《化学平衡》课件

第三节化学平衡一、化学平衡状态（第1课时）20℃时,蔗糖的溶解度是203.9g,其含义是_____时_____水中最多能溶解_____蔗糖;或表示:_____时,______水中溶解_____蔗糖,溶液达__________.20℃100g203.9g20℃100g203.9g饱和饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？固体溶质溶液中的溶质溶解结晶即：溶解速率=结晶速率达到了溶解的平衡状态，溶解平衡状态是一种动态平衡一、可逆反应在同一条件下,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,叫做可逆反应.注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物NH3＋H2ONH3·H2O正反应速率逆反应速率相等时间速率反应仍在进行，但因v正=v逆，四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念—化学平衡状态开始时c(CO)、c(H2O)最大，c(CO2)、c(H2)=0在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO＋H2OCO2＋H2二、化学平衡状态化学平衡状态：就是指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。强调三点前提条件：可逆反应实质：正反应速率=逆反应速率标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变1、化学平衡状态的定义2、化学平衡状态的特征(3)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(2)等：正反应速率=逆反应速率(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。(1)逆：可逆反应；(6)同：条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态。即等效平衡,稍后讨论如何判断可逆反应达到平衡状态？①速率：v正=v逆（即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率）②各组分的浓度保持不变直接3、可逆反应达到化学平衡状态的标志(2)间接标志：①各成分的百分组成不随时间改变而改变②各物质的物质的量不随时间改变而改变③反应混合物的颜色不随时间改变而改变④气体压强不随时间改变而改变⑤气体的密度或平均相对分子质量不随时间改变而改变对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。注意!如：（1）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应:（2SO2+O22SO3）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。（2）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：H2（g）+I2(g)2HI（g）不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。【例１】在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2AC重要题型：【例2】下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B【例3】下列说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达平衡状态的是()ACA.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BC课堂练习（1）混合气体的颜色不再改变（）（2）混合气体的平均相对分子质量不变（）（3）混合气体的密度不变（）（4）混合气体的压强不变（）（5）单位时间内消耗2molNO2的同时生成1molO2（）(6)O2气体的物质的量浓度不变（）1.在固定容积的密闭容器中发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)该反应达到平衡的标志是：(1)容器内N2、H2、NH3三者共存(2)容器内N2、H2、NH3三者浓度相等(3)容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2(4)混合物质量不随时间的变化而变化(5)容器内压强不随时间的变化而变化(6)容器内密度不再发生变化(7)容器内的平均摩尔质量不再发生变化2.能够说明N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：3、在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应mA(气)+nB(气)==pC(气)+qQ(气)当m、n、p、q为任意整数时，下列说法表明该反应一定达平衡的是（）①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率Va:Vb:Vc:Vd=m:n:p:q⑥单位时间内mmolA断键反应，同时pmolC也断键反应（A）③④⑤⑥（B）②③④⑥（C）①③④⑤（D）①③④⑥B【复习巩固】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A的分解速率是C的分解速率的一半④A、B、C的质量分数不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2②⑧第三节化学平衡（第2课时）【复习】化学平衡状态的定义（化学反应的限度）一定条件下，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。化学平衡的特征：逆等动定变——可逆反应（或可逆过程）——V正=V逆（不同的平衡对应不同的速率）——动态平衡。达平衡后，正逆反应仍在进行(V正=V逆≠0）——平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）——条件改变，平衡发生改变定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正≠V逆V正=V逆≠0条件改变平衡1不平衡平衡2建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆≠0′′一定时间化学平衡的移动′′【思考与交流】有哪些条件能改变化学平衡呢？影响化学平衡状态的因素：实验2-5滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴NaOHCr2O72-（橙色）+H2OCrO42-（黄色）+2H+1、浓度对化学平衡的影响（P27）溶液橙色加深溶液黄色加深•实验探究(P27实验2－6)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl(血红色)A.加少量FeCl3，红色加深；B.加少量KSCN，红色加深；(无色)(黄色)(无色)C.加少量KCl固体呢？Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(硫氰化铁)注：对于离子反应，只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。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。Fe3++3OH-Fe(OH)3↓思考——加少量NaOH，溶液颜色有何变化。有红褐色沉淀生成，溶液红色变浅浓度对化学平衡的影响结论：在其他条件不变时，增大反应物或减小生成物的浓度化学平衡向正反应方向移动减小反应物或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动平衡向右移动平衡向左移动原因分析:运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识，解释浓度对化学平衡的影响t2V”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：增加反应物的浓度,V正V逆，平衡向正反应方向移动；速率-时间关系图注意：⑴改变浓度一般针对溶液或气体参加的反应，而改变固体物质和纯液体的量，不影响平衡。⑵对于离子反应，只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。⑶对于一般的可逆反应（有两种反应物），增大一种反应物的浓度，会提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率降低。⑷在生产上，往往采用增大容易取得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的利用。2SO2+O22SO31、已知在氨水中存在下列平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-(1)向氨水中加入MgCl2固体，平衡向移动，OH-浓度，NH4+浓度。(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向移动，此时溶液中浓度减小的粒子有。(3)向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向.移动，此时发生的现象是。正反应方向减小增大正反应方向OH-、NH3·H2O、NH3逆反应方向有气体放出2、可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO的浓度有何变化？①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度平衡正向移动，CO浓度增大平衡不移动，CO浓度不变平衡逆向移动，CO浓度减小解析：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。3、已知氯水中存在如下平衡：Cl2+H2OHCl+HClO。常温下，在一个体积为50mL的针筒内吸入40mL氯气后，再吸入10mL的水。写出针筒中可能观察到的现象。若将此针筒长时间放置，又可以看到何种变化？试用平衡的观点加以解释。气体体积缩小，溶液呈浅黄绿色。气体体积继续减小，气体和溶液均变成无色。因为氯水中存在平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，又由于HClO不断分解：2HClO==2HCl+O2↑，平衡右移，最终Cl2耗尽全部转化为O2，由总反应式2Cl2+2H2O==4HCl+O2↑，可知气体体积减小至20mL。材料分析：450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据压强/MPaNH3/%12.059.21016.43035.56053.610069.4结论: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，会使平衡向着气体体积增大的方向移动。2、压强对化学平衡的影响：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1体积3体积2体积二、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。69.453.635.516.49.22.0NH3%10060301051压强(MPa)先决条件：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：平衡向气体分子数目减少的方向体积增大：平衡向气体分子数目增多的方向说明:V正=V逆V正V逆t1t（s）V（molL-1S-1）0t2V”正=V”逆V’逆V‘正增大压强速率-时间关系图：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+bc+d压强对化学平衡的影响aA(g)+bB(g)cC(g)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增大压强，体积减小，浓度同等程度增大，颜色变深，但平衡不移动.2、压强对化学平衡的影响[注意]①对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；2HI(g)H2(g