逆等动定变定义: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 平衡1 不平衡 平衡2建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆≠0′′一定时间化学平衡的移动
′′浓 度温 度压 强催化剂【思考】 如何通过改变条件来打破旧平衡?可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,
建立新平衡。1、浓度对化学平衡的影响(P26)现象分析: Cr2O72- + H2O 2CrO42-+2H+
橙色 黄色增大c(H+)C(Cr2O72-)增大平衡逆向移动减小c(H+)C(CrO42-)增大平衡正向移动结论:增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动结论:减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动溶液橙色加深溶液黄色加深现象及分析增大c(Fe3+)增大c(SCN-)C[Fe(SCN)3)增大平衡正向移动结论:增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动减小c(Fe3+)C[Fe(SCN)3)减小平衡逆向移动结论:减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动Fe3+ + 3OH- 〓 Fe(OH)3↓
红色加深
红色加深
有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅
实验探究(P27实验2-6)浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动学与问:其他条件不变时,如果增大反应物浓度或减小生成物浓度,正、逆反应速率如何变化?平衡如何移动?正、逆反应速率变化与平衡移动有何关系 ?规律:增大反应物浓度V’正>V’逆平衡正向移动减小生成物浓度平衡正向移动V’正>V’逆V正增大生成物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正减小反应物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正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:在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可以提高价格较高原料的转化率,以降低生产成本练习:可逆反应H2O(g) + C(s) 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①平衡正向移动,CO浓度增大②平衡不移动,CO浓度不变③平衡逆向移动,CO浓度减小小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移动。2、温度对化学平衡的影响P28实验探究(实验2-7)
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)加深变浅温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下:
温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利规律:1、混和物受热时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;
2、混和物遇冷时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;增大?(吸)> ?(放)吸热反应减小?(吸)< ?(放)放热反应升高温度平衡向吸热方向移动降低温度平衡放热方向移动t1 化学平衡的移动,是由于外界条件的改变而引起V正≠ V逆【小结】[总结]改变反应条件时平衡移动的方向增大反应物浓度
减小生成物浓度
向正反应方向移动减小反应物浓度
增大生成物浓度向逆反应方向移动增 大 压 强向?的方向移动减 小 压 强向?的方向移动升 高 温 度向 吸热 反应方向移动向 放热 反应方向移动降 低 温 度速率-时间关系图:三、温度对化学平衡的影响:速率-时间关系图练习在高温下,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、保持容积不变,加入HBr(g) B、降低温度C、升高温度D、保持容积不变,加入H2(g)( A C )2HBr(g) H2(g) + Br2(g)在一定温度下的密闭容器中发生反应:
H2(g) + I2 (g) 2HI (g) (正反应放热 )
当反应达到平衡时将容器的温度升高,则V(正) 、
V(逆) ,混合气体的颜色 ,H2的转化率 ,混合气体的平均相对分子质量 。
6000C, 反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的实验数据2、压强对化学平衡的影响 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。2、压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体体积(n)有变化可逆反应思考: 改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响?二、压强对化学平衡的影响:aA(g)+bB(g) cC(g)速率-时间关系图2、压强对化学平衡的影响实验探究
2NO2(气) N2O4(气)
浓度压强对化学平衡的影响2.swf
现象:(2体积,红棕色)(1体积,无色)压强对化学平衡的影响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 ②
。
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2、压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体总体积相等的可逆反应,改变压强只改变化学反应速率,而对平衡无影响;2、压强对化学平衡的影响[注意] 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。练习: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?①2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
②H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
③H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)
④CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
⑤H2S(g) H2(g) + S(s)正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考:对于反应②和⑤,增大压强时,平衡没有移动,但正逆反应速率有无变化?如何变化?练习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但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则
下列说法正确的是 A、m + n > pB、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 )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】4、催化剂对于化学平衡的影响请用v-t图来表示催化剂对化学平衡的影响加入正催化剂加入负催化剂加入(正)催化剂能同等程度的加快反应速率,所以平衡不移动,但能缩短达到平衡的时间。规律:5、勒夏特列原理定义:化学平衡总是朝着能减弱外界条件影响的方向移动,但结果却不能完全抵消外界条件的影响。课件22张PPT。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 ( )注意(1)对于反应前后的气体物质的
分子总数不相等的可逆反应(如
2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量
是否随着时间的改变而改变来判断是
否达到平衡。(2)对于反应前后气体物质的分子数
相等的可逆反应:
(如H2+I2(g) 2HI),不能用此标志
判断平衡是否到达,因为在此反应过
程中,气体的总压、总体积、总物质
的量都不随时间的改变而改变。(3)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。2.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1:3:2:2
A.②⑧ B.②⑤⑧ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑧A定义:可逆反应中,旧化学平衡被破坏,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′′一定时间二、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(P28)溶液橙色加深溶液黄色加深实验探究(P29实验2-6)
FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
现象:溶液变成红色(血红色)A.加少量FeCl3的红色加深;B.加少量KSCN的红色也加深;(无色)(黄色)(无色)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
实验结论:在其他条件不变时,
增大反应物或减小生成物的浓度
化学平衡向正反应方向移动
减小反应物或增大生成物的浓度
化学平衡向逆反应方向移动向右移动向左移动原因分析:运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识,解释浓度对化学平衡的影响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
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。④改变浓度后,速率-时间图象是连续的。2、温度对化学平衡的影响P30实验探究(实验2-7)
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)混和气体受热颜色变深;遇冷颜色变浅。现象:[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[结论]在其它条件不变的情况下:
A:温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
B:温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。[分析]A:混合物受热时,速率均增大,但?(吸)> ?(放) ,故平衡
向吸热反应方向移动;
B:混合物遇冷,速率均减少,但?(吸)< ?(放) ,故平衡
向放热反应方向移动;其他条件不变时,若正反应为放热反应,能否画出温度升高时的v-t图象?t2V”正 = V”逆V’逆V‘正升高温度(正反应是放热反应)速率-时间关系图:2NO2 N2O4注意:温度对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?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)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:注意:压强对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?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。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。课件18张PPT。化学平衡图像题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。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,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小结:(1)先拐先平
(2)定一议二例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注意:纵坐标表示反应物A的百分含量!!!例5: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6: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)例7:如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g) △H。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△H>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) 1.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2、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B、C3、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 (△H<0)4、化学反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g)( △H<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。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? B、C解题技巧: 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。解题原则:(1)先拐先平
(2)定一议二课件14张PPT。等 效 平 衡等效平衡: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。在同温同压下达到下述三个平衡 起始: 2mol 1mol 0
Δt内改变:2amol amol 2amol
t时后: (2-2a)mol (1-a)mol 2amol
t1时刻后平衡:xmol ymol zmol(1):起始等效,建立全等平衡状态分析:在同温同体积密闭容器中,起始时加入
(1)2molSO2+1molO2 (2) (2-2a)molSO2+(1-a)molO2+2amolSO3 达到平衡时所建立平衡全等 起始: 2mol 1mol 0
平衡时物质的量:xmol ymol zmol
平衡时体积分数: a% b% c%
若起始: 4mol 2mol 04mol SO2
2mol O2SO2
2xmol
O2
2ymol
SO3
2zmol(2)恒温恒压下,按倍数加料形成相似平衡等效平衡问题1.5a00.52g-8m(g-3m)a 起始: 2mol 1mol 0
平衡时物质的量:xmol ymol zmol
平衡时体积分数: a% b% c%
若起始: 4mol 2mol 0SO2 a%
O2 b%
SO3 c%(3)恒温恒容下,SO2 O2 SO3 >c%△n(g)≠0不等效加料建立不等效平衡(此为放缩法) 若起始: 2mol 2mol 0 起始: 1mol 1mol 0
平衡时物质的量:xmol ymol zmol
平衡时体积分数: a% b% c%H2 a%
I2 b%
HI c%(3)恒温恒容下,△n(g)=0按倍数加料形成等效平衡等效平衡小结等效平衡问题1.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应:
2A(气) + B(气) 3C(气) + D(气)
达到平衡时,C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是( )
A. 4molA+2molB
B. 2molA+1molB+3molC+1molD
C. 3molC+1molD+1molB
D. 3molC+1molDD2、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 CAB3.在一恒容的容器中充入2 mol A和1 mol B,发生反应2 A(g) + B(g) x C(g),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器中的容积和温度不变,按起始物质的量:A为0.6 mol,B为0.3 mol,C为1.4 mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x的值为 ( )
A .只能为2 B.只能为3
C.可能是2,也可能是3
D.无法确定C4、在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:
3A(气)+2B(气) xC(气)+yD(气)
达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度压强不变,将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则X,Y的值分别为( )
A x=3 y=1 B x=4 y=1
C x=5 y =1 D x=10 y=2 ﹏CDN2 + 3H2 2NH3mgxm+ x/2g +3x/20:g - 4m==x/2x==2g-8mm+ x/2==m+ x/2m+ (2g-8m)/2==g - 3m课件17张PPT。等效平衡问题解题思路及应用
在一定条件下,可逆反应只要起始浓度相当,则达到平衡后,任何相同组分的体积分数(或物质的量分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。 定温、定容或
定温、定压1.等效平衡的含义转化成同一边的物质,相等或成比例
I类:对于一般的可逆反应,通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效(等同)。2.等效平衡的分类Ⅱ类:m+m=p+q,通过化学计量数比换算成同一边物质的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效。 Ⅲ类:换算成平衡式同一边物质的物质的量与原平衡比例相同,则达平衡后与原平衡等效。 (2)定T、定p下(1)定温(T)、定容(V)mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)例1:例2:例3:例4:例5:例1. 在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应 ,达到平衡时,C的浓度为cmol/L,若维持容器的容积和温度不变,按下列4种配比作为起始物质,达到平衡时,C的浓度仍为cmol/L的是( )。A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD 例2:在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应2A(g)+B(g)≒xC(g), 达到平衡后,C的体积分数为m%。若维持容器容积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量,达到平衡后,C的体积分数仍为m%。则x的值可能为( )
A、1 B、2
C、3 D、4 例3:在等温、等容条件下有下列反应:2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡:
Ⅰ、A和B的起始浓度均为2mol/L;Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是( ) A、Ⅰ和Ⅱ两途径达到平衡时,体系内混合气体的体积分数相同B、Ⅰ和Ⅱ两途径达到平衡时,体系内混合气体的体积分数不同C、达平衡时,Ⅰ途径的反应速率等于Ⅱ途径的反应速率 D、达平衡时,Ⅰ途径混合气体密度为Ⅱ途径混合气体密度的1/2 例4:在一定温度、压强下,在容积可变的密闭容器内充有1molA和1molB,此时容积为VL,保持恒温恒压,使反应:A(g)+B(g)≒C(g)达到平衡时,C的体积分数为40%,试回答下列问题: 欲使温度和压强在上述条件下恒定不变,在密闭容器内充入2molA和2molB,则反应达到平衡时容器的容积为 ,C的体积分数为 。
例5:在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)≒xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值可能为( ) A、x=3、y=1 B、x=4、y=1 C、x=5、y=1 D、x=2、y=3
三、等效平衡的解题思路
1、步骤
2、起始浓度相当的判断
(1)同T同V下
A、对于反应前后气体体积发生变化的反应来说:
B、对于反应前后气体体积没有变化的反应来说:
(2)同T同P(即体积可变化)下等效转化后,投料成比例。等效转化后,投料成比例。等效转化后,投料相同。(1)进行等效转化;(2)判断起始浓度是否相当小结:
有效平衡也可分为两种情况:
1、对于任何可逆反应,不管两边气体系数和是否相等,换算后,物质的量与原投料相同,则二平衡等同(也等效)。
2、对于反应前后气体体积不变的可逆反应(气体系数和相等),在定温、定容或定温、定压条件下,换算后与原投料成比例则二平衡等效(不一定等同)。 1:在一定温度下,把2molSO2 和1mo1O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2 +O2 2 SO3 ,一段时间后达到化学平衡状态。 现保持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2 、O2和SO3的物质的量(mol)。如a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。 请填写下列空白: (1)若a=0,b=0,则c= 。 (2)若a=0.5,则b= 和C= 。 (3)a、b、c必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): 、 。20.251.5a+c=22b+c=2四、等效平衡的应用将1mol SO2和1mol O2通入密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡,平衡体系中有SO3 0.3mol,此时若移走0.5mol O2和0.5 mol SO2,则反应达到新平衡时SO3的物质的量为( )
A? 0.3mol??? B? 0.15mol???
C? 小于0.15mol??? D? 大于0.15mol,小于0.3mol 应用3:在密闭容器中进行如下反应:N2+3H2 2NH3+Q,若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则产生的结果是( ) (1)平衡不发生移动
(2)平衡沿着正反应方向移动(3)平衡沿着逆反应方向移动
(4)NH3的质量分数增加(5)正逆反应速率都增大
A.(1)(5)? B.(1)(2)(5) ????
C.(3)(5) ??? ??D.(2)(4)(5)应用2: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、2 mol和4 mol。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1 mol ?? ? D.均减少1 mol 应用4:在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应,
N2(气)+3H2(气) 2NH3(气),已知加入1mol N2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3,在相同条件下,且保持平衡时各组分的百分含量不变,填写表中空白:1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a应用5:(一)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: A(g)+B(g) C(g)应用6:(1)若开始时放入1molA+1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为________mol。
(二)若维持温度不变,在一个与(一)反应前起始体积相同,且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较_______(选填一个编号)。
(甲)a> b (乙)a<b
(丙)a =b (丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是______________________。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为_________mol。
(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别为ymol和3amol,则x=_______mol,y=_______mol。平衡时,B的物质的量 (选填一个编号)。
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是_________。在相同容积的4个密闭器中进行同一种可逆反应,2A(g)+B(g) ?? ? 3C(g)+2D(g),起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示各容器所盛物质的量在相同温度下,建立平衡时,4个容器中A或B的转化率的大小关系是( ) A.A的转化率为:甲<丙<乙<丁???
B.A的转化率为:甲<乙<丙<丁 C.B的转化率为:甲>丙>乙>丁???
D.B的转化率为:丁>乙>丙>甲应用7:课件16张PPT。 合成氨条件的选择一、合成氨的适宜条件的选择
—化学反应速率和化学平衡知识的运用
选择适宜条件的依据、思路和方法: 合成氨的反应原理(方程式):
N2+3H2 2NH3(放热反应) 这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应。 请思考这个反应的特点? 工业上合成氨,主要要考虑哪些因素? 根据化学反应速率的有关知识,思考:
————————,——————,———————— , 都可以使合成氨的化学反应速率增大。 增大压强 升高温度 使用催化剂 经济效益和社会效益:
速度要快,原料的利用率要高,单位时间的产量要高。另外还要考虑生产中的消耗能源,原料,设备条件等因素。 根据化学平衡的知识请思考:要增大平衡体系中氨的含量、增大原料的转化率可以采用哪些方法? 增大压强,降低温度,减小生成物的浓度都可以提高原料的转化率。 下面请综合以上两方面的因素,并结合实际情况讨论实际生产中对压强、温度、浓度等条件的选择。 N2+3H2 2NH3(放热反应)
1、压强怎么选? 分析:①合成氨反应是体积缩小的气体反应,增大压强既可以增大反应速率,又能提高平衡混合物中氨的含量,所以理论上压强越大越好。
②但是压强越大,对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大,因此压强也不宜过高。 综合以上两点,实际生产中压强一般选择在20MPa---50MPa之间。 2、温度怎么选择? ①因为正反应方向是放热的反应,所以降低温度有利于提高平衡混合物中氨的含量。
②可是温度越低,反应速率越小,达到平衡所需要的时间越长,因此温度也不宜太低。
催化剂要在一定温度下效果最好。 综合以上因素,实际生产中温度一般选择在500℃(主要考虑催化剂的活性)左右。 3、用不用催化剂? 使用催化剂能否提高合成氨的转化率?
使用催化剂对反应速率有何影响? 实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂(铁触媒),它在500℃时活性较高。 4、浓度怎么定?H2和N2的比例怎么定? 增大反应物的浓度可以增大反应速率,减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。因此可以用保持一定的氮、氢浓度,减少氨气的浓度的方法,提高合成氨的效率和产量。 实际生产中的处理方法:及时将气态氨冷却液化而分离出去;及时补充氮气和氢气,使其保持一定的浓度。 举例:在合成氨工业中,为增加氨气的日产量,在实现此目的的过程中与平衡移动无关的是
( A)不断将氨分离出来
(B) 使用催化剂
(C) 采用500℃的高温
(D)采用20-50Mp的压强二、合成氨工业简介:
1、合成氨工业的流程
原料气的制取—净化—压缩—合成—分离—液氨 N2 H2 原料气的制取 N2:液化空气,蒸发分离出氮气 H2:用水和燃料在高温下制取。如:C + H2O(g) CO+H2,
CO+H2O(g) CO2+H2 思考:1mol C能制取多少氢气? 2、氨的合成: (1)主要设备:合成塔 (2)反应原理:N2+3H2 2NH3 高温高压催化剂 三、设想合成氨的发展前景氮的固定:把游离态氮转化为化合态氮的过程。①人工固氮(化学固氮):成本高、转化率低、效率低。②生物固氮(根瘤菌):常温常压、成本低、转化率高。⑴新型催化剂催化合成⑵化学模拟生物固氮[课堂练习] 1、有平衡体系CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (g) △H<0 ,为了
增加CH3OH的产量,应该采取的措施是 ( )。 A、高温、高压 B、适宜的温度、高压、催化剂
C、低温、低压 D、高温、高压、催化剂B 3、能正确反应出:N2 ( g ) +3H2 ( g ) 2NH3 ( g ) △H<0的关系的是( )。ABCDD4、牙齿表面由一层坚硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-,进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是_________________________,已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面矿化产物更小,质地更坚固。请用离子方程式表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因________________________________________。5、氯化铜溶液为淡蓝色,当加入浓盐酸后,溶液就会变成黄绿色,这种颜色变化是由下列可逆反应引起的:
[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O
下列方法能使溶液变成淡蓝色的是( )
A、加蒸馏水 B、加AgNO3溶液
C、加NaCl溶液 D、加盐酸AB4、答案(1)有机酸与OH-中和,使平衡向脱矿方向移动。
(2)F-+Ca5(PO4)3OH Ca5(PO4)3F+OH-5、 解析:溶液变成淡蓝色,是由于平衡向左移动,移向生成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+一方。当加水时,既可看做增加了生成物之一水的量,又可看做对[Cu(H2O)4]2+和Cl-浓度起降低影响大的一方;加入Ag-NO3溶液,Ag++Cl- AgCl↓,使反应物一方的Cl-浓度在平衡体系中减小,平衡移向浓度减小的一方。因此,A、B是正确的。 答案:A、B6、合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:
[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO △H<0(1)必须除去原料气中CO的原因是_______。
(2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件应是_______。
(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件应是______。解析:分析吸收CO反应的特点:正反应是气体体积缩小的放热反应,对于这样一个可逆反应,用化学平衡原理及有关知识可做如下解答:(1)除CO的原因是防止合成塔中的催化剂中毒;(2)吸收CO的适宜条件应选择:低温、高压;(3)醋酸铜氨再生生产的适宜条件是:高温低压。课件38张PPT。第三节 化学平衡复习回顾什么叫可逆反应
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:
1、同一条件下
2、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。一、可逆反应与不可逆反应即: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相等,且不再变化 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 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。前提(适用范围):可逆反应内在本质:v(正)= v(逆) ≠0外在标志:反应混合物中各组分
的浓度保持不变注意三点(1)定义(2)、特征(1)动:动态平衡(v(正)= v(逆) ≠0)(2)等:v(正)= v(逆) (3)定:反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。浓 度温 度压 强催化剂可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,
建立新平衡。【思考】 如何通过改变条件来打破旧平衡?1、浓度对化学平衡的影响(P26)现象分析: Cr2O72- + H2O 2CrO42-+2H+
橙色 黄色增大c(H+)C(Cr2O72-)增大平衡逆向移动减小c(H+)平衡正向移动结论:增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动结论:减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动溶液黄色加深C(CrO42-)增大溶液橙色加深增大c(Fe3+)增大c(SCN-)C[Fe(SCN)3)增大平衡正向移动Fe3+ + 3OH- 〓 Fe(OH)3↓
实验2-6结论:增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动结论:减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动红色加深
红色加深
有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅
减小c(Fe3+)C[Fe(SCN)3)减小平衡逆向移动现象及分析浓度对化学平衡的影响在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动学与问:其他条件不变时,如果增大反应物浓度或减小生成物浓度,正、逆反应速率如何变化?平衡如何移动?正、逆反应速率变化与平衡移动有何关系 ?规律:增大反应物浓度V’正>V’逆平衡正向移动速率~时间图:横坐标表示时间 纵坐标表示速率减小生成物浓度平衡正向移动V’正>V’逆V正增大生成物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正减小反应物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正速率-时间关系图: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:在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可以提高价格较高原料的转化率,以降低生产成本练习:可逆反应H2O(g) + C(s) 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①平衡正向移动,CO浓度增大②平衡不移动,CO浓度不变③平衡逆向移动,CO浓度减小小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移动。2、温度对化学平衡的影响P28实验探究(实验2-7)
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)加深变浅1、混和物受热时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;
2、混和物遇冷时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;增大?(吸)> ?(放)吸热反应减小?(吸)< ?(放)放热反应温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下:
温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利规律:升高温度平衡向吸热方向移动降低温度平衡放热方向移动t12、温度对化学平衡的影响:速率-时间关系图练习在高温下,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、保持容积不变,加入HBr(g) B、降低温度C、升高温度D、保持容积不变,加入H2(g)( A C )2HBr(g) H2(g) + Br2(g)[总结]改变反应条件时平衡移动的方向增大反应物浓度
减小生成物浓度
向正反应方向移动减小反应物浓度
增大生成物浓度向逆反应方向移动增 大 压 强向?的方向移动减 小 压 强向?的方向移动升 高 温 度向 吸热 反应方向移动向 放热 反应方向移动降 低 温 度6000C, 反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的实验数据3、压强对化学平衡的影响 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。3、压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体体积(n)有变化可逆反应思考: 改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响?aA(g)+bB(g) cC(g)速率-时间关系图规律:对于反应前后气体总体积相等的可逆反应,改变压强只改变化学反应速率,而对平衡无影响;练习: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?①2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
②H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
③H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)
④CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
⑤H2S(g) H2(g) + S(s)正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考:对于反应②和⑤,增大压强时,平衡没有移动,但正逆反应速率有无变化?如何变化?4、催化剂对于化学平衡的影响请用v-t图来表示催化剂对化学平衡的影响加入正催化剂加入负催化剂勒夏特列原理定义:化学平衡总是朝着能减弱外界条件影响的方向移动,但结果却不能完全抵消外界条件的影响。加入(正)催化剂能同等程度的加快反应速率,所以平衡不移动,但能缩短达到平衡的时间。规律: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】练习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但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则
下列说法正确的是 A、m + n > pB、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 )课件17张PPT。N2+3H2 2NH3等效平衡在化学平衡中的应用如何理解“等效平衡”?? 达到平衡时,反应混合物中各组成成分的含量(体积分数、物质的量分数等)相等。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+1molI22molHI相当于例题 等效平衡 达到平衡时反应混合物中各组成成分的含量决定于什么条件?相同物质的起始浓度、压强、温度?等效平衡的条件是什么?? 保持同一物质相同的起始浓度、压强、温度请总结等温等容条件下等效平衡的条件。等温等容条件下等效平衡的条件等温等容条件下等效平衡的条件等温等容条件下等效平衡的条件 把不同的起始状态,通过化学方程式中的计量数,换算成同一边物质(反应物一边或生成物一边),相同物质物质的量相等.
2V2molSO2 1molO24molSO2 2molO2 达平衡后两个容器中各组分的_____、_________分别相等,但 _________ 不相等。模型浓度百分含量 物质的量 2V等温等压条件下等效平衡的条件相同物质的起始物质的量之比相等等温等压条件下等效平衡的条件 把不同的起始状态,通过化学方程式中的计量数,换算成同一边物质(反应物一边或生成物一边),如果各反应物或生成物的_____________相同,则是等效平衡。判断方法物质的量之比BD请总结反应前后气体计量数之和相等反应的等效平衡条件。B反应前后气体计量数之和相等
反应的等效平衡条件反应前后气体计量数之和相等的反应等效平衡的条件相同物质的起始物质的量之比相等反应前后气体计量数之和相等
反应的等效平衡条件 把不同的起始状态,通过化学方程式中的计量数,换算成同一边物质(反应物一边或生成物一边),如果各反应物或生成物的_______________相同,则是等效平衡。判断方法物质的量之比相同起始物质的物质的量之比相等BCBD1-a3aD达到平衡的过程中反应的方向不能确定。a/(2-a) 在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应:H2(g)十 Br2(g) 2HBr(g) 已知加入lmolH2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项)在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号①一③的状态,填写表中的空白。 2a00.52g-4m(g-m)a课件15张PPT。三、化学平衡常数——化学平衡的特征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。通过分析实验数据得出:
1、温度不变时, 为常数 用K表示;
2、常数K与反应的起始浓度大小无关;
3、常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。其它平衡体系的数据进行分析,都有类似的关系。 (1)、 在一定温度时,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,这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。注意:
反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中!2、平衡常数K值的大小,可推断反应进行的程度。
K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;K值越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。1、平衡常数K与温度有关,与浓度无关,由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减少;3、反应的平衡常数与反应可能进行的程度。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)。4、 K的表达式和数值与方程式的具体写法有关。 通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断
上可逆反应的正方向是放热反应. 对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系,在计算中注意:(2)生成物:平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: [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: [A]=c0(A) - △c(A)(2)、与平衡常数有关的计算(3)、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:(a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率注:温度一定时,对于一个化学反应,平衡常数虽然一定,但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。(b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数(c)知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。将根据B、C组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率(α),分析结果,得出什么结论?0.675