化学平衡选修

关于化学平衡选修第一页，共一百二十页，2022年，8月28日【知识回顾】什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？一、可逆反应1、定义：2、表示方法：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3、特点：参加反应的物质不能完全转化可逆反应中，反应物与生成物共存4、速率关系即：可逆反应中，v(正)之比等于系数比；v(逆)之比也等于系数比第二页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】某可逆反应的△H＝＋100kJ/mol，下列有关该反应的叙述正确的是A．正反应活化能小于100kJ/molB．逆反应活化能一定小于100kJ/molC．正反应活化能不小于100kJ/molD．正反应活化能比逆反应活化能大100kJ/mol第三页，共一百二十页，2022年，8月28日【乐学七中】P67第四页，共一百二十页，2022年，8月28日二、化学平衡1、化学平衡状态的建立⑴溶解平衡的建立【实验探究】将CuSO4粉末逐渐加入到20mL水的烧杯中到烧杯底部有适量晶体出现起始：中间：

最终：v(溶)最大v(析)＝0v(溶)逐渐减小，v(析)逐渐增大，但v(溶)＞v(析)v(溶)＝v(析)＞0，即达到溶解平衡状态vtv(溶)v(析)v(溶)＝v(析)＞0第五页，共一百二十页，2022年，8月28日⑵化学平衡的状态建立vtv-t图【思考】当可逆反应达到限度的时候，反应体系中各物质的浓度有什么特点？ct21----------c-t图第六页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡【思考】根据前面的分析，请大家思考：化学平衡研究的对象是什么？第七页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征⑴化学平衡研究的对象是可逆反应【思考】当反应达到平衡时，有什么特点？第八页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征⑴化学平衡研究的对象是可逆反应⑵化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：同一物质的v(正)＝v(逆)＞0【思考】反应是否还在进行？为什么？第九页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征⑴化学平衡研究的对象是可逆反应⑵化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：同一物质的v(正)＝v(逆)＞0【思考】平衡状态下的反应体系中各成分的量是否发生变化？⑶化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停第十页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征⑴化学平衡研究的对象是可逆反应⑵化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：同一物质的v(正)＝v(逆)＞0【思考】平衡能否一直保持不变？⑶化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停⑷化学反应处于化学平衡状态时，反应化合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定（即不再发生改变）第十一页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡2、化学平衡的特征⑴化学平衡研究的对象是可逆反应⑵化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：同一物质的v(正)＝v(逆)＞0⑶化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停⑷化学反应处于化学平衡状态时，反应化合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定（即不再发生改变）⑸化学平衡是有条件的平衡状态，当外界条件变化，原有的化学平衡被破坏，直到建立新的化学平衡。逆：等：动：定：变：第十二页，共一百二十页，2022年，8月28日3、化学平衡的标志⑴微观标志：v(A正)＝v(A逆)＞0－－实质⑵宏观标志：反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变第十三页，共一百二十页，2022年，8月28日3、化学平衡的标志⑴微观标志：v(A正)＝v(A逆)＞0－－实质⑵宏观标志：反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变4、化学平衡状态的判断①v(A正)＝v(A逆)＞0，只要能证明此即可②反应混合物中各组成成分的质量分数保持不变第十四页，共一百二十页，2022年，8月28日第十五页，共一百二十页，2022年，8月28日第十六页，共一百二十页，2022年，8月28日第十七页，共一百二十页，2022年，8月28日【归纳】判断一个反应是否达到平衡方法：⑴微观方面：同一物质：不同物质：v(A正)＝v(A逆)＞0标出v方向，要方向相反且v比等于系数比⑵宏观方面：第十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第十九页，共一百二十页，2022年，8月28日【乐学七中】P68第二十页，共一百二十页，2022年，8月28日5、有关化学平衡的计算第二十一页，共一百二十页，2022年，8月28日5、有关化学平衡的计算第二十二页，共一百二十页，2022年，8月28日【问题探究】当外界条件改变时，已经建立的化学平衡会不会发生什么变化？vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)第二十三页，共一百二十页，2022年，8月28日三、化学平衡的移动1、定义：2、化学平衡移动的原因可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程一定条件下的化学平衡平衡被破坏新条件下的化学平衡⑴本质：v(正)＝v(逆)v(正)≠v(逆)v'(正)＝v'(逆)⑵现象：各组分浓度保持一定各组分浓度保持新的一定【学与问】如果外界条件的改变使得v(正)、v(逆)同等程度地改变，平衡是否发生移动？反应混合物中各组分的体积分数发生了改变，才能说明化学平衡发生了移动第二十四页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】当外界条件发生改变时，我们如何才能判断平衡移动的方向？第二十五页，共一百二十页，2022年，8月28日3、化学平衡移动方向的判定⑴v(正)＞v(逆)：vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)化学平衡向正反应方向（右）移动第二十六页，共一百二十页，2022年，8月28日3、化学平衡移动方向的判定⑵v(正)＜v(逆)：vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)化学平衡向逆反应方向（左）移动第二十七页，共一百二十页，2022年，8月28日3、化学平衡移动方向的判定⑵v(正)＝v(逆)：vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)化学平衡不移动第二十八页，共一百二十页，2022年，8月28日四、外界条件对化学平衡的影响1、浓度【现象】【结论】橙红色变深增大产物浓度时平衡向逆反应方向移动黄色变深减小产物浓度时平衡向正反应方向移动第二十九页，共一百二十页，2022年，8月28日编号12步骤1滴加饱和FeCl3滴加1mol/LKSCN溶液现象步骤2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象溶液变得更红溶液变得更红有红褐色沉淀产生溶液红色变浅有红褐色沉淀产生溶液红色变浅【结论】增大反应物浓度时平衡向正反应方向移动减小反应物浓度时平衡向逆反应方向移动第三十页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动？①增大反应物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)增大v(逆)不变新条件下v(正)＞v(逆)平衡向正反应方向移动第三十一页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动？②减少生成物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)不变v(逆)减小新条件下v(正)＞v(逆)平衡向正反应方向移动第三十二页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动？③增大生成物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)不变v(逆)增大新条件下v(正)＜v(逆)平衡向逆反应方向移动第三十三页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动？④减少反应物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)减小v(逆)不变新条件下v(正)＜v(逆)平衡向逆反应方向移动第三十四页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动；增加生成物或减少反应物的量都能使平衡向逆反应方向移动？否。增大固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动第三十五页，共一百二十页，2022年，8月28日第三十六页，共一百二十页，2022年，8月28日【应用】在化工生产上，往往采用增大容易取得或成本较低的反应物的浓度的方法，使成本较高的原料得到充分的利用第三十七页，共一百二十页，2022年，8月28日⑵速率－时间图改变反应物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)c(反)↑c(反)↓改变生成物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)c(产)↑c(产)↓①改变反应物的浓度，只能使正反应的速率瞬间增大或减小；改变生成物的浓度，只能使逆反应的速率瞬间增大或减小②只要v(正)在上面，v(逆)在下面，即v(正)＞v(逆)，化学平衡一定向正反应方向移动，反之亦然第三十八页，共一百二十页，2022年，8月28日⑵速率－时间图改变反应物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)c(反)↑c(反)↓改变生成物浓度vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)v'(正)v'(逆)v'(正)＝v'(逆)c(产)↑c(产)↓③新旧平衡v关系：增大浓度：减小浓度：原平衡v(正)＝v(逆)新平衡v'(正)＝v'(逆)＜原平衡v(正)＝v(逆)新平衡v'(正)＝v'(逆)＞第三十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第四十页，共一百二十页，2022年，8月28日【练习】试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”第四十一页，共一百二十页，2022年，8月28日2、压强【思考】压强的变化如何改变不同反应的v(正)和v(逆)的倍数？压强(MPaH3(%)2.09.216.435.553.669.4增大压强，NH3

的百分含量增大，平衡向正反应方向移动【思考】请分析合成氨的反应，找出加压后平衡右移和反应方程式中系数的关系？【结论】在其他条件不变时：增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动减小压强，平衡向着气体体积增大的方向移动第四十二页，共一百二十页，2022年，8月28日①a＋b＞c改变压强的速率－时间图像vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)P↑P↓一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)v(逆)都增大P增大后v'(正)＞v'(逆)平衡向正反应方向移动第四十三页，共一百二十页，2022年，8月28日vtt1v(正)v(逆)v(正)＝v(逆)P↑P↓②a＋b＝c改变压强的速率－时间图像一定条件下的化学平衡v(正)＝v(逆)变化瞬间v(正)v(逆)都增大P增大后v'(正)＝v'(逆)平衡不移动⑴在其它条件不变时：增大压强，会使平衡向着气体体积缩小的方向移动减小压强，会使平衡向着气体体积增大的方向移动⑵在其他条件不变时：若反应前后气体体积不变，则平衡不移动第四十四页，共一百二十页，2022年，8月28日【思考】浓度变化和压强变化的速率-时间图像有何区别？压强改变的瞬间，正、逆速率都改变，故v-t图像出现“断点”浓度改变的瞬间，只有浓度发生改变的方向的速率发生变化，v-t图像无“断点”第四十五页，共一百二十页，2022年，8月28日对于无气体参加的化学平衡，改变压强不能使化学平衡发生移动n(HI)%tp1p2第四十六页，共一百二十页，2022年，8月28日第四十七页，共一百二十页，2022年，8月28日⑶充入“无关气体”对平衡的影响①恒容时充入“无关气体”总P增大但V不变反应物浓度不变v不变平衡不移动②恒压时充入“无关气体”V增大反应物浓度减小各气体的分压减小平衡向V(g)增大的方向移动【结论】压强的改变如果没有引起气体体积的变化，则不能引起平衡的移动。第四十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第四十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第五十页，共一百二十页，2022年，8月28日【学与问】温度的变化对化学反应速率有何影响？v(正)和v(逆)将如何变化？【学与问】温度的变化如何改变同一反应的v(正)和v(逆)的倍数？4.2.3.4温度对化学平衡的影响【实验现象】温度升高，混合气体颜色加深，NO2浓度增大温度降低，混合气体颜色变浅，NO2浓度减小【思考】如何解释这样的现象？第五十一页，共一百二十页，2022年，8月28日放热反应vtv(正)v(逆)v(正)＝v(逆)T↑T↓吸热反应vtv(正)v(逆)v(正)＝v(逆)T↑T↓⑴在其他条件不变时：升高温度，平衡向吸热方向移动降低温度，平衡向放热方向移动【学与问】升高温度后，化学平衡发生移动，反应速率在移动后与移动前有何关系？第五十二页，共一百二十页，2022年，8月28日【学与问】分析以上图像，升温和降温对正、逆反应的速率有何影响？在可逆反应中，温度改变对v(吸)方向的影响程度更大第五十三页，共一百二十页，2022年，8月28日第五十四页，共一百二十页，2022年，8月28日【学与问】浓度、压强、温度的改变，已经建立的平衡将如何移动？【归纳】浓度：压强：温度：c(反)增大c(生)减小c(反)减小c(生)增大—→平衡右移—→c'(反)减小—→平衡右移—→c'(生)增大—→平衡左移—→c'(反)增大—→平衡左移—→c'(生)减小P增大P减小T升高T降低—→平衡向n（或V）减小方向移动P'减小—→平衡向n（或V）增大方向移动P'增大—→平衡向v(吸)方向T'降低—→平衡向v(放)方向T'升高第五十五页，共一百二十页，2022年，8月28日五、勒夏特列原理1、定义：如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强、浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动【学与问】对于一个正在进行的可逆反应，改变其中一个条件（如温度、压强、浓度），平衡应该怎样移动？勒夏特列原理不适用于未达到平衡的体系【思考】如何理解“减弱这种改变”这句话？化学平衡只能削弱外界条件的改变，而不能完全抵消这种改变第五十六页，共一百二十页，2022年，8月28日2、要点：五、勒夏特列原理a、增大某种物质的浓度，化学平衡就向这种物质浓度减小的方向移动b、增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动c、升高温度，化学平衡向吸热方向移动3、原理的适用范围：已达平衡的可逆反应适用条件：一个能影响平衡移动的外界条件第五十七页，共一百二十页，2022年，8月28日六、催化剂对化学平衡移动的影响【思考】催化剂能改变化学反应速率，那么向一个已经达到平衡的反应体系中加入催化剂，平衡将如何移动？vtv(正)v(逆)v(正)＝v(逆)正催负催n(生)%t加催化剂催化剂的使用能以同等程度改变正反应速率和逆反应速率，故对化学平衡移动没有影响，只是能改变反应达平衡所需时间。第五十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第五十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第六十页，共一百二十页，2022年，8月28日第六十一页，共一百二十页，2022年，8月28日【乐学七中】P76第六十二页，共一百二十页，2022年，8月28日化学平衡的建立，与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式。1molH2＋1molI22molHI第六十三页，共一百二十页，2022年，8月28日七、等效平衡1、定义：在相同的条件下，对同一可逆反应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的质量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。⑴相同条件：恒温、恒容或恒温、恒压⑵不同途径：①正向建立：只加反应物②逆向建立：只加生成物③中间建立：反应物、生成物同时加入④分批加入：反应一段时间再投料⑶两平衡等效的标志：达到平衡时，各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）均对应相等第六十四页，共一百二十页，2022年，8月28日2、等效平衡的分类：七、等效平衡⑴恒温恒容时①当m＋n≠p＋q时，在恒温恒容的条件下，改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成反应左右两边同一物质的量与原平衡相同，则两平衡等效（温容等）第六十五页，共一百二十页，2022年，8月28日第六十六页，共一百二十页，2022年，8月28日2、等效平衡的分类：七、等效平衡⑴恒温恒容时②当m＋n＝p＋q即反应前后气体体积不变的可逆反应，在恒温恒容时，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效第六十七页，共一百二十页，2022年，8月28日2、等效平衡的分类：七、等效平衡⑵恒温恒压下的等效平衡在恒温恒压条件下，改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成反应式左右两边同一物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡相同即等效。（温压比）第六十八页，共一百二十页，2022年，8月28日已知

编号起始状态物质的量n（mol）平衡时NH3的物质的量n（mol）N2H2NH3140a①1.560

②

10.5a③mn(n≥4m)

第六十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第七十页，共一百二十页，2022年，8月28日恒容条件下，在可逆反应中若气态反应物的浓度均按比例改变，视为加压或减压第七十一页，共一百二十页，2022年，8月28日八、化学平衡图像1、有关化学平衡图像的分析思路⑴看懂图像：一看：面弄清楚横坐标、纵坐标的含义二看：线看清曲线的走向和变化趋势三看：点分析原点、交点、转折点、终点等含义四看：辅助线等温线、等压线等五看：量变判断图像中相关量的关系⑵联想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律⑶作出判断下结论：反应物的聚集状态，反应的热效应，气体体积的增大或减小等第七十二页，共一百二十页，2022年，8月28日vt0v(正)v(逆)v'(正)v'(逆)第七十三页，共一百二十页，2022年，8月28日比较T1_____T2正反应是______热反应比较P1_____P2a＋b______c先拐先平数据大第七十四页，共一百二十页，2022年，8月28日第七十五页，共一百二十页，2022年，8月28日【归纳】百分含量－T（或P）图①百分含量－T图：A%107Pa105Pa0T

A%200℃100℃0P

选定任一等压线，可看出随温度升高，A%增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应；作一垂直于横轴的直线（等温线），可看出压强增大，A%增大，说明平衡想逆反应方向移动，逆反应为气体体积减小的反应，即：c＞a＋b②百分含量－P图：选定任一等温线，可看出随压强增大，A%减小，说明平衡向正反应翻译移动，即正反应为气体体积减小的反应，即c＞a＋b；作一等压线，可看出随温度升高，A%增大，说明平衡向逆反应翻译移动，逆反应为吸热反应。等温线等压线第七十六页，共一百二十页，2022年，8月28日第七十七页，共一百二十页，2022年，8月28日第七十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第七十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十一页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十二页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十三页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十四页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十五页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十六页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十七页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第八十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十一页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十二页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十三页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十四页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十五页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十六页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十七页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十八页，共一百二十页，2022年，8月28日第九十九页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百零一页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百零二页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百零三页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百零四页，共一百二十页，2022年，8月28日第一百零五页，共一百二十页，2022年，8月28日八、化学平衡常数【问题探究】当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系，请你分析教材P29的表进行归纳第一百零六页，共一百二十页，2022年，8月28日八、化学平衡常数1、定义：一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次方的乘积所得的比值，常用K表示2、表达式：3、影响因素：化学平衡常数只与温度有关，而与反应物或生成物的浓度无关第一百零七页，共一百二十页，2022年，8月28日【练习】设在某温度时，在容积为1L的密闭容器内，把氮气和氢气两种气体混合，反应后生成氨气。实验测得，当达到平衡时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L，生成氨气的浓度为3mol/L，求这