人教版高中化学选修四课件:化学平衡

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溶质(s)溶质(aq)溶解结晶【知识回顾】一、可逆反应1、定义: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。B、只要反应在进行,反应体系中,各组分浓度一定不为零。A、无论正反应或逆反应都不能进行彻底,故反应方程式中用表示。2、可逆反应的反应速率N2+3H22NH3v正:正反应速率。v逆:逆反应速率。﹕﹕vN2耗vH2耗vNH3生=1﹕3﹕2﹕﹕vN2生vH2生vNH3耗=1﹕3﹕2可逆反应中,反应物与生成物共存。第三节化学平衡二、化学平衡状态2SO2+O22SO3起始:2mol1mol可用下图表示:时间21C(O0C(SO3)C(SO2)2)浓度浓度—时间图时间反应速率V正=V逆≠0V正V逆0反应速率—时间图一定条件下可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分浓度保持不变的状态称化学平衡状态。三、化学平衡特征“逆”-----研究的对象为可逆反应。“等”-----平衡时,正反应和逆反应的速率相等。(对同一物质而言,消耗速率和生成速率相等)“动”-----化学平衡是动态平衡,化学反应仍在进行,并未停止。“定”-----平衡时,反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定(即不再发生改变)。“变”-----化学平衡是一定条件下的平衡,当反应条件改变时,反应速率和各组分百分含量会发生改变而使平衡被破坏。“逆”“等”“动”“定”“变”一定温度下,可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是。①单位时间内消耗nmolO2,同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolNO,同时生成nmolNO2③用NO2、NO、O2浓度变化的表示的反应速率的比为2:2:1④NO的体积分数不随时间变化⑤混合气体的颜色不再改变⑥NO2的转化率不随时间变化⑦混合气体的压强不再改变⑧容器内气体密度不随时间变化⑨混合气体的平均分子量不再改变若反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)若反应为:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)讨论:化学平衡状态的判断标准1、本质:v正=v逆2、现象:浓度保持不变1、vA耗=vA生vB耗=vB生vC生=vC耗vD生=vD耗2、vA耗﹕vB生=m﹕n……1、A、B、C、D的浓度不再改变。2、A、B、C、D的分子数(或物质的量)不再改变。3、A、B、C、D的百分含量不再改变。4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变。5、体系温度不再改变。6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。本质现象mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)对m+n≠p+q的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断:1、体系的分子总数(或气体总物质的量)不再改变。2、体系的平均分子量不再改变。3、若为恒容体系,体系的压强不再改变。4、若为恒压体系,体系的密度不再改变。注意:以上几条对m+n=p+q的反应不成立。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)四、有关化学平衡的计算基本思路:列出起始量、转化量、平衡量,再根据题意求解。讨论:将1体积N2和4体积H2放入密闭体积不变的容器中,测得压强为3.03×105Pa,达到平衡后测得含NH3为25%,试求:(1)平衡时N2和H2占平衡混合气体的体积百分比(2)达到平衡时的压强复习可逆反应中正、逆反应的速率变化Vtt1达到平衡V正=V逆≠0V正V逆化学平衡逆:等:动:定:变:对象,即可逆反应本质,即V正=V逆现象,即反应混合物中各组成的浓度保持不变特点,即平衡是动态的而非静止的,正、逆反应同时进行,V正=V逆≠0发展,即条件改变时,可能V正≠V逆,原平衡就要受到破坏五、化学平衡的移动条件改变一定时间后化学平衡的移动一定条件下的化学平衡本质V正=V逆现象各组分浓度保持一定平衡被破坏V正≠V逆各组分浓度保持新的一定新条件下的化学平衡V正’=V逆’化学平衡的移动:可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程。条件改变化学平衡不移动V正V逆:化学平衡逆向移动V正V逆:化学平衡正向移动V正=V逆:V正≠V逆:【实验探究1】重铬酸钾溶液中加入酸、碱的颜色变化?【实验探究2】硫氰化钾与氯化铁混合溶液中加入氯化铁溶液、硫氰化钾溶液的现象,再加入氢氧化钠溶液呢?FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl六、外界条件对化学平衡的影响Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黄色黄色红色增加反应物浓度条件变化:平衡移动方向:正向移动v正’=v逆’平衡状态2t2t3t1vtv正v逆v正=v逆平衡状态1v正’v逆’1、上述实验中化学平衡状态是否改变?2、能否推知影响化学平衡状态的影响因素?(一)浓度对化学平衡的影响结论:在其他条件不变的情况下:增大反应物浓度(或减小生成物浓度)化学平衡正向移动减小反应物浓度(或增大生成物浓度)化学平衡逆向移动讨论1:对于该反应达到平衡时,按以上方法分析以下情况,化学平衡将如何移动?(1)减小反应物浓度(2)增大生成物浓度(3)减小生成物浓度注意:1、增大反应物浓度(或增大生成物浓度),新旧平衡比较:v正’=v逆’>v正=v逆减小反应物浓度(或减小生成物浓度),新旧平衡比较:v正’=v逆’<v正=v逆2、固体、纯液体(水)浓度为常数,其量的增减不影响v正、v逆故平衡不移动。(不会)思考:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(恒T、V)增大C的用量,平衡会移动吗?(1)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN(2)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN+10mLH2O(3)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL1mol/LKSCN(4)20mL0.01mol/LFeCl3+20mL0.01mol/LKSCN以上四组溶液颜色由深到浅的顺序为。(3)(4)=(1)(2)讨论2:讨论4:已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小,质地更坚固。请用化学方程式表示常用含NaF的牙膏刷牙,能预防龋齿的原因:。讨论3: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”。分析:Cl2溶解于水,存在溶解平衡。溶解的部分Cl2能与水反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO讨论5:在密闭容器中,给CO和水蒸气混合物加热,800时达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),若用2molCO和10molH2O互相混合加热,达平衡时,CO2的物质的量为1.66mol,求CO的转化率是多少?若用2molCO和20molH2O互相混合加热,达平衡时,H2的物质的量为1.818mol,CO的转化率是多少?结论:应用:在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用。增大减小对达化学平衡的反应体系A+BC+D(恒T、V)增加A物质的量:A的转化率B的转化率讨论6:在某容器中,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应达平衡,在温度、容器体积不变的情况下,向容器中充入一定量的H2,当建立新平衡时()A、CO、H2的浓度都比原平衡时小B、CO、H2的浓度都比原平衡时大C、H2O(g)、H2的浓度都比原平衡时大D、H2O(g)、CO的浓度都比原平衡时大C总结:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒T、V↑↓↑↑↓↑↑↓↓↓新旧平衡比较CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%CA↑平衡移动方向瞬间速率变化V’正V正>若①CA↓②Cc↑③Cc↓呢(二)压强对化学平衡的影响结论:在其他条件不变的情况下:增大压强,使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动减小压强,使化学平衡向着气体体积增大的方向移动原因分析:N2+3H22NH3实验证明:T一定时,压强改变对气体体积大(即气体化学计量数大)的一方反应速率影响尤为显著。t2t3v正’v逆’v正’=v逆’v逆tt1vv正v正=v逆t2:增大压强t4t4:减小压强平衡状态1平衡状态2思考:对反应H2+I22HI在压强为P1时,HI%随时间变化如图所示。当压强增大为P2时,图形将如何改变?HI%t注意:1、对反应前后气态物质总体积无变化的可逆反应,压强改变对正、逆反应速率改变倍数相同,因此,平衡不发生移动。但是加压,达平衡快;减压,达平衡慢。2、对只有固态或液态物参与的反应,压强改变对平衡无影响。加压:v正’=v逆’>v正=v逆减压:v正’=v逆’<v正=v逆mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(1)m+n>p+q时(2)m+n<p+q时(3)m+n=p+q时增大压强或减小压强时平衡如何移动?新旧平衡的速率大小比较。总结:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若m+n>p+qP↑平衡正向移动新旧平衡比较:CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%↑↑↑↑↑↑↓↓↑↑结论:在其他条件不变的情况下:增大压强,使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动减小压强,使化学平衡向着气体体积增大的方向移动讨论1:向盛有N2、H2的反应器中充入氦气(1)若为恒温、恒容,充入氦气后平衡如何移动?(2)若为恒温、恒压,充入氦气后平衡如何移动?不移动逆向移动增大增大N2+3H22NH3(恒T、V)起始1mol3mol达平衡状态1改变1增加1mol达平衡状态2改变2增加1mol3mol达平衡状态3平衡状态3与平衡状态1比较:H2的转化率____,N2的转化率____。讨论2:结论: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。1L1L1L加入1molN23molH2再加入1molN23molH2虚拟状态1L2L加压达平衡状态1达平衡状态31、在一密闭恒容容器中充入1molNO2,建立如下平衡:,测得NO2的转化率为a%。在该条件下,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2的转化率为b%。a、b的大小关系为_______________。2NO2N2O4a%b%2、在体积可变的密闭容器中,反应mA(气)+nB(固)pC(气)达到平衡后,压缩容器的体积,发现A的转化率随之降低。下列说法中,正确的是()A.(m+n)必定小于pB.(m+n)必定大于pC.m必定小于pD.n必定大于pC(三)温度对化学平衡的影响结论:在其它条件不变的情况下:升高温度,化学平衡向吸热方向移动;降低温度,化学平衡向放热方向移动。2NO2N2O4红棕色无色实验证明,温度改变对吸热方向反应速率的影响尤为显著。t2t3v吸v放tt1vt4升高温度降低温度v放v吸原因分析:(正反应是放热反应)[实验探究】练习:反应2A(g)2B(g)+E(g)(正反应是吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是:()A.加压B.减压C.减少E的浓度D.降温D总结:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(正反应是放热反应)若T↑平衡逆向移动新旧平衡比较:CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%↑↑↓↓↑↑↓↓↓↓(1)在其他条件不变的情况下:增大反应物浓度(或减小生成物浓度)化学平衡正向移动减小反应物浓度(或增大生成物浓度)化学平衡逆向移动(2)在其他条件不变的情况下: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(3)在其它条件不变的情况下:升高温度,化学平衡向吸热方向移动降低温度,化学平衡向放热方向移动勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如:浓度、压强或温度等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意:1、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。颜色突然加深,然后逐渐变浅,但比原平衡状态时深。讨论:反应2NO2(g)N2O4(g),达平衡后迅速压缩活塞,可观察到什么现象?浓度如何变化?若改为H2+I22HI呢?颜色加深2、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。催化剂的使用能以同等程

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