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化学反响(fǎnxiǎng)中的平衡第一页,共109页。1〔1〕概念(gàiniàn):用单位时间(shíjiān)内反响物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。〔2〕表示(biǎoshì)方法:一、化学反响速率〔3〕单位:mol/(L·min)或mol/(L·s)化学反响速率是表示化学反响快慢的物理量。1、化学反响速率的概念和表示方法v=C终—C始t终—t始=Ct
浓度单位:摩尔/升第二页,共109页。2注意(1)化学反响速率为平均(píngjūn)速率,非瞬时速率,且无正负之分,都为正数。(3)同一反响可用不同(bùtónɡ)物质来表示反响速率,其数值可能不相同,但涵义是相同的。(4)在化学反响中,各物质(wùzhì)的反响速率之比等于化学方程式中的系数之比。(2)固体和纯液体的浓度视为常数,速率不变。如N2+3H2
2NH3132第三页,共109页。3起始(qǐshǐ)浓度:5.02.004秒后的浓度(nóngdù):2.61.21.6v(H2):v(N2):v(NH3)=3:1:23H2+N2 2NH3在一定条件下,氮气和氢气(qīnɡqì)合成氨的反响v(N2)=v(H2)=v(NH3)=(2.0-1.2)/4=0.2(mol/L·S)(5.0-2.6)/4=0.6(mol/L·S)(1.6-0)/4=0.4(mol/L·S)求化学反响速率一般有两条途径根据化学反响速率的定义求根据不同物质表示的反响速率之比等于它们在化学方程式中的系数之比第四页,共109页。4某化合物A的蒸气1mol充入容器中加热分解:2A(g)B(g)+nC(g),反响到3min时,容器内A的浓度(nóngdù)变为,测得这段时间内,平均速率v(C)=0.6mol/(L·min),那么化学反响方程式中n值为_____,v(B)=_______mol/(L·min)。速率比→计量(jìliàng)系数比3例1、v(A)=2-0.83=0.4mol/(L·min)第五页,共109页。5某温度时,在2L容器(róngqì)中,x、y、z三种物质随时间的变化曲线如下图。由图中数据分析,该反响的化学方程式是:_______________,反响开始至2min,z的平均速率是_______________。123450.201.00.40.60.80.20.70.9yxz时间/min物质的量mol速率(sùlǜ)定义所求得的是平均速率(sùlǜ),而图上的是瞬时速率(sùlǜ)3x+y→2z此时气体(qìtǐ)的压强是开始的多少_______。倍例2、第六页,共109页。6在2L密闭容器中,发生3A+B→2C的反响,假设最初(zuìchū)参加A和B都是4mol,A的平均反响速率是0.12mol/(L.s),那么10s后容器中的B的物质的量是:()A、1.6molB、2.8molC、3.2molD、C例3、0.12×10×23n(B)=〔mol)第七页,共109页。7反响A+3B2C+2D在不同条件下反响速率分别(fēnbié)为:①vA=0.15mol/(L.S)②vB=0.6mol/(L.S)③vC=4mol/(L.min)④vD=0.15mol/(L.S)那么该反响进行的最快的是()A.③B.①④C.②③D.②E.②④比较反响(fǎnxiǎng)速率快慢,首先转化为同种物质表示的速率注意(zhùyì)单位的一致性D例4、vD=0.067mol/(L.S)vD=0.3mol/(L.S)vD=0.4mol/(L.S)第八页,共109页。8:4NH3+5O24NO+6H2O,假设反响速率分别用v表示,那么正确(zhèngquè)关系是〔〕4/5v(NH3)=v(O2)5/6v(O2)=v(H2O)4/5v(O2)=v(NO)2/3v(NH3)=v(H2O)C例5、第九页,共109页。92、影响化学(huàxué)反响速率的因素〔2〕外因(wàiyīn)(外界条件):〔1〕内因(主要因素):参加反响物质(wùzhì)的性质。反响物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程。——旧键断裂,新键形成——化学反响的本质:①浓度②压强③温度④催化剂⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。物质本身的结构和性质是化学反响速率大小的决定因素。第十页,共109页。10(3)外界条件(tiáojiàn)对化学反响速率影响的规律条件影响规律说明浓度压强温度催化剂C(反响(fǎnxiǎng)物)↑→v↑①是有气体参加(cānjiā)或在溶液中的反响②可逆反响中v正↑、v逆↑。p↑→v↑改变压强只对气体参加的反响速率有影响。P↑,v正↑、v逆↑T↑→v↑温度每升高10℃,反响速率增为原来的2~4倍。无论是吸热反响还是放热反响,温度升高,反响速率都增大,只不过吸热反响增大的幅度更大,催化剂→v↑可逆反响中,可同等程度使v正↑、v逆↑。其他因素:光、颗粒大小、溶剂P51[探究与实践][讨论]第十一页,共109页。11[结论]:当其他条件不变时,增加反响物的浓度可以加快化学(huàxué)反响速率。Na2S2O3+H2SO4
→Na2SO4+SO2
+S+H2OH2S2O3不稳定(wěndìng)分解①浓度(nóngdù)的影响[注意]:固体或纯液体无浓度,其参与化学反响时外表积的大小将决定反响速率的快慢。[解释]:浓度增大,微粒间碰撞时机增大,速率增大。第十二页,共109页。12在温度(wēndù)、体积不变的容器中进行反响A2(g)2A(g),假设反响物的浓度由降到需20s,那么由降到,所需反响时间应为〔〕A、10sB、12sC、>12sD、<12sCv=-0.06)/20=0.002(mol/L.s)t=(0.06-0.036)/0.002=12(s)例6、第十三页,共109页。131.100mL浓度为2mol·L-1的盐酸溶液跟过量的锌片反响,为减慢反响速率,又不影响生成H2的总量,可采用的方法有()A.加适量(shìliàng)6mol·L-1HCl溶液 B.加数滴CuCl2溶液C.加适量(shìliàng)醋酸钠固体D.加适量(shìliàng)NaNO3溶液E.加适量(shìliàng)KCl溶液2.100mL浓度为2mol/L的盐酸(yánsuān)溶液跟过量的锌片反响,为加快反响速率,又不影响生成H2的总量,可采用的方法有() A.加适量6mol/LHCl溶液 B.加数滴CuCl2溶液C.加适量蒸馏水 D.加适量NaCl溶液BCE练习(liànxí)第十四页,共109页。143、一定条件下,在CaCO3〔块状〕+2HCl→CaCl2+H2O+CO2反响中,为了加快反响的速率,以下可行的方法(fāngfǎ)是〔〕A、增加HCl的浓度B、加水C、增加同浓度盐酸的量D、改加CaCO3粉末AD4、如反响:3KSCN+FeCl3Fe(SCN)3+3KCl假设在上述反响体系中参加KCl晶体,对化学(huàxué)反响速率有无影响?因为(yīnwèi)反响实质为:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3无影响第十五页,共109页。15[结论]:有气体参加的反响,增大压强,化学(huàxué)反响速率增大.[注意]:完全(wánquán)由固体或液体参加的反响,压强对反响速率无影响.NaOH+HCl→
NaCl+H2O[解释]:压强增大(zēnɡdà),即气体浓度增大(zēnɡdà),因此反响速率增大(zēnɡdà)。②压强的影响第十六页,共109页。16例7、增大(zēnɡdà)压强能够使以下可逆反响的逆反应速率增加的是〔〕A、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)B、FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KClC、H2(g)+I2(g)2HI(g)D、CO2(g)+CaOCaCO3AC第十七页,共109页。171、改变压强(参加反响的气体浓度发生变化〕,会使任何气体反响速率发生变化,但对于反响前后气体体积发生变化的可逆反响,其正反响速率与逆反响速率变化程度不同,即气体体积缩小方向(fāngxiàng)的反响速度变化较大。3、假设某一反响只有反响物〔或生成物〕有气态(qìtài)物质,那么改变压强瞬间,即只有正反响〔或逆反响〕速率发生变化2、压强对反响速率的影响实质是浓度的影响,所以当容器体积不变,充入与反响无关气体,反响速率不受影响,但假设保持容器内压强不变,充入与反响无关气体,那么反响速率减小〔与减压引起的效果(xiàoguǒ)相同〕注意第十八页,共109页。18例8、在N2+3H22NH3中,当其他外界条件不变时:减小体系压强,该反响(fǎnxiǎng)的速率怎么变?在反响(fǎnxiǎng)中保持体系容积不变,充入N2,反响(fǎnxiǎng)的速率怎么变?在反响(fǎnxiǎng)中保持体系容积不变,充入He,反响(fǎnxiǎng)的速率怎么变?在反响(fǎnxiǎng)中保持体系压强不变,充入He,反响(fǎnxiǎng)的速率怎么变?↑↓不变↓第十九页,共109页。19例9、对于反响N2+O22NO在密闭容器中进行,以下条件哪些(nǎxiē)不能加快该反响的化学反响速率〔〕A、缩小体积使压强增大B、体积不变充入N2使压强增大C、体积不变充入O2使压强增大D、使体积增大到原来的2倍E、体积不变充入氦气使压强增大DE第二十页,共109页。20如以下图所示,相同体积的a、b、c三密闭容器,其中c容器有一活塞,a、b两容器为定容容器,起始向三容器中都参加相同量的SO2和O2使三容器压强相等,一定条件(tiáojiàn)下发生2SO2+O22SO3的反响。问:③如起始在a、c两容器中通入同量(tónɡliànɡ)的N2,那么此时三容器起始压强为Pa___Pb___Pc;①起始(qǐshǐ)a、c两容器的反响速率大小关系为υa___υc;②反响一段时间后a、c中速率大小关系为υa___υc;=<=>>=起始反响速率关系为υa___υb___υc。例10.第二十一页,共109页。21惰性气体对反响速率(sùlǜ)的影响假设容器恒温、恒容,充入的稀有气体或其他不反响气体,虽改变了容器内气体压强,但没有改变反响物的浓度(nóngdù),不影响反响速率。(2)假设容器恒温、恒压,充入的稀有气体或其他不反响气体,容器容积扩大,虽未减少(jiǎnshǎo)容器内气体压强,但却减少(jiǎnshǎo)了反响气体的分压,即降低了反响物的浓度,反响速率降低。假设某一反响只有反响物〔或生成物〕有气态物质,那么改变压强瞬间,只有正反响〔或逆反响〕速率发生变化。第二十二页,共109页。22[结论]:温度升高,反响(fǎnxiǎng)速率加快。一般(yībān),温度每升高10℃,反响速率增大2~4倍。[解释]:温度(wēndù)升高,分子能量增大,有效碰撞时机增加,因此反响速率加快。③温度的影响第二十三页,共109页。23例11、硫代硫酸钠〔Na2S2O3〕与稀硫酸发生(fāshēng)如下反应:Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2+S↓+H2O以下四种(sìzhǒnɡ)情况中最早出现浑浊的〔〕A.10℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5mLB.10℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5mL,加水10mLC.20℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5mLD.20℃时0.2mol/LNa2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5mL,加水10mLC第二十四页,共109页。24对于反应M+N→P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min,将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为()
A.2min
B.3min
C.6min
D.9minA变化后的反响(fǎnxiǎng)速率=v×倍数值〔T2-T1)/10例12、设10℃时反响(fǎnxiǎng)速度为v,那么由题意40℃时反响(fǎnxiǎng)速率为27v,故27v·t=v×54t=2min第二十五页,共109页。25因每升高(shēnɡɡāo)10℃反响速率增加为原来3倍,如升高(shēnɡɡāo)的温度为△T,那么反响速率增加为原来的3倍,反响由10℃升至40℃,反响速率增加为原来的3=33倍,完成反响的10%所需时间为54/33=2min。解析:此题是一道化学与数学(shùxué)、物理学科间知识渗透试题,它主要考查学生“将化学问题抽象成数学(shùxué)问题,利用数学(shùxué)工具通过计算和推理解决化学问题〞的能力。第二十六页,共109页。26A、B两气体物质在容器(róngqì)中进行反响:A+3B2C,10℃时反响速度VB为0.3mol/L·s,50℃时反响速度VA为25.6mol/L·s。每升高10℃,该反响将增速至原来的___倍。(A)3(B)4(C)16(D)85B例13、变化(biànhuà)后的反响速率=v×倍数值〔T2-T1)/1025.6=0.1×倍数值(shùzí)〔50-10)/10倍数值4=256第二十七页,共109页。27在一定条件下,反响N2+3H22NH3+Q,到达平衡,当单独改变以下条件后,有关表达错误是〔〕A.加催化剂v正、v逆都发生变化,且变化的倍数相等B.加压,v正、v逆都增大(zēnɡdà),且v正增大(zēnɡdà)倍数大于v逆增大倍数C.降温,v正、v逆都减小,且v正减小倍数大于v逆减小倍数D.充入氩气,v正、v逆都增大(zēnɡdà),且v正增大(zēnɡdà)倍数大于v逆增大(zēnɡdà)倍数CD
例14、第二十八页,共109页。28等质量的铁与过量的盐酸在不同的试验条件下进行反响,测定在不同时间t产生氢气体积v的数据,根据数据绘制得到图1,那么曲线(qūxiàn)a、b、c、d所对应的试验组别可能是〔〕
A.4-3-2-1
B.1-2-3-4
C.3-4-2-1
D.1-2-4-3AC例15、第二十九页,共109页。292H2O2
2H2O+O2
MnO2[结论]:催化剂能显著改变(gǎibiàn)化学反响速率正催化剂可显著加快(jiākuài)化学反响速率[解释]:改变(gǎibiàn)反响历程,降低活化能。在以下四种溶液中分别参加少量固体二氧化锰,能产生气体的是〔〕A.3%H2O2溶液B.1mol/LKClO3溶液C.1mol/LNaOH溶液④催化剂的影响A生产中为了防止催化剂中毒,需对原料气进行净化;并选择催化剂的活化温度范围作为反响条件。第三十页,共109页。302、活化能与反应热的关系活化能与反响(fǎnxiǎng)热1、活化能:活化分子具有的最低能量与分子平均(píngjūn)能量之差,叫做活化能。E2-E1>0正反响(fǎnxiǎng)放热E2-E1<0正反响(fǎnxiǎng)吸热第三十一页,共109页。31参加催化剂→活化能降低→活化分子百分数增多→活化分子数增多→有效(yǒuxiào)碰撞次数增多→化学反响速率加快。
无催化剂有催化剂催化剂本身在反响前后质量和化学性质均未发生变化,所以(suǒyǐ)反响的热效应与催化剂存在与否无关。第三十二页,共109页。32例16.在常温下,取两片质量相等、外形和组成相同外表经过砂纸打磨〔完全(wánquán)除掉了氧化物〕的铝片,分别参加到盛有体积相同、c〔H+〕相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管〔相间体积〕中,发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快。1、写出以上反响的离子方程式;2、你认为出现以上现象的可能原因是:2、①Cl-对铝与H+反响(fǎnxiǎng)有促进作用; ②SO42-对铝与H+反响(fǎnxiǎng)有抑制作用第三十三页,共109页。334、如果(rúguǒ)述假设都成立,要使以上稀硫酸与铝反响产生的氢气速率加快,可以采取的措施有:①②③④。①参加含有Cl-的可溶性氯化物;②增加H+浓度(nóngdù);③加热;④将铝片改换成铝丝;⑤利用不活泼金属或不活泼金属可溶性盐形成原电池等。①向以上稀硫酸中参加少量(shǎoliàng)的氯化钠或氯化钾〔或其他可溶性氯化物〕固体,如果都能使反响速率加快,那么假设①成立;②向以上稀盐酸中参加少量(shǎoliàng)的硫酸钠或硫酸铵,如果都能使反响速率加快,那么假设②成立。 3、请设计实验对以上的假设进行验证:a、b第三十四页,共109页。34[高考试题]反响4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加(zēngjiā)了,那么此反响的平均速率v(x)可表示为〔〕A.v(NH3)=0.010mol/L·sB.v(O2)=0.0010mol/L·sC.v(NO)=0.0010mol/L·sD.v(H2O)=0.045mol/L·s外界条件对反应速率的影响——综合——实践应用类C
例17、v(H2O)==0.0015(mol/L·S)10×30第三十五页,共109页。35反响4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反响速率(sùlǜ)的表示,正确的选项是〔〕A.用A表示的反响速率(sùlǜ)是0.4mol/(L·min)B.分别用B、C、D表示反响的速率(sùlǜ)其比值是3:2:1在2min末的反响速率(sùlǜ),用B表示是0.3mol/(L·min)D.在这2min内用B和C表示的反响速率(sùlǜ)的值都是逐渐减小的外界条件对反应速率的影响——综合——实践应用类例18、第三十六页,共109页。36例19、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,假设作如下改变的情况,其中能使最初的化学反响速率增大的是〔〕A.盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍B.盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半C.盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量D.盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍E.参加CaCl2溶液F.参加CaCl2固体(gùtǐ)G.将CaCO3用CaCO3粉末代替外界条件对反应速率的影响——综合——实践应用类BG第三十七页,共109页。37在一定条件下,NO能跟H2发生如下反响:2NO+2H2→N2+2H2O。经研究,上述反响是按以下三步反响进行的总反响〔括号中是该条件下反响的相对(xiāngduì)速率〕:①2NO+H2→N2O+H2O〔慢〕②2N2O→2N2+O2〔快〕③2H2+O2→2H2O〔更快〕以上总反响的速率主要取决于三步反响中的〔〕(A)①(B)②(C)③(D)②③A例20、第三十八页,共109页。38①一般在密闭容器和一定条件下进行,不能进行到底(dàodǐ),任何物质的物质的量不可能为零。②反响物与生成物一定共存,都不能离开反响体系,反响式中不能出现↑和↓。在同一(tóngyī)条件下,既能向正反响方向进行,同时又能向逆反响方向进行的反响。二.化学平衡(huàxuépínghéng)的特征1、可逆反响特点:存在:绝大多数化学反响都有一定程度的可逆性,在适宜的条件下,几乎所有的反响都可能是可逆反响。实例:
SO2+O2
N2+H2H2+I2第三十九页,共109页。392.化学平衡(huàxuépínghéng)状态在一定(yīdìng)条件下的可逆反响里,正反响和逆反响的速率相等,反响混合物中各组分的百分含量保持不变的状态。定——各组分的浓度(nóngdù)、百分含量、物质的量保持一定动——动态平衡变——外界条件改变,化学平衡也随之而变逆——可逆反响等——V正=V逆≠03.化学平衡特征【探究与实践】分别探究CO2
和溴在水中的平衡P52:石灰岩溶洞和钟乳石的形成第四十页,共109页。404.化学平衡(huàxuépínghéng)状态的判断②各组分的浓度、物质(wùzhì)的量、质量、气体体积或百分含量、温度不变。①同一(tóngyī)物质的V正=V逆≠0(1)直接标志“直接用〞(2)间接标志“想着用〞密度、总压强、总体积、总物质的量、平均相对分子质量保持不变时不一定平衡。5.三大辩证观点第四十一页,共109页。411、在一定温度下,()说明可逆反响A2(气)+B2(气)2AB(气)已到达平衡。(a)单位时间内生成n摩尔A2,同时生成n摩尔B2(b)单位时间内生成2n摩尔AB,同时生成n摩尔B2(c)单位时间内生成n摩尔A2,同时消耗n摩尔B2(d)容器(róngqì)内的总压强不随时间变化而变化A.(a)(b)(c)(d)B.只有(a)(b)(c)C.只有(b)(c)D.只有(b)C练习(liànxí)第四十二页,共109页。42在一定(yīdìng)条件下已到达平衡的是B、A.SO2和O2不再反响B.[SO2]和[O2]不再改变C.[SO2]:[O2]:[SO3]=2:1:2D.SO3生成速度为0.4mol/(L·S),O2生成速度也为0.4mol/(L·S)E.平衡混合物中SO2和O2的质量之和与SO3的质量相等(xiāngděng)F.当SO3的生成速度为〔L·S〕,O2的生成速度为〔L·S〕G.容器内压强不变H.容器内SO2、O2和SO3三者共存2.关于2SO2+O22SO3F、G第四十三页,共109页。433.在一定温度下,固定体积的密闭容器内,反响3H2+N22NH3到达平衡状态的标志是〔〕①N2的体积分数不再(bùzài)变化;②生成1摩N2同时消耗3摩H2;③容器内压强不再(bùzài)变化;④生成2摩NH3同时消耗3摩H2;⑤气体的密度不再(bùzài)变化;⑥混合气体的平均式量不再(bùzài)变化A.①②③④⑤⑥B.①②③⑤⑥C.①②③⑥D.①②C第四十四页,共109页。44小结:判断可逆反响到达平衡状态(zhuàngtài)的方法列举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否为平衡状态是是是是是不一定(yīdìng)不一定(yīdìng)不一定不一定反响混合体系中各组分含量各物质的n、n%、m、m%、V、V%、c一定总压强或总物质的量一定V正、V逆的关系压强混合气体平均式量体系密度其他m+n≠p+q,总压强一定〔其他条件一定〕m+n=p+q,总压强一定〔其他条件一定〕密度一定体系颜色不再变化同一物质的V正=V逆≠0m+n≠p+q,M一定m+n=p+q,M一定?导学与训练?P29第四十五页,共109页。45在一定温度(wēndù)下,固定体积的密闭容器内,反响2HI(g)H2(g)+I2(g)到达平衡状态的标志是()①I2的体积分数不再变化;②生成1摩H2同时消耗1摩I2;③容器内压强不再变化;④生成2摩HI同时消耗1摩H2;⑤气体的密度不再变化;⑥混合气体的平均式量不再变化;⑦气体颜色不再变化。A.①②③④⑤⑥B.①②③⑤⑥C.①②⑤⑥D.①②⑦D练一练第四十六页,共109页。46三.平衡(pínghéng)转化率1.到达(dàodá)平衡过程中物质浓度的变化关系2.反响(fǎnxiǎng)物的转化率反响物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度各物质的转化浓度之比等于化学方程式中各物质的系数之比。转化率=反响物的转化浓度〔或n、V〕该反响物的起始浓度〔或n、V〕×100%某反响物的平衡转化率,是该反响物在此条件下的最大转化率,即反响物转化为产物的百分率。第四十七页,共109页。474.计算(jìsuàn)转化率越大,表示(biǎoshì)反响进行得越完全。3.转化率能表示(biǎoshì)反响进行的程度例.在一密闭容器中,有1体积氮气和3体积氢气的混合物,在一定的温度和压力下,氮气的三分之一转化为氨气,求容器的压强为反响前的百分之几?第四十八页,共109页。485.转化率与浓度变化(biànhuà)的关系(1)平衡转化率随着反响物起始浓度(nóngdù)的不同而改变(2)对于有多种物质参加的反应,如:A2(气)+2B2(气)2AB2(气),若增大A的浓度,B的转化率一定增大,而A的转化率一般减小。工业生产上常会利用增加(zēngjiā)某种价廉易得原料的浓度的方法,来提高另一种价格相对较高的原料的转化率;常用改变反响物浓度、压强、温度等措施来提高反响物的转化率。第四十九页,共109页。49四.平衡常数1.概念(gàiniàn):2.数学(shùxué)表示式:3.K值越大,表示(biǎoshì)反响进行得越完全,反响物的转化率越大。4.平衡常数只受温度影响,与压强、浓度等无关。升温,吸热反响的K值增大,放热反响的K值减小。当可逆反响到达平衡时,把生成物浓度指数幂的乘积除以反响物浓度指数幂的乘积,得到的比值叫做该反响的化学平衡常数。mA2
+nB2pC+qD[c(A)]m[c(B)]n[c(C)]p[c(D)]qK=由于固体和纯液体的浓度视为常数,故不写入K的表达式。第五十页,共109页。50在可逆反响中,平衡常数与反响进行的限度关系正确(zhèngquè)的选项是〔〕A.K越大,反响程度越大B.K越大,反响程度越小C.K的大小与反响程度无关D.K越大,反响可能变大,也可能变小A【例1】第五十一页,共109页。51FeO(s)+CO(g)Fe(l)+CO2(g)(Q<0)平衡常数可表示(biǎoshì)为1100˚C时〔1〕温度升高,化学平衡移动后到达(dàodá)新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值______,平衡常数K值。〔填增大、减小或不变〕〔2〕1100˚C时,测得高炉中C(CO2、,在这种情况下,该反响是否处于化学平衡状态,此时化学反响速度υ正υ逆,其主要原因是。【例2】增大(zēnɡdà)增大否>=0.25﹤0.263,说明未达到平衡,C(CO)C(CO2)反响要向正反响方向进行。第五十二页,共109页。52②当C(CO2、时,它们的比值〔记作Q,该值不是K值,因为可逆反响还不知道是否处于(chǔyú)平衡状态呢!〕为小于K值。因此化学反响没有(méiyǒu)到达平衡,反响要向正反响方向进行,即υ正>υ逆。①此反响的正反响是吸热反响,温度升高,化学平衡向正反响方向移动,因而高炉(gāolú)内CO2增多,CO减少,它们的比值以及到达化学平衡状态时的C(CO2)和C(CO)的比值,即K值都应增大。第五十三页,共109页。53通过上述例题的分析,我们要学会根据生成物,反响物的浓度比〔Q〕与K值比较,预测化学平衡移动的方向。具体判断(pànduàn)方法为:Q=K,生成物与反响物浓度不再改变,可逆反响到达平衡。Q<K,生成物浓度应增加,反响物浓度应减少,平衡将向正反响方向移动。Q>K,生成物浓度应减少,反响物浓度应增加,平衡将向逆反响方向移动。第五十四页,共109页。54条件(tiáojiàn)改变破坏(pòhuài)原平衡V正≠V逆建立新平衡新的条件下新平衡V正=V逆≠0′′破坏旧平衡化学平衡的移动一定(yīdìng)时间一定条件下原平衡V正=V逆≠0五.化学平衡的移动第五十五页,共109页。551、概念由于外界(wàijiè)条件的改变,原化学平衡被破坏,并过渡到新化学平衡状态的过程。移动(yídòng)本质:条件改变(gǎibiàn)引起V正V逆移动方向:V正>V逆平衡向
方向移动;
V正<V逆平衡向
方向移动;
移动结果:混合物中各组分的含量发生改变。≠正反响逆反响〔条件改变,V正=V逆,平衡不移动〕第五十六页,共109页。56〔1〕浓度(nóngdù)①向上述平衡中,参加饱和(bǎohé)FeCl3溶液,现象是②向上述平衡中,参加饱和KSCN溶液(róngyè),颜色变化不明显,原因是③向上述平衡中,加水稀释,现象是血红色变深。该平衡已经进行的比较彻底。血红色变浅。④向上述平衡中,参加NaOH(s),现象是血红色变浅,有红褐色沉淀。FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl
2、影响化学平衡移动的因素
浓度、温度、压强、催化剂【实验】第五十七页,共109页。57[结论(jiélùn)]平衡(pínghéng)向正反响方向移动(V正>V逆)增大(zēnɡdà)反响物的浓度减小生成物的浓度平衡向逆反响方向移动(V正<V逆)减小反响物的浓度增大生成物的浓度固体或纯液体,它们的浓度是常数,改变它们的量,平衡不移动。[注意]在其它条件不变的情况下:第五十八页,共109页。58
增大(zēnɡdà)反响物浓度正反响(fǎnxiǎng)方向减小反响(fǎnxiǎng)物浓度逆反响方向增大生成物浓度逆反响方向减小生成物浓度正反响方向条件改变平衡移动方向图象第五十九页,共109页。59〔2〕压强(yāqiáng)〔1〕减小压强(yāqiáng),混合气体的颜色先变浅后变深,但仍比旧平衡浅〔2〕增大压强(yāqiáng),混合气体的颜色先变深后变浅,但仍比旧平衡深体积移动压强平衡新平衡2NO2N2O4红棕色无色第六十页,共109页。60其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气体体积(tǐjī)缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积(tǐjī)增大的方向移动。增压V缩V增减压V增V缩压力的改变(gǎibiàn)对气体分子体积缩小方向影响大第六十一页,共109页。61例1.在固定容积的密闭容器中,H2和N2合成NH3达平衡,容器中含有(hányǒu)0.1molN2、0.3molH2、3,假设维持原条件,向容器中同时参加2、0.3molH2、0.1molNH3、那么〔〕A.正逆反响速度同时增大,平衡不移动B.正逆反响速度同时增大,NH3的百分含量升高C.正逆反响速度同时增大,平衡向逆反响方向移动D.正逆反响速度不变,平衡不移动BN2+3H2 2NH3相当于增大(zēnɡdà)压强第六十二页,共109页。62对于反响(fǎnxiǎng)方程式中左、右两边气体总计量系数相等的可逆反响(fǎnxiǎng),改变压强,可以改变反响(fǎnxiǎng)速率,但不能使化学平衡发生移动。H2(g)+I2(g)
2HI(g)第六十三页,共109页。63[注意(zhùyì)]压强的变化必须能改变(gǎibiàn)混合物浓度〔即容器体积有变化〕才能使平衡移动。例2.对于N2+3H2 2NH3的可逆反应,
达到平衡后(1)若保持容器体积不变,通入He,平衡______。(2)若保持压强不变,通入He,平衡向_______。不移动(yídòng)左移动第六十四页,共109页。64能使平衡移动的压强变化(biànhuà)必须能改变气体的浓度,而不是外表上的变或不变。等容容器:体积不变,压强增大,但此处的“压强增大〞并未引起浓度的改变,∴平衡不移动(yídòng);等压容器:体积增大,压强减小,反响体系中各物质的浓度发生了改变,所以平衡向分子数增大的方向移动(yídòng)。当“充入无关的气体〞时,〔温度(wēndù)一定〕第六十五页,共109页。65H2(g)+I2(g)2HI(g)到达(dàodá)平衡时,在其他条件不变时加压:平衡向___移动,[H2]____,[HI]____,VH2%______。通入HI:平衡(pínghéng)向_____移动,[H2]____,[HI]____,
VH2
%______。不不变不变第六十六页,共109页。66对于3Fe+4H2OFe3O4+4H2可逆反响,到达(dàodá)平衡后,参加碳,那么平衡向_____移动。保持温度,压强(体积)不变,合成氨反响(fǎnxiǎng)达到平衡时,如下操作不发生移动的是〔〕A.恒压恒温时,充入NH3B.恒温恒容时,充入N2C.恒温恒压时,充入HeD.恒温恒容时,充入He逆向(nìxiànɡ)D例3.例4.第六十七页,共109页。67降温V放V吸升温V吸V放其他条件不变的情况下, 温度升高,平衡(pínghéng)向吸热方向移动; 温度降低,平衡(pínghéng)向放热方向移动。温度的改变(gǎibiàn)对吸热反响影响大〔3〕温度(wēndù)V放V吸∴V放<V吸升高温度平衡向吸热反响方向移动V放V吸∴V放>V吸降低温度平衡向放热反响方向移动
原因:第六十八页,共109页。68合成氨反响T1=350℃时,,T2=450℃,K=0.15.说明(shuōmíng)温度升高,N2的转化率,正反响是吸热,还是放热?例5.减小放热反响(fǎnxiǎng)已知一定温度下合成氨反应:N2+3H22NH3+92.4kJ的热量,在恒温恒容的密闭容器中进行如下实验:①通入1molN2和3molH2,达平衡时放出热量为Q1,②通入2molN2和6molH2,达平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是()A.Q2=2Q1B.Q1<0.5Q2C.Q1<Q2<184.8kJD.Q1=Q2<92.4kJ例6.BC第六十九页,共109页。69〔4〕催化剂加正催化剂V正=V逆V正=V逆加负催化剂t1t2t产物含量使用催化剂催化剂能同等程度的改变正、逆反响速率。因此,它只能(zhīnénɡ)缩短到达平衡的时间,并不影响平衡,即不能改变到达化学平衡状态后的反响混合物的百分组成。第七十页,共109页。70改变反应条件反应速率的变化平衡移动的方向平衡移动的结果V正↑
V逆↑V正↓
V逆↓V正↑
V逆↑正反响(fǎnxiǎng)方向气体(qìtǐ)体积增大的方向吸热(xīrè)的方向减弱C反的增大减弱P的减小减弱T的升高同等程度改变不移动(各组分浓度,转化率不变)C反↑P↓T↑催化剂V正>V逆V增大>V缩小V吸热>V放热第七十一页,共109页。713.平衡移动(yídòng)原理〔勒沙特列原理〕如果改变影响(yǐngxiǎng)平衡的一个条件〔浓度、压强、温度〕,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡移动原理是一条普遍规律。勒夏特列原理适用于所有(suǒyǒu)动态平衡的体系〔化学平衡、溶解平衡、电离平衡等〕,不适用于未到达平衡的体系。“对着干〞第七十二页,共109页。721.不能用勒沙特列原理解释的是〔〕A.参加催化剂有利于SO2的催化氧化反响B.久置的氯水颜色逐渐(zhújiàn)变浅C.对H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系加压,混合气体颜色加深.D.高压有利于合成氨的反响AC2.使H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡体系的,混合气体颜色加深的方法有哪些?练习(liànxí)第七十三页,共109页。73例7.当2NO2N2O4到达平衡时,在其它(qítā)条件不变时加压:平衡向___移动,[NO2]__,[N2O4]__。V(NO2)%____,[N2O4][NO2]____。通入N2O4:瞬间(shùnjiān)平衡向___移动。 [NO2]__,[N2O4]_____。[N2O4][NO2]V(NO2)
%____,→↑↑↓←↑↑↑↑↓第七十四页,共109页。74在密闭容器中进行反响N2+3H22NH3,Q>0;一定温度下到达(dàodá)平衡,假设将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍,那么产生的结果是()①平衡不移动②平衡向正反响方向移动③NH3的百分含量增加④H2的转化率增大⑤到达(dàodá)新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍⑥C(N2)减小⑦C(NH3)新>2C(NH3)原(A)①②③④(B)②③④⑦(C)③④⑤⑥(D)④⑤⑥⑦B例8
.第七十五页,共109页。75在一定温度下,将一氧化碳和水蒸气各1mol置于密闭容器(róngqì)中反响,当 CO+H2O(气)CO2+H2到达平衡以后,测得氢气为,再通入4molCO到达新平衡以后,以下表达错误的选项是〔〕 (A)CO2物质的量大于0.6mol,小于1mol(B)CO的转化率减小 (C)H2的物质的量一定(yīdìng)大于CO2的物质的量(D)H2的物质的量与CO2的物质的量相等例9
.C第七十六页,共109页。76已建立化学平衡的可逆反响A+B3C。改变条件,使化学平衡向正反响方向移动,有关(yǒuguān)的正确表达是〔〕A.生成物的百分含量一定增大B.生成物的产量一定增大C.反响物的转化率都增大D.反响物的百分含量都降低E.生成物的浓度一定增大B例10.第七十七页,共109页。77一个真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到200℃时发生了反响(fǎnxiǎng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),反响(fǎnxiǎng)到达平衡时PCl5的分解率为M%,假设在同一温度和同样容器中最初投入的是2molPCl5,反响(fǎnxiǎng)到达平衡时PCl5的分解率为N%。M与N的关系是()A.M>N B.M<N C.M=N D.无法确定A例11.相当于加压,平衡(pínghéng)逆向移动,故N<M第七十八页,共109页。78在一个(yīɡè)固定体积的密闭的容器中,放入3升X(气)和2升Y(气),在一定条件下发生以下反响:4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)。到达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3,那么该反响方程式中的n值是()(A)3(B)4(C)5(D)6D例12、2+n﹥4+3n﹥5第七十九页,共109页。79化学反响速率化学平衡(huàxuépínghéng)图象第八十页,共109页。80一、图象(túxiànɡ)分析方法:1、认准(rènzhǔn)横坐标和纵坐标的意义2、看清曲线(qūxiàn)的起点位置及曲线(qūxiàn)的变化趋势3、准确把握各特殊点包括原点、曲线的拐
点、最高点等各点的含义4、认准某些关键数据在解题中的特定作用第八十一页,共109页。811.n(或c)—t图象(túxiànɡ)分类(fēnlèi)讨论2.v—t图象(túxiànɡ)3.v—P〔或T〕图象4.转化率(或m%)—P〔或T〕图象5.转化率〔或m%〕—t图象第八十二页,共109页。821.n(或c)—t图象(túxiànɡ)例1、某温度下,在体积为5L的容器中,A、B、C三种物质物质的量随着时间(shíjiān)变化的关系如下图,那么该反响的化学方程式为___________________________D2A3B+C第八十三页,共109页。83例2.可逆反应2A(g)B(g)+Q,从开始至平衡后改变
某一外界条件使平衡发生了移动至重新平衡,该
过程中各物质的浓度(用c表示)随时间变化情况如
图所示,试分析各图,指出导致平衡移动的因素
和平衡移动的方向:cA’cB’ctA.cAcBctB.cAcBctC.cAcBcA’cB’ctD.cAcBcA’cB’cA’cB’T←P
→P
←移去生成物
→第八十四页,共109页。84t1__________t2__________t3__________t4__________t5__________增大(zēnɡdà)N2或H2的浓度减小NH3的浓度(nóngdù)增大(zēnɡdà)压强降低温度使用催化剂对于反应N2+3H22NH3
+Q
,分析下图,确定t1—t5各点所改变的条件分别是什么?
例3.2.速率—时间图象
第八十五页,共109页。85例4.以下图是可逆反响A+2B2C+3D的化学反响速率和化学平衡,随外界(wàijiè)条件改变而变化的情况。由图可推断:⑴正反响是反响,〔填放热或吸热〕⑵假设A、B是气体,那么(nàme)C的状态是,D的状态是。v正v正反应速率0降温加压时间v逆v正v逆v逆放热气态(qìtài)非气态第八十六页,共109页。863、速率—压强(yāqiáng)〔或温度〕图象例5.以下各图是温度或压强对反响(fǎnxiǎng)2A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)-Q的正逆反响(fǎnxiǎng)速率的影响,其中正确的图象是〔〕ABCDV正V正V正V正V逆V逆V逆V逆ADTTPPVVVV第八十七页,共109页。87T↑←正反响(fǎnxiǎng)放热第八十八页,共109页。88判断正反响是吸热(xīrè)还是放热?T1﹥T212T↑→正反响(fǎnxiǎng)吸热A4、转化率(或质量(zhìliàng)分数等)
—压强、温度图象第八十九页,共109页。89T↑→正反响(fǎnxiǎng)吸热第九十页,共109页。90T↑←正反响(fǎnxiǎng)放热第九十一页,共109页。91正反响(fǎnxiǎng)热a
b吸>AT↑→P↑→第九十二页,共109页。92例6.化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如下图是A的转化率同压强、温度的关系,分析(fēnxī)图可以得出的正确结论是〔〕A.正反响吸热,m+n>p+q
B.正反响吸热,m+n<p+q
C.正反响放热,m+n>p+q
D.正反响放热,m+n<p+qA第九十三页,共109页。9312T2﹥T1T↑→正反响(fǎnxiǎng)吸热5、转化率—时间(shíjiān)曲线第九十四页,共109页。94例7.对于反响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根据图象(túxiànɡ)填空:正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)m+n___p+qm+n___p+qm+n___p+q放热><=第九十五页,共109页。955、物质百分含量—时间(shíjiān)曲线正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)m+n___p+q放热吸热>例8.对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),
根据图象填空:第九十六页,共109页。966、物质的百分含量(hánliàng)—压强—温度曲线例9.对于反响(fǎnxiǎng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根据图象填空:m+n___p+qm+n___p+qm+n___p+q正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)正反响为_____反响正反响为_____反响><<吸热吸热放热第九十七页,共109页。97例10.对于(duìyú)反响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根据图象填空:m+n___p+qm+n___p+qm+n___p+q正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)正反响(fǎnxiǎng)为_____反响(fǎnxiǎng)正反响为_____反响><<放热吸热吸热第九十八页,共109页。98例11.左图表示mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q,在不同温度下经过(jīngguò)一定时间混合体系中C的质量分数与温度T的关系;右图表示在一定条件下到达平衡〔v正=v逆〕后t时刻改变影响
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