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文档简介

1、新课标人教版选修四新课标人教版选修四第三节化学平衡第三节化学平衡(第二课时(第二课时-平衡移动)平衡移动)如何判断可逆反应如何判断可逆反应达到平衡状态?达到平衡状态?复习复习速率:速率:v正正=v逆逆(即任何一种物质的生成速率等于(即任何一种物质的生成速率等于 其消耗速率)其消耗速率)各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变直直接接3、可逆反应达到化学平衡状态的标志、可逆反应达到化学平衡状态的标志(2)间接标志:间接标志: 各各成成分的分的百分组成百分组成不随时间改变而改变不随时间改变而改变 各物质的各物质的物质的量物质的量不随时间改变而改变不随时间改变而改变 反应混合物反应混合物的的颜色颜色

2、不随时间改变而改变不随时间改变而改变 气体气体压强压强不随时间改变而改变不随时间改变而改变 气体的气体的密度密度或或平均相对分子质量平均相对分子质量不随时不随时 间改变而改变间改变而改变 对于不同类型的可逆反应,某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。若前(反应过程中)是否发生变化。若是则可;否则,不行。是则可;否则,不行。注意注意!如:如:(1)对于反应前后的气体物质的分对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应子总数不相等的可逆反应: (2

3、SO2+O2 2SO3) 来说,可利用混合气体的总压、总来说,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。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)对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:数相等的可逆反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g) 不能用此标志判断平衡是否到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、总物质的量都不随总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。时间的改变而改变。【例【例4】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可

4、逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)达到平衡的标志是(达到平衡的标志是( ) A.C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态?判断可逆反应达到平衡状态?【例例5】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量当下列物理量不再发生变化时不再发生变化时,表明反应表明反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡状态的是(其中只有已达平衡状态的是(其

5、中只有B气体气体有颜色)有颜色) ( )A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度C.气体的平均分子量气体的平均分子量 D.气体的颜色气体的颜色BCD A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)?怎样理解怎样理解平衡与体系特征物理量的关系平衡与体系特征物理量的关系? 练习练习在一定温度下在一定温度下, ,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气) ) 2C(2C(气气)+2D()+2D(固固) )达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 ( )( ) C C的生成的生成 速率与速率与C C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时

6、间内生成amolA,amolA,同时生成同时生成3amolB 3amolB A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 A A、B B、C C的分压强不再变化的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,amolA,同时生成同时生成 3amolB3amolB A A、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2 A. A. B. B. C. C. D. D.A课堂课堂 练练 习习(1)混合气体的颜色不再改变)混合气体的颜色不再改变 ( )

7、(2)混合气体的平均相对分子质量不变()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)混合气体的密度不变 ( )(4)混合气体的压强不变)混合气体的压强不变 ( )(5)单位时间内消耗)单位时间内消耗2molNO2的同时的同时 生成生成1molO2 ( ) (6) O2气体的物质的量浓度不变气体的物质的量浓度不变 ( )1.在固定容积的密闭容器中发生反应:在固定容积的密闭容器中发生反应: 2NO2 (g) 2NO (g) + O2 (g)该反应达到平衡的标志是:该反应达到平衡的标志是:N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g) (第(第2课时)课时)【复习复习】化学平衡状

8、态的定义(化学反应的限度)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。等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。v化学平衡的特征:化学平衡的特征:逆逆等等动动定定变变可逆反应(或可逆过程)可逆反应(或可逆过程)V正正 =V逆逆(不同的平衡对应不同的速率)(不同的平衡对应不同的速率)动态平衡动态平衡。达平衡后,正逆反应仍在进行。达平衡后,正逆反应仍在进行(V正正=V逆逆0)平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)条件改变,平

9、衡发生改变条件改变,平衡发生改变定义:定义:可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平可逆反应中,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。衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间化学平衡的移动化学平衡的移动【思考与交流思考与交流】有哪些条件能改变化学平衡有哪些条件能改变化学平衡呢?呢? 影响化学平衡状态的因素:实验影响化学平衡状态的因素:实验2-5 滴加滴加310滴滴浓硫酸浓硫酸滴加滴加1020滴滴NaOHCr2O72-(橙色橙色)+

10、H2O CrO42-(黄色黄色)+2H+1、浓度对化学平衡的影响(、浓度对化学平衡的影响(P27)溶液橙色加深溶液橙色加深溶液黄色加深溶液黄色加深 实验探究实验探究(P27实验实验26)FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl(血红色血红色)A.加少量加少量FeCl3,红色加深;,红色加深;B.加少量加少量KSCN,红色加深;,红色加深;(无色无色)(黄色黄色)(无色无色)C.加少量加少量KCl固体呢?固体呢?Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (硫氰化铁硫氰化铁)注:对于离子反应,只能改变实际参加反应的离子的注:对于离子反应,只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。浓

11、度才能改变平衡。Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (硫氰化铁硫氰化铁) 增加增加Fe3+ 或或 SCN-的浓度,平衡向生成的浓度,平衡向生成Fe(SCN)3的的方向移动,故方向移动,故红色红色加深。加深。Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3思考思考加少量加少量NaOH,溶液颜色有何变化。,溶液颜色有何变化。有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅浓度对化学平衡的影响结论:浓度对化学平衡的影响结论:在其他条件不变时,在其他条件不变时,增大反应物或减小生成物的浓度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

12、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化学平衡向逆反应方向移动平衡向右移动平衡向右移动平衡向左移动平衡向左移动原因分析原因分析: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建立等知识,解释浓度对化学平衡的影响t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V,正正t3V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s) V(molL-1S-1)0 平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态增增大大反反应应物物浓浓度度速率速率-时间关系图:时间关系图:增加反应物的浓度增加反应物的浓度, V正正 V逆逆,平衡向正反,平衡向正反应方向移动;应方向

13、移动;速率速率-时间关系图时间关系图注意:注意:改变浓度一般针对溶液或气体参加的反应,改变浓度一般针对溶液或气体参加的反应,而改变固体物质和纯液体的量,不影响平衡。而改变固体物质和纯液体的量,不影响平衡。对于离子反应,只能改变实际参加反应的离对于离子反应,只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。子的浓度才能改变平衡。对于一般的可逆反应(有两种反应物),增对于一般的可逆反应(有两种反应物),增大一种反应物的浓度,会提高另一种反应物的大一种反应物的浓度,会提高另一种反应物的转化率,而本身的转化率降低。转化率,而本身的转化率降低。在生产上,往往采用增大容易取得或成本较在生产上,往往采用增大容易

14、取得或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分的利用。到充分的利用。2SO2 + O2 2SO31、已知在氨水中存在下列平衡:、已知在氨水中存在下列平衡:NH3 + H2O NH3 H2O NH4+ + OH- (1)向氨水中加入向氨水中加入MgCl2固体,平衡向固体,平衡向 移动,移动, OH-浓度浓度 ,NH4+浓度浓度 。(2)向氨水中加入浓盐酸,平衡向向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,移动, 此时溶液中浓度减小的粒子有此时溶液中浓度减小的粒子有 。(3)向氨水中加入少量向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向固体,平衡向 .移动,此时发生

15、的现象是移动,此时发生的现象是 。正反应方向正反应方向减小减小增大增大正反应方向正反应方向OH-、NH3H2O、NH3逆反应方向逆反应方向有气体放出有气体放出2、可逆反应、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?否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?的浓度有何变化?增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多的碳加入更多的碳增加增加H2浓度浓度平衡正向移动,平衡正向移动,CO浓度增大浓度增大平衡不移动,平衡不移动,CO浓度不变浓度不变平衡逆向移动,平衡逆向移动,CO浓度减小浓度减小

16、解析:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也解析:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以不能改变速率,所以V V(正正)仍等于仍等于V V(逆逆),平衡不移动。,平衡不移动。3、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响(P30) 实验探究实验探究(实验实验27) 2NO2(g) N2O4(g) H=-56.9kJ/mol(红棕色红棕色)(无色无色)热热水水冰冰水水常常温温结论:结论:在其它条件不变的在其它条件不变的情况下,情况下,升高升高温度,平衡温度,平衡向着向着吸热吸热反应方向移动;反应方向移动;降低降低温度,平衡向着温度,平衡向着放热放热反应方向移动。反应方向移动。(

17、红棕色红棕色)(无色无色)讨论讨论A:混和气体受热颜色变深,说明:混和气体受热颜色变深,说明 ; 。 B:混和气体遇冷颜色变浅,说明:混和气体遇冷颜色变浅,说明 ; 。NO2浓度增大浓度增大 平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动NO2浓度减小浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动分析分析A:混和物受时,速率均增大,但:混和物受时,速率均增大,但V(吸吸) V(放放) , 故平衡向吸热反应方向移动;故平衡向吸热反应方向移动;B:混和物遇冷,速率均减少,但:混和物遇冷,速率均减少,但V(吸吸)V逆逆平衡向正反应方向移动。平衡向正反应方向移动。69.453.635.516.49.22

18、.0NH3 %10060301051压强压强(MPa)先决条件:先决条件:结论:结论: 反应体系中有气体参加且反应反应体系中有气体参加且反应 前后总体积发生改变。前后总体积发生改变。 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+d 对于反应前后气体体积发生变化的化学反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。化学平衡向着气体体积增大的方向移动。体积缩小体积缩小:平衡向平

19、衡向气体分子数目减少的方向气体分子数目减少的方向体积增大体积增大:平衡向平衡向气体分子数目增多的方向气体分子数目增多的方向说明说明:V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s) V(molL-1S-1)0t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V正正增大压强增大压强aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+d aA(g)+bB(g) cC(g)思考:思考:对于反应对于反应 H2O+CO H2+CO2如果增大压强如果增大压强,反应速率是否改变反应速率是否改变,平衡是否移动?平衡是否移动?高温高温催化剂催化剂速率速率-时间关系图:时间关系图:V(molL-1S-1)T(s)0V正正= V逆

20、逆V正正= V逆逆增大压强增大压强, ,正逆反应正逆反应速率均增大,但增速率均增大,但增大倍数一样,大倍数一样, V V正正= V= V逆逆,平衡不移,平衡不移动。动。t2 增大压强,体积增大压强,体积减小,浓度同等程减小,浓度同等程度增大,颜色变深,度增大,颜色变深,但平衡不移动但平衡不移动.2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响注意注意 对于反应前后气体总体积相等的反应,改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;变压强对平衡无影响; 2HI(g) H2(g) + I2(g) 平衡混合物都是固体或液体的,改变压强平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动;不能

21、使平衡移动; 压强的变化必须改变混合物浓度(即容器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。体积有变化)才能使平衡移动。2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响判断压强引起平衡移动的思路:判断压强引起平衡移动的思路:v压强如何改变压强如何改变?压强变化是否引起体积变化?压强变化是否引起体积变化?v若体积变化则浓度发生改变若体积变化则浓度发生改变v浓度改变则引起速率的变化浓度改变则引起速率的变化v速率变化后,若导致速率变化后,若导致V正正 V逆逆时平衡移动时平衡移动 若若V正正 = V逆逆时,则平衡不移动时,则平衡不移动增大压强对下列两个化学平衡的影响图象分析增大压强

22、对下列两个化学平衡的影响图象分析V正V正V逆V逆反反应应速速率率时时间间t1t2t3V正V正V逆V逆反反应应速速率率时时间间t2N2 + 3H2 2NH32HI(g) H2(g) + I2(g)t12NO2(g) N2O4(g)(2体积,红棕色体积,红棕色)(1体积,无色体积,无色)讨论讨论1当加压气体体积缩小时,混合气体颜色先当加压气体体积缩小时,混合气体颜色先变深是由于变深是由于 , 后又逐渐变浅是后又逐渐变浅是由于由于 ; 当减压气体体积增大时,混合气体颜色先当减压气体体积增大时,混合气体颜色先变浅是由于变浅是由于 , 后又逐渐变深是后又逐渐变深是由于由于 。NO2浓度增大浓度增大 NO

23、2浓度减小浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动2NO2(g) N2O4(g)(2体积,红棕色体积,红棕色)(1体积,无色体积,无色)P2 P3 P1P1 P3 P2讨论讨论2 试比较以下三种状态下的压强关系:试比较以下三种状态下的压强关系: 改变压强前混合气体压强改变压强前混合气体压强P1; 改变压强后瞬时气体压强改变压强后瞬时气体压强P2; 改变压强达新平衡后混合气体压强改变压强达新平衡后混合气体压强P3。 加压:加压: ; 减压:减压: 。正向移动正向移动不移动不移动逆向移动逆向移动逆向移动逆向移动不移动不移动思考:思考:对于反应和,增

24、大压强时,平衡没有移动,对于反应和,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?但正逆反应速率有无变化?如何变化?4、下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否、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?移动?向哪个方向移动?2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)H2S(g) H2(g) + S(s)4、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响:催化剂同等程度改变化学反应速率,催化剂同等

25、程度改变化学反应速率,V正正= V逆逆,只改变反应到达平衡所需要的时间,而不影响化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。学平衡的移动。例:对如下平衡例:对如下平衡 A(气气) B (气气) 2C (气气) D (固固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3正催化剂对化学平衡的影响正催化剂对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V正= V逆t3负催化剂对化学平衡的影响负催化剂对化学平衡的影响练习练习对任何一个平衡体系,采取下列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措施一定引起平衡移动的是A、加入一种反应物、加入一种反应物B、增加体系的压强、增加体系的压强C、升高温度、升高

26、温度D、使用催化剂、使用催化剂( C )条件的改变条件的改变平衡移动方向平衡移动方向新平衡建立时新平衡建立时具具体体增大反应物浓度增大反应物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度增大体系压强增大体系压强减小体系压强减小体系压强升高温度升高温度降低温度降低温度向正反应方向移动向正反应方向移动向逆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缩小方向移动向体积增大方向移动向体积增大方向移动向吸热方向移动向吸热方向移动向放热方向移动向放热方向移动向向减弱减弱这种改变这种改变的方向移动的方向移动反应物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度增大反应物浓度增大体系压强减小体系压强减小体系压强增大体系压强增大体系

27、温度减小体系温度减小体系温度增大体系温度增大减弱这种改变减弱这种改变规规律律改变一个条件改变一个条件总结总结改变反应条件时平衡移动的方向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。催化剂对化学平衡无影响,能缩短平衡到达的时间。 可见,要引起化学平衡的移动,必须是可见,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由于外界条件的改变而引起V V正正 V V逆逆。 化学平衡为化学平衡为动态平衡动态平衡,条件改变造成,条件改变造成 V V正正 V V逆逆平衡移动原理(勒沙特列原理): 如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或温

28、度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。移动。如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够度等),平衡就向能够减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。(1)适用范围适用范围适用于任何动态平衡体系(如:溶解适用于任何动态平衡体系(如:溶解平衡、电离平衡等),未平衡状态不平衡、电离平衡等),未平衡状态不能用此来分析。能用此来分析。(2)适用条件适用条件 一个能一个能影响化学平衡的外界条件的变化影响化学平衡的外界条件的变化(3)平衡移动的结果是平衡移动的结果是“减弱减弱”外界条件的影响,

29、而外界条件的影响,而不能消除不能消除外界条件的影响。外界条件的影响。v勒夏特列原理勒夏特列原理(平衡移动原理平衡移动原理)7、对任何一个平衡体系,采取下列措施一定引、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(起平衡移动的是( )A、加入一种反应物、加入一种反应物 B、增加体系的压强、增加体系的压强C、升高温度、升高温度 D、使用催化剂、使用催化剂C 8、可逆反应、可逆反应2XY Z(g)(正反应为放热反应正反应为放热反应)达到平衡。升高温度后混合气体的平均相对分子质量达到平衡。升高温度后混合气体的平均相对分子质量减小,则下列情况正确的是(减小,则下列情况正确的是( )AX和和Y可能都是固体可能都是固体BX和和Y一定都是气体一定都是气体CX和和Y可能都是气体可能都是气体DX和和Y至少有一种为气体至少有一种为气体CDDEBCA.正正增大、增大、逆逆减少减少B.正正、逆逆均不变均不变D.平衡向右移动平衡向右移动E.正正、逆逆均增大均增大C.平衡不发生移动平衡不发生移动 9、某一温度下,在一带有活塞的体积可变的密闭容、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

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