江蘇省南通市第二中學化學選修四《化學平衡》.ppt

,第三節(jié) 化學平衡 一、化學平衡狀態(tài),（第1課時）,20時,蔗糖的溶解度是203.9g,其含義是_時_水中最多能溶解_ _蔗糖;或表示:_時,_水中溶解_蔗糖,溶液達_.,20 ,100g,203.9g,20 ,100g,203.9g,飽和,飽和溶液中溶質的溶解過程完全停止了嗎？,固體 溶質,溶液中 的溶質,溶解,結晶,即：溶解速率 = 結晶速率 達到了溶解的平衡狀態(tài)， 溶解平衡狀態(tài)是一種動態(tài)平衡,一、可逆反應,在同一條件下,既能向正反應方向進 行,同時又能向逆反應方向進行的反應,叫 做可逆反應.,注意：可逆反應總是不能進行到底， 得到的總是反應物與生成物的混合物,正反應速率,逆反應速率,相等,反應仍在進行，但因v正=v逆，四種物質的濃度均保持不變，達到動態(tài)平衡，這就是我們今天要重點研究的重要概念化學平衡狀態(tài),開始時c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0,在容積為1L的密閉容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2,二、化學平衡狀態(tài),化學平衡狀態(tài)：就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。,強調三點,前提條件：可逆反應,實質：正反應速率=逆反應速率,標志：反應混合物中各組分的 濃度保持不變,1、化學平衡狀態(tài)的定義,2、化學平衡狀態(tài)的特征,(3)動：動態(tài)平衡（正逆反應仍在進行）,(5)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。,(2)等：正反應速率=逆反應速率,(4)定：反應混合物中各組分的濃度保持不 變，各組分的含量一定。,(1)逆：可逆反應；,(6)同：條件相同，某一可逆反應無論是從正反應開始還是從逆反應開始，最終均可達到同一平衡狀態(tài)。,即等效平衡,稍后討論,如何判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？,3、可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志,(2)間接標志： 各成分的百分組成不隨時間改變而改變 各物質的物質的量不隨時間改變而改變 反應混合物的顏色不隨時間改變而改變 氣體壓強不隨時間改變而改變 氣體的密度或平均相對分子質量不隨時 間改變而改變,對于不同類型的可逆反應，某 一物理量不變是否可作為平衡已到達 的標志，取決于該物理量在平衡到達 前（反應過程中）是否發(fā)生變化。若 是則可；否則，不行。,注意!,如： （1）對于反應前后的氣體物質的分子總數(shù)不相等的可逆反應: （2SO2+O2 2SO3） 來說，可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質的量是否隨著時間的改變而改變來判斷是否達到平衡。,（2）對于反應前后氣體物質的分子數(shù)相等的可逆反應： H2（g）+I2(g) 2HI（g） 不能用此標志判斷平衡是否到達，因為在此反應過程中，氣體的總壓、總體積、總物質的量都不隨時間的改變而改變。,【例】 在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是（ ） A. C的生成速率與C分解的速率相等 B. 單位時間內生成nmolA,同時生成3nmolB C. A、B、C的濃度不再變化 D. A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2,AC,重要題型：,【例2】 下列說法中可以充分說明反應: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（ ） 反應容器內壓強不隨時間變化 B. P和S的生成速率相等 C. 反應容器內P、Q、R、S四者共存 D. 反應容器內總物質的量不隨時間而 變化,B,【例3】下列說法可以證明反應N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)已達平衡狀態(tài)的是( ),AC,A.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵形成,B.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂,C.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵斷裂,D.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵形成,【例4】在一定溫度下的恒容容器中,當 下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應: A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣) 已達平衡狀態(tài)的是 ( ) A. 混合氣體的壓強 B. 混合氣體的密度 C. B的物質的量濃度 D. 氣體的總物質的量,B C,課堂 練 習,（1）混合氣體的顏色不再改變 （ ）,（2）混合氣體的平均相對分子質量不變（ ）,（3）混合氣體的密度不變 （ ）,（4）混合氣體的壓強不變 （ ）,（5）單位時間內消耗2molNO2的同時 生成1molO2 （ ）,(6) O2氣體的物質的量濃度不變 （ ）,(1)容器內N2、H2、NH3三者共存,(2)容器內N2、H2、NH3三者濃度相等,(3) 容器內N2、H2、NH3的濃度比恰為 1:3:2,(4)混合物質量不隨時間的變化而變化,(5)容器內壓強不隨時間的變化而變化,(6)容器內密度不再發(fā)生變化,(7)容器內的平均摩爾質量不再發(fā)生變化,2.能夠說明 N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)反應在密閉容器中已達到平衡狀態(tài)的是 ：,B,【復習鞏固】在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達到平衡的標志的是( ) C的生成 速率與C的分解速率相等 單位時間內生成amolA,同時生成3amolB A的分解速率是C的分解速率的一半 A、B、C的質量分數(shù)不再變化 混合氣體的總壓強不再變化 混合氣體的物質的量不再變化 單位時間內消耗amolA,同時生成 3amolB A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2,影響化學平衡的條件,第三節(jié) 化學平衡,（第2課時）,【復習】化學平衡狀態(tài)的定義（化學反應的限度） 一定條件下，可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。,化學平衡的特征： 逆 等 動 定 變,可逆反應（或可逆過程） V正 =V逆（不同的平衡對應不同的速率） 動態(tài)平衡。達平衡后，正逆反應仍在進行(V正=V逆0） 平衡時，各組分濃度、含量保持不變（恒定） 條件改變，平衡發(fā)生改變,定義：可逆反應中，舊化學平衡的破壞，新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動。,V正V逆,V正=V逆0,條件改變,平衡1 不平衡 平衡2,建立新平衡,破壞舊平衡,V正=V逆0,一定時間,化學平衡的移動,【思考與交流】有哪些條件能改變化學平衡呢？,影響化學平衡狀態(tài)的因素：實驗2-5,滴加310滴濃硫酸,滴加1020滴NaOH,Cr2O72-（橙色）+H2O CrO42-（黃色）+2H+,1、濃度對化學平衡的影響（P27）,溶液橙色加深,溶液黃色加深,實驗探究(P27實驗26) FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,(血紅色),A.加少量FeCl3，紅色加深；,B.加少量KSCN，紅色加深；,(無色),(黃色),(無色),C.加少量KCl固體呢？,注：對于離子反應，只能改變實際參加反應的離子的濃度才能改變平衡。,增加Fe3+ 或 SCN-的濃度，平衡向生成Fe(SCN)3的方向移動，故紅色加深。,Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3,思考加少量NaOH，溶液顏色有何變化。,有紅褐色沉淀生成，溶液紅色變淺,濃度對化學平衡的影響結論：,在其他條件不變時， 增大反應物或減小生成物的濃度 化學平衡向正反應方向移動 減小反應物或增大生成物的濃度 化學平衡向逆反應方向移動,平衡向右移動,平衡向左移動,原因分析:,運用濃度對化學反應速率的影響以及化學平衡的建立等知識，解釋濃度對化學平衡的影響,t2,V”正 = V”逆,V逆,V,正,t3,V正= V逆,V正,V逆,t1,V（molL-1S-1）,0,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),增大反應物濃度,速率-時間關系圖：,增加反應物的濃度, V正 V逆，平衡向正反應方向移動；,速率-時間關系圖,注意： 改變濃度一般針對溶液或氣體參加的反應，而改變固體物質和純液體的量，不影響平衡。 對于離子反應，只能改變實際參加反應的離子的濃度才能改變平衡。 對于一般的可逆反應（有兩種反應物），增大一種反應物的濃度，會提高另一種反應物的轉化率，而本身的轉化率降低。 在生產上，往往采用增大容易取得或成本較低的反應物濃度的方法，使成本較高的原料得到充分的利用。,2SO2 + O2 2SO3,1、已知在氨水中存在下列平衡：,NH3 + H2O,NH3 H2O,NH4+ + OH-,(1)向氨水中加入MgCl2固體，平衡向 移動， OH-濃度 ，NH4+濃度 。,(2)向氨水中加入濃鹽酸，平衡向 移動， 此時溶液中濃度減小的粒子有 。,(3)向氨水中加入少量NaOH固體，平衡向 .移動，此時發(fā)生的現(xiàn)象是 。,正反應方向,減小,增大,正反應方向,OH-、NH3H2O、NH3,逆反應方向,有氣體放出,課堂練習,2、可逆反應C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)在一定條件下達到平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否引起平衡移動？CO的濃度有何變化？,增大水蒸氣濃度 加入更多的碳 增加H2濃度,平衡正向移動，CO濃度增大,平衡不移動，CO濃度不變,平衡逆向移動，CO濃度減小,解析：增加固體或純液體的量不能改變其濃度，也不能改變速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移動。,3、已知氯水中存在如下平衡： Cl2+H2O HCl+HClO。常溫下，在一個體積為50mL的針筒內吸入40mL氯氣后，再吸入10mL的水。寫出針筒中可能觀察到的現(xiàn)象。若將此針筒長時間放置，又可以看到何種變化？試用平衡的觀點加以解釋。,材料分析：,結論:,在其它條件不變的情況下，增大壓強，會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動；減小壓強，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。,2、壓強對化學平衡的影響：,1體積,3體積,2體積,二、壓強對化學平衡的影響：,NH3%隨著壓強的增大而增大，即平衡向正反應的方向移動。,實驗數(shù)據：,解釋：,說明：增大壓強,正逆反應速率均增大，但增大倍數(shù) 不一樣，平衡向著體積縮小的方向移動,加壓,體積縮小,濃度增大,正反應速率增大 逆反應速率增大, V正V逆,平衡向正反應方向移動。,先決條件：,結論：,反應體系中有氣體參加且反應 前后總體積發(fā)生改變。 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+d,對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的化學反應，在其它條件不變的情況下，增大壓強，會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動，減小壓強，會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。,體積縮?。浩胶庀驓怏w分子數(shù)目減少的方向 體積增大：平衡向氣體分子數(shù)目增多的方向,說明:,V（molL-1S-1）,0,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,增大壓強,速率-時間關系圖：,aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+d,壓強對化學平衡的影響,aA(g)+bB(g) cC(g),思考：對于反應 H2O+CO H2+CO2 如果增大壓強,反應速率是否改變,平衡是否移動？,高溫,催化劑,速率-時間關系圖：,V正= V逆,增大壓強,正逆反應速率均增大，但增大倍數(shù)一樣， V正= V逆，平衡不移動。,t2,增大壓強，體積減小，濃度同等程度增大，顏色變深，但平衡不移動.,2、壓強對化學平衡的影響,注意 對于反應前后氣體總體積相等的反應，改變壓強對平衡無影響；,平衡混合物都是固體或液體的，改變壓強不能使平衡移動； 壓強的變化必須改變混合物濃度（即容器體積有變化）才能使平衡移動。,2、壓強對化學平衡的影響,判斷壓強引起平衡移動的思路： 壓強如何改變?壓強變化是否引起體積變化？ 若體積變化則濃度發(fā)生改變 濃度改變則引起速率的變化 速率變化后，若導致V正 V逆時平衡移動 若V正 = V逆時，則平衡不移動,增大壓強對下列兩個化學平衡的影響圖象分析,t1,t2,t3,t2,大的大增、小的小增；大的大減、小的小減,t1,2NO2(g) N2O4(g),(2體積，紅棕色),(1體積，無色),討論1當加壓氣體體積縮小時，混合氣體顏色先變深是由于 ， 后又逐漸變淺是由于 ； 當減壓氣體體積增大時，混合氣體顏色先變淺是由于 ， 后又逐漸變深是由于 。,NO2濃度增大,NO2濃度減小,平衡向正反應方向移動,平衡向逆反應方向移動,思考與交流,2NO2(g) N2O4(g),(2體積，紅棕色),(1體積，無色),思考與交流,P2 P3 P1,P1 P3 P2,討論2 試比較以下三種狀態(tài)下的壓強關系： 改變壓強前混合氣體壓強P1； 改變壓強后瞬時氣體壓強P2； 改變壓強達新平衡后混合氣體壓強P3。 加壓： ； 減壓： 。,正向移動,不移動,逆向移動,逆向移動,不移動,思考：對于反應和，增大壓強時，平衡沒有移動，但正逆反應速率有無變化？如何變化？,課堂練習,5、一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應： m A (g) + n B (g) p C (g),達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來 的1/2，達到平衡時，C的濃度為原來的1.8倍，則下列說法正確的是（ ）,A、m + n p B、A 的轉化率降低 C、平衡向正反應方向移動 D、C的體積分數(shù)增加,B,課堂練習,不移動,逆向移動,6、向平衡體系中3H2 (g) +N2 (g) 2NH3 (g) 恒容時，充入Ne ，則平衡_； 恒壓時，充入Ne ，則平衡_。,3、溫度對化學平衡的影響(P30),實驗探究(實驗27) 2NO2(g) N2O4(g) H=-56.9kJ/mol,(紅棕色),(無色),結論：在其它條件不變的情況下，升高溫度，平衡向著吸熱反應方向移動；降低溫度，平衡向著放熱反應方向移動。,(紅棕色),(無色),討論A：混和氣體受熱顏色變深，說明 ； 。 B：混和氣體遇冷顏色變淺，說明 ； 。,NO2濃度增大,平衡向逆反應方向移動,NO2濃度減小,平衡向正反應方向移動,分析 A：混和物受時，速率均增大，但V(吸) V(放) ， 故平衡向吸熱反應方向移動； B：混和物遇冷，速率均減少，但V(吸) V(放) ， 故平衡向放熱反應方向移動；,2NO2 N2O4,H=-56.9kJ/mol,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,升高溫度,速率 | 時間關系圖,溫度對化學平衡的影響,升溫對吸熱反應有利、降溫對放熱反應有利,(紅棕色),(無色),思考與交流,討論 試比較以下三種狀態(tài)下的溫度關系： 改變溫度前混合氣體溫度T1； 改變溫度后瞬時氣體溫度T2； 改變溫度達新平衡后混合氣體溫度T3。 升溫： ； 降溫： 。,T2 T3 T1,T1 T3 T2,練習,在高溫下，反應 (正反應為吸熱反應）要使混合氣體顏色加深，可采取的方法是,A、減小壓強,B、縮小體積,C、升高溫度,D、增大H2濃度,( B C ),2HBr(g) H2(g) + Br2(g),4、催化劑對化學平衡的影響:,催化劑同等程度改變化學反應速率，V正= V逆，只改變反應到達平衡所需要的時間，而不影響化學平衡的移動。,例：對如下平衡 A(氣) B (氣) 2C (氣) D (固),V正,V逆,0,t1,t2,V正= V逆,t3,正催化劑對化學平衡的影響,V正,V逆,0,t1,t2,V正= V逆,t3,負催化劑對化學平衡的影響,練習,對任何一個平衡體系，采取下列措施一定引起平衡移動的是,A、加入一種反應物,B、增加體系的壓強,C、升高溫度,D、使用催化劑,( C ),向正反應方向移動,向逆反應方向移動,向體積縮小方向移動,向體積增大方向移動,向吸熱方向移動,向放熱方向移動,向減弱這種改變的方向移動,反應物濃度減小,反應物濃度增大,體系壓強減小,體系壓強增大,體系溫度減小,體系溫度增大,減弱這種改變,規(guī) 律,改變一個條件,總結改變反應條件時平衡移動的方向,催化劑對化學平衡無影響，能縮短平衡到達的時間。,化學平衡移動：,化學平衡狀態(tài)1 V正 =V逆 各物質組成一定,化學平衡狀態(tài)2 V正 =V逆 各物質組分含 量達新值,平衡被破壞 V正V逆 各物質組分變化,新的平衡狀態(tài)與舊的平衡狀態(tài)不同在于: 1 V和V數(shù)值不同,可能大也可能小。 2平衡混合物中各物質含量一定發(fā)生變化,可見，要引起化學平衡的移動，必須是由于外界條件的改變而引起V正 V逆。,平衡移動的本質：,化學平衡為動態(tài)平衡，條件改變造成 V正 V逆,平衡移動原理（勒沙特列原理）：,如果改變影響平衡的條件（如濃度、壓強、或溫度）等，平衡就向能減弱這種改變的方向移動。,如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。,(1)適用范圍,適用于任何動態(tài)平衡體系（如：溶解平衡、電離平衡等），