人教版高中化学选修4第2章2.3化学平衡2课件
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第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第2课时\n化学平衡状态的特征(1)动:动态平衡(2)等:正反应速率=逆反应速率(3)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。(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新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,旧的化学平衡将被破坏,并建立起新的平衡状态。\n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。化学平衡移动的概念:研究对象:已建立平衡状态的体系平衡移动的标志:1、反应混合物中各组分的浓度发生改变2、V正≠V逆\n一、浓度对化学平衡的影响:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(硫氰化铁)增加Fe3+或SCN-的浓度,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,故红色加深。1.增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动;小结:2.减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;3.减小反应物浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动.\nt2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)V(molL-1S-1)0平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ增大反应物浓度速率-时间关系图:原因分析:增加反应物的浓度,V正>V逆,平衡向正反应方向移动;\n当减小反应物的浓度时,化学平衡将怎样移动?速率-时间关系图:结论:减小反应物的浓度,V正<V逆,平衡向逆反应方向移动;讨论:\n\n1.结论:在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度(或减少生成物的浓度),平衡向正反应方向移动;反之,增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度),平衡向逆反应方向移动。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。一、浓度对化学平衡的影响:2.意义:\n3、浓度对化学平衡移动的几个注意点①对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作一个常数,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。②只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。③反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。\n二、压强对化学平衡的影响:N2十3H22NH3NH3%随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。实验数据:解释:说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数不一样,平衡向着体积缩小的方向移动加压→体积缩小→浓度增大→正反应速率增大逆反应速率增大→V正>V逆→平衡向正反应方向移动。压强(MPa)15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4\n1.先决条件:2.结论: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。体积缩小:即气体分子数目减少体积增大:即气体分子数目增多说明:\nV正=V逆V正V逆t1t(s)V(molL-1S-1)0t2V”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)\n二、压强对化学平衡的影响:aA(g)+bB(g)cC(g)\n思考:对于反应H2O+COH2+CO2如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动?高温催化剂速率-时间关系图:V(molL-1S-1)T(s)0V正=V逆V’正=V’逆增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样,V’正=V’逆,平衡不移动。t2\n三、温度对化学平衡的影响:2NO2N2O4+57KJ(红棕色)(无色)在其它条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应方向移动。降低温度,平衡向放热反应方向移动。1.结论:2.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.\nV正=V逆V正V逆t1t(s)V(molL-1S-1)0t2V”正=V”逆V’逆V’正升高温度(正反应是吸热反应)3.速率-时间关系图:2NO2N2O4\n三、温度对化学平衡的影响:\n四、催化剂对化学平衡的影响:同等程度改变化学反应速率,V’正=V’逆,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。V(molL-1S-1)V正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆催化剂对可逆反应的影响:\n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V正≠V逆。平衡移动的本质:化学平衡为动态平衡,条件改变造成V正≠V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、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。\nBaCO3+Na2SO4=BaSO4↓+Na2CO3反应发生彻底的原因?讨论用平衡移动的原理解释:\n解化学平衡图像题的技巧1、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。3、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。5、看是否需要辅助线。\n(A)达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大(B)平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动(D)化学方程式中一定有n>p+q例3、可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)。反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是()B二、转化率(或产率、百分含量等)-时间图象\n可采取的措施是()A、加入催化剂B、增大Y的浓度C、降低温度D、增大体系压强A练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g);△H=QkJ/mol的反应过程。若使a曲线变为b曲线,\n2、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图,下列叙述正确的是()A、正反应吸热,L是气体B、正反应吸热,L是固体C、正反应放热,L是气体D、正反应放热,L是固体或液体C\n例4、在可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);△H<0中m、n、p为系数,且m+n>p。分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度t℃、压强P关系正确的是()三、百分含量(转化率或产率)--压强(或温度)图象B\n1.如图所示,反应:X(气)+3Y(气)2Z(气);△H<0。在不同温度、不同压强(P1>P2)下达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为()C\n2、mA(s)+nB(g)qC(g);ΔH<0的可逆反应,在一定温度下的密闭容器中进行,平衡时B的体积分数V(B)%与压强(P)关系如下图所示,下列叙述正确的是()A、m+n<qB、n>qC、X点时的状态,V正>V逆D、X点比Y点混和物的正反应速率慢BC\n例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的v—t图象,我们知道v=Δc/Δt;反之,Δc=v×Δt。请问下列v—t图象中的阴影面积表示的意义是()CA、从反应开始到平衡时,该反应物的消耗浓度B、从反应开始到平衡时,该反应物的生成浓度C、从反应开始到平衡时,该反应物实际减小的浓度\n温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知()。A、P1>p2,n>2B、P1>P2,n<2C、P1<P2,n<2D、P1<P2,n>3P1曲线先达平衡,说明压强大且反应速率大,故P1>P2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n>2。故本题答案是A。\n例题:可逆反应:aX(s)+bY(g)cZ(g)+dW(g)达到平衡,混合物中Y的体积分数随压强(P)与温度T(T2>T1)的变化关系如图示。1、当压强不变时,升高温度,Y的体积分数变,平衡向方向移动,则正反应是热反应。2、当温度不变时,增大压强,Y的体积分数变————,平衡向————方向移动,则化学方程式中左右两边的系数大小关系是————————。Y的体积分数压强T1T2小正反应吸大逆反应b<(c+d)\n如可逆反应aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。(1)a+b_____c+d;(2)Q___0。看任一曲线,可知温度升高,A的转化率变大,这说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q<0再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)\n图中的曲线是表示其他条件一定时,反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的是()A.a点B.b点C.c点D.d点C2NO+O22NO2+Q(Q>0)\n化学反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)+Q(Q>0),达到平衡状态时,图2—12中各曲线符合平衡移动原理的是()AC\n1、时间对反应物或生成物的某个量(如转化率、体积分数)的曲线我们以反应2S02(g)+O2(g)=2S03(g)+Q为例去说明,我们用横坐标代表时间,纵坐标代表SO2的转化率,反应刚开始的一瞬间SO2还没有被消耗,S02的转化率为0,随着时间的推移,S02被消耗,其转化率升高,最后达平衡,转化率不变。图2-25代表了在温度为T1而压强为P1的条件下的SO2的转化率对时间的曲线。\n如果该反应是在温度为T2(T2>T1)而压强为P1的条件下反应,则和上面的例子比,温度高,反应速率快,因而应先平衡,又由于该反应是放热反应,则平衡时SO2的转化率低,我们把这两个曲线画在图2—26上,以示区别。\n温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知()。A、P1>p2,n>2B、P1>P2,n<2C、P1<P2,n<2D、P1<P2,n>3P1曲线先达平衡,说明压强大且反应速率大,故P1>p2;再看两横线,P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率,说明增大压强使平衡逆移,故n>2。故本题答案是A。\n2、压强(或温度)对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线我们还是以反应2S02(g)+02(g)=2S03(g)为例来说明。我们用纵坐标代表S02的体积分数,用横坐标代表压强,则在温度为T1的条件下,该反应压强增大,平衡正移,S02的体积分数降低。如在温度T2的条件下(T2>T1),由于升温,平衡逆移,所以压强相同时S02的体积分数相对变高。这样,我们就画出了如图2-28的曲线。\n如可逆反应aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。(1)a+b_____c+d;(2)Q___0。看任一根曲线,可知温度升高,A的转化率变大,送说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即Q<0再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)\n3、速率对时间的曲线分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。反应A(g)+B(g)=C(g)+Q已达平衡,升高温度,平衡逆移,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为( )首先要把握大方向,即升温使正、逆反应速率都变大,所以B不会是答案;再看起点和终点,由于原反应是平衡的(V逆=V正),因而起点相同,又由于再次达到平衡(V正=V逆),因而终点相同,故A不是答案;由于正反应是放热反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲线斜率大,故答案为C。\n一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应:xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·L-1,当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后,测得A浓度为0.3mol·L-1,则下列叙述正确的是()A.平衡向正反应方向移动B.x+y>zC.C的体积分数降低D.B的转化率提高BC
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