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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 2021年年11月月16日星期二日星期二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)(复习回忆)化学平衡状态的特征(复习回忆)化学平衡状态的特征(1)逆:可逆反应逆:可逆反应 (2)动:动态平衡动:动态平衡(3)等:正反应速率等:正反应速率=逆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。不变,各组分的含量一定。变并定变并定:看其在反应过程中变不变,:看其在反应过程中变不变,如果是变化的,则当其一定就是达到如果是变化的,则当其一定就是达到平衡状态的标志平衡状态的标
2、志 【练习一练习一】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当当下列物理量不再发生变化时下列物理量不再发生变化时,表明反应表明反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ( )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.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC【练习二练习二】 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(气气)+3B(气气) 2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标达到平衡的标志的是志的是 C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解
3、速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、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,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.(A )(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。可见,化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变,旧的化学
4、平衡将被破坏,并建立起新的平衡状态。教学目标:1、理解外界因素对化学平衡移动的影响;2、掌握勒沙特列原理的应用;3、培养解决复杂问题的思维能力。 可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。一、化学平衡移动的概念一、化学平衡移动的概念:研究对象:研究对象:已建立平衡状态的体系已建立平衡状态的体系平衡移动的标志:平衡移动的标志:1、反应混合物中各组分的浓度发生改变、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、 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建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡
5、一定时间一定时间原来反应状态:原来反应状态: v正正=v逆逆 达到平衡状态达到平衡状态如果条件改变:使反应速率发生变化如果条件改变:使反应速率发生变化 1、v正正 =v逆逆 ,则平衡不移动,则平衡不移动 2、v正正 v逆逆 ,则平衡正向移动,则平衡正向移动 3、v正正 V逆逆,平衡向正反应方向移动;平衡向正反应方向移动; 当减小反应物的浓度时当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎化学平衡将怎样移动样移动?并画出速率并画出速率-时间关系图时间关系图讨论讨论:1、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响V 正正V 逆逆 平衡正向移动平衡正向移动增大反应物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度
6、减小生成物浓度结论:结论:增加反应物浓度或减小生成物的浓度可使平增加反应物浓度或减小生成物的浓度可使平衡正向移动衡正向移动1、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响V 逆逆V 正正 平衡逆反应方向移动平衡逆反应方向移动增大生成物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度结论:结论:减少反应物的浓度或增加生成物的浓度可使减少反应物的浓度或增加生成物的浓度可使平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动1、浓度的变化对化学平衡的影响、浓度的变化对化学平衡的影响1.1.结论:结论:在其它条件不变的情况下,增加在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度反应物的浓度( (或减少生成物的浓度
7、或减少生成物的浓度) ),平,平衡向正反应方向移动;衡向正反应方向移动;反之,增加生成物的浓度反之,增加生成物的浓度( (或减少反应物的或减少反应物的浓度浓度 ) ),平衡向逆反应方向移动。,平衡向逆反应方向移动。增大成本较低的反应物的浓度,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。提高成本较高的原料的转化率。一、浓度对化学平衡的影响:一、浓度对化学平衡的影响:2.意义:意义:思考:思考: 1、在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中,、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应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度?的程度? 2、可逆反应、可逆反应H
8、2O(g)C(s) CO(g)H2(g) 在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动能否引起平衡移动?CO浓度有何变化浓度有何变化? 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浓度浓度增加氧气的浓度增加氧气的浓度 3、浓度对化学平衡移动的几个注意点、浓度对化学平衡移动的几个注意点对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作一个看作一个常数常数,增加或减小固态或液态纯净物的,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响量并不影响V正正、V逆逆的大小,所以化学平衡不移动。的大小,所以化学平
9、衡不移动。只要是只要是增大浓度增大浓度,不论增大的是反应物浓度,不论增大的是反应物浓度,还是还是 生成物浓度,新平衡状态下的生成物浓度,新平衡状态下的反应速率反应速率一定一定大于大于原平衡状态;原平衡状态;减小浓度减小浓度,新平衡状态下的速,新平衡状态下的速率率一定小于一定小于原平衡状态。原平衡状态。反应物有两种或两种以上反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓增加一种物质的浓度度, 该物质的平衡转化率该物质的平衡转化率降低降低, 而其他物质的转化而其他物质的转化率率提高提高。(二)压强对化学平衡的影响:N2 十十 3H2 2NH3NH3%随着压强的增大而增大,即平衡随着压强的增大而增大,即
10、平衡向正反应的方向移动。向正反应的方向移动。实验实验数据:数据:解释:解释:说明:说明:增大压强增大压强,正逆反应速率均增大,但正逆反应速率均增大,但增大增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动加压加压体积缩小体积缩小 浓度增大浓度增大正反应速率增大正反应速率增大 逆反应速率增大逆反应速率增大 V正正V逆逆平衡向正反应方向移动。平衡向正反应方向移动。压强压强(MPaH3 %2.09.216.4 35.5 53.6 69.41.前提条件:前提条件:2.结论:结论: 反应体系中有反应体系中有气体气体参加且反应参加且反应 前后前后总体
11、积总体积发生改变发生改变。 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+d 对于反应前后对于反应前后气体体积发生变化气体体积发生变化的化学的化学反应,在其它条件不变的情况下,反应,在其它条件不变的情况下,增大压强增大压强,会使化学平衡向着气体会使化学平衡向着气体体积缩小体积缩小的方向移动,的方向移动,减小压强减小压强,会使化学平衡向着气体,会使化学平衡向着气体体积增大体积增大的的方向移动。方向移动。体积缩小的方向体积缩小的方向:即气体分子数目减少即气体分子数目减少体积增大的方向体积增大的方向:即气体分子数目增多即气体分子数目增多说明说明:V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t(s)
12、 V(molL-1S-1)0t2V”正正 = V”逆逆V逆逆V正正增大压强增大压强3.速率速率-时间关系图:时间关系图:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+d小小大大 平衡向气体平衡向气体体积减小的方向移动体积减小的方向移动大大小小 平衡向气平衡向气体体积增大的方向移动体体积增大的方向移动结论:结论:增加压强可使平衡向气体分子数目减小的方向移动增加压强可使平衡向气体分子数目减小的方向移动;减小压强可使平衡向气体分子数目增大的方向移动减小压强可使平衡向气体分子数目增大的方向移动.减小压强减小压强3、压强的变化对化学平衡的影响压强的变化对化学平衡的影响 (反应前后气体分子数
13、有变化的体系反应前后气体分子数有变化的体系)增大压强增大压强思考: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逆逆V正正= V逆逆增大压强增大压强, ,正逆反应速正逆反应速率均增大,但率均增大,但增大倍数增大倍数一样,一样, V V正正= V= V逆逆,平平衡不移动。衡不移动。t2压强引起平衡移动的相关压强引起平衡移动的相关v-t图分析图分析V正正 = V逆逆 V正正 = V逆逆 V 正正V 逆逆 平衡
14、不移动平衡不移动压强变化对化学平衡的影响压强变化对化学平衡的影响1、增大压强,化学平衡向着气体分子数目减少、增大压强,化学平衡向着气体分子数目减少的方向移动;的方向移动;2、 减小压强,化学平衡向着气体分子数目增多减小压强,化学平衡向着气体分子数目增多的方向移动。的方向移动。3、 对于反应前后气体分子数目不变的反应,改对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强平衡不移动变压强平衡不移动 注意注意 压强的变化压强的变化( (是通过改变容器的体积实现是通过改变容器的体积实现) )必须改变必须改变混合气体的浓度,导致速率变化时,才可能使平衡移动。混合气体的浓度,导致速率变化时,才可能使平衡移动。复
15、习回忆复习回忆、浓度对化学平衡的影响?、浓度对化学平衡的影响?、压强对化学平衡的影响?、压强对化学平衡的影响?练习练习1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是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?移动的根本原因是否移动?向哪个方向移动?移动的根本原因是什么什么? 2NO(g) + O2(g) 2NO2 (g) 2A(s) B(s) + C(g) H2O(g) + C (s) CO(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2S(g) H2(g) + S(s)2(02天津天津)对已达化学平衡的下列反应对已达化学平衡的下列反应
16、2X(g)+Y(g) 2Z(g)减小压强时,对反应产生影响的是减小压强时,对反应产生影响的是 ( ) A逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动移动 B逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动移动 C正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动 D正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动3(00上海上海)对于反应对于反应2SO2+O2 2SO3 ,下列判断中,下列判断中正确的是正确的是 ( ) A
17、2体积体积SO2和足量和足量O2反应,必定生成反应,必定生成2体积体积SO3 B其他条件不变,增大压强,平衡必定向右移动其他条件不变,增大压强,平衡必定向右移动 C平衡时,平衡时,SO2消耗速度必定等于消耗速度必定等于O2生成速率的两倍生成速率的两倍 D平衡时,平衡时,SO2浓度必定等于浓度必定等于O2浓度的两倍浓度的两倍cB、c(三)、温度对化学平衡的影响注:升高温度注:升高温度同时加快同时加快正逆反应速率,但吸热反应的正逆反应速率,但吸热反应的速率增加的更速率增加的更多多,故升温使可逆反应,故升温使可逆反应向吸热反应方向向吸热反应方向移动。即移动。即温度对吸热反应的速率影响更大温度对吸热反
18、应的速率影响更大。2NO2 (g) N2O4 (g) H0红棕色红棕色 无色无色结论:升高温度,平衡向结论:升高温度,平衡向吸热方向吸热方向移动;移动; 降低温度,平衡向降低温度,平衡向放热方向放热方向移动。移动。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正正升高温度升高温度 (正反应是放热反应)(正反应是放热反应)速率速率-时间关系图:时间关系图:2NO2 N2O4温度变化对化学平衡的影响温度变化对化学平衡的影响温度引起平衡移动的相关温度引起平衡移动的相关v-t图分析图分析V放放V吸吸 平衡向放热反应方向移动平衡向放热反应方向移动
19、结论:结论:其他条件不变,降低温度平衡向放热反应方向其他条件不变,降低温度平衡向放热反应方向移动移动三、温度变化对化学平衡的影响三、温度变化对化学平衡的影响注意:注意: 温度的变化一定会影响化学平衡,使温度的变化一定会影响化学平衡,使 平衡发生移动平衡发生移动3下述实验能达到预期目的的是下述实验能达到预期目的的是编号编号实验内容实验内容实验目的实验目的A将将SO2通入酸性通入酸性KMnO4溶液溶液中中证明证明SO2具有氧化具有氧化性性B将将Cl2通入通入NaBr溶液中溶液中比较氯与溴的氧化比较氯与溴的氧化性强弱性强弱C将铜与浓硝酸反应生成的气将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷体收集
20、后用冰水混合物冷却降温却降温研究温度对化学平研究温度对化学平衡的影响衡的影响D分别向分别向2支试管中加入相同支试管中加入相同体积不同浓度的体积不同浓度的H2O2溶液,溶液,再向其中再向其中1支加入少量支加入少量MnO2研究催化剂对研究催化剂对H2O2分解速率分解速率的影响的影响BC (四)催化剂对化学平衡的影响: 同等程度改变化学反应速率,同等程度改变化学反应速率,V正正= V逆逆,催化剂只改变反应到达平衡所需要的时间,催化剂只改变反应到达平衡所需要的时间,催化剂对化学平衡无影响催化剂对化学平衡无影响V(molL-1S-1)V正正= V逆逆t1T(s)0V正正= V逆逆催化剂对可逆反应的影响:
21、催化剂对可逆反应的影响:小结:小结: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增大反应物浓度反应物浓度减小减小反应物浓度反应物浓度增大增大体系压强体系压强减小减小体系压强体系压强升高升高温度温度降低降低温度温度 正反应方向正反应方向 逆反应方向逆反应方向 气体体积缩小气体体积缩小 气体体积扩大气体体积扩大 吸热方向吸热方向 放热方向放热方向向阻止这个改向阻止这个改变的方向移动变的方向移动反应物浓度反应物浓度减小减小反应物浓度反应物浓度增大增大体系压强体系压强减小减小体系压强体系压强增大增大体系温度体系温度减小减小体系温度体系温度增大增大减弱减弱这种改变这
22、种改变规规律律改变一个条件改变一个条件化化 学学 平平 衡衡 的的 移移 动动早在早在18881888年,法国科学家勒夏特年,法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律,并总列就发现了这其中的规律,并总结出著名的勒夏特列原理,也叫结出著名的勒夏特列原理,也叫化学平衡移动原理:化学平衡移动原理:如果改变影响平衡的一个条件如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、或压强等),(如浓度、温度、或压强等),平衡就向能够平衡就向能够减弱减弱这种改变的方这种改变的方向移动。向移动。三、平衡移动原理三、平衡移动原理( (即:勒夏特列原理即:勒夏特列原理) ) 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度如果改
23、变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向等),平衡就向能够减弱能够减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。由于外界条件的变化,引起正反应速率和逆反应由于外界条件的变化,引起正反应速率和逆反应速率的相应改变而造成的。速率的相应改变而造成的。1 1、定义:、定义:2 2、原因:、原因:3、理解、理解如何理解如何理解“减弱这种改变减弱这种改变”?和抵消有何不同?和抵消有何不同?化化 学学 平平 衡衡 的的 移移 动动注意:注意:是是“减弱减弱”这种改变,不是这种改变,不是“消除消除”这种改变这种改变只有单个条件改变,才能应用(多个条件改变就要具体问题只有单个条件改变,才能应用(多个
24、条件改变就要具体问题具体分析)具体分析)勒沙特列原理适用于任何勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系动态平衡体系(如:溶解平衡、电(如:溶解平衡、电离平衡等),离平衡等),未平衡状态未平衡状态不能用此来分析不能用此来分析减弱这种改变的理解:减弱这种改变的理解:(1)外界条件使反应物浓度增大,平衡正向移动,)外界条件使反应物浓度增大,平衡正向移动,减弱了这种增大;但最终浓度还是增大了。减弱了这种增大;但最终浓度还是增大了。(2)外因增大压强,使平衡体系单位体积内气体物外因增大压强,使平衡体系单位体积内气体物质的量增加,平衡向物质的量减小的方向移动,质的量增加,平衡向物质的量减小的方向移动,减弱了这种
25、增加趋势;但最终压强还是增大了。减弱了这种增加趋势;但最终压强还是增大了。(3)外界提供热量使体系温度升高,平衡向吸)外界提供热量使体系温度升高,平衡向吸热反应方向移动,使温度降低;但最终温度还是热反应方向移动,使温度降低;但最终温度还是升高了。升高了。若若N2的平衡浓度为的平衡浓度为a mol/L,其他条件不变时,其他条件不变时,充入充入N2使其浓度增大到使其浓度增大到b mol/L后,平衡向后,平衡向 方向移方向移动,达到新平衡后,动,达到新平衡后, N2的浓度为的浓度为c mol/L,则则a、b、c的大小为的大小为 ? ;若平衡体系的压强为若平衡体系的压强为P1 ,之后缩小反应体系体积使,之后缩小反应体系体积使压强增大到压强增大到P2 ,此时平衡向,此时平衡向方向移动,方向移动,达到新平衡后达到新平衡后 体系的压强为体系的压强为P3 ,则则P1 、 P2、 P3 的大小为的大小为 ;若平衡体系的温度为若平衡体系的温度为T1 ,之后将温度升高到,之后将温度升高到 T2 ,此,此时平衡向时平衡向方向移动
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