【精品课件】人教版高中化学选修4第二章第三节,化学平衡（18级用）

第二章第三节化学平衡 一 化学平衡状态1 研究对象 可逆反应 在相同条件下 既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应 温故知新 判断方法 两同 特点 反应不能进行到底 即转化率 1 表示符号 注意 任何反应在一定条件下均有一定程度的可逆性 实验 向饱和CuSO4溶液中加入胆矾CuS18O4 5H2O 饱和CuSO4溶液 例如 在一定条件下 把1molN2和3molH2充入某密闭容器中 2 化学平衡的建立 一 化学平衡状态1 可逆反应 在相同条件下 既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应 采用 连接 2 化学平衡的建立 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 3 化学平衡状态一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应的速率相等 体系中各物质的物质的量或浓度保持恒定的状态叫化学平衡状态 简称为化学平衡 t V V 正 V 逆 4 化学平衡的特征 1 逆 研究的对象是可逆反应 2 等 v 正 v 逆 3 动 是一种动态平衡 此时反应并未停止 4 定 当可逆反应达到平衡时 各组分的质量 或浓度 为一定值 5 变 若外界条件改变 平衡可能发生改变 并在新条件下建立新的平衡 专题一 可逆反应达到化学平衡状态的标志1 判断依据 1 v 正 v 逆 v 正 v 逆 的具体含义 单位时间内某一物质的消耗量 增加量 生成量 对于同一物质 对于不同物质 A 都是反应物或都是生物物B 一个反应物 另一个是生成物 2 反应混合物中各浓度保持不变 拓展 混合物的总质量 一般考查混合气体的总质量 混合物的总物质的量 一般考查混合气体的总物质的量 混合气体的总压强 混合气体的总体积 混合气体的密度 特别注意弄清是恒容或恒压时的V 容积 混合气体的平均相对分子质量 注意所有物理量只针对气体 混合气体中各组分质量 物质的量 体积 百分含量 H或体系温度 溶液中进行的反应的pH pH lgc H 颜色 溶液颜色 气体颜色 常见的五种典型反应 1 反应物 产物均为气体且 n g 0 例 N2 g 3H2 g 2NH3 g 2 反应物 产物均为气体且 n g 0 例 H2 g I2 g 2HI g 3 反应物或产物有固体 例 3Fe s 4H2O g Fe3O4 s 4H2 g C s H2O g CO g H2 g 5 在溶液中进行的反应 课本P26 Cr2O72 H2O2CrO42 2H 4 固体的分解 例 NH4 2CO32NH3 CO2 H2O 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amolA 同时 生成3amolB A B C D的分子数之比为1 3 2 2A B C D 例1 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 C的生成速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA 同时生成3amolB A B C的浓度不再变化A A B C的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 A 反应速率v H2 v I2 1 2v HI 一个H H键断裂的同时有两个H I键断裂 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 例2 H2 g I2 g 2HI g 达到平衡状态标志是 c H2 c I2 c HI 时 c H2 c I2 c HI 1 1 2时 c H2 c I2 c HI 不再随时间而改变 单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI 单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2 2 平衡移动方向的判断 若条件变化引起v正 v逆 平衡向正反应方向移动 若条件变化引起v正 v逆 平衡向逆反应方向移动 若外界条件变化引起v正 v逆 旧平衡未被破坏 平衡不移动 二 影响化学平衡移动的因素1 化学平衡状态的移动 1 定义 通过改变反应条件 而使平衡状态发生变化的现象 叫平衡移动 2 影响化学平衡移动的因素 1 浓度的影响 实验2 5 Cr2O72 橙色 H2OCrO42 黄色 2H 结论 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 平衡向逆反应方向移动 分析 增加反应物的浓度 V正 V逆 平衡向右方向移动 V 正 V 逆 V 逆 V 正 平衡状态 速率 时间关系图 V 逆 V 正 平衡状态 2 温度对化学平衡的影响 实验2 7 2NO2 红棕色 N2O4 无色 H 57kJ mol 结论 其他条件不变时 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 3 速率 时间关系图 2NO2N2O4 H 0 V正 V逆 V正 V逆 t1 t V 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 升高温度 V正 V逆 V正 V逆 t1 t V 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 降低温度 3 压强的影响 2 总结 其他条件不变时 增压 会使平衡向着气体分子数减小的方向移动 减压 会使平衡向着气体分子数增大的方向移动 1 前提条件 反应体系中有气体参加且反应前后总体积发生改变 aA g bB g cC g dD g a b c d V 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 增大压强 3 速率 时间关系图 aA g bB g cC g dD g a b c d V 0 t2 V 正 V 逆 V 逆 V 正 减小压强 4 特殊情况 1 恒温 恒容充入与反应无关气体平衡不移动 2 恒温 恒压充入与反应无关气体 平衡向气体分子数增多的方向移动 总结 影响化学平衡的条件 例5 对于任何一个化学平衡体系 采取以下措施 一定会使平衡发生移动的是 A 加入一种反应物B 增大体系的压强C 升高温度D 使用催化剂 3 勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一 如 温度 压强以及参加反应的化学物质的浓度 平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动 说明 1 此原理只适用于已达平衡的体系 2 平衡移动方向与条件改变方向相反 如 增大浓度 平衡移向减小这种浓度的方向 增大压强 向减小压强方向移动 3 减弱 的含义 平衡移动后结果变化的方向不变 但程度减小 例如增加反应物浓度平衡移动后该反应物浓度仍增加 只是增加的程度比没有平衡移动时要小 恒温时 以固定容积的容器内发生如下反应 2NO2 g N2O4 g 达平衡时 再向容器内通入一定量的NO2 g 重新达到平衡后 与第一次平衡相比NO2的体积分数A 不变B 增大C 减小 析 在恒温时 在另一个与原平衡一样的固定容积的容器内 加入等物质的量的NO2 达到平衡时 两个平衡是完全相同的等效平衡 然后把两个固定容积压缩成一个固定容积 此时平衡应向气体体积缩小方向移动 所以重新达到平衡后 与第一次平衡相比NO2的体积分数减小 在N2O42NO2的平衡体系中 增大N2O4的浓度 则NO2和N2O4的物质的量之比可能 A 增大B 减小C 不变D 增大也可能减小 用平衡常数解决 K c NO2 2 c N2O4 增加N2O4的浓度 而K不变 因此NO2的浓度也必须增大 把上面式子变形 c NO2 c N2O4 c NO2 K 已知c NO2 浓度变大 那么c NO2 c N2O4 必须变小 才能保证K不变 因此NO2和N2O4的物质的量之比应该变小 答案为B 在N2O42NO2积不变的平衡体系中 增大NO2的浓度 则NO2和N2O4物质的量的比值 NO2 N2O4 A 增大B 减小C 不变D 不一定 该体系中 增大NO2的浓度最后的效果是增大体系压强 因此可以直接分析将原平衡体系直接加压的情况 加压后 NO2向N2O4转化 故 NO2 N2O4 减小 NO2与N2O4平衡问题2NO2 g N2O4 g 1 恒温 恒容的条件下 达到平衡后 若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体 可视为加压 平衡都向右移动 达到新平衡时NO2的转化率都增大 N2O4的转化率将减小 NO2体积分数减小 N2O4体积分数增大 混合气体相对分子质量增大 2 压强减小 容器体积会扩大 不管平衡是否移动 向何方向移动 平衡体系中各物质的浓度都会减小 由于气体质量不变 所以密度减小 3 容器体积不变 充入 惰气 各组分的物质的量不变 容器体积不变 故各组分浓度均无改变 平衡不发生移动 4 保持压强不变 充入 惰气 容器容积增大 参加反应的各组分浓度减小 参加反应的各组分的总压强减小 平衡向气体体积增大的方向移动 H2 I2与HI的平衡问题2HI g H2 g I2 g 1 平衡不移动 增压或减压 任意增加或减少改变HI的量 按物质的量1 1改变H2与I2的量 2 平衡移动 升温或降温 不按按物质的量1 1改变H2与I2的量 规律2 看变化趋势分清正反应和逆反应 分清浓度 压强 温度 加催化剂等变化 分清 突变 和 渐变 看图 说出反应起始时是从正反应 还是从逆反应开始 然后是改变什么条件 化学平衡向什么方向移动 二 速度 时间图 1 已知引起平衡移动的因素 判断反应是吸热或放热 反应前后气体体积的变化 2 已知反应 判断引起平衡移动的因素 三 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 对于反应mA g nB g pC g qD g 规律3 先拐先平 数值大 例2 对于反应mA g nB g pC g qD g 在化学平衡图象中 先出现拐点的反应则先达到平衡 先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大 四 某物质的转化率 或百分含量 温度 或压强 图 对于反应mA g nB g pC g qD g 规律4 定一议二 在化学平衡图象中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的三个量 确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系 确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系