人教版化学选修四2.3《化学平衡》课件-(共81张PPT)

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第二节化学平衡第一课时阅读课本37-38页:1、化学平衡主要研究的对象是什么?2、什么样的反应是可逆反应?3、以蔗糖的溶解为例,说明溶解平衡状态是怎么样建立的?一、化学平衡的建立例:蔗糖溶于水未溶的溶质已溶的溶质V溶解V结晶当V溶解=V结晶:溶质达到溶解平衡,溶液饱和。溶解平衡是一个动态平衡。结论:例:某1L密闭容器中,一定温度下,CO与H2O反应:n(CO)=0.01mol,n(H2O)=0.01mol:CO+H2OCO2+H2高温起始:0.010.0100平衡:0.0050.0050.0050.005思考:反应是否已经停止进行?tv0时间反应速率V(正)V(逆)V(正)=V(逆)V(正):物质的消耗速率V(逆):物质的生成速率t1CO+H2O(g)CO2+H2催化剂8000C0.01t1时浓度000.01初始浓度(mol/L)实验事实0.0050.0050.0050.0050.01t2时浓度0.01初始浓度(mol/L)0.0050.0050.0050.00500化学平衡的建立与途径无关结论:二、化学平衡状态1、概念:在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。②.从正或逆反应开始,都可达到平衡状态。等:2、特征:V正=V逆逆:①.可逆反应,V正=V逆≠0动:动态平衡各组分的浓度保持不变,各组分的质量分数不变。定:变:化学平衡状态是在一定条件下建立的,当条件改变时,化学平衡将被破坏,在新的条件下建立新的化学平衡。三、本质:V正=V逆≠0练习:1.可逆反应达到平衡的主要特征是()A.反应停止了B.正、逆反应的速率均为零D.正、逆反应的速率相等C.正、逆反应还在进行D2.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应下列不正确的是()A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B.随着反应的进行,正反应的速率逐渐减少,最后为零C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变B①、速率:直接标志四、平衡状态的标志:v正=v逆保持不变②、含量:④各物质的物质的量,物质的量浓度不随时间的延长而改变。间接标志③混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均分子量不随时间的延长而改变。不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡状态的标志,取决于该物理量在平衡前、后是否发生变化。若是则可;否则,不行。注意:平衡状态的判断•正、逆反应速率的关系•1)在单位时间内消耗了mmolA,同时生成了mmolA;•2)在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC;•3)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q;•4)在单位时间内生成了nmolB,同时消耗了qmolD。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)v正=v逆,平衡v正=v逆,平衡未达到平衡时也符合此关系均指v逆,不一定平衡(一正一负,符合系数)平衡状态的判断•恒温、恒容时,压强:•1)m+n≠p+q时,压强保持不变•2)m+n=p+q时,压强保持不变•混合气体的平均相对分子质量(Mr)•1)m+n≠p+q时,Mr一定•2)m+n=p+q时,Mr一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡不一定(“变”的不变)平衡状态的判断•1)其它条件不变时,如体系的温度一定•2)体系的颜色不再变化•3)体系的密度一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡3.在一定条件下,可逆反应:2AB+3C,在下列四种状态时属于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率A.v(A)=2mol/(L·s)v(A)=2mol/(L·s)B.v(A)=2mol/(L·s)v(B)=1.5mol/(L·s)C.v(A)=2mol/(L·s)v(B)=2mol/(L·s)D.v(A)=60mol/(L·min)v(C)=1.5mol/(L·s)AD4.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)C5.一定温度下,反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内反应nmolA的同时生成nmol的DC.容器内的总压强不随时间的变化而变化B.单位时间内生成2nmolC的同时生成nmol的BD.单位时间内生成nmolA的同时生成nmol的BBC6.反应:2SO2+O2SO3正反应是放热反应,达到平衡状态时,下列说法中正确的是()A.容器内压强不随时间变化B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2:1:2C.SO2和O2不再化合成SO3D.使用催化剂V正、V逆都发生变化,但变化的倍数相等AD7.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()A、混合气体的压强B、混合气体的密度C、气体的平均相对分子质量D、气体的总物质的量若A为气体,则选()BCACD若改为A(g)+B(g)C(g)+D(g),则选()无小结1、化学平衡状态的定义前提条件实质标志2、化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变、同3、达到平衡状态的标志(1)V正=V逆(2)各组分的含量不变(一正一负,符合系数)(“变”的不变)第二课时【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(用同一物质浓度表示)——动态平衡。(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,平衡发生改变强调在平衡状态时存在的(1)现象与本质:V正=V逆是达到平衡状态的本质,各组成成分的含量不变为表面现象;(2)动与静:正反应和逆反应不断进行,而各组分的含量保持不变;(3)内因和外因:条件改变时,V正≠V逆,平衡被打破,外界条件一定时,V正=V逆,平衡建立。[课前练习]•在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是()①C生成的速率与C分解的速率相等;②单位时间内生成mmolA,同时生成3mmolB;③A、B、C的浓度不再变化;④A、B、C的分子数之比为1:3:2;⑤单位时间内生成3mmolB,同时生成2mmolC;⑥容器内的总压强不随时间变化A、①③⑤⑥B、①②③⑤⑥C、①⑤D、全部A(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2nmolNO2的同时生成2nmolO2()(6)O2气体的物质的量浓度不变()在固定体积的的密闭容器中发生反应:(红棕色)2NO22NO(无色)+O2该反应达到平衡的标志是:[课前练习]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′′一定时间三、化学平衡的移动′′1、化学平衡移动的定义:研究对象本质原因平衡v正=v逆改变条件速率不变:平衡不移动速率改变程度相同(v正=v逆):平衡不移动程度不同v正>v逆,平衡向正反应方向移动v正<v逆,平衡向逆反应方向移动2、化学平衡移动方向的判断:浓度【回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪些?化学反应速率温度压强催化剂也就是通过改变哪些条件来打破旧平衡呢?【思考与交流】有哪些条件能改变化学平衡呢?滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴NaOHCr2O72-(橙色)+H2OCrO42-(黄色)+2H+编号步骤K2Cr2O7溶液12滴加3~10滴浓H2SO4滴加10~20滴浓6mol/LNaOH溶液橙色加深溶液黄色加深结论:增加生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。3、影响化学平衡的条件(1)浓度对化学平衡的影响实验2~5分析过程:实验2~6Fe3++3SCN-Fe(SCN)3编号①②步骤1滴加饱和FeCl3滴加1mol/LKSCN现象结论1步骤2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象结论2红色变深红色变深增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动产生红褐色沉淀,溶液红色变浅减小反应物的浓度,平衡向逆反应方向移动(红色)向盛有4滴FeCl3溶液的试管中加入2滴KSCN溶液,溶液呈红色。分析过程: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增大生成物浓度或减小反应物浓度化学平衡向正反应方向移动化学平衡向逆反应方向移动【结论】引起v正>v逆引起v正<v逆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:增加任何一种反应物的浓度,V正V逆,平衡向正反应方向移动【图像分析】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减小反应物浓度速率-时间关系图:当减小反应物的浓度时,化学平衡将怎样移动?减少任何一种反应物的浓度,V正<V逆,平衡向逆反应方向移动《学评》P500vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’(逆)V’(正)V’(正)=V’(逆)增大生成物的浓度0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V’(正)V’(逆)V’(正)=V’(逆)减小生成物的浓度平衡正向移动平衡逆向移动【图像分析】减小生成物浓度增大生成物浓度【图像分析】引起V正V逆引起V逆V正由以上四图可以得出结论:1)改变反应物浓度瞬间,只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间,只能改变逆反应速率2)改变浓度瞬间若v(正)v(逆),平衡向正反应方向移动若v(逆)v(正),平衡向逆反应方向移动3)新旧平衡速率比较:增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率应用: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。思考:可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?()①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度改变条件后能使CO浓度有何变化?①③强调:气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化,纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变,化学平衡不移动三、温度对化学平衡的影响【探究实验3】p28页实验2-72NO2N2O4(红棕色)(无色)△H=-56.9kJ/mol序号实验内容实验现象实验结论(平衡移动方向)温度变化混合气体颜色c(NO2)1将充有NO2的烧瓶放入冷水中2将充有NO2的烧瓶放入热水中红棕色变深红棕色变浅温度降低温度升高变大变小向逆反应方向即吸热方向移动向正反应方向即放热方向移动结论:升高温度,降低温度,平衡向吸热反应方向移动平衡向放热反应方向移动V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(△H0)速率-时间关系图:2NO2N2O4温度对化学平衡的影响(图像)升温升温降温降温注意:A:升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,只是增大的程度不一样,平衡向吸热反应方向移动;B:降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,只是减小的程度不一样,平衡向放热反应方向移动;练习•1、对于反应2X(g)+Y(g)2Z(g)(正反应为放热反应),若升高温度,则能使()A、反应速率不变,Z的产量减少B、反应速率增大,Z的产量减少C、反应速率增大,Y的转化率降低D、反应速率减少,Z的产量增大BC•2、在容积不变的密闭容器中进行如下反应:H2O(g)+C(s)H2(g)+CO(g)∆H0,达到平衡后,改变下列反应条件,相关叙述正确的是()A、加入H2O(g),平衡向正反应方向移动,体系压强减少B、加入少量C,正反应速率增大C、降低温度,平衡向正反应方向移动D、加入CO,H2浓度减小

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